锅炉蒸汽温度控制系统.ppt

过热蒸汽温度和压力过热蒸汽温度变化会引起高压缸排汽变化。过热汽温降低，高压缸排汽温度降低；在再热器吸热量不变的条件下，因再热器进口温度降低，导致再热器出口温度降低。过热蒸汽压力的变化也会引起再热汽温的变化。过热蒸汽压力降低，在过热汽温不变的情况下，过热蒸汽的焓增大，高压缸排汽温度上升；在再热器吸热量不变的条件下，因再热器进口温度升高，使再热器出口温度提高；反之，过热蒸汽压力升高，再热汽温降低。这与变压运行时，可保持较高再热汽温的原理相同。三、蒸汽温度控制对象的动态特性*过热蒸汽温度对象的动态特性主要为蒸汽流量、烟气传热量和减温水扰动。蒸汽扰动下对象的动态特性引起蒸汽流量变化的原因有二：一是蒸汽母管的压力变化，二是汽轮机调节汽门的开度变化。结构形式不同的过热器，在相同蒸汽流量D的扰动下，汽温变化的静态特性是不同的。对于对流式过热器的出口温度，随着蒸汽流量D的增加，通过过热器的烟气量也增加，导致汽温升高；对于辐射式过热器，蒸汽流量D增加时，炉膛温度升高较少，炉膛辐射给过热器受热面的热量比蒸汽流量的增加所需的热量要少，因此辐射式过热器的出口汽温反而下降，对流式过热器和辐射式过热器的出口汽温对负荷变化的反应是相反的，其静态特性如下。*图5-1蒸汽量变化与对流过热器及辐射过热器出口汽温变化的静态特性

实际生产中，通常把两种过热器结合使用，还增设屏式过热器，且对流方式下吸收的热量比辐射方式下吸收的热量要多，因此综合而言，过热器出口汽温是随流量D的增加而升高的。动态特性如图5-2所示。图5-2蒸汽量变化对过热器汽温的影响有延迟，有惯性，有自平衡能力。注意：蒸汽流量的扰动不能作为调节信号用。当蒸汽流量发生扰动时，由于过热器上各点汽温是同时变化，因此过热器出口汽温变化的迟延较小，迟延时间约为20s左右。尽管蒸汽流量扰动下汽温对象的动态特性较好，但由于蒸汽负荷是决定于用户，所以不能用蒸汽流量的扰动作为控制汽温的手段。*（２）烟气量扰动下过热汽温对象的动态特性图5-3烟气流量变化对过热汽温的影响当燃料量、送风量或煤种等发生变化时，都会引起烟气温度和流速的变化，使延期传给过热器的热量发生变化，从而使过热汽温变化。因为沿着过热器整个长度方向上，烟气的传热是同时发生变化的，所以过热汽温的变化很快，迟延时间很小，一般为15~25。由于烟气扰动时，过热汽温的动态特性较好，因此可利用烟气侧的扰动作为控制汽温的手段，例如采用烟气再循环和改变燃烧器摆角等，但这些控制方法需要锅炉具有满足自动控制要求的结构和性能，而锅炉设计、制造及实际都有一定的困难。（３）减温水量扰动下过热汽温对象的动态特性图5-4减温水量变化对过热汽温的影响对于蒸汽流量的扰动和烟气侧的扰动，过热汽温对象的动态特性虽然比较好，但前者由机组负荷决定，不能作为汽温控制手段，后者使用比较困难。因此目前常采用喷水式减温来控制汽温。当减温水量发生扰动时，虽然减温器出口汽温产生变化，但要经过较长的过热器管道才能使出口汽温发生变化，使汽温反应的迟延很大，而且减温器离过热器出口愈远，则对象控制通道的迟延和惯性愈大。因此。控制汽温的最有效方法是在过热器出口处直接进行喷水减温，但这又对过热器和汽轮机的安全运行不利。因此，喷水减温器通常装在末级过热器高温段的前面，这样既保护了过热器的高温段，同时又减少了蒸汽带水的可能性。结论：*在上述三种主要扰动作用下，过热汽温控制对象都表现为有迟延、惯性和有自平衡能力，只是时延时间和时间常数不一样。其中，减温水扰动作用下的迟延和惯性最大，烟气侧扰动作用下的迟延和惯性次之，而锅炉负荷扰动作用下的迟延和惯性最小。然而，只有烟气侧的扰动和减温水侧扰动可作为控制汽温的手段。01目前广泛采用喷水减温作为控制汽温的手段。由于过热器管道加长，结构变得复杂，迟延和惯性更大，为了完成控制主蒸汽温度和保护过热器两个任务，多采用分段控制系统。022．再热蒸汽温度控制对象的动态特性*图5-5烟气挡板控制再热汽温的动态特性图5-5是再热汽温动态特性。当烟气挡板从0％~100％变化时，再热汽温变化58℃，滞后时间80s；其传递函数可用四阶惯性环节的传递函数表示：再热蒸汽温度控制对象的动态特性依控制方式的不同动态特性也不同。5-2蒸汽温度控制策略*在大型锅炉中，过热器管道较长，结构亦复杂，为了改善控制品质，一般采用分段控制，即将整个过热器分成若干段，每段设置一个减温器，分别控制各段的汽温，以维持主汽温为给定值。1.系统结构图.串级控制系统结构图过热蒸汽温度串级控制的基本结构(最后一级