主蒸汽溫度控制系統(tǒng)

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1、主蒸汽溫度控制系統(tǒng)本機(jī)組的鍋爐為單汽包、單爐膛、再熱式自然循環(huán)鍋爐。由汽包分離分離出的蒸汽依次流過(guò)頂棚、熱回收包覆面、初級(jí)過(guò)熱器、屏式過(guò)熱器和未級(jí)過(guò)熱器，最后達(dá)到一定的溫度離開(kāi)鍋爐。兩級(jí)噴水減溫器分別布置于初過(guò)出口、屏過(guò)入口處和屏過(guò)出口、未級(jí)過(guò)熱器入口處，如圖1所示。主蒸汽溫度控制系統(tǒng)，通過(guò)這兩級(jí)噴水減溫，將未級(jí)過(guò)熱器出口主蒸汽溫度控制在某個(gè)定值上，并且保護(hù)整個(gè)過(guò)熱器管路乃至主蒸汽管道及汽機(jī)金屬不被高溫?fù)p壞。高過(guò)屏過(guò)初過(guò)左側(cè)左側(cè)右側(cè)右側(cè)汽包調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥關(guān)斷閥關(guān)斷閥逆止閥隔離閥給泵壓力調(diào)節(jié)閥高加給水截止閥和逆止閥圖11．系統(tǒng)原理剖析該系統(tǒng)分

2、兩級(jí)噴水控制，每級(jí)噴水又分左右兩側(cè)控制，如圖1所示，同一級(jí)的兩側(cè)減溫控制設(shè)計(jì)思想是相同的。一、二級(jí)減溫水控制系統(tǒng)是相互獨(dú)立的，現(xiàn)分別予以剖析。1．1一級(jí)減溫水控制一級(jí)減溫水的作用，簡(jiǎn)單地說(shuō)是將一級(jí)減溫器出口溫度即屏過(guò)入口溫度控制在某個(gè)定值上。圖2為原理性框圖。這個(gè)溫度定值通常是鍋爐負(fù)荷（用汽機(jī)第一級(jí)壓力P1代表），主汽壓力P，主汽壓偏差△P的函數(shù)（P1、P、△P）。其中，定值與負(fù)荷的關(guān)系，如圖2中的曲線(xiàn)所示，而與壓力的關(guān)系待定。但在特殊工況下，這個(gè)定值還要受最小減溫水量和最大減溫水量的限制。①最小一級(jí)減溫水量限制限制最小減溫水量的目的是為

3、了防止屏式過(guò)熱器被高溫?zé)龎模蚱吝^(guò)接受爐內(nèi)高溫火焰輻射，防止屏過(guò)內(nèi)蒸汽溫度過(guò)高尤為重要，因此最小一級(jí)減溫水量限制又可理解成屏過(guò)出口最高蒸汽溫度限制。圖2中，A1為屏過(guò)出口所允許的最高汽溫值。當(dāng)屏過(guò)出口汽溫高于這個(gè)最高值后，PID1將逐漸減小輸出，最后在小值選擇器之后，將取代通常的定值（P1、P，△P），即去降低一級(jí)減溫器出口溫度定值，PID0將去增加一級(jí)減溫水量，從而降低整個(gè)屏過(guò)段的蒸汽溫度。set+++11℃初過(guò)出口壓力屏過(guò)出口溫度屏過(guò)入口溫度f(wàn)(x)∑A2A1——△PID1＜＞——△＋PID0　TA一級(jí)減溫指令圖2f（P1、P、△P）

4、初過(guò)出口溫度定值℃3938373050100（％）MCR鍋爐負(fù)荷①最大一級(jí)減溫水量限制限制最大一級(jí)減溫水量目的是為了防止屏過(guò)入口汽溫過(guò)低以致低于此處當(dāng)前壓力下水蒸汽的飽和點(diǎn)，所以又可將最大一級(jí)減溫水量限制理解成屏過(guò)入口最低溫度限制。圖2中，f(x)輸出為相應(yīng)壓力下屏過(guò)入口蒸汽的飽和溫度，在此基礎(chǔ)上再加上A2（約11℃）的過(guò)熱度，這個(gè)和值在大值選擇器中與前級(jí)的小選輸出進(jìn)行比較，取大值輸出。這樣就可限制屏過(guò)入口蒸汽溫度定值，使其不致低于飽和點(diǎn)，從而防止了屏過(guò)入口蒸汽帶水。如果不出現(xiàn)兩種極端情況，即屏過(guò)出口汽溫過(guò)高或屏過(guò)入口汽溫過(guò)低，定值將是f

