主蒸汽温度优化控制策略

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1、第35卷第1期华电技术Vo1．35No．12013年1月HuadianTechnologyJan．2013主蒸汽温度优化控制策略张淑娟，董克昌(山东电力工程咨询院有限公司，山东济南250013)摘要：主蒸汽温度具有大惯性、大迟延、非线性及不确定性强等特点，针对这种复杂控制对象，采用了给水／燃料比优化控制方案对主蒸汽温度进行控制。通过分析机组运行实时曲线，验证了该方案的有效性。关键词：主蒸汽温度；大惯性；给水／燃料比；优化控制中图分类号：TK223．7文献标志码：B文章编号：1674—1951(2013)01—0049—03的，但负荷信号是由具体用户决

2、定的，随机性非常0引言大，实现起来比较困难。而对于喷水减温来说，虽然随着技术的发展和自动化程度的提高，火电厂减温水扰动的动态特性不是非常理想，但实际调节机组的容量越来越大，机组参数越来越高，对热工自时却非常方便，可通过一系列优化算法对其动态特动控制系统控制品质的要求也越来越高。从锅炉过性进行改善，因此，这种方法是实际工程中应用最热器出来的主蒸汽进入汽轮机做功后带动发电机运多的。行，在整个汽水行程中，主蒸汽的温度最高。主蒸汽2给水／燃料比的优化控制方案的汽水品质及温度是否稳定是决定机组能否安全、经济运行的重要因素。与国内大多数直流锅炉的控制方案不同，该

3、控制方案以给水量为主动调节量，调节负荷或汽压，以1主蒸汽温度的特性燃料量为从动调节量，调节喷水减温器前、后温差，机组运行过程中，影响主蒸汽温度(以下简称保证给水／燃料比(以下简称水燃比)。不论是包墙主汽温)的因素非常多，在蒸汽侧有主蒸汽流量、给过热器还是屏式过热器，其本级过热器出口汽温的水温度、给水流量、减温水温度、减温水流量等；在烟改变量都是通过本级过热器入口汽温(该喷水减温气侧有烟气量(一次风量、二次风量、燃尽风量、燃器的出口汽温)的改变量来控制的。由于工况不同料量等)、一次风压、炉膛负压、燃烧器投运方式、受(比如负荷或压力不同时)，即使出口汽温

4、改变量相热面的结渣／积灰／结垢情况等。因此，在整个热力同，也会需要不同的进口汽温改变量。这2处汽温循环过程中主汽温具有大惯性、大迟延等特点，甚至改变量之间存在着某种定量关系，可通过两者过热有时会表现出一定的非线性和时变性。根据国家相器的蒸汽比热来确定，也就是加入了导前微分信号，关标准，亚临界以下锅炉主汽温的暂时偏差不能超这是改进后的喷水减温器的优点]。图1为喷水减过±10℃，长期偏差必须小于±5℃，超临界及以上温控制示意图。的锅炉对主汽温控制偏差的要求更为严格。因此，该控制系统的内回路通过控制减温水流量来保必须选择正确、有效的控制手段和控制策略，克服

5、主证二级减温器出口温度达到要求值。外回路还考虑汽温大惯性、大迟延、非线性和时变性的缺点，消除了以下因素的影响，以保证更加有效地控制主汽温。扰动干扰，保证过热汽温稳定在给定值附近，使整个(1)锅炉负荷变化的影响。在锅炉主控程序发电机组安全、稳定地运行。中，给负荷加入了一个微分脉冲的前馈信号，因此，在实际生产运行中，对主汽温的动态特性进行当锅炉负荷增加时，会使进入汽轮机的蒸汽量增多。分析：一方面，在锅炉负荷或烟气热量发生扰动的工由于蒸汽量增多可能会导致需要的减温水流量也增况下，主汽温具有变化较快的特性。在减温水量发加，这时可以在减温水控制的内环中将温度设

6、定值生扰动的工况下，主汽温具有比较平稳的特性；另一降低，同时在减温水控制的外环中减小前馈信号。方面，如果仅仅从过热汽温控制对象动态特性的角(2)饱和温度限制。在主汽温控制中，为保证度来考虑，改变烟气侧参数的控制手段是比较理想具有合理的过热度，减温水比例积分微分PID(Pro．po~ionalIntegralDerivative)控制外环的设定值采用收稿日期：2012—07—303个信号的叠加值，即机组的实际负荷、总燃料量与·50·华电技术第35卷l1—ll2lMPa丁MP主汽温偏差设定『11．1MP11．2MPa一32．5℃j星IMPaI!：lMPa

7、国582．4l℃575．3l℃％％％％圈575．9l℃568．9l℃内壁586．6℃5739f℃568．5}℃内壁580．9℃外壁I!．】℃高温过热器外壁566．3℃!℃I箜．I℃二级喷水匦uC500．5j℃I484．2l℃℃l≈===【———————(A囫℃⑩：℃r—<卜Lt／h510．8℃I匝％M)屏式过热器M1网℃坠4_℃网℃3813℃A3T><—伫_c>k3——[==上—TJ匝％固t／h匝℃圆℃回t／}l圆％一℃℃一圃低温过热器仝＼／卜(，M、)包墙过热器水平烟道l后竖井lI水平烟道—厂I—里一—=——l储水罐—q顶棚过热器省煤器图1喷水减温

8、控制示意图机组实际负荷之差的微分信号、机组实际负荷与送风的设定值；内环PID控制的过程值采用的是一级过机平均