烟气挡板调节再热汽温的优化设计.pdf

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1、第7期郭若飞等．烟气挡板调节再热汽温的优化设计烟气挡板调节再热汽温的优化设计郭若飞1全欣娜1张旭2(1．内蒙古工业大学信息工程学院，呼和浩特010080；2．内蒙古呼和浩特市国税局，呼和浩特010020)摘要针对再热蒸汽温度烟气挡板控制调温的灵敏度较差、调温幅度较小的缺点，设计了挡板控制系统的程序，以加大烟气的变化量和克服挡板的非线性来提高机组热效率。在此基础上进行负荷带变动试验和升负荷试验。试验数据及曲线表明，再热汽温度控制系统采用烟气挡板控制的方法满足品质指标要求。关键词烟气挡板再热蒸汽温度程序设计中图分类号TPl3文献标识码A+文章

2、编号10000932(2011)07．0823加14火电厂再热汽温的动态特性具有延迟、惯性和自平衡能力。多数机组采用烟道挡板作为调节再热汽温的主要手段，再热器喷水作为后备控制。通过烟气挡板的调节，可以改变流过过热器受热面和再热器受热面的烟气分配比例，实现再热汽温的调节。通过调节烟气挡板，可以使得主烟道和旁路烟道的烟气流量相对变化达60％左右，再热汽温的变化量约为50℃，相应地，低温对流过过热器的出口温度也将受到影响¨qJ。笔者采用烟气挡板的优化调节方法来控制再热汽温，设计了挡板控制系统的程序，以加大烟道烟气的变化量和和克服挡板的非线性，设

3、备结构简单、操作方便，同时可以提高机组的热效率。1烟道挡板控制烟气挡板调节法是通过烟气挡板开度来改变流过过热器受热面和再热器受热面的烟气分配比例，从而达到调节再热汽温的目的。典型的再热器出口蒸汽温度与工作负荷关系曲线如图l所示。工作负荷大于50％之后，出口温度稳定在额定值(如603℃)。Ⅱ型锅炉在锅炉尾部配置了烟道挡板，用于过热、再热蒸汽的调p魁赠口音

4、节。由图l可知，工作负荷提高之后，因烟风流量和温度的上升，高温烟气对于再热器的升温作用明显，减小再热侧烟风挡板开度，是调节再热蒸汽温度的主要手段【4．5j。过热器烟风挡板SH、再热器烟风挡

5、板RH需要反相调节，挡板控制程序应当统一设计。设计程序框图如图2所示。具体说明如下：a．测量得到的实际再热器出口温度L、瓦，经过“二取一逻辑”，由切换模块BMPl选择其一输出，作为实际的再热器出口温度t。b．锅炉负荷指令BID经过函数模块FG·l生成再热器出口温度的设定值咒；咒与实际测量值t求差，即得到偏差变量△=置。c．当模拟量切换模块BMP2选择△信号，输出为△l-置时，为常规烟风挡板的控制；模拟量．切换模块BMP2选择输出△，=置时，为预测控制策略。这里的变量五是预测算法模块输出n分钟之后再热蒸汽温度的预测偏差值。采用x：替代了当前

6、的实际偏差值△1_五，可以提高提前控制、减少大滞后环节产生的不良作用。高负荷工况下，烟风流量大、温度高，同样的烟道挡板开度艿变化，产生的再热蒸汽温度变化△r大，即执行系统的增益值高；反之，低负荷工况下，同样的板控开度变化，再热蒸汽温度变化△r小，执行系统的增益值低，因此需要进行动态的增益校正。这一功能由函数模块FG-2和乘法器ML共同完成。。图l再热器出口蒸汽温度与工作负荷关系曲线收稿日期：201lJ04伪(修改稿)化工自动化及仪表第38卷典型参数卢及曲线折点负荷值d％因锅炉结构、具体参数不同而有所区别，应在调试中确定。校正后的偏差值记作

7、△：，输入积分调节器I后，进行积分调节运算。再热器出口温度SH挡板图2烟风挡板控制组态采用积分调节器而不用PI调节器的主要原因是：烟风挡板的温度调节是一个慢过程，需要对长时间段的偏差积分产生校正作用，不需对瞬态的偏差作出响应。为了估算闭环工作周期％的数值，可将再热蒸汽的受控过程简化为延迟与一阶惯性环节的串联，具体描述为：一

8、，矽(s)=e一删点(1)-1l‘r^】式中死——延迟时间，r2=30s；l，——惯性时间常数，￡，=10s。由于积分调节器的相位移咖。=900，得到闭环工作周期应满足的相位方程：RH挡板一2百乏一眦劬等=一詈或毗协n

9、等=詈一2竹凳毗咖百2吉‘2竹亏即：等=咖c号一2霄乏，‘冒-1■解得：％=2鸭tall2嗉(2)这也是个非线性方程，计算求解后得到近似解为％=158．075s。％与系统参数r扑t．成正比第7期郭若飞等．烟气挡板调节再热汽温的优化设计可以确定，这是一个慢过程。积分调节器的输出信号经过限幅(HL&LL)作用，输出得到动态校正控制信号yd，同时送至过热烟气(sH)挡板、再热烟气(RH)挡板的控制程序。因为SH、RH侧为反向调节动作，所以RH侧设置了反相器(一1)、得到一yd信号。挡板稳态控制信号为y3、y2，由锅炉负荷指令BID经过函数模块(

10、FG．3、FG4)变换得到。FG-3、FG一4函数如图3所示。在低工作负荷下，再热烟风(RH)挡板全开，过热烟风(SH)挡板处于最小开度位置。随着工作负荷的提高，RH烟风挡板开度逐渐关小，SH