超超临界机组汽温控制系统设计

1、摘要超临界发电技术是目前世界上有效利用能源的技术，在能源利用效率、负荷适应性、排放等方面明显优于亚临界和常规超临界参数单元，是未来大型发电单元的发展趋势，已进入国际大规模商业化应用阶段，但在我国主蒸汽温度和再热蒸汽温度是电厂机组运行中需要控制的重要参数，机组蒸汽温度控制的好坏直接影响着机组的安全经济生产。 随着锅炉参数的提高，蒸汽温度控制的难易度也增加了。本文阐述了课题提出的背景和研究的意义，简要介绍了超临界机组的发展过程和现状，参考超临界机组的锅炉特性和蒸汽温度控制特征，在主蒸汽温度控制中粗调燃水比，微调一、二、三级喷水降温， 设计了以中间点温度信号为导前微分信号的串联蒸汽温度控制系统，在再

2、热蒸汽温度控制中采用了排烟挡板，少量喷水降温作为快速响应调节和精确调节，还备有事故紧急喷水。 进而利用实验室拥有的MACS集散控制系统，对设计的系统进行了软件构成。 此外，本文对先进的蒸汽温度控制系统作了简要介绍。关键词：超临界机组燃水比主蒸汽温度控制再热蒸汽温度控制ABSTRACTultra-supercriticalpowergenerationtechnologyisahighlighlyefficientuseofenergytechnologiesnowanditisobviouslysuperiortosub-c itsinenergyefficiency，load adaptab

3、ility，as well as，emissisonsandsoon.large-compaticationumentisthedeverproventdrentinthefutureandithasebenestothestageoflarge-scalecommercial e international arena thestageofinitionthestageofinitiontectroftectrontechnoftectrontechnotiontect eareareimportintprofin ndstemtermentcontrollicationissecurity

4、 2222222222222222222222222222222222thisperpartersdectribestheburchandstricationofthesubjectsandstricationofthestudyandprovideabriefintroductiontot ticalluticurity acordringtothecharacteristicofultra-supercriticalboilerumentandthecharacteristicsofsteamtemperature control， inthrongandingonexistingultr

5、a-supercriticalgeneratingunitscharacteristicsofsteamtemperaturecontrolsystem thisparepatesdesignas statemtertemtrecontrationissdetionusingtherationoft辅助insprayingwater，using one-stage，two-stage， three-stagetremetremetrederasafine-tunesteamtemperaturecontrol using the mid-pointofthetermationsignectri

6、onsasagingforment hefluefgasbaffleastheregulationofreheatsteamtemperature；以及asmallamountofdesuperheatingbysprayingisusedasarapidresponseandaccuratregulation.besidistherebeanemergencydesupertheatin gbys usethemacsdistriblitycontrollortytoacomplementhesystemsoftwareconfiguration.in addition，thisparess

7、allointroductestheadvancedskeywords : ultra-supercriticalgenerationunit； 冷水速率；冷水速率； 主steam模板控制； reheatedsteamtemperaturecontrol目录摘要IPS PS S第一章绪论11.1课题背景和意义11.1.1超临界机组国内外发展现状11.1.2超临界机组的发展趋势21.2超临界机组蒸汽温度控制战略的发展现状31.2.1普通和先进的气温控制策略的简单介绍31.2.2超临界机组的蒸汽温度控制现状41.3课题的主要内容5第二章超临界机组气温特性62.1蒸汽温度控制系统的控制任务62.2超

8、临界机组的气温特性62.3超临界机组蒸汽温度的控制特征8第三章过热气温控制系统的设计93.1燃水比控制方案设计93.1.1采用微过热气温信号93.1.2燃水比控制电路方案设计93.1.3主燃料控制指令的生成113.2过热水喷射降温控制系统方案设计11第四章再热蒸汽温度控制系统的设计144.1排烟屏障控制系统设计144.2再热器事故喷泉降温控制系统设计16第五章系统构成195.1 MACS系统概要195.1.1 MACS系统结构和功能195.1.2 MACS系统构成功能的介绍205.2使用Macs系统的蒸汽温度控制系统的构造215.2.1新设工程215.2.2系统设备配置215.2.3数据库配置

9、225.2.4算法配置24结论25参考文献26感谢28第一章绪论1.1课题背景和意义随着我国经济持续健康发展，电力使用量的需求也增加，我国现有的火力发电设备设备容量已经不能满足国家经济发展的需要，并且大量运行的小设备效率低，发电煤消耗量高，能源利用率低，环境污染由于我国的能源体制，电力工业以煤为中心的结构今后很长时间都不会改变1。 发展大容量、高效超临界和超临界发电机组，改变火力发电机组结构，改变电力行业现状已成为我国电力行业发展的新趋势。为了保证电力行业的安全、经济生产和机组的正常运行，机组运行参数的控制，尤其是蒸汽温度的控制很重要，而超临界机组蒸汽温度的控制通孔临界机组更为复杂，对超临界机

