汽温调节系统-火电厂热力过程自动调节系统培训讲义

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1、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5~10℃，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

2、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。①喷水减温器位置选择：②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25~40℃；对于高压锅炉：额定负荷时，过热汽温比额定值高40~60℃。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；2-5MCS系统培训讲义第2章汽温调节系统a)负荷↓时，再热汽温下降幅度大——给定值应随负荷而变；b)烟气流量调节对过热汽温影响

3、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：①有自平衡能力；②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τ30~60s10~20s10~20s惯性时间常数TC40~100s100s100s特点τ/TC值大,惯性大，不易控制。τ/TC值小,惯性小，相对易控制。τ/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：3．1常规串级汽温调节系统：使用场合：a

4、)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)Ⅰ、Ⅱ级各自独立，串级调节系统b)Ⅰ级调节任务：①消除燃烧工况变化造成的扰动；②作为Ⅱ级调节的粗调。Ⅱ级调节任务：保持炉出口汽温=规定值。调节原理:2-5MCS系统培训讲义第2章汽温调节系统3．2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

5、：调节性能略低于串级调节方式。3．3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。2-5MCS系统培训讲义第2章汽温调节系统特点：变负荷工况下，汽温调节效果不理想。3．4几项改进措施：1）Ⅰ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。Ⅰ级减温给定值由蒸汽流量（锅炉负荷）

6、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Ⅱ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Ⅰ级减温水的汽温系统：使用场合：同3．4条1）项。系统结构：总体采用串级汽温调节系统结构。Ⅰ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3．4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

7、度的目的。特点：a)对Ⅱ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Ⅱ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。2-5MCS系统培训讲义第2章汽温调节系统a)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

8、道内，以对流热交换为主，