过热再热汽温控制ppt课件.ppt
任务1：过热汽温分段控制系统的设计 汽温分段控制系统即将整个过热器分成若干段，每段设置一个减温器，分别控制各段的汽温，以维持主汽温为给定值。大型锅炉减温器有2个或34个。,一、过热汽温分段控制系统方案1,整个过热器的传热形式属于纯对流方式。两段控制系统，每一段都是串级控制。分段控制各参数的整定按各段被控对象的动态特性分别整定。,如果段过热器为辐射传热、段过热器为对流传热。负荷变化时两级减温器的喷水量会如何变化？,如果段过热器为辐射传热、段过热器为对流传热。采用方案1会造成两级减温器的喷水量随负荷变化相差很大，使整个过热器喷水不均匀，所以必须改用按温差控制喷水。,二、方案2：按温差控制的分段控制系统,控制原理： 以级减温器前后的温差（3- 2）作为第一段控制系统的被调量信号送入主调节器PI3。定值信号0由负荷D经f(x)产生。D增加， 0将减小，此时有（3- 2） 0 ，这就必须增大级喷水量才能使3下降，从而使（3- 2）减小，这样可以防止负荷增加时级喷水量减小。另外，级的多喷水量对段过热器出口汽温来说有超前控制作用。蒸汽负荷的前馈信号：消除烟气侧和负荷扰动下过热器喷水过程的滞后和惯性，减小动态偏差。,任务2： 300MW单元机组过热汽温控制系统设计一、过热蒸汽流程,屏式过热器和高温对流过热器均为左右两侧对称布置。,、级喷水减温器也是左、右两侧对称布置,闭锁阀设置是防止喷水调门漏流影响,1025t/h复合循环炉,二、过热汽温控制系统方案,正作用,正作用,3,4,1、测量信号正常情况，T1、T2切向NC， 3取左右两侧平均值。任一侧变送器故障，该路T切向NO， 3取正常一侧的汽温信号，同时发出声光报警，系统切手动。2、 3的给定值设定： 30 f(p1)+A汽轮机调速级压力p1代表锅炉负荷（即蒸汽流量信号D）的大小。由于不同负荷与汽温有一定的函数关系，故p1经f(x)转换后和给定器给出的偏置信号相加作为3的给定值信号送入PI1，f(x)应根据锅炉厂提供的负荷汽温特性曲线来确定。提供偏置的目的便于运行人员根据运行需要，对汽温定值进行适当修改。,3,4,3、送入PI2的前馈信号（1）来自再热汽温控制系统的燃烧器倾角指令BTD提前控制级减温水量，减小负荷侧扰动引起的动态偏差，提高控制质量。（2）第三段汽温控制系统中的主调输出信号3CV使级和级减温器喷水量大致相当，保证过热器的安全运行。4、手、自动操作器A/M的功能进行手、自动切换，被调量给定值的增加、减小，直接对阀门、挡板等进行操作，显示被调量、给定值及阀位信号。,3,4,5、左右两侧后屏过热器出口汽温温差（ 3左 3右）经f(x)转换后送入积分器积分，然后分别和PI2的输出相加和相减后，分别送入手/自动操作器1AM和2AM。当某一侧发生内扰时，可加强该侧减温水调节阀的动作，快速消除扰动，而另一侧减温水调节阀基本不动作，从而减小了左右两侧后屏过热汽温在调节过程中的相互影响，保证它们基本相等。6、MFT、汽机跳闸或D25时1AM和2AM切手动。T3切向NO， 1AM和2AM输出均为0，阀A、B关闭，以防止3偏低、蒸汽带水。设置降温闭锁阀A、B：喷水时打开，不喷水时关闭，以防止A、B漏流的影响,3,4,只要保证切换过程中执行器位置不变，即可防止切换扰动。无扰切换的条件是：切换时伺服放大器的输入偏差为零，即调节器的输出信号和执行机构的位置信号相等。也就是说，要实现无扰切换，必须采取强制措施，使手动运行方式下调节器的输出与位置反馈信号相等。手动时需跟踪，自动切到手动是无扰的，不需跟踪。,7、手/自动的无扰切换及跟踪无扰切换：即在切换瞬间，执行器的控制信号没有阶跃性的变化。只要保证切换过程中执行器的位置不变，即可防止切换扰动。所以无扰切换的条件是：切换时调节器的输出信号和执行机构的位置信号相等即要实现调节器在手动状态下的自动跟踪。任一侧减温水调节阀手动时，副调PI2的输出跟踪两侧阀位信号的平均值，以保证无扰切换。同时主调PI1的输出跟踪4和前馈信号之差，保证副调入口偏差信号为0,以防止主调积分饱和。8、三段和二段控制系统的不同采用了两个副调，分别消除各侧内扰。,以改变烟气流量为主要控制手段，喷水减温因降低电厂热效率作为再热汽温超过极限值的事故情况下保护控制手段。另外有从蒸汽侧进行控制的方法。,任务：再热汽温控制系统的设计,一、再热汽温控制系统的任务,保持再热器出口汽温稳定在设定值附近，此外在低负荷、机组甩负荷或汽机跳闸时保护再热器不超温，以保证机组安全运行。