10、组蒸汽温度的控制系统设计研究意义重大。1.1.1超临界机组国内外发展现状超临界机组的发展至今已有近50年的历史，其发展不仅与新材料的开发，还与设计技术和制造技术的进步密切相关。 超临界机组技术是目前世界上高效利用能源的技术，其能效高、单体容量大、可靠性高、环境指标先进，已成为世界火力发电的主流技术 2，3 。超临界机组和超临界机组(根据机组采用的蒸汽参数分开，只有超临界和亚临界，超临界是我国所认为的分区之一，也被称为优化的超临界参数和高效的超临界参数。 目前，超临界和超临界没有国际统一标准，蒸汽压力超过25 MPa，蒸汽温度超过580C的状态称为超临界状态4。超临界机组作为目前煤火电厂先进可靠

11、的发电设备，火电厂由低压中压高压超高压亚临界的发展而进化，在能源利用效率、排放等方面明显优于亚临界和通常的超临界参数机组。 工业发达国家非常重视超临界机组和超临界机组的发展，超临界机组和超临界机组已经成为这些国家的主力机组5。 世界超临界和超临界发电技术基本同时开发，其发展过程大致可分为三个主要阶段最初阶段大致是20世纪50年代到80年代，这个时期是这个技术的开始阶段。 美国是第一个发展超临界发电技术的国家，从20世纪50年代初开始研究超临界和超临界技术。 1957年，在125MW、31MPa/621C/566C/538C的世界上，超临界机组首次在法洛发电站上市。 1958年，325MW、36

12、.5MPa/654C/566C/566C的第二个超临界机组在Ed-dystone发电站出厂，该机组的锅炉由美国CE公司设计制造，是当时世界上容量最大、参数最高的机组第二阶段从20世纪80年代到90年代，通过材料技术的进步和对电厂水化学方面的认识的深度，克服了早期超临界机组面临的问题。 在此期间，美国已经优化和改造了出厂机组，大幅度提高了机组的经济性、可靠性和运行灵活性，其可靠性和使用率指标已经达到了相同容量的亚临界机组。 这个时期，欧洲和日本也积极发展自己的技术，推出了新的超临界和超临界参数单元。第三阶段大约从20世纪90年代开始。 这个时期新材料开发成功，为机组结构设计的创新、技术进步和常规

13、超临界技术成熟，为超临界机组规模化提供了必要条件，超临界机组进入了快速发展阶段。 这个阶段的技术特征主要以日本(三菱东芝日立)和欧洲(Siemens，Alstom )为代表。 目前，欧洲正在建设和规划的煤炭电气项目具有许多特点，最显着的特征是超临界、重视环境保护、大气压小、大型化和批量化等6。我国从80年代末开始从海外进口大容量的超临界机组顺利上市，90年代中期国内企业引进了超临界机组锅炉、汽轮机等设计制造技术，加快了我国超临界发电技术的发展步伐。 从Apl-EVT引进的2x9OOMW超临界机组于2003年在上海外高桥发电站运行，这是中国迄今为止单体容量最大的煤炭火力发电站机组。 我国目前基本

14、具备600MW级、蒸汽参数24MPa/566/566的超临界机组和1000MW级、蒸汽参数27.5MPa/605/603的超临界机组的自制造能力。 经过十几年的努力，发电设备制造业和火灾行业积累了丰富的超临界机组的设计制造和运行维护经验，相关研究所也攻占了超临界机组的关键技术，初步具备了超临界机组的研发能力7。1.1.2超临界机组的发展趋势目前，发展超临界技术的国家主要有美国、日本、德国、丹麦等，世界上属于超临界参数的机组约有60台。 1999年，美国能源省提出了发展先进发电技术的Vision21计划。 其中，对超临界技术，主要研制了35mpa/760 c/760 c的超临界火力发电机组，热效

15、率高于55%，污染物排放通路临界机组减少了30 % (8)。 提高超临界、超临界机组比例，是整体提高煤炭电机机组效率的有效方法之一。 欧盟执行的新一代高效超临界机组开发计划(Thermie700计划)中，蒸汽温度上升到700，再热蒸汽温度达到700，相应的压力从现在的30 MPa上升到37.5 MPa，机组的电力效率上升到52.5%左右目前我国超临界机组技术参数为再热，蒸汽参数为25-28MPa/600/600，相应的发电效率预计为44%左右。 到2020年，我国煤电设备容量将增加2.4亿kW，假定煤电机组新增加90%。 也就是说，2.16亿kW采用了超临界发电技术9。1.2超临界机组蒸汽温度控制策略的发展现状1.2.1常规和先进的气温控制策略的简要介绍普通的蒸汽温度控制系统一般采用串行控制及其派生系统。 最初采用的是具有导前微分信号的双重回路蒸汽温度控制系统，并发展为由导前蒸汽温度和被控制蒸汽温度的串联级构成的串联级蒸汽温度控制系统。 为了提高控制质量，在实际运行中改进了通常的串行控制。 例