母管制供热机组主汽温自调系统不能长期投入的原因分析

1/6母管制供热机组主汽温自调系统不能长期投入的原因分析母管制供热机组主汽温自调系统不能长期投入的原因分析WHYMAINSTEAMTEMPERATURECONTROLSYSTEMOFTHERMALPOWERSUPPLYUNITSWITHMANIFOLDMAINSTEAMPIPELINECANNOTBEINLONGTIMESERVICE李志国（河北热电有限责任公司，河北石家庄050041）摘要分析了母管制运行机组主汽温度自动调节系统不能长期投入的原因和调节系统设计中存在的问题，并介绍了调节系统的改进方案和投入效果。关键词锅炉；主汽温度；自动控制；调节系统；改造ABSTRACTTHISPAPERANALYZESTHECAUSEOFTHEMAINSTEAMTEMPERATURECONTROLSYSTEMCANNOTBEINLONGTIMESERVICE,ANDTHEPROBLEMSINTHESYSTEMIMPROVINGSCHEMESANDSERVICEEFFECTSOFTHESYSTEMAREINTRODUCEDKEYWORDSBOILERMAINSTEAMTEMPERATUREAUTOCONTROLADJUSTINGSYSTEMIMPROVEMENT2/61系统构成锅炉蒸汽热力系统河北热电有限责任公司1215220T/H锅炉热力系统采用四级加热两级减温的蒸汽系统，如图1所示。汽包中分离出来的蒸汽经过顶棚过热器、包墙管和二级过热器的加热进入一级减温器喷水减温，然后在屏式过热器中加热，再进入二级减温器减温，经过一级过热器的冷段和热段加热后汇总到集汽联箱，供给汽机。减温器为喷水式减温器，减温水来自给水母管，每级分甲乙两侧，共4个减温器。温度自动调节系统一级减温系统以屏式过热器后温度（6ATT2,6BTT2）为主信号，一级减温器后温度（6ATT1,6BTT1）为导前信号构成导前微分减温调节系统。二级减温系统以集汽联箱蒸汽温度（7ATT2,7BTT2）为主信号，二级减温器后温度（7ATT1,7BTT1）为导前信号构成导前微分调节系统（各测点如图1所示）。由于两级构成相近，且二级问题较明显，因此以二级减温系统为例对自动调节系统进行说明。二级的甲乙两侧减温系统都以集汽联箱上双热偶测出的热电势为主要调节信号，以各侧减温后的温度信号为3/6导前微分信号对减温水进行调节，系统如图2所示。PID调节器综合主信号与导前信号之后，经过运算驱动执行器改变减温水的流量以控制主蒸汽的温度。2原因分析由于二级减温系统甲乙两侧各有1套调节系统，对主汽温采用双热偶1点测温，因而所测得的汽温相同；又由于2台调节器的给定值无法调整得绝对相同，造成2台执行器在积分作用下分别向2个方向动作，直到极限状态，使自动调节系统失去作用。假设甲乙2台调节器的给定值为SPA和SPB，因为SPA不可能绝对等于SPB，不妨设SPASPB，再设主汽温为PV，由于在同一点测温，所以甲乙温度值相同，下面分几种情况讨论执行器的动作。SPASPB因为PVSPASPB，则EAPVSPA0，EBPVSPB0，且EAEB，这对比例和微分只产生较小的影响，随着偏差E的消除也会消除；而对积分而言，经过一段时间后则会造成乙调节器输出大于甲调节器输出的情况，且每次都会使这种情况加剧。SPBPV4/6在这种情况下，EA、EB均为负，且EAEB，积分结果使甲调节器输出小于乙调节器的输出，且随时间的增加差距加大。PVSPB在这种情况下，EA为负，EB为正，所以乙侧动作是开，甲侧动作是关，随着时间的延长，积分作用使两执行器位置产生较大距离。在实际运行中，这种情况经常出现，可使执行器产生明显的动作。以上3种情况均使甲侧开度小于乙侧开度，随着时间的增加，最后使甲侧关到零位，乙侧开到最大，使自动调节系统发散而失去调节作用。SPASPB的情况可用同样方法分析得到甲开到最大、乙关到最小的结果。综上所述，由于甲、乙两侧的给定值不能完全相同，造成执行器一个开大、一个关小，使自动系统失灵，其原因主要在于主汽温度信号采用同一个测点。由于把一个测点引入两个系统造成互相干扰，破坏了系统的工作点，导致两个系统分别向两个方向动作。3解决方法更改系统由以上分析可知，原因在于采用了1个测点。如果采用2个测点，分别装在一级过热器高温段的甲乙两侧，形成两个互不干扰的系统，问题即可迎刃而解。但此种方5/6法需要大量工程工作，还需要停炉安装，造成不必要的浪费，而且因为不直接控制集汽联箱出口的汽温，会造成汽温不准，影响安全经济生产。另外，如果采用单点测量，单调节器带动双执行器，形成只有一个系统的减温调节，也可解决该问题。但此方法除工程量大外，还由于采用一个系统两台执行器的工作方法，两侧不同的对象特性采用同一种调节规律，使两侧的汽温造成一定偏差，影响了锅炉的安全运行。调节系统加入纠正信号单向纠正信号把2个调节器的输出进行求差运算，加入到其中的1个调节器上，如图3所示，使其向相反方向运算，这样当2个调节器出现差值时，会自动减小两者之间的差值。当造成主汽温偏高于给定值时，两者再同时调整使其恢复到给定值，这种方法简便易行，只是因为要影响到主汽温后才能进行重新调整，对调节器的参数要求较高。综上所述，河北热电有限责任公司1215锅炉的主汽温控制系统由于设计上的弊端，使减温系统不能正常工作，通过对调节系统的改进，消除了原有系统存在的问题，使温度自动调节系统能正常投入运行，调节指标达到规程要求，取得了良好的效果。6/6与单向纠正信号相似，只是2台调节器均有差值信号加入，这样当偏差出现时，会立即进行消除，而不至影响到主汽温后再动作，是一种较好的解决方法。需说明的是，正常情况下两给定值设定偏差很小，经实际测量原系统一般运行24H，不会出现跑到