5、（P1、P、△P）。實(shí)際屏過(guò)入口溫度與其定值求偏差后，經(jīng)PID0調(diào)節(jié)器運(yùn)算，其輸出去調(diào)節(jié)一級(jí)減溫水量最終使屏過(guò)入口實(shí)際汽溫與其定值相等。由此可見(jiàn)，一級(jí)減溫水控制回路只是一個(gè)單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，雖然雖然在框圖中有兩個(gè)PID調(diào)節(jié)器“串聯(lián)”在一起，但并不是串級(jí)控制系統(tǒng)。1．1二級(jí)減溫水控制二級(jí)減溫水的主要任務(wù)是將未級(jí)過(guò)熱器出口蒸汽溫度控制在某個(gè)定值上，原理框圖見(jiàn)圖3。這個(gè)溫度定值是鍋爐蒸汽負(fù)荷的函數(shù)，如圖4。該控制回路是一個(gè)典型的帶導(dǎo)前信號(hào)的串級(jí)汽溫控制回路。主汽流量℃主汽溫度定值高過(guò)入口溫度高過(guò)出口溫度主汽流量+——f(x)△f（P1、P、△P）

6、PID0——＋△PID1　∑541510TA圖3二級(jí)減溫指令3485811200（t／h）圖4調(diào)節(jié)器PID0的輸出作為PID1的定值，與未級(jí)過(guò)熱器入口汽溫求偏差后，在PID1中進(jìn)行運(yùn)算，其輸出則為二級(jí)減溫水指令的一部分。在這里，未級(jí)過(guò)熱器入口汽溫實(shí)際上是一個(gè)導(dǎo)前信號(hào)，它能迅速地反映未級(jí)過(guò)熱器全段蒸汽溫度變化的趨勢(shì)，因此，在系統(tǒng)中它能起到改善主汽溫調(diào)節(jié)品質(zhì)的作用。圖3中，二級(jí)減溫水采用f（P1、P、△P）作為前饋指令，當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加時(shí)，及主汽壓力下降時(shí)，這一指令有所增加。加入前饋指令，對(duì)于減輕鍋爐負(fù)荷變化對(duì)主汽溫度的擾動(dòng)和由于鍋爐運(yùn)行壓力變

7、化對(duì)汽溫特性的影響有積極作用。前饋指令與PID1的輸出相加，成為二級(jí)減溫水量指令。1．2減溫水調(diào)節(jié)閥的分裂式（split）設(shè)計(jì)如圖1所示，每級(jí)每側(cè)減溫水調(diào)節(jié)閥都分成低流量調(diào)節(jié)閥和高流量調(diào)節(jié)閥，低流量調(diào)節(jié)閥的容量為該級(jí)該側(cè)最大設(shè)計(jì)減溫水量的25％，其余75％由高流量調(diào)節(jié)閥承擔(dān)，這種設(shè)計(jì)有利于減小減溫水調(diào)節(jié)閥體積，提高閥門(mén)的線(xiàn)性度和調(diào)節(jié)精度。1．系統(tǒng)運(yùn)行2．1關(guān)斷閥的控制當(dāng)下列條件全部滿(mǎn)足時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)關(guān)斷閥。①鍋爐蒸汽流量＞10％MCR。②無(wú)主燃料跳閘MFT。③控制系統(tǒng)已要求低流量閥有一定的開(kāi)度（約2％）。上述任一條件不滿(mǎn)足（對(duì)于條件③是指開(kāi)

8、度指令小于約1％），以及當(dāng)大、小調(diào)節(jié)閥都已關(guān)閉時(shí)，則關(guān)閉關(guān)斷閥。2．2調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行當(dāng)下列條件全部滿(mǎn)足時(shí)，允許對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制。①鍋爐蒸汽流量＞10％MCR。②無(wú)主燃料跳閘MFT。任一條件不成立