锅炉主蒸汽控制

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1、华吐#力*孑课程设计报告（2009—2010年度第1学期）名称：热工控制系统题目：过热汽温控制系统院系：能源动力与机械工程班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：2成绩：日期：2010年7月9日一、课程设计（综合实验）的目的与要求1.通过课程设计，巩固、深化和扩展学牛的热工控制系统理论知识，提高综合运用知识的能力。2.通过实际题1=1、控制方案选择、工程图纸绘制等基础设计，培养学牛理论与实际相结合的能力，提高分析问题和解决问题的能力。3.独立完成课程设计任务。二、设计（实验）正文1•过热蒸汽控制系统的基本任务和要求锅炉过热蒸汽温度是影响机

2、组牛产过程女全性和经济性的重要参数。现代锅炉的过热器是在高温、高压的条件下工作的，过热器出口的过热蒸汽温度是机组整个汽水行程川工质温度的最高点，也是金属壁温的最高处。过热器采川的是耐高温高压的合金刚材料，过热器正常运行的温度已接近材料所允许的最同温度。如果过热蒸汽温度过高，容易损坏过热器，也会使蒸汽筲道、汽轮机内某些零部件产牛过大的热膨胀而毁坏，影响机组的安全运行。如果过热蒸汽温度过低，将会降低机组的热效率，一般蒸汽温度降低5-10°C,热效率约降低1%,不仅增加燃料的消耗量，浪费能源，而H还将使汽轮机最后儿级的蒸汽湿度增加，加速汽轮机叶片

3、的水蚀。刃外，过热汽温的降低还会导致汽轮机高压级部分蒸汽的焙值减小，引起反动度增大,轴向推力增人，也对汽轮机安全运行带来不利的影响。所以，过热熬汽温度过高或过低都是生产过程所不允许的。因此,以600MW机组国产汽包炉为例,其过热蒸汽温度额定值为541°C（主汽压力为17.3MPa）,在负荷为额定值的60%〜100%范围内变化时，过热蒸汽温度不超过额定值的-10〜+5,长期偏差不允许超过土5°Co为了防止过快的蒸汽温度变化速率造成某些高温工作不部件产牛佼大的热应力，述对温度变化速率进行限制，一般限制在3°C/min内。2.过热蒸汽温度控制对象

4、的动态特性II前，火电机组厂广泛采川喷水减温方式来控制过热蒸汽温度。影响汽温变化的因素很多，但主要有蒸汽流量、烟气传热量和减温水量等。在各种扰动卜一，汽温控制对象是有迟延、惯性和自平衡能力的。1、熬汽流量扰动下的熬汽温度对象的动态特性大型锅炉都采用复合式过热器，当锅炉负荷增加时，锅炉燃烧率增加，通过对流式过热器的烟气量増加，而且烟气温度也随负荷的增大而升高。这两个因素都使对流式过热器的气温升高。然而，当负荷增加时，炉腫温度升高的并不明显，由炉腌辐射传给过热器的热量比锅炉蒸汽量增加所需热量少，因此使辐射式过热器出口温度下降。对见，这两种型式的

5、过热器对蒸汽流量的扰动的反映恰好相反，只要设计上配合得当，就能使过热其出口汽温随蒸汽流量变化的影响减小。因此在牛产实践中，通常把对流式过热器与辐射式过热器结合使用，还增设屏式过热器，且对流方式下吸收的热量比辐射方式下吸收的热量多，综合而言，过热器出口汽温是随流量【）的增加而升高的。动态特性曲线如图2-1所示。蒸汽流量扰动时，沿过热器长度上各点的温度几乎是同时变化的，延迟时间较小，约为15s左右。2、烟气侧热虽扰动下蒸汽温度対象的动态特性当燃料暈、送风量或煤种等发牛变化时，都会引起烟气流速和烟气温度的变化，从而改变了传热情况,导致过热器出口温

6、度的变化。山于烟气传热量的改变是沿着敕个过热器长度方向上同时发生的，因此汽温变化的迟延很小，一•般在15-25s之间。烟气侧扰动的汽温响应曲线如图2-2所示。与蒸汽量扰动下的情况类似。Qy▲AQy0►t图2-2烟气热量扰动下过热汽温的阶跃响应曲线2.蒸汽温度在减温水量扰动下的动态特性当减温水暈发牛扰动时，虽然减温器出口处汽温已发牛变化，但要经过较长的过热器管道才能使出口汽温发生变化，其扰动地点（过热器入口）与测量蒸汽温度的地点（过热器出口）之间有着较大的距离，此时过热器是一个有纯滞后的多容对彖。.动态曲线图如图2-3所示。当扰动发牛后，耍隔

7、鮫长时间才能是蒸汽温度发牛变化，滞后时间比较大，滞后时间约为30-60soWB0AWB图2-3减温水扰动卜•过热汽温的阶跃响应曲线综上所述，口J归纳出以下几点:（1）过热器出口蒸汽温度对象不管在哪一种扰动下都有延迟和惯性，有自平衡能力。而H•改变任何一个输入参数（扰动），其他的输入参数都可能立接或间接的影响出口蒸汽温度，这使得控制对象的动态过程十分复杂。（2）在减温水流量扰动下，过热器出口蒸汽温度对象具有鮫人的传递滞后和容呈滞后，缩减减温器与蒸汽温度控制点之间的灰离，可以改善其动态特性。（3）在烟气侧热量和蒸汽流量扰动下，熬汽温度控制对象的

8、动态特性比较好。3.调节壘与被调量从过热蒸汽温度对象动态特性來看，蒸汽流量或烟气热量变化时，蒸汽温度动态反应较快；而减温水量变化时，熬汽温度动态反应较慢。由于熬汽流量由机组负荷决