第五章 蒸汽温度控制
热工控制系统课堂ppt_第五章串级控制系统概要
WT1(S)
X2
WT2(S)
WZ(S)
Wm2(S) Wm1(S)
Wf(S)
WD2(S)
Y2
WD1(S)
Y1
-
-
图5-3
串级控制系统原理方框图
图中Z2是进入副环的扰动，从副回路看，传递函数为：
WD 2 W f S WD 2 S y2 S S z2 S 1 WT 2 S W f S WD 2 S Wm 2 S WZ S
象动态特性，提高系统的工作频率
设对象是惯性环节,其它均为比例环节, 即：
K2 WD 2 S T2 S 1 WT 1 S K T 1 Wz S Kz K1 WD1 S T1 S 1 W f S K f （5-4） K m2
主对象(惰性区)：主参数所处的那一部分工艺设备,它的输入 信号为副变量,输出信号为主参数（主变量）。 副对象(导前区)：副参数所处的那一部分工艺设备,它的输入 信号为主调节器输出信号,其输出信号为副参数（副变量）。
第二节
串级控制系统的特点
总体上看,串级控制系统仍然是一个定值控制系统,主参数在干 扰作用下的控制过程与单回路控制系统的过程具有相同的指标和形
(高温段)θ1。(返回例一,返回例二)
副参数(副变量)：其给定值随主调节器的输出而变化，能提前
反映主信号数值变化的中间参数称为副参数。这是一个为了提高控
制质量而引进的辅助参数。例一中为锅炉热量Qr ，例二中为蒸汽 温度（低温段）2。 主调节器(主控制器)：根据主参数与给定值的偏差而动作,其
输出作为调节器的给定值的那个调节器称为主调节器,如压力调节
(5-2)
(5-3)
蒸汽使用安全规定范本
蒸汽使用安全规定范本第一章总则第一条为了保障蒸汽使用过程中的安全，防止事故的发生，依法保护劳动者的权益，制定本规定。
第二条本规定适用于蒸汽使用单位内的蒸汽设备的维护和使用，以及相关人员的工作。
第三条蒸汽使用单位应当加强蒸汽设备的日常维护管理工作，进行定期检修和检查，确保蒸汽设备的安全可靠运行。
第四条蒸汽使用单位应当建立健全蒸汽使用安全管理制度，明确责任分工，加强人员培训和安全教育，做好事故预防工作。
第二章蒸汽使用单位的职责第五条蒸汽使用单位应当做好蒸汽设备的日常维护工作，包括定期清洗，定期检查和检修。
第六条蒸汽使用单位应当聘请具备相应资质的专业人员负责蒸汽设备的维护和管控工作。
第七条蒸汽使用单位应当制定蒸汽使用操作规程，并进行培训，确保操作人员熟练掌握使用技术，提高操作人员的安全意识。
第三章蒸汽设备的维护和使用第八条蒸汽设备维护蒸汽使用单位应当定期检查蒸汽设备，发现问题及时处理。
维护工作包括但不限于以下内容：1. 清洗蒸汽发生装置，保持蒸汽设备的清洁。
2. 检查蒸汽传输管道，防止泄漏和腐蚀。
3. 检查蒸汽控制系统，确保灵活可靠。
4. 检查蒸汽排放装置，防止废气对环境的污染。
第九条蒸汽设备使用蒸汽使用单位应当指定专人负责蒸汽设备的使用工作，确保正常运行。
使用工作包括但不限于以下内容：1. 严格按照操作规程进行蒸汽操作。
2. 控制蒸汽温度、压力等参数，保持在正常范围内。
3. 定期检查设备运行状态，发现故障及时报修。
4. 务必按照操作规程进行紧急处理和反应，防止事故扩大。
第四章人员管理和安全教育第十条人员管理蒸汽使用单位应当建立健全员工管理制度，确保操作人员的素质和技能。
1. 操作人员应具备相应的专业知识和技能，持有相关资格证书。
2. 操作人员应进行定期的技术培训和安全教育，提高安全意识。
第十一条安全教育蒸汽使用单位应当定期组织安全教育，包括但不限于以下内容：1. 对操作人员进行蒸汽使用安全知识的培训，提高其安全意识和应急能力。
蒸汽温度控制系统
△
PID2
∑3
∑4
图22 燃烧器倾角对炉膛出口烟温的影响
△ PID3
再热喷水调节阀
摆动燃烧器
第五节
1．燃烧器摆角控制系统
A侧再热汽温 B侧再热汽温 蒸汽流量
举例
