資源描述：
《課程設(shè)計-鍋爐過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摘要過熱蒸汽溫度的擾動來源很多，蒸汽流量、燃燒工況、進入過熱器蒸汽的熱焙、流經(jīng)過熱器的煙氣溫度和流速等的變化都會使過熱蒸汽溫度發(fā)生變化。而有些擾動間又相互影響，使對象動態(tài)過程變得復雜。但歸納起來，主要有三種擾動：蒸汽量、煙氣量和減溫水量。本文是針對鍋爐過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)進行的分析和設(shè)計。控制系統(tǒng)采用串級控制來控制減溫器噴水量以提高系統(tǒng)的控制性能。噴水減溫作為調(diào)節(jié)汽溫的手段，根據(jù)汽溫偏差來改變噴水量。通過使用該系統(tǒng)，可以使得鍋爐過熱器出口蒸汽溫度在允許的范圍內(nèi)變化，并保護過熱器營壁溫度不超過允許的工作溫度。關(guān)鍵字：擾動來源過熱蒸汽控制串級控制系
2、統(tǒng)調(diào)節(jié)手段181、生產(chǎn)工藝介紹1.1鍋爐設(shè)備介紹鍋爐是工業(yè)過程必不可少的重要動力設(shè)備，它所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動透平的動力源，又可作為精餾、干燥、反應(yīng)、加熱等過程的熱源。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，作為動力和熱源的過濾，也向著大容量、高參數(shù)、高效率的方向發(fā)展。鍋爐設(shè)備根據(jù)用途、燃料性質(zhì)、壓力高低等有多種類型和稱呼，工藝流程多種多樣，常用的鍋爐設(shè)備的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)是由給水泵、給水控制閥、省煤器、汽包及循環(huán)管等組成。燃料與空氣按照一定比例送入鍋爐燃燒室燃燒，生成的熱量傳遞給蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，產(chǎn)生飽和蒸汽，經(jīng)過過熱器形成過熱蒸汽，在匯集到蒸汽母管。過熱
3、蒸汽經(jīng)負荷設(shè)備控制，供給負荷設(shè)備用，于此同時，燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣，除將飽和蒸汽變成過熱蒸汽外，還經(jīng)省煤器預(yù)熱鍋爐給水和空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，最后經(jīng)引風送往煙囪排空。鍋爐設(shè)備主要工藝流程圖鍋爐設(shè)備的控制任務(wù)是根據(jù)生產(chǎn)負荷的需要，供應(yīng)一定壓力或溫度的蒸汽，同時要使鍋爐在安全、經(jīng)濟的條件下運行。按照這些控制要求，鍋爐設(shè)備將有如下主要的控制系統(tǒng)：①供給蒸汽量適應(yīng)負荷變化需要或保持給定負荷。②鍋爐供給用汽設(shè)備的蒸汽壓力保持在一定范圍內(nèi)。③過熱蒸汽溫度保持在一定范圍。④汽包水位保持在一定范圍內(nèi)。⑤保持鍋爐燃料的經(jīng)濟性和安全性。⑥爐膛負壓保持在一定范圍。1.
4、2蒸汽過熱系統(tǒng)的控制18蒸汽過熱系統(tǒng)則是鍋爐系統(tǒng)安壘正常運行，確保蒸汽品質(zhì)的重要部分。本設(shè)計主要考慮的部分是鍋爐過熱蒸汽系統(tǒng)的控制。過熱蒸汽溫度的控制任務(wù)是維持過熱器出口汽溫在允許范圍內(nèi)，并且保護過熱器使管壁溫度不超過允許的工作溫度.過熱蒸汽溫度是鍋爐給水通道中溫度最高的地方.過熱器正常運行時的溫度一般接近于材料所允許的最高溫度.因此，過熱蒸汽溫度的上限一般不應(yīng)超過額定值5℃(額定值為450℃).如果汽溫偏低，則會降低全廠的熱效應(yīng)和影響汽輪機的安全運行，因而過熱蒸汽溫度的下限一般不低于額定值10℃。過熱蒸汽溫度控制的主要任務(wù)就是：①克服各種干擾
5、因素，將過熱器出口蒸汽溫度維持在規(guī)定允許的范圍內(nèi)，從而保持蒸氣品質(zhì)合格：②保護過熱器管壁溫度不超過允許的工作溫度。本次設(shè)計以控制減溫水流量的變化來闡述對過熱蒸汽溫度的自動調(diào)節(jié)。2、控制原理簡介2.1過熱蒸汽溫度的動態(tài)特性2.1.1蒸汽量擾動當蒸汽量擾動時，沿過熱器管道整個長度各點的溫度幾乎同時變化，過熱器出口溫度的階躍響應(yīng)曲線圖8-1a)所示。其特點是有遲延，有慣性，有自平衡能力，且較小。當鍋爐的蒸汽量增加時，對流式過熱器和輻射式過熱器的出口汽溫隨蒸汽量變化的方向是相反的。蒸汽量增加時，通過對流式過熱器的煙量增加，煙溫也隨之升高，這兩具因素都使
6、對流過熱器汽溫升高。但是，由于蒸汽量增加時，爐膛溫度升高較少，輻射傳熱量的增加比蒸汽量增加所需的吸熱量增加要少，因此，當蒸汽量增加，輻射式過熱器出口汽溫是下降的。圖8-1b)表示了對流和輻射兩種過熱器出口汽溫隨蒸汽量變化的靜態(tài)特性。通過對流過熱器的受熱面積大于輻射過熱器的受熱面積，對流方式比輻射方式吸熱量為多，因此，總的汽溫將隨蒸汽量增加而升高。18蒸汽量變化對汽溫變化的傳遞函數(shù)可用下式近似表示：式中k──蒸汽量擾動時被調(diào)對象的放大系數(shù)──對象的時間常數(shù)τ──蒸汽量擾動時對象的遲延時間蒸汽量擾動時過熱蒸汽溫度動態(tài)特性，但不用蒸汽量作為過熱蒸汽溫
7、度的調(diào)節(jié)量，這里的蒸汽量代表鍋爐負荷，其大小由外部負荷決定。2.1.2煙氣側(cè)擾動由于過熱器是一個熱交換器，過熱器出口汽溫反映了工質(zhì)從過熱器中帶走的熱量和從煙氣側(cè)吸收的熱量之間的平衡關(guān)系。當煙氣流量或煙氣溫度發(fā)生擾動時，過熱蒸汽溫度發(fā)生變化。在煙氣側(cè)擾動下汽溫對象的動態(tài)特性如圖8-2所示。其特點是：有遲延、有慣性、有自平衡能力。由于煙氣側(cè)擾動是沿過熱器整個長度使煙氣傳熱量發(fā)生變化，所以過熱蒸汽溫度響應(yīng)較快，其遲延和慣性比其它擾動要小，但一般不用煙氣側(cè)作為調(diào)節(jié)手段來調(diào)節(jié)過熱蒸汽溫度。改變煙量或煙溫時，會影響燃燒工況，與燃燒控制互相干擾，另外，煙氣側(cè)
8、擾動也將影響再熱蒸汽溫度。現(xiàn)有電廠熱控系統(tǒng)僅用煙氣側(cè)作為調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度的手段，而利用減溫水量來調(diào)節(jié)過熱蒸汽溫度。182.1.3減溫水量擾動改變過熱器
