600MW超临界火力发电机组再热蒸汽控制系统设计课程设计.doc

摘 要 本次设计的题目是00MW超临界机组再热控制系统设计。通过对机组的再热汽温控制系统进行现场实地观察、原理分析、可靠性论证，从而提出保证该系统长期稳定处于协调控制的方案。在大型机组中，新蒸汽在汽轮机高压缸内膨胀做功后，需再送回到锅炉再热器中加热升温，然后再送入汽轮机中、低压缸继续做功。采取蒸汽中间再热可以提高电厂循环热效率，降低汽轮机末端叶片的蒸汽湿度，减少汽耗等。为了提高电厂的热经济性，大型火力发电机组广泛采用了蒸汽中间再热技术。再热蒸汽温度控制的意义与过热蒸汽温度控制一样，是为了保证再热器、汽轮机等热力设备的安全，发挥机组的运行效率，提高电厂的经济性。再热蒸汽温度控制的任务，是保持再热器出口蒸汽温度在动态过程中处于允许的范围内，稳态时等于给定值。在再热蒸汽温度控制中，由于蒸汽负荷是由用户决定的，所以几乎都采用改变烟气流量作为主要控制手段，例如改变再循环烟气流量，改变尾部烟道通过再热器的烟气分流量或改变燃烧器（火嘴）的倾斜角度。本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计。控制系统采用串级控制以提高系统的控制性能，在系统中采用了主控-串级控制的切换装置，使系统可以适用于不同的工作环境。通过使用该系统，可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。 过热蒸汽控制 第一章 引言 1.1 设计课题的目的、意义 1.2 国内外现状及发展趋势 1.2.1 国内背景 1.2.2 国内现状及发展趋势 第二章 再热蒸气控制系统设计方案 5 2.1再热蒸气控制任务 5 2.2再热蒸气控制方法 5 2.2.1执行器的选择 6 2.2.2变送器的选择 8 2.2.3控制器的选择 10 2.3再热蒸气控制总体方案 12 第三章 再热蒸汽温度控制系统 3.1 再热蒸汽温度控制的意义与任务 3.1 再热蒸汽 16 3.3 再热蒸汽温度影响因素 3.4 再热蒸汽温度控制方法手段 3.5 再热蒸汽温度控制 20 心得体会 21 参考文献 2 第一章 引言 1.1 设计课题的目的、意义 再热蒸汽温度控制的目的与过热蒸汽温度控制一样，是为了保证再热器、汽轮机等热力设备的安全，发挥机组的运行效率，提高电厂的经济性。再热蒸汽温度控制的任务，是保持再热器出口蒸汽温度在动态过程中处于允许的范围内，稳态时等于给定值。 随着时代的发展，实现生产过程自动化对国民经济的发展有十分重大的意义。在火力发电厂中实现热力过程自动化后能使机组安全、可靠、经济地运行。实现热力过程自动化具有：（1）提高机组运行的安全可靠性；（2）提高机组运行的经济性；（3）减少运行人员，提高劳动生产率；（4）改善劳动条件等特点。在大型机组中，新蒸汽在汽轮机高压缸内膨胀做功后，需再送回到锅炉再热器中加热升温，然后再送人汽轮机中、低压缸继续做功。采取蒸汽中间再热可以提高电厂循环热效率，降低汽轮机末端叶片的蒸汽湿度，减少汽耗等。为了提高电厂的热经济性，大型火力发电机组广泛采用了蒸汽中间再热技术。因此，再热器出口蒸汽温度的控制成为大型火力发电机组不可缺少的一个控制项目。此外，再热气温如果控制不好，容易造成再热器高温腐蚀，以及联通管泄露等事故，所以再热气温的良好控制至关重要。某电厂在数年的运行中，由于负荷变化频繁，一直存在微量喷水减温器出口的再热蒸汽温度波动大的问题，出现的最大温度变化超过140℃。由于再热气温完全依赖喷水减温调节，使减温器后的蒸汽过热度发生很大的波动，该点的蒸汽过热度最大变化是由150℃快速降到接近饱和蒸汽温度。由于蒸汽温度变化大，且比较频繁，经常出现很大的温度变化率，这使该处的管道经常承受很大的交变热应力，尤其是内壁承受的热应力最大，这样经过一定时间后，就会在管道的环向焊缝内侧产生裂纹，并逐渐向周围、外侧扩散，再进一步恶化就会影响锅炉的安全运行，后果严重。1.2 国内外现状及发展趋势 1.2.1 国内背景火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一。大型火力发电机组在国内外发展很快，我国现以300MW机组为骨干机组，并逐步发展600MW以上机组。目前，国外已经建成单机容量1000MW以上的单元机组。 单元发电机组是有锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群。由于其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作或控制，而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性，因此，大型机组的自动化水平受到特别的重视。目前，采用以分散微机为基础的集散型控制系统（TDCS），组成一个完整的控制、保护、监视、操作及计算等多功能自动化系统。 我国自从70 年代发展125MW 等级的中间再热大型电站锅炉机组以来紧接着有200MW ，300MW 的国产机组问世 80 年代又相继从国外引进