燃烧器摆角控制强制切到手动状态： (1) 再热器出口汽温信号故障； (2) 蒸汽流量信号故障； (3) 再热器出口蒸汽温度设定值和实际值偏差大； (4) MFT； (5) 汽机跳闸； (6) 锅炉负荷低于30％； (7) 执行器位返与指令偏差大。
ΔWj
Gc2(s) KZ
γθ2
Ku
G (s) Wj 2
θ2
G1(s)
θ1
γθ1 图10 过热汽温串级控制系统框图
三、过热汽温分段控制系统
Ⅰ段过热器
二级减温器 一级减温器 θ4 Ⅱ段过热器θ3 θ2
γθ4 γθ3 PI3 γθ2
Ⅲ段过热器
θ1
γθ1 PI1
PI4
PI2 KZ
KZ
减 温 水 Wj1
减 温 水 Wj2
A
0％
当出现下列情况之一时，A侧喷水减温阀控制 强制切到手动状态： (1) A侧再热器出口汽温信号故障； (2)再热器出口蒸汽温度信号故障； (3)A侧再热器出口蒸汽温度设定值和实际值的 偏差大； (4) A侧减温水调节阀控制指令与反馈偏差大； (5)蒸汽流量信号故障； (6)MFT； (7)汽机跳闸； (8)锅炉负荷低于40％。
第四节 再热汽温控制
一、再热蒸汽温度控制任务
保持再热器出口汽温为给定值。
二、再热汽温的影响因素
（1）机组负荷的变化（蒸汽流量变化）对再热汽温有很大的 影响； （2）烟气热量变化也是影响再热蒸汽温度的重要因素。 由于再热器是纯对流布置，再热器入口工质状况取决 于汽轮机高压缸排汽工况，因而再热汽温的变化幅度较过 热汽温大的多。
主蒸汽温度调节
主蒸汽温度调节过热器系统按蒸汽流向可分为四级：顶棚及包墙过热器、分隔屏过热器、后屏过热器及末级过热器，其中主受热面为分隔屏过热器、后屏过热器、末级过热器.分隔屏与后屏过热器布置在炉膛得上部，主要吸收炉膛内得辐射热量;末级过热器布置在水平烟道、炉膛后墙水冷壁垂帘管之后，受热面呈逆流布置,靠对流传热吸收热量。
过热器系统得汽温调节，采用水煤比粗调,两级四点喷水减温细调,并将后屏出口集箱得两根引出管进行左右交叉后连接到末过进口集箱上，以减少左右侧汽温偏差。
由于影响汽温得因素多，影响过程复杂多变，调节过程惯性也大,这就要求汽温调节应勤分析、多观察,树立起超前调节得思想。
在机组负荷发生变化时,应加强对汽温得监视与调整,分析其影响因素与变化得关系,摸索出汽温调节得一些经验,来指导我们得调整操作。
主汽温度得调节分为烟气侧得调节与蒸汽侧得调节。
烟气侧得调节主要通过控制烟气温度与流量得方法来对汽温进行调节,对以对流换热为主得末级过热器影响较大，但烟气侧得调节惯性大、延迟大;蒸汽侧得调节主要就是通过改变水煤比、减温水量来调节，对主蒸汽温度得调节相对比较灵敏.下面就是对一些典型工况进行分析：一、正常运行中得汽温调节正常运行时，主要就是通过两级减温器来调节主蒸汽温度。
第一级喷水减温器设在分隔屏出口，用以保护后屏不超温，作为过热器温得粗调；第二级喷水减温器设在后屏出口，作为细调，一级与二级喷水减温控制系统均系串级控制系统。
一级喷水减温控制系统调节得主参数为后屏出口温度，副参数为一级减温器出口温度(作为前馈信号)。
二级喷水减温控制系统得被控对象为末过出口温度，副参数为二级减温器出口温度(作为前馈信号)。
由于两级减温器调门得开度与正参数不就是成比例关系，因此正常运行时应保持减温器具有一定得开度。
对＃6炉来说，众多因素得影响使得分隔屏出口得温度存在偏差,A侧得温度明显比Ｂ侧要高，所以A侧得一级减温水调门更应该有一定得开度,以防止煤量发生变化时，主蒸汽温度上升得较快,而导致减温水调门跟踪不上、当然，这里所说得开度就是相对得，对B侧来说由于温度较低,调门就可以跟得上温度得变化。
蒸汽温度控制系统PPT课件
在各种扰动下，再热汽温的动态响应特性与过热汽温 相类似，共有的特点为有迟延、有惯性、有自平衡能力。
三、再热汽温度调节手段
改变烟气流量作为主要调节手段，方法有： （1）改变再循环烟气流量； （2）变化烟气挡板位置，从而改变尾部烟道通过再热器 的烟气分流量； （3）改变燃烧器的倾斜角度； （4）采用多层布置圆型燃烧器等方法。
