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2024年第07期｜科技与创新

ScienceandTechnologyInnovation

DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2024.07.022

基于阀门非线性补偿的亚临界机组主蒸汽温度控制

王航

（国家能源投资集团有限责任公司，北京100011）

摘要：为保证火电机组的安全稳定运行，需维持主蒸汽温度处在正常范围内。利用减温水调节主蒸汽温度，若在设计控

制方案时不考虑减温水调节阀的流量特性，会出现由于减温水调节阀的非线性特性导致控制品质下降。通过搭建某亚临

界机组的主蒸汽温度超前区、惰性区和阀门对象仿真模型，研究了带有阀门非线性补偿的主蒸汽温度控制。通过采集阀门

输入输出数据，拟合阀门流量特性曲线，设计了基于多项式拟合方法的阀门开度补偿器。仿真结果表明，此方法可在一定

程度上克服阀门流量特性引起的非线性，使整个系统的控制效果更加快速和平稳，提升主蒸汽温度控制的品质。

关键词：火电厂亚临界机组；主蒸汽温度；阀门流量特性；非线性补偿

中图分类号：TP273；TM621文献标志码：A文章编号：2095-6835（2024）07-0085-04

根据中国当前电力能源结构的构成，火电机组在器的设计；最后通过仿真比较了阀门无非线性补偿器

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国内总装机容量中仍占50%以上。主蒸汽温度控制和有非线性补偿器时系统的控制品质，验证了阀门采

对于火电机组的安全、稳定和高效运行起着非常关键用非线性补偿器的优越性。

的作用，而主蒸汽温度对象是一个非线性、大惯性、大

1主蒸汽温度数学模型

迟延对象，其参数会随着工况的变化而变化，要建立其

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精确的数学模型相对困难，从而导致主蒸汽温度的主蒸汽温度是影响火电机组安全经济运行的重要

有效控制成为火电机组运行中的一个难题。目前火电参数之一。当提升主蒸汽温度上限温度时，电厂的热

机组主要通过调节减温水调节阀来进行主蒸汽温度效率也会相对较高，但相关设备金属材料的温度和压

控制。力也会随之升高。当温度超出其极限，金属强度降低，

阀门是工业生产中广泛使用的流量控制设备。阀最终会损坏设备。

门具有非线性特性，在控制系统分析设计过程中，如果主蒸汽温度控制的任务是将过热器出口蒸汽温度

不将其非线性加以考虑，会导致控制品质下降，甚至对维持在允许范围内，并对过热器实施保护。在电厂正

工艺回路系统造成冲击，导致控制系统的预期控制效常运行时，主蒸汽温度不宜超过设定温度5℃。在电

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果与实际控制效果出现较大差异。厂亚临界机组实际运行过程中，具有一定压力的水首

常见的阀门非线性因素包括限位、死区、间隙、行先进入锅炉省煤器，吸收烟道烟气散发的热量后进入

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程时间、开关特性、黏滞特性和流量特性。针对阀门汽包，将蒸汽与水分