蒸汽溫度控制系統

過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度控制第一節過熱汽溫系統一、過熱汽溫控制的任務

圖1過熱蒸汽生產流程簡圖過熱汽溫額定值為541℃（主汽壓力為17.3Mpa），在負荷為額定值的60-100%范圍變化時，過熱汽溫不超過額定值的-10－+5℃，長期偏差不允許超過±5℃。對溫度變化的速率進行限制，一般限制在3℃/min內。二、過熱汽溫對象特性

主要擾動有三種：（1）煙氣熱量擾動：燃燒器運行方式變化、燃料量變化、燃料種類或成分變化、風量變化等等這些變化最終均反映在煙氣熱量的變化；（2）蒸汽流量（負荷）擾動；（3）減溫水流量擾動。１．蒸汽流量（負荷）擾動下的汽溫特性

(1)靜態特性

圖2蒸汽流量對過熱器出口溫度影響TD(2)動態特性

圖3蒸汽流量擾動下過熱汽溫響應曲線

tt00DθΔDτD特點：有滯后、有慣性、有自平衡能力，且τD、TD較小τQ2．煙氣熱量擾動下汽溫特性

圖4煙氣熱量擾動下過熱汽溫響應曲線

tt00QyθΔQyTQ

采用減溫器作為過熱汽溫的調節手段時，要求有足夠的調節余量，一般在減溫水門關死的情況下，鍋爐出力最大時，汽溫要高于給定值約30－40℃。第二節過熱汽溫控制方案

一、過熱汽溫調節手段

圖6噴水減溫控制汽溫圖

二、過熱汽溫串級控制系統

1．控制系統組成

Wjθ1θ2G1(s)G2(s)G(s)θ2θ1tt00WjθΔWj三、過熱汽溫分段控制系統

一級減溫器θ3θ4γθ4γθ3PI3PI4KZⅠ段過熱器Ⅱ段過熱器減溫水Wj1θ1θ2γθ2γθ1PI1PI2KZⅢ段過熱器二級減溫器減溫水Wj2圖12過熱汽溫分段控制系統蒸汽流量D－＋＋＋＋－＋－－＋一級減溫器θ3θ4γθ4γθ3PI3PI4KZⅠ段過熱器Ⅱ段過熱器一級減溫水調節閥θ1θ2γθ2γθ1PI1PI2KZⅢ段過熱器二級減溫器二級減溫水調節閥∑Df2(x)f1(x)－圖13按溫差控制的過熱汽溫分段控制系統θ0D第三節舉例一、過熱蒸汽流程

θ2A’一級減溫器二級減溫器θ1初級過熱器分割屏過熱器末級過熱器蒸汽M至汽機M一級減溫水AB’BA’MM二級減溫水AB’B后屏過熱器θ3θ4θ5圖15過熱蒸汽流程圖控制系統切手動的一般原則是：（1）測量信號出現問題；（2）控制偏差大；（3）執行機構出現問題；（4）設備的一些特殊要求。因此，一級減溫控制系統切手動的條件是：(1)導前汽溫θ5信號故障(2)汽溫θ4信號故障(3)蒸汽流量信號故障(4)溫度設定值與實際值偏差大(5)調節閥控制指令與反饋偏差大(6)主燃料跳閘（MFT）(7)汽機跳閘(8)鍋爐負荷低于20％當出現上述條件之一時，切換器T切向NO，強制手動控制。

（2）二級減溫控制系統

二級減溫器出口汽溫NO二級減溫水調節閥PI1A△K∫△K∫∑末級過熱器出口汽溫PI2總風量TA手動切換f(x)燃燒器擺角∑LEADLAG∑LEADLAG主蒸汽流量f(x)圖17二級減溫控制系統出現下列情況時，二級減溫控制系統強制切手動狀態：(1)二級過熱器出口汽溫信號故障(2)二級過熱器噴水后汽溫信號故障(3)蒸汽流量信號故障(4)鍋爐出口溫度設定值與實際值偏差大(5)過熱器二級減溫水A側調節閥控制指令與反饋偏差大(6)MFT(7)汽機跳閘(8)鍋爐負荷低于10％

在各種擾動下，再熱汽溫的動態響應特性與過熱汽溫相類似，共有的特點為有遲延、有慣性、有自平衡能力。三、再熱汽溫度調節手段

改變煙氣流量作為主要調節手段，方法有：（1）改變再循環煙氣流量；（2）變化煙氣擋板位置，從而改變尾部煙道通過再熱器的煙氣分流量；（3）改變燃燒器的傾斜角度；（4）采用多層布置圓型燃燒器等方法。噴水減溫是輔助調節手段當改變煙氣流量已經無法或來不及控制且再熱汽溫又高于一定值時，則采用自動緊急噴水的方法，以快速降低再熱汽溫。四、再熱汽溫控制方案

1.采用煙氣擋板調節手段的再熱汽溫控制系統

燃燒器過熱擋板省煤器省煤器低溫過熱器低溫再熱器屏式過熱器高溫過熱器高溫再熱器再熱擋板至空氣預熱器圖18煙氣擋板控制再熱汽溫煙道布置示意圖f3(x)A圖19采用煙氣擋板控制再熱汽溫控制方案主蒸汽流量D再熱汽溫A∑－±△－K過熱擋板f1(x)f2(x)KZKZ再熱擋板KZ噴水閥△PID1△PID22.采用煙氣再循環調節手段的再熱汽溫控制系統

00主汽流量00t再循環煙氣量VGt主汽壓力t主汽溫度t圖20煙氣再循環裝置圖21煙氣再循環對其他參數的影響3.采用擺動燃燒器調節手段的再熱汽溫控制系統

圖22燃燒器傾角對爐膛出口煙溫的影響

送風量減溫器后再熱汽溫再熱汽溫θ主蒸汽流量A∑1f(x)∑4A∑2∑3再熱噴水調節閥擺動燃燒器△PID2△PID1△PID3第五節舉例

1．燃燒器擺角控制系統

蒸汽流量A∑/nf(x)A側再熱汽溫∑△K∫D角圖24燃燒器擺角控制系統TA手動切換B側再熱汽溫A角B角C角燃燒器擺角控制強制切到手動狀態：(1)再熱器出口汽溫信號故障；(2)蒸汽流量信號故障；(3)再熱器出口蒸汽溫度設定值和實際值偏差大；(4)MFT；(5)汽機跳閘；(6)鍋爐負荷低于30％；(7)執行器位返與指令偏差大。2．再熱汽溫噴水減溫控制系統

NOPI1A△K∫△K∫∑PI2減溫器出口汽溫總風量TA手動切換f(x)減溫水調節閥∑LEADLAG蒸汽流量f(x)NO∑∑/nA側再熱汽溫1A側再熱汽溫2強制關0％圖25再熱汽溫噴水減溫控制系統TA當出現下列情況之一時，A側噴