(1) 再热器出口汽温信号故障； (2) 蒸汽流量信号故障； (3) 再热器出口蒸汽温度设定值和实际值偏差大； (4) MFT； (5) 汽机跳闸； (6) 锅炉负荷低于30％； (7) 执行器位返与指令偏差大。
A角 B角 C角 D角
图24燃烧器摆角控制系统 26
2．再热汽温喷水减温控制系统
减温器出口汽温 A侧再热汽温1 A侧再热汽温2 总风量
蒸汽流量
∑/n
A
△
K ∫ PI1
LEAD LAG
∑ ∑
∑
△
手动切 换
K ∫ PI2
NO TA
强制关
NO
T
A
0％
f(x) 减温水调节阀
图25再热汽温喷水减温控制系统
f(x)
当出现下列情况之一时，A侧喷水减温阀控制 强制切到手动状态：
(1) A侧再热器出口汽温信号故障； (2)再热器出口蒸汽温度信号故障； (3)A侧再热器出口蒸汽温度设定值和实际值的 偏差大； (4) A侧减温水调节阀控制指令与反馈偏差大； (5)蒸汽流量信号故障； (6)MFT； (7)汽机跳闸；
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第四节 再热汽温控制
一、再热蒸汽温度控制任务
保持再热器出口汽温为给定值。
二、再热汽温的影响因素
（1）机组负荷的变化（蒸汽流量变化）对再热汽温有很大的 影响；
蒸汽温度与调节与控制
调节蒸汽温度的原因
蒸汽温度在运行过程中受多种因素影响，产 生温度波动。为保证机组安全运行，必须将蒸汽 温度控制在合理范围内 蒸汽温度过高会使金属的许用应力下降，危 及机组运行安全，蒸汽温度过低，影响循环效率。
影响过热蒸汽温度的因素
1.锅炉负荷
2.燃水比 3.给水温度 4.过量空气系数 5.火焰中心位置 6.受热面粘污或结渣
1。过热气温调节 调节给水量与燃热气温调节 烟气侧调节 喷水辅助 3
影响再热蒸汽温度的因素
1.锅炉负荷
2.给水温度 3.过量空气系数 4.炉膛火焰中心位置 5.受热面粘污或结渣 6.过热蒸汽温度和压力
蒸汽温度解决方案--蒸汽温度调节
1.蒸汽侧调节 ： 喷水式减温器 表面式减温器
原理：改变蒸汽热焓
2.烟气侧调节 ：燃烧器倾角 烟气再循环 烟气挡板
原理：改变受热面 改变烟气量
锅炉蒸汽温度控制系统 2讲解
21
实际运行中，用改变燃烧器的倾角来调节再热汽 温的方法存在一些问题： 1）有较大的延迟性； 2 ）由于锅炉燃用灰熔点较低的煤，燃烧器周围 容易结渣，摆动式燃烧器易卡住而不能正常调节； 3 ）如燃烧器下倾角度过大，会使冷灰斗处温度 上升，结渣加剧；严重时曾造成人孔门烧红，整个冷 灰斗封住，锅炉被迫停用的局面。
锅炉蒸汽温度控制系统
§1 概 述
§2 过热蒸汽温度控制策略
§3 过热蒸汽温度控制系统实例 §4 再热蒸汽温度控制策略 §5 再热蒸汽温度控制系统实例
1
§1
概
述
2
一、蒸汽温度控制的任务 1. 过热蒸汽温度控制的任务 维持过热器出口温度在允许的范围之内，并保护过热 器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。 过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽 温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器 的高温段，严重影响安全。 过热蒸汽温度偏低，则会降低发电机组能量转换效率， 据分析，汽温每降低5℃，热经济性将下降1%；且汽温偏 低会使汽轮机尾部蒸汽湿度增大，甚至使之带水，严重影 响汽轮机的安全运行。一般规定大容量高参数火力发电机 +5 o 540 组都要求保持过热蒸汽温在 的范围内。 - 10 C
