鍋爐汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)

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1、汽包鍋爐蒸汽溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)一、蒸汽溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)鍋爐蒸汽溫度自動調(diào)節(jié)包括過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)的任務(wù)是維持鍋爐過熱器及再熱器的出口汽溫在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)。1、過熱汽溫調(diào)節(jié)任務(wù)和特點過熱汽溫是鍋爐運行質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。過熱汽溫過高或過低都會顯著地影響電廠的安全性和經(jīng)濟性。過熱汽溫過高，可能會造成過熱器、蒸汽管道和汽機的高壓部分金屬損壞，因為超溫會引起汽輪機金屬內(nèi)部過大的熱應(yīng)力，會縮短使用壽命，還可能導(dǎo)致葉片根部的松動；過熱汽溫過低，會引起機組熱耗上升，并使汽機軸向推力增大而可能造成推力軸承過載。過熱汽溫過低還會引起汽輪機尾部葉片處蒸汽

2、濕度增加，從而降低汽輪機的內(nèi)效率，并加劇對尾部葉片的水蝕。所以，在鍋爐運行中，必須保持過熱汽溫長期穩(wěn)定在規(guī)定值附近（一般范圍為額定值541±5℃）。過熱汽溫調(diào)節(jié)對象的靜態(tài)特性是指過熱汽溫隨鍋爐負(fù)荷變化的靜態(tài)關(guān)系。過熱器的傳熱形式、結(jié)構(gòu)、布置都將直接影響過熱器的靜態(tài)特性。對流式過熱器和輻射式過熱器的過熱汽溫靜態(tài)特性完全相反。對于對流式過熱器，當(dāng)負(fù)荷增加時，通過其煙氣的溫度和流速都增加，因而使過熱汽溫升高。而對于輻射式過熱器，由于負(fù)荷增加時爐膛溫度升高不多，而爐膛煙溫升高所增加的輻射熱量小于蒸汽負(fù)荷增大所需要的吸熱量。我們的過熱器系統(tǒng)采取了對流式、輻射式和屏

3、式（半輻射式）交替串聯(lián)布置的結(jié)構(gòu)，這有利于減小過熱器出口汽溫的偏差，并改善了過熱汽溫調(diào)節(jié)對象的靜態(tài)特性。引起過熱蒸汽溫度變化的原因很多，如蒸汽流量變化、燃燒工況變化、進入過熱器的蒸汽溫度變化、流過過熱器的煙氣溫度和流速變化等。歸結(jié)起來，過熱汽溫調(diào)節(jié)對象的擾動主要來自三個方面：蒸汽流量變化（機組負(fù)荷變化），加熱煙氣的熱量變化和減溫水流量變化（過熱器入口汽溫變化）。過熱汽溫調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性是指引起過熱汽溫變化的擾動與過熱汽溫之間的動態(tài)關(guān)系。在各種擾動下的過熱汽溫調(diào)節(jié)對象動態(tài)特性的特點是有遲延和慣性，典型的過熱汽溫階躍反應(yīng)曲線如下圖所示。11當(dāng)機組負(fù)荷擾動時

4、，蒸汽流量的變化使沿整個過熱器管路長度上各點的蒸汽流速幾乎同時改變，從而改變過熱器的對流放熱系數(shù)，使過熱器各點的蒸汽溫度也幾乎同時改變。所以，在機組負(fù)荷擾動下，過熱汽溫的遲延和慣性比較小。當(dāng)煙氣熱量擾動（煙氣溫度和流速發(fā)生變化）時，由于煙氣流速和溫度的變化也是沿整個過熱器同時改變的，與蒸汽流量變化對傳熱影響的情況類似，所以過熱汽溫的反應(yīng)也是較快的。當(dāng)減溫水流量擾動時，改變了高溫過熱器的入口汽溫，從而影響了過熱器出口汽溫。由于過熱器管路很長，因此汽溫的反應(yīng)是較慢的。由此，在不同擾動作用下，過熱汽溫動態(tài)特性參數(shù)的數(shù)值（τ、Tc、K）有較大的差別，例如：減溫水

5、擾動時汽溫反應(yīng)的遲延時間t遠(yuǎn)大于煙氣側(cè)擾動時的遲延時間。因此，正確選擇調(diào)節(jié)過熱汽溫的手段，使調(diào)節(jié)機構(gòu)動作后能及時影響汽溫（即調(diào)節(jié)機構(gòu)動作時，汽溫動態(tài)特性的遲延時間τ應(yīng)盡可能?。┦呛苤匾?。但目前廣泛采用噴水減溫作為調(diào)節(jié)過熱汽溫的手段，調(diào)節(jié)對象在調(diào)節(jié)作用下的遲延時間t和時間常數(shù)Tc太大，如果只根據(jù)汽溫偏差來改變噴水量往往不能滿足生產(chǎn)上的要求。因此，在設(shè)計自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)時應(yīng)該設(shè)法減小調(diào)節(jié)對象的慣性遲延，以便好地控制汽溫的變化。2、過熱汽溫調(diào)節(jié)基本方案從過熱汽溫調(diào)節(jié)對象的階躍試驗曲線可以看出：若從動態(tài)特性的角度考慮，改變煙氣側(cè)參數(shù)（煙溫或煙氣流速）的調(diào)節(jié)手段是比

6、較理想的，但具體實現(xiàn)比較困難。噴水減溫對過熱器的安全運行比較有利，所以盡管對象的調(diào)節(jié)特性不夠理想，但還是被廣泛采用。采用噴水減溫時，由于對象調(diào)節(jié)通道有較大的遲延和慣性以及運行中要求有較小的汽溫控制偏差，需要從對象的調(diào)節(jié)通道中找到一個比被調(diào)量反應(yīng)快的中間點信號作為調(diào)節(jié)器的補充反饋信號，以改善對象調(diào)節(jié)通道的動態(tài)特性，提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量。因此，一般考慮采用串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案。11過熱器減溫器θ1過熱器θ2蒸汽γθ1γθ2減溫執(zhí)行器P水PIDWj其中：γθ1，γθ2—溫度變送器斜率；θ1—減溫器后汽溫；θ2—過熱器出口汽溫簡圖過熱汽溫串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)汽溫調(diào)節(jié)對象由減溫

7、器和過熱器組成，減溫水流量Wj為對象調(diào)節(jié)通道的輸入信號，過熱器出口汽溫θ2為輸出信號。減溫器出口處汽溫θ1作為輔助調(diào)節(jié)信號（導(dǎo)前汽溫信號）。當(dāng)調(diào)節(jié)機構(gòu)動作（噴水量變化）后，導(dǎo)前汽溫信號θ1的反應(yīng)顯然要比被調(diào)量信號θ2早得多。這樣，對象調(diào)節(jié)通道的動態(tài)特性Go（s）可以看成為由兩部分構(gòu)成：①以減溫水流量作為輸入信號，減溫器出口溫度θ1作為輸出信號的通道，這部分調(diào)節(jié)通道稱為導(dǎo)前區(qū)；②以減溫器出口汽溫θ1為輸入信號，過熱器出口汽溫θ2為輸出信號的通道，這部分調(diào)節(jié)通道稱為惰性區(qū)?？梢灾?，引入θ1負(fù)反饋而構(gòu)成的副回路起到了穩(wěn)定θ1（或Wj）的作用，從而使過熱汽溫保

8、持基本不變，因此可以認(rèn)為負(fù)副反饋回路起著粗調(diào)過熱汽溫θ2的作用。而只要θ2不等于