直流鍋爐汽溫控制

汽溫控制系統(tǒng)過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度控制第一節(jié)過熱汽溫控制系統(tǒng)一、過熱汽溫對象特性

主要擾動有四種：（1）燃水比失衡；（2）煙氣熱量擾動：燃燒器運行方式變化、燃料量變化、燃料種類或成分變化、風(fēng)量變化等等這些變化最終均反映在煙氣熱量的變化；（3）蒸汽流量（負荷）擾動；（4）減溫水流量擾動。θ++GD(s)GQ(s)GW(s)DQWjG

R(s)WFR=M/W++１．蒸汽流量（負荷）擾動下的汽溫特性

(1)靜態(tài)特性

蒸汽流量對過熱器出口溫度影響TD(2)動態(tài)特性

蒸汽流量擾動下過熱汽溫響應(yīng)曲線

tt00DθΔDτD特點：有滯后、有慣性、有自平衡能力，且τD、TD較小τQ2．煙氣熱量擾動下汽溫特性

煙氣熱量擾動下過熱汽溫響應(yīng)曲線

tt00QyθΔQyTQ3．減溫水量擾動下的過熱汽溫特性

減溫水?dāng)_動下過熱汽溫響應(yīng)曲線

τDtt00WjθΔWjTC特點:有遲延、慣性、有自平衡能力的。減溫水流量擾動時，汽溫反應(yīng)較慢。

采用減溫器作為過熱汽溫的調(diào)節(jié)手段時，要求有足夠的調(diào)節(jié)余量，一般在減溫水門關(guān)死的情況下，鍋爐出力最大時，汽溫要高于給定值約30－40℃。二、過熱汽溫一般控制方案

1．控制系統(tǒng)組成

Wjθ1θ2G1(s)G2(s)G(s)θ2θ1tt00WjθΔWj減溫器θ1θ3θ2γθ2γθ1PI1PI2KZ蒸汽過熱器Ⅰ過熱器Ⅱ減溫水調(diào)節(jié)閥串級過熱汽溫控制系統(tǒng)θ2+－+－U1Wjθ1Gc1(s)Gc2(s)KZ

KuG2(s)G1(s)γθ1γθ2ΔWjU1過熱汽溫串級控制系統(tǒng)框圖2、過熱汽溫分段控制系統(tǒng)

一級減溫器θ3θ4γθ4γθ3PI3PI4KZⅠ段過熱器Ⅱ段過熱器減溫水Wj1θ1θ2γθ2γθ1PI1PI2KZⅢ段過熱器二級減溫器減溫水Wj2過熱汽溫分段控制系統(tǒng)蒸汽流量D－＋＋＋＋－＋－－＋一級減溫器θ3θ4γθ4γθ3PI3PI4KZⅠ段過熱器Ⅱ段過熱器一級減溫水調(diào)節(jié)閥θ1θ2γθ2γθ1PI1PI2KZⅢ段過熱器二級減溫器二級減溫水調(diào)節(jié)閥∑Df2(x)f1(x)－按溫差控制的過熱汽溫分段控制系統(tǒng)θ0D第二節(jié)直流鍋爐過熱汽溫控制系統(tǒng)

一、常規(guī)控制方式

PID1∑1二級減溫器前后溫差f2(x)蒸汽流量f1(t)燃燒器擺角指令∑2f2(t)總風(fēng)量＞∑3f3(x)過熱度分離器出口壓力PID2一級減溫器出口溫度一級減溫水流量指令一級噴水減溫控制系統(tǒng)方案PID1∑1末級過熱器出口溫度f2(x)蒸汽流量f1(t)燃燒器擺角指令∑2f2(t)總風(fēng)量＞∑3f3(x)過熱度末級過熱器出口壓力PID2末級過熱器入口溫度二級減溫水流量指令二級噴水減溫控制系統(tǒng)方案二、其它控制方式

針對直流鍋爐的大滯后和非線性時變特性，在目前直流鍋爐的過熱汽溫控制中，采用了一種基于預(yù)測控制和自適應(yīng)控制的控制方法。

+Gc(s)G(s)－－+DYSPY+Gc(s)G(s)－DYSPY內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)