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三、蒸汽温度控制对象的动态特性 1. 过热蒸汽温度对象的动态特性 主要为蒸汽流量、烟气传热量和减温水扰动。 （１）蒸汽扰动下对象的动态特性 引起蒸汽流量变化的原因有二：一是蒸汽母管的压力 变化，二是汽轮机调节汽门的开度变化。结构形式不同的 过热器，在相同蒸汽流量D的扰动下，汽温变化的静态特 性是不同的。对于对流式过热器的出口温度，随着蒸汽流 量D的增加，通过过热器的烟气量也增加，导致汽温升高； 对于辐射式过热器，蒸汽流量D增加时，炉膛温度升高较 少，炉膛辐射给过热器受热面的热量比蒸汽流量的增加所 需的热量要少，因此辐射式过热器的出口汽温反而下降， 对流式过热器和辐射式过热器的出口汽温对负荷变化的反 应是相反的，其静态特性如下。
蒸汽管理制度范文
蒸汽管理制度范文蒸汽管理制度范文第一章总则第一条为了规范蒸汽管理工作，保障生产安全，提高工作效率，根据相关法律法规以及企业实际情况，制定本制度。
第二条本制度适用于本企业内所有与蒸汽相关的生产和使用环节。
第三条负责蒸汽管理的部门应定期进行蒸汽设备的检查和维护，并做好相关记录。
第四条涉及蒸汽使用的员工必须接受蒸汽安全知识培训，严格遵守本制度。
第五条违反本制度规定的，将根据违规行为的严重程度给予相应的纪律处分，直至追究刑事责任。
第二章蒸汽设备管理第六条本企业应有专门的蒸汽设备管理人员，负责蒸汽设备的运行、维护和修理。
第七条所有蒸汽设备必须依法取得相应的许可和登记，设备运行情况需进行备案。
第八条每天开始运行前，蒸汽设备必须进行检查，确保设备正常运转，并做好相应记录。
第九条设备随时可能发生事故的时候，应立即停机，并进行检修，待设备完全安全后方可重新启动。
第十条蒸汽设备的维护和修理必须由具备相应资质的人员进行，并做好相关记录。
第十一条蒸汽设备在非工作状态下要定期进行检查和维护，确保设备处于良好状态。
第三章蒸汽使用管理第十二条所有与蒸汽使用相关的工作人员必须进行蒸汽安全知识和操作培训，合格后方可上岗。
第十三条使用蒸汽的部门必须制定蒸汽使用计划，并按照计划有序使用蒸汽。
第十四条使用蒸汽的部门必须将使用情况如实记录，包括使用时间、用量、使用目的等，并定期上报。
第十五条使用蒸汽时，必须操作规范，不得超出设备的最大使用压力和温度限制。
一旦发现异常情况，应立即停止使用并报告相关负责人。
第十六条使用蒸汽的设备必须定期检查，确保设备的正常运转。
第十七条控制蒸汽压力的设备必须定期检修和维护，确保设备的稳定性和安全性。
第十八条使用蒸汽的设备运行结束后，必须及时关闭蒸汽阀门，以免造成能耗浪费和安全隐患。
第四章事故应急处理第十九条发生蒸汽设备事故时，必须立即停工，切断蒸汽供应，并进行紧急处理，保证人员安全和设备完好。
第二十条发生事故后，必须报告相关负责人，并按照公司规定的应急预案进行处理。
蒸汽温度控制
3
North China Electric Power University
第五章 蒸汽温度控制
1、锅炉过热蒸汽温度控制系统
（1） 过热蒸汽温度控制的任务 过热蒸汽温度控制的主要任务是维持过热器出口温 度在允许的范围之内，并保护过热器， 度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不 超过允许的工作温度。 超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中 的温度最高点， 的温度最高点，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度 下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全； 下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全；过热 蒸汽温度偏低，则会降低发电机组能量转换效率， 蒸汽温度偏低，则会降低发电机组能量转换效率，据分 汽温每降低5 热经济性将下降1 析，汽温每降低5℃，热经济性将下降1%；且汽温偏低 会使汽轮机尾部蒸汽湿度增大，甚至使之带水， 会使汽轮机尾部蒸汽湿度增大，甚至使之带水，严重影 响汽轮机的安全运行。 机组要求控制过热蒸汽温在 响汽轮机的安全运行。该机组要求控制过热蒸汽温在