,二、再热汽温控制对象的动态特性,再热器是纯对流布置,有迟延、有惯性、有自平衡能力,三、控制方法,1、采用烟气档板控制再热汽温的控制系统,也称旁路烟道法，即通过控制烟气挡板的开度来改变流过过热器受热面和再热器受热面的烟气分配比例，从而达到控制再热汽温的目的。,（1）烟气挡板的布置示意图 优点：设备结构简单，操作方便； 缺点：调温灵敏度较差，调温幅度也较小。挡板开度与温度变化为非线性关系。 通常将主、旁两侧烟道挡板按相反方向联动，即再热器侧开，过热器侧关，以加大主烟道的烟气量的变化和克服挡板的非线性。,（2）控制系统工作原理正常情况下，通过改变烟气挡板开度来消除再热汽温的偏差。负荷前馈信号：提前控制烟气挡板，可以克服被控对象的滞后和惯性，减小动态偏差，有利于再热汽温的稳定。-K使两个挡板反向动作。f1(x)、f2(x)：用来修正挡板的非线性。,超温时喷水调节：再热汽温通过比例偏置器被叠加了一个负偏置信号（大小相当于再热汽温允许的超温限值）作为PI2的被调量。这样，当再热汽温正常时，PI2入口是负偏差，使喷水阀全关。只有再热汽温超过限值时，正偏差，喷水。,由函数模块f(x)根据负荷D来形成给定值，同时运行人员也可通过定值器进行修正。正常情况下减温喷水控制器的给定值信号通过“切换”回路跟踪再热汽温，控制器的输出使喷水减温控制阀维持一个最小开度值。一旦烟气挡板控制不能满足要求，而使再热汽温与设定值相差过大时，切换控制回路动作，喷水减温控制器立即根据再热汽温与其设定值的偏差进行控制，同时使烟气挡板控制器的设定值跟踪再热汽温，保持挡板开度不变。当再热汽温恢复到正常值时，切换控制回路动作又使系统进入以控制挡板为主的过程。这种控制方法既提高了机组的经济性，又减小了挡板和阀门动作的频繁度。,2、采用烟气再循环控制再热汽温的自动控制系统,烟气再循环法是利用烟气再循环风机，将部分烟气从省煤器后抽出，在从炉底冷灰斗处送入炉膛，形成再循环烟气流量。低温烟气减少了炉膛的辐射传热，使对流传热加强，达到调温目的。优点：反应灵敏，调温幅度大。主要用于燃油锅炉再热汽温调节。缺点：设备结构较复杂，且易造成对其他参数的扰动。再循环风机工作条件恶劣，容易磨损和腐蚀，且增加厂用电消耗。,再循环烟气量增加，再热汽温升高，过热汽温也升高，主汽压力和主汽流量降低。若再热汽温升高，烟气再循环装置不需要投入，只能用事故喷水进行控制。再循环设备停用时，应自动打开热风门，引入压力较高的热风将炉膛烟气封锁，以防止高温炉膛烟气倒流入再循环烟道而损坏设备。,（1）再循环烟气量对其他参数的影响,（2）控制系统工作原理,f(x)：用来修正风量和再循环烟气量的关系。,汽温较低时，增大再循环烟气量，当再热蒸汽超温时，关紧烟气再循环挡板，喷水减温。,再循环烟量经烟温修正后作为副控制器的反馈信号，形成内回路，及时反映控制效果和消除烟气侧扰动。负荷微分前馈信号使控制系统在负荷外扰时提前粗调,减小动态偏差。最后再由再热汽温偏差信号进行细调，稳态时由主控制器维持再热汽温等于给定值。,3、采用摆动燃烧器法控制再热汽温的自动控制系统,即通过改变燃烧器倾斜角度来改变炉膛火焰中心的位置和炉膛出口的烟气温度，使各受热面的吸热比例相应发生变化，达到控制再热汽温的目的。燃烧器上倾，提高出口烟气温度。,再热汽温偏差允许值,现代大型锅炉常采用摆动式燃烧器来调节再热汽温，应将再热器的主要受热面尽可能布置在靠近炉膛出口处。 摆动式燃烧器调节汽温的优点是调节简便，不需额外增加受热面和功率消耗，灵敏度高，惯性很小。摆动式燃烧器多用于四角布置的燃煤锅炉中，在燃油锅炉中，由于火焰较短，调温效果不明显，故一般不采用。该调温方法的缺点是改变燃烧器的倾角会直接影响炉膛内的燃烧工况。采用多层燃烧器时，也可通过投入不同的燃烧器来改变火焰中心的位置。,4、汽-汽热交换器再热汽温控制系统,蒸汽旁通的一种，用过热蒸汽加热再热蒸汽，利用三通阀调整流过热交换器中再热蒸汽的流量来控制再热汽温。汽-汽热交换器为汽体传热，效率低、钢材消耗量大，被控对象控制通道滞后和惯性较大，调温幅度小，是粗调装置。,5、减温水再热汽温控制系统,需要指出，虽然锅炉再热汽温调节的设计思路是主要以火嘴摆动调节，辅以减温水调节及风量调节，但在实际运行中，由于火嘴摆动机构存在问题，再热汽温调节实际采用的是以微量减温水调节为主，风量调节和事故喷水调节为辅的调节方式。 在工程实际中，再热汽温微量喷水和事故喷水控制系统策略一致，都是以PID为主的串级控制系统。,
