鍋爐過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng).docx

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1、鍋爐過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)在燃煤鍋爐運行中，過熱蒸汽溫度是一個很重要的控制參數(shù)。過熱蒸汽溫度是鍋爐運行質(zhì)量的重要指標之一，過熱蒸汽溫度較高，可能造成過熱器蒸汽管道損壞；過熱蒸汽溫度過低，會降低內(nèi)功率。所以在鍋爐運行中，必須保持過熱蒸汽溫度穩(wěn)定在規(guī)定值附近。本文介紹模糊控制在中小型燃煤鍋爐過熱蒸汽溫度中的應(yīng)用，采用模糊控制系統(tǒng)的思路，并用此方法控制燃煤鍋爐的過熱蒸汽溫度，使得鍋爐過熱蒸汽溫度即使在擾動幅度較大的情況下仍能保持平穩(wěn)。模糊控制的控制算法不依賴于對象的數(shù)學模型,算法簡單,易于實現(xiàn),且對干擾和對象模型時變具有較強的適應(yīng)性，它能根據(jù)輸

2、出偏差的大小進行自動調(diào)節(jié)，使輸出達到給定值。能提高國內(nèi)鍋爐的燃燒效率、燃料適應(yīng)性、負荷調(diào)節(jié)性能、污染、灰渣等眾多獨特優(yōu)點而受到越來越廣泛的重視，在電力、供熱、工廠蒸汽生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。以某600MW汽輪發(fā)電機組的汽包鍋爐為例，其過熱蒸汽生產(chǎn)流程簡圖和流程圖如下圖所示：過熱蒸汽流程圖1．1過熱蒸汽溫度控制的任務(wù)過熱蒸汽溫度控制的主要任務(wù)是維持過熱器出口溫度在允許的范圍之內(nèi)，并保護過熱器，使其管壁溫度不超過允許的工作溫度。過熱蒸汽溫度是鍋爐汽水系統(tǒng)中的溫度最高點，蒸汽溫度過高會使過熱器管壁金屬強度下降，以至燒壞過熱器的高溫段，嚴重

3、影響安全；過熱蒸汽溫度偏低，則會降低發(fā)電機組能量轉(zhuǎn)換效率。據(jù)分析，氣溫每降低5℃，熱經(jīng)濟性將下降1％；且汽溫偏低會使汽輪機尾部蒸汽濕度增大,甚至使之帶水，嚴重影響汽輪機的安全運行。該機組要求控制過熱蒸汽溫在538～548℃的范圍內(nèi)。2．2影響過熱蒸汽溫度的主要因素2．2．1燃料、給水比(煤水比)只要燃料、給水比的值不變，過熱汽溫就不變。只要保持適當?shù)拿核?，在任何負荷和工況下，直流鍋爐都能維持一定的過熱汽溫。2．2．2給水溫度正常情況下，給水溫度一般不會有大的變動；但當高壓加熱器因故障退出運行時，給水溫度就會降低。對于直流鍋爐，若燃料不

4、變，由于給水溫度降低時，加熱段會加長、過熱段縮短，因而過熱汽溫會隨之降低，負荷也會降低。2．2．3過?？諝庀禂?shù)過?？諝庀禂?shù)的變化直接影響鍋爐的排煙損失。影響對流受熱面與輻射受熱面的吸熱比例。當過?？諝庀禂?shù)增大時，除排煙損失增加、鍋爐效率降低外爐膛水冷壁吸熱減少，造成過熱器進口溫度降低、屏式過熱器出口溫度降低；雖然對流過熱器吸熱量有所增加，但在煤水比不變的情況下，末級過熱器出口汽溫會有所下降。過剩空氣系數(shù)減小時的結(jié)果與增加時的相反。若要保持過熱汽溫不變，則需重新調(diào)整煤水比。2．2．4火焰中心高度火焰中心高度變化造成的影響與過?？諝庀禂?shù)變化

5、的影響相似。在煤水比不變的情況下，火焰中心上移類似于過剩空氣系數(shù)增加，過熱汽溫略有下降；反之，過熱汽溫略有上升。若要保持過熱溫不變，亦需重新調(diào)整煤水比。2．2．5受熱面結(jié)渣煤水比不變的調(diào)節(jié)下，爐膛水冷壁結(jié)渣時，過熱汽溫會有所降低；過熱器結(jié)渣或積灰時，過熱汽溫下降較明顯。前者情況發(fā)生時，調(diào)整煤水比就可；后者情況發(fā)生時，不可隨便調(diào)整煤水比，必須在保證水冷壁溫度不超限的前提下調(diào)整煤水比。對于直流鍋爐，在水冷壁溫度不超限的條件下，后四種影響過熱汽溫因素都可以通過調(diào)整煤水比來消除；所以，只要控制、調(diào)節(jié)好煤水比，在相當大的負荷范圍內(nèi)，直流鍋爐的過熱

6、汽溫可保持在額定值。此優(yōu)點是汽包鍋爐無法比擬的；但煤水比的調(diào)整，只有自動控制才能可靠完成。3．3過熱蒸汽溫度控制策略600Mw超臨界發(fā)電機組鍋爐過熱汽溫的調(diào)節(jié)是以調(diào)節(jié)煤水比為主，用一二級減溫水作細調(diào)。3．3．1過熱汽溫粗調(diào)(煤水比的調(diào)節(jié))煤水比的調(diào)節(jié)的主要溫度參照點是中間點(即內(nèi)置式分離器出口處)焓值(或溫度)。鍋爐負荷大于4o％MCR時，分離器呈干態(tài)，中間點溫度為過熱溫度。具體控制思路見鍋爐給水控制系統(tǒng)部分。3．3．2過熱汽溫細調(diào)由于鍋爐調(diào)節(jié)中受影響的因素很多，只靠煤水比的粗調(diào)是不夠的；而且，可能出現(xiàn)過熱器出口左、右側(cè)溫度偏差。因此，

7、在后屏過熱器的入口處和高溫過熱器(末級過熱器)的入口處分別布置了一級和二級減溫水(每級左、右各一)。噴水減溫器調(diào)溫惰性小、反應(yīng)快，開始噴水到噴水點后汽溫開始變化只需幾秒鐘，可以實現(xiàn)精確的細調(diào)。必須注意的是，要嚴格控制減溫水總量，以保證有足夠的水量冷卻水冷壁；投用時，盡可能多投一級減溫水，少投二級減溫水，以保護屏式過熱器。3．3．2．1屏式過熱器出口溫度控制系統(tǒng)該機組的屏式過熱器出口溫度控制系統(tǒng)(叉稱一級減溫控制系統(tǒng))如圖2所示。該系統(tǒng)由A(左)側(cè)和B(右)側(cè)2套系統(tǒng)構(gòu)成2套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相似，都采用溫差串級控制策略。例如，A(左)二級減溫器

8、入口溫度與A(左)二級減溫器出口溫度的溫差信號作為主調(diào)節(jié)器的過程被控量，主調(diào)的輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定值，過熱器A(左)一級減溫器出口溫度為副調(diào)節(jié)器的被調(diào)量，形成串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，產(chǎn)生一級噴水減溫器的噴水最指令去