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North China Electric Power University
第五章 蒸汽温度控制
（3）过热蒸汽温度控制策略 600MW 超临界发电机组锅炉过热汽温的调节是以 600MW超临界发电机组锅炉过热汽温的调节是以 调节煤水比为主，用一、二级减温水作细调。 调节煤水比为主，用一、二级减温水作细调。 1）过热汽温粗调（煤水比的调节） 过热汽温粗调（煤水比的调节） 煤水比的调节的主要温度参照点是中间点（即内置 煤水比的调节的主要温度参照点是中间点（ 式分离器出口）焓值（或温度）。锅炉负荷大于40％ ）。锅炉负荷大于 式分离器出口）焓值（或温度）。锅炉负荷大于40％ MCR，分离器呈干态，中间点温度为过热温度。 MCR，分离器呈干态，中间点温度为过热温度。从直 流锅炉汽温控制的动态特性可知： 流锅炉汽温控制的动态特性可知：过热汽温控制点离工 质开始过热点越近，汽温控制时滞越小， 质开始过热点越近，汽温控制时滞越小，即汽温控制的 反应明显，具体控制思路见锅炉给水控制系统部分。 反应明显，具体控制思路见锅炉给水控制系统部分。
蒸汽应用中的温度控制
缺点: 执行器速度比较慢，只适用于负载改变比较慢的应用。
应用: 大型的空间加热。例如仓库，车间，飞机修理库等等。
注意点: 1. 安全：如果失电，阀位不会复位，除非使用弹簧复位型的执行器。 2. 弹簧复位型的执行器比较昂贵、笨重、提供的关闭力有限。
a| A direct operating temperature control system
b| A pilot operated self-acting temperature control system
c| A pneumatic temperature control system
滤器实现。 3. 只能为比例控制，但是比例带偏差要比直接作用式自作用控制小得多。 应用： 1. 夹套锅。 2. 伴热管线。 3. 水箱。 4. 酸洗浴槽。 5. 热水存储式换热器。 6.加热器组。 7. 加热单元。
蒸汽和冷凝水系统手册
8.2.3
第8章 控制应用
注意点: 1. 控制的温度范围要比直接作用式自作用控制窄。 2. 必须安装汽水分离器和过滤器。 导阀型温度控制阀
缺点: 1. 比自作用控制费用高。 2. 比自作用控制复杂。
应用: 1. 需要精确和连贯的温度控制的场合。 2.流量变化和大流量的应用，和/或上游压力变化的工况。 3. 需要本质安全的场合。
注意点: 1. 需要干净、干燥的压缩空气。 2. 除了最小、最简单的应用，一般需要阀门定位器。空气会不停从定位器和控制器排出，因此需要 确保这些气流是允许的。 3. 需要熟练的工人进行安装，并有仪表人员进行设定和调试。 4. 控制孤立，不能同PLC进行通讯。
锅炉蒸汽温度控制
锅炉蒸汽温度控制引言随着科学技术的发展，自动控制在现代工业中起着主要的作用，目前已广泛应用于工农业生产及其他建设方面。
生产过程自动化是保持生产稳定、降低成本、改善劳动成本、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志之一。
可以说，自动化水平是衡量一个国家的生产技术和科学水平先进与否的一项重要标志。
电力工业中电厂热工生产过程自动化技术相对于其他民用工业部门有较长的历史和较高的自动化水平，电厂热工自动化水平的高低是衡量电厂生产技术的先进与否和企业现代化的重要标志。
本次毕业设计的主要是针对单元机组汽温控制系统的设计。
锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。
主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。
