直流锅炉汽温控制

汽温控制系统过热蒸汽温度和再热蒸汽温度控制第一节过热汽温控制系统一、过热汽温对象特性

主要扰动有四种：（1）燃水比失衡；（2）烟气热量扰动：燃烧器运行方式变化、燃料量变化、燃料种类或成分变化、风量变化等等这些变化最终均反映在烟气热量的变化；（3）蒸汽流量（负荷）扰动；（4）减温水流量扰动。θ++GD(s)GQ(s)GW(s)DQWjG

R(s)WFR=M/W++１．蒸汽流量（负荷）扰动下的汽温特性

(1)静态特性

蒸汽流量对过热器出口温度影响TD(2)动态特性

蒸汽流量扰动下过热汽温响应曲线

tt00DθΔDτD特点：有滞后、有惯性、有自平衡能力，且τD、TD较小τQ2．烟气热量扰动下汽温特性

烟气热量扰动下过热汽温响应曲线

tt00QyθΔQyTQ3．减温水量扰动下的过热汽温特性

减温水扰动下过热汽温响应曲线

τDtt00WjθΔWjTC特点:有迟延、惯性、有自平衡能力的。减温水流量扰动时，汽温反应较慢。

采用减温器作为过热汽温的调节手段时，要求有足够的调节余量，一般在减温水门关死的情况下，锅炉出力最大时，汽温要高于给定值约30－40℃。二、过热汽温一般控制方案

1．控制系统组成

Wjθ1θ2G1(s)G2(s)G(s)θ2θ1tt00WjθΔWj减温器θ1θ3θ2γθ2γθ1PI1PI2KZ蒸汽过热器Ⅰ过热器Ⅱ减温水调节阀串级过热汽温控制系统θ2+－+－U1Wjθ1Gc1(s)Gc2(s)KZ

KuG2(s)G1(s)γθ1γθ2ΔWjU1过热汽温串级控制系统框图2、过热汽温分段控制系统

一级减温器θ3θ4γθ4γθ3PI3PI4KZⅠ段过热器Ⅱ段过热器减温水Wj1θ1θ2γθ2γθ1PI1PI2KZⅢ段过热器二级减温器减温水Wj2过热汽温分段控制系统蒸汽流量D－＋＋＋＋－＋－－＋一级减温器θ3θ4γθ4γθ3PI3PI4KZⅠ段过热器Ⅱ段过热器一级减温水调节阀θ1θ2γθ2γθ1PI1PI2KZⅢ段过热器二级减温器二级减温水调节阀∑Df2(x)f1(x)－按温差控制的过热汽温分段控制系统θ0D第二节直流锅炉过热汽温控制系统

一、常规控制方式

PID1∑1二级减温器前后温差f2(x)蒸汽流量f1(t)燃烧器摆角指令∑2f2(t)总风量＞∑3f3(x)过热度分离器出口压力PID2一级减温器出口温度一级减温水流量指令一级喷水减温控制系统方案PID1∑1末级过热器出口温度f2(x)蒸汽流量f1(t)燃烧器摆角指令∑2f2(t)总风量＞∑3f3(x)过热度末级过热器出口压力PID2末级过热器入口温度二级减温水流量指令二级喷水减温控制系统方案二、其它控制方式

针对直流锅炉的大滞后和非线性时变特性，在目前直流锅炉的过热汽温控制中，采用了一种基于预测控制和自适应控制的控制方法。

+Gc(s)G(s)－－+DYSPY+Gc(s)G(s)－DYSPY内模控制系统

单回路反馈控制系统G’(s)G2(s)G1(s)－DYSPY串级控制系统的内模控制Gc2(s)+Gc1(s)+－+－G2(s)G1(s)－DYSPY一种内模控制形式Gc2(s)+KP1+－+G’1(s)G’1(s)过热器出口温度∑1负荷指令f2(x)测温点附近压力测点×+－f4(x)f4(t)K2∑2∑3过热器入口温度K1PID2f1(x)Ti2SP2PV2f1(t)f2(t)f3(t)对象模型PID1SP1f3(x)PV1KP1－－++喷水调节阀指令

过热汽温控制方案f5(x)＞∑4－+－∑5A汽温导前区汽温惰性区温控系统方框原理图PID1+K+－转换函数过热器出口温度温度设定值负荷指令动态前馈－－－调节阀负荷指令负荷指令测温点附近压力测点压力过热器入口温度减温水汽温惰性区模型比例器K1、调节器PID2和时间函数发生器f1(t)、f2(t)和f3(t)构成了从过热器入口温度（导前汽温）到过热器出口温度这段汽温惰性区域的增益为1的对象数学模型汽温惰性区域对象静态增益K1为过热器出口温度变化量与过热器入口温度变化量之比，故当机组为某一负荷下，过热器入口蒸汽参数为18.5MPa/470℃，其比热容为3.456，过热器出口蒸汽参数为18MPa/540℃，其比热容为2.907，这时在某一低负荷、滑压状态下，过热器入口蒸汽的参数为12MPa/470℃，其比热为2.813，过热器出口蒸汽参数为11.8MPa/540℃，其比热为2.591，这时第三节再热汽温控制一、再热蒸汽温度控制任务

保持再热器出口汽温为给定值。二、再热汽温的影响因素

（1）机组负荷的变化（蒸汽流量变化）对再热汽温有很大的影响；（2）烟气热量变化也是影响再热蒸汽温度的重要因素。

由于再热器是纯对流布置，再热器入口工质状况取决于汽轮机高压缸排汽工况，因而再热汽温的变化幅度较过热汽温大的多。

在各种扰动下，再热汽温的动态响应特性与过热汽温相类似，共有的特点为有迟延、有惯性、有自平衡能力。三、再热汽温度调节手段

改变烟气流量作为主要调节手段，方法有：（1）变化烟气挡板位置，从而改变尾部烟道通过再热器的烟气分流量；（2）改变燃烧器的倾斜角度；（3）采用多层布置圆型燃烧器等方法。喷水减温是辅助调节手段当改变烟气流量已经无法或来不及控制且再热汽温又高于一定值时，则采用自动紧急喷水的方法，以快速降低再热汽温。四、再热汽温控制方案

1.采用烟气挡板调节手段的再热汽温控制系统

燃烧器过热挡板省煤器省煤器低温过热器低温再热器屏式过热器高温过热器高温再热器再热挡板至空气预热器图18烟气挡板控制再热汽温烟道布置示意图f3(x)A图19采用烟气挡板控制再热汽温控制方案主蒸汽流量D再热汽温A∑－±△－K过热挡板f1(x)f2(x)KZK