單回路反饋控制系統(tǒng)G’(s)G2(s)G1(s)－DYSPY串級控制系統(tǒng)的內(nèi)模控制Gc2(s)+Gc1(s)+－+－G2(s)G1(s)－DYSPY一種內(nèi)?？刂菩问紾c2(s)+KP1+－+G’1(s)G’1(s)過熱器出口溫度∑1負荷指令f2(x)測溫點附近壓力測點×+－f4(x)f4(t)K2∑2∑3過熱器入口溫度K1PID2f1(x)Ti2SP2PV2f1(t)f2(t)f3(t)對象模型PID1SP1f3(x)PV1KP1－－++噴水調(diào)節(jié)閥指令

過熱汽溫控制方案f5(x)＞∑4－+－∑5A汽溫導(dǎo)前區(qū)汽溫惰性區(qū)溫控系統(tǒng)方框原理圖PID1+K+－轉(zhuǎn)換函數(shù)過熱器出口溫度溫度設(shè)定值負荷指令動態(tài)前饋－－－調(diào)節(jié)閥負荷指令負荷指令測溫點附近壓力測點壓力過熱器入口溫度減溫水汽溫惰性區(qū)模型比例器K1、調(diào)節(jié)器PID2和時間函數(shù)發(fā)生器f1(t)、f2(t)和f3(t)構(gòu)成了從過熱器入口溫度（導(dǎo)前汽溫）到過熱器出口溫度這段汽溫惰性區(qū)域的增益為1的對象數(shù)學(xué)模型汽溫惰性區(qū)域?qū)ο箪o態(tài)增益K1為過熱器出口溫度變化量與過熱器入口溫度變化量之比，故當(dāng)機組為某一負荷下，過熱器入口蒸汽參數(shù)為18.5MPa/470℃，其比熱容為3.456，過熱器出口蒸汽參數(shù)為18MPa/540℃，其比熱容為2.907，這時在某一低負荷、滑壓狀態(tài)下，過熱器入口蒸汽的參數(shù)為12MPa/470℃，其比熱為2.813，過熱器出口蒸汽參數(shù)為11.8MPa/540℃，其比熱為2.591，這時第三節(jié)再熱汽溫控制一、再熱蒸汽溫度控制任務(wù)

保持再熱器出口汽溫為給定值。二、再熱汽溫的影響因素

（1）機組負荷的變化（蒸汽流量變化）對再熱汽溫有很大的影響；（2）煙氣熱量變化也是影響再熱蒸汽溫度的重要因素。

由于再熱器是純對流布置，再熱器入口工質(zhì)狀況取決于汽輪機高壓缸排汽工況，因而再熱汽溫的變化幅度較過熱汽溫大的多。

在各種擾動下，再熱汽溫的動態(tài)響應(yīng)特性與過熱汽溫相類似，共有的特點為有遲延、有慣性、有自平衡能力。三、再熱汽溫度調(diào)節(jié)手段

改變煙氣流量作為主要調(diào)節(jié)手段，方法有：（1）變化煙氣擋板位置，從而改變尾部煙道通過再熱器的煙氣分流量；（2）改變?nèi)紵鞯膬A斜角度；（3）采用多層布置圓型燃燒器等方法。噴水減溫是輔助調(diào)節(jié)手段當(dāng)改變煙氣流量已經(jīng)無法或來不及控制且再熱汽溫又高于一定值時，則采用自動緊急噴水的方法，以快速降低再熱汽溫。四、再熱汽溫控制方案

1.采用煙氣擋板調(diào)節(jié)手段的再熱汽溫控制系統(tǒng)

燃燒器過熱擋板省煤器省煤器低溫過熱器低溫再熱器屏式過熱器高溫過熱器高溫再熱器再熱擋板至空氣預(yù)熱器圖18煙氣擋板控制再熱汽溫?zé)煹啦贾檬疽鈭Df3(x)A圖19采用煙氣擋板控制再熱汽溫控制方案主蒸汽流量D再熱汽溫A∑－±△－K過熱擋板f1(x)f2(x)KZK