火电厂主汽温度控制方案浅析.doc

火电厂主汽温度控制方案浅析 淮北国安电力有限公司 何勇 摘 要：研究了火电厂中间仓储式锅炉的主汽温自动可能会遇到的各类问题，探讨如何利用分段函数与串级PID相结合的方式来控制锅炉蒸汽温度的问题，并提出了解决方案。这些解决方案都是搜集了实际工作中的实例，有些甚至是创造性方案，有效预防锅炉主蒸汽温度超温和高温过热器局部超温现象的发生，最终达到机组安全经济运行。 的目的。 关键词：串级调节系统导前微分调节系统 燃烧干扰 参数整定 Abstract：This thesis summarizes problems of all kinds of auto-controlling temperature of main steam, which are probably encountered in middle-storage boilers of a fire-power electrical plant, and makes resolving projects by avariety of problems. These projects all have writers own particular opinions of his practicing works, some of them are even creating projects. All most of these projects have been more times tested in practice and have very good effects of applications. Keywords：Cascade control system Feedforward differentiation control system Interferes of burning Parameters setting 蒸汽温度控制在火电厂安全经济运行方面有着相当重要的地位，也是防止锅炉超温的一种重要手段，但绝大多数火电厂的锅炉系统不时会出现锅炉主蒸汽超温或过热器局部超温的问题，这就涉及如何有效地控制锅炉减温水系统的问题了。在经典控制理论中，人们通常假定调节量响应迅速且远大于调节对象的变化量，但在生产实践中，大多数控制系统并非如此。锅炉主蒸汽温度信号是一个大时滞信号，火电厂锅炉蒸汽温度控制系统通常采用串级PID调节方式，在工况相对稳定的情况下，每台锅炉都能将蒸汽温度控制得很好，但是，在较大幅扰动情况下就不一定了。 1 蒸汽温度控制问题分析 就锅炉主蒸汽温度控制而言，特别是管路较长的情况下，单单依靠PID控制蒸汽温度难以胜任，通常我们会选择串级PID调节方式，引入一个离减温水出口较近的温度点做为导前温度。导前蒸汽温度的变化在一定程度上是主蒸汽温度变化的先兆，结合导前蒸汽温度的微分作用，就加强了系统对主蒸汽温度变化的预控作用。如图1所示，主蒸汽温度：和其给定值经过主调PI运算得出一个相应的导前温度给定值， 与导前温度经副调PID运算得出减温水调节阀开度指令并用该指令来控制减温水流量，最终控制主蒸汽温度。 从图1可知，在工况相对稳定的情况下，每台锅炉都能将蒸汽温度控制得很好，但在锅炉转磨运行，负荷有较大幅度变化情况下，锅炉火焰中心较高时或调节量受限时就不一定了。只有经验丰富的运行人员才能根据经验切除自动调节功能，将主蒸汽温度控制得相当稳定。在一些较极端的情况下，主蒸汽温度：缓慢上升，导前温度给定值相应缓慢降低，这时导前温度 可能没有上升甚至还下降，经运算，减温水调节阀不会开大反而会暂时关小，最后发生锅炉主蒸汽温度超温问题。若出现调节量受限，后果可能更为严重，这是单纯的串级PID调节方式本身的局限性导致的。另外，锅炉主蒸汽温度信号是一种大时滞信号，普通电动执行机构响应速度不快，不适宜频繁动作，因此，为了在正常工况下尽快稳定主蒸蒸汽温度，相关PID参数必须平缓，这样就降低了串级PID调节对较突然的大幅扰动的控制能力，主蒸汽温度就可能因此幅度变化较大，发生超温或过低现象。若要保证大幅扰动和小幅扰动下的主蒸汽温度变化幅度均在±3℃ 内，就必须根据该温度变化的特性，对控制功能进行相应的特殊处理，否则，即使阀门特性再好、执行机构响应速度再快也无济于事。 2 常采用的蒸汽温度控制调节系统 2.1 串级调节系统 在一些大容量的机组中，喷水减温器后还有比较长的一段加热管道，喷水后温度跟锅炉出口主汽温度之间有较长的一段距离。锅炉能量传导给喷水后温度后，要经过较长一段时间波动状况才能反映到主汽温度,因而用串级调节系统比较好。在串级调节系统中，超前信号固然重要，但是喷水减温后还有很大一段受热面，主回路的调节作用也非常重要，所以，往往大部分电厂都采用主信号和超前信