汽温调节系统-火电厂热力过程自动调节系统培训讲义.doc

MCS系统培训讲义 第2章 汽温调节系统第2章 汽温自动调节系统1 调节任务：1.1 任务：维持汽温在额定汽温的范围。1）满足汽轮机的要求；2）保护过热器。汽温过高传送管道产生热膨胀变形而损坏；汽温过低a) 过热汽温降低510 ，热效率降低1%；b) 使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加叶片受到侵蚀。1.2 调节手段：1）在本体设计时的考虑：将过热器做成几级串级，一部分炉内的辐射过热器，一部分做成对流过热器，以适应各种负荷工况。设计理想：当负荷互相补偿；实际情况：负荷变化时，辐射过热器吸热比例对流过热器吸热比例。故，需要把辐射过热器体积做的很大实际中未采取，而通过其它途径解决。2）对于过热汽温采用喷水减温方式进行调节。过去采用表面式减温器：a) 结构复杂，弯头有断裂、漏水，运行不安全；b) 热容量大迟延、惯性大。 喷水减温器位置选择： 调节措施：使额定负荷下过热汽温高于其额定值便于低负荷时有调节余量。对于中压锅炉：额定负荷时，过热汽温比额定值高2540；对于高压锅炉：额定负荷时，过热汽温比额定值高4060。3）对于再热汽温调节烟汽侧流量a) 再热汽温受烟气流量及烟温影响大；b) 负荷时，再热汽温下降幅度大给定值应随负荷而变；c) 烟气流量调节对过热汽温影响也大。调节途径有：a、烟气再循环；b、烟道档板；c、燃烧器角度。2 调节对象动态特性：2.1 特点：有自平衡能力；迟延、惯性很大，动态可控性差。2.2 主要影响因素及特性：扰动因素减温水量扰动蒸汽负荷扰动烟气流量扰动迟延时间3060s1020s1020s惯性时间常数TC40100s100s100s特点/TC值大,惯性大，不易控制。/TC值小,惯性小，相对易控制。/TC值小,惯性小，相对易控制。原因保护过热器和减小惯性的折衷结果。D 燃料 辐射热和对流热。烟气流几乎同时对整个加热器作用。3 基本方案：31常规串级汽温调节系统：使用场合：a) 带基本负荷的机组；b) 高过和屏过以对流换热为主，且带变动负荷。系统结构：a) 、级各自独立，串级调节系统b) 级调节任务：消除燃烧工况变化造成的扰动；作为级调节的粗调。级调节任务：保持炉出口汽温=规定值。调节原理:32采用导前微分信号的汽温调节系统：使用场合：早期设计采用节省调节器，以解决分离式控制仪表配置、信号处理的困难。系统结构：采用一个多输入通道调节器。导前汽温信号先进行微分运算处理，以及时反映减温器出口温度的变化情况（消除来自减温水侧的干扰），此信号与主温度信号叠加送入调节器，进行调节运算。特 点：调节性能略低于串级调节方式。33采用导前信号超驰控制的汽温调节系统：使用场合：系统结构：采用一个调节器。导前汽温信号经过微分运算处理，直接作用于调节器的输出，以保持减温器出口温度暂时恒定。主温度信号则送入调节器，进行校正调节运算。特 点：变负荷工况下，汽温调节效果不理想。34 几项改进措施：1）级减温给定值可变的汽温系统：使用场合：适于较大范围内参与电网调频、调峰单元机组，且低过(包括屏式过热器)以辐射热变换为主；高过以对流热交换为主的锅炉。系统结构：总体采用串级汽温调节系统结构。级减温给定值由蒸汽流量（锅炉负荷）经函数运算（查表方式）给出。函数运算方法是，随着负荷增加给定值逐渐减小的规律。依 据：低温过热器以吸收辐射热为主；高温过热器以吸收对流热为主。当负荷。目 的：负荷()I级系统汽温()对级起到超前调节作用。注：详情参考热工过程自动控制系统(西安电力高等专科学校 殷树德著)2）按温差控制级减温水的汽温系统：使用场合：同34条1）项。系统结构：总体采用串级汽温调节系统结构。级减温调节系统的主信号为二级减温器前、后的温度差值。依 据：同34条1）项。调节原理：当负荷低过出口汽温二级减温器前、后的温差引起I级减温水量达到降低高过入口温度的目的。特 点：a)对级起到超前调节作用； b)变负荷时，两级减温器水量分配比较均匀。注：详情参考热工过程自动控制系统(西安电力高等专科学校 殷树德著)3）对级汽温系统的改进：a) 增加主信号的微分前馈作用：目 的：加强的调节作用，减小动态偏差。使用场合：主汽温经常受到不定扰动源的情况。b) 带有相位补偿环节二阶超前滞后校正 目 的：减小汽温高阶惯性对象的惯性（相位滞后） 使用场合：采用导前微分的双回路系统（可通过切换单元T进行切换投入）。c) 给定值可变、负荷前馈等。4再热汽温调节的基本方案：1) 特点：a) 再热汽温安装在烟道内，以对流热交换为主，受烟气流量及烟温影响大。常采用调节烟气方式，但又造成过热汽温调节动作频繁。b) 当机组负荷下降时，再热汽温下降幅度大，甚至达不到额定值。要求：给定值可变；调节幅度大。2) 基本方案：a) 以烟气侧调节为主要手段的汽温系