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1、研究论文引进机组过热蒸汽温度控制系统分析彭钢,阎凯峰!河北省电力研究院"河北石家庄05002%$%摘要&对引进机组主蒸汽温度控制系统在克服其被控对象的大迟延&大惯性&时变性和非线性的内在机理进行了分析"提出了该控制系统的调整和投运应注意的问题%%关键词&主蒸汽#温度控制#预估补偿#大迟延#大惯性%中图分类号&*+)2)%文献标识码&F%文章编号&%002)),-"2005#0$002%0-邯峰发电厂%期工程2W,,0?3机组锅炉为美该系统设置了2级喷水减温器,每级减温器分左右两国福斯特惠勒能源公司S31V设计制造的2020@A侧布置。第%级减温器布置在分割屏过热器的入口,亚临界自然循环
2、汽包炉,汽轮机为德国5M?1D5公司其喷水量占总设计喷水量的2),在第%级减温器左制造的U?D系统单轴、四排汽、纯凝汽反动式汽轮右两侧均设置有2个喷嘴与相应的调节阀门。第2级机,发电机为5M?1D5制造的*UTS%%5,’型发电减温器布置在末级过热器的入口,其喷水量占总设计机。机组TV5采用5M?1D5公司的*11J12?喷水量的%),第2级减温器左右两侧各设置%个喷.J系统。本文对该机组的过热汽温控制系统进行分嘴与相应的调节阀门。每侧喷嘴和阀门系统的设计能析,研究它在克服主蒸汽温度被控对象的大迟延、大惯力均为该级喷水量的50X。性、时变性和非线性的内在机理,并对其调整和投运过程中的
3、问题进行研究。1(2过热蒸汽温度控制系统对应于图%所示的工艺系统,整个过热汽温控制1过热蒸汽温度控制系统分析系统也相应地包含了第%级和第2级减温喷水流量控制系统。由于两级的控制系统原理基本相同,因此本1(1过热蒸汽温度控制的工艺流程文仅对第%级减温控制系统进行分析。图2给出了第机组过热器喷水减温系统工艺流程如图%所示。%级减温(左侧)控制系统示意。该控制系统以分割屏过热器出口汽温作为被调量进行调节,以保护屏式过热器管壁不致超温,同时配合末级过热汽温控制系统的工作。分割屏过热器出口蒸汽温度的偏差信号经过蒸汽焓值校正后,分别经过燃料量前馈信号和预估控制信号的补偿,然后经过过热度保护回路的处
4、理后,经JMT调节器送至阀门控制回路,以控制第%级减温器左侧的2个减温水调节阀。图1过热器喷水减温系统工艺流程图2中()为减温水调节阀开度(X),&)%为第%级减温器后的温度(C),&)2为分割屏过热器后的温度收稿日期$200505%0作者简介$彭钢(%$,)),高级工程师,主要从事火电厂热工控制技术的研究和应用工作。热力发电!2005"$#90研究论文图$燃料量的前馈回路-&>#%00·ヘ%0·+7(%)式中:&>为蒸汽的饱和温度(C),+7为汽包压力(?J6)。在实际应用过程中,将式(%)计算得到的第%级减温器出口蒸汽的饱和温度,加20C")0C作为分割屏过热器入口蒸汽温度的保护值
5、(如图5所示),当实测汽温低于该保护值时,该保护回路输出为0的信号,以限制减温水调节阀开度的增大,保持分割屏过热器图2第1级减温控制系统"左侧#示意入口汽温在相应的过热度保护区间内,避免屏式过热(C),&)0为分割屏过热器后温度调节的设定值(C)。器入口蒸汽带水,影响机组的安全运行。%*2*%蒸汽焓值校正作用图2所示的减温控制系统中,蒸汽焓值校正系数是随汽包压力值的不同而改变的,其关系如图)所示,其校正作用相当于根据机组运行工况的不同而自动修正控制系统的开环增益。当屏式过热器出口汽温受该处蒸汽焓值影响而发生变化时,能够提前调整减温水量,以更好地维持分屏割过热器出口汽温的稳定。图%蒸汽过
6、热度保护回路%*2*-预估补偿控制预估补偿控制是主蒸汽温度控制的核心环节,其作用是针对大型机组主蒸汽温度控制对象大迟延、大图#蒸汽焓值校正系数与汽包压力的关系曲线惯性、时变性和非线性的特点,通过构造数学模型改善被控对象的动态特性,以提高调节系统的调节品质。%*2*2燃料量的前馈作用影响主蒸汽温度控制的因素很多,最主要的干扰在第%级减温控制系统中(图2),其预估补偿控制回是送入炉膛的煤粉量和风量的变化。根据这些主要扰路如图,如示。动量,及时地改变减温水量以平衡这些干扰,有利于提高主蒸汽温度的调节品质。因此,在图2所示的第%级汽温控制系统中,以总燃料量的变化量作为控制系统的前馈量,燃料量的
7、前馈回路如图-所示。%*2*)过热度保护作用根据实际测量的汽包压力值,可以得出对应于该图&预估补偿控制回路压力下蒸汽的饱和温度&>,该温度可作为第%级减温器出口蒸汽的饱和温度,其近似公式(拟合)为:图,中:J*%为一阶惯性环节,,i-(x)为在不同91热力发电!2005"$#研究论文主蒸汽流量下各一阶惯性环节J*%时间常数的函数。的模型响应。2过热蒸汽温度控制系统中预估补偿控制的研究图’"+1个一阶惯性环节串联组成的模型2*1减温过程被控对象的