过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全。
一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃。
如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，据估计，温度每降低5℃，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。
一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。
通常，高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。
由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许多的困难，其主要难点表现在以下几个方面：（1）影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。
（2）汽温对象具有大延迟、大惯性的特点，尤其随着机组容量和参数的增加，蒸汽的过热受热面的比例加大，使其延迟和惯性更大，从而进一步加大了汽温控制的难度。
第五章过热器和再热器
3． 中间点温度偏差大
当中间点的温度保持超出对应负荷 下预定值较多时，有可能是给水量信号 或磨煤机煤量信号故障导致自控系统误 调节而使煤水比严重失调，此时应全面 检查、判断给煤量、给水量的其他相关 参数信号，并及时切换至手动。因此， 即使采用了协调控制，也不能取代对中 间点温度和煤水比进行的必要监视。
前者称为以水为主的调节方法；后 者称为以燃料为主的调节方法。一般燃 煤的直流锅炉，由于煤量不易准确控制， 常采用以水为主的调节方法。
细调:在直流锅炉的汽水通道上布置几处 调节灵敏的喷水减温器，作为调节手段。 一般在直流锅炉过热器的级与级之间设 有2～3级喷水减温器，其作用除了调节 过热汽温以外，还保证过热器金属的安 全。
对流式过热器和再热器的积灰使传热量减小，使 过热汽温和再热汽温降低。
在调节煤水比时，若为炉膛结焦，可直接增大煤 水比；但过热器结焦，则增大煤水比时应注意监视水 冷壁出口温度，在其不超温的前提下来调整煤水比。
4． 过量空气系数
当增大过量空气系数时，炉膛出口烟温基本 不变。但炉内平均温度下降，炉膛水冷壁的吸热 量减少，致使过热器进口蒸汽温度降低，虽然对 流式过热器的吸热量有一定的增加，但前者的影 响更强些。在煤水比不变的情况下，过热器出口 温度将降低。若要保持过热汽温不变，也需要重 新调整煤水比。
汽温信号
燃料和给水流量发生扰动，主蒸汽温度的响应滞止 时间与飞升时间应较快和 便于检测等条件，通常在过热区的开始部分选 取的一个合适的地点，根据该点工质温度来控 制“煤水比”。
第五章锅炉蒸汽温度控制系统
W(s)
K (1 Ts)4
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第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
§5-2 蒸汽温度控制
策略
18
第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
一、过热蒸汽温度串级控制
在大型锅炉中，过热 器管道较长，结构亦复杂， 为了改善控制品质，一般 采用分段控制，即将整个 过热器分成若干段，每段 设置一个减温器，分别控 制各段的汽温，以维持主 汽温为给定值。
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第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
3. 串级控制系统主副回路和主副调节器选择
(1) 主副回路的选择原则 1) 副回路应该把生产过程的主要干扰包括在内，力 求把变化幅度最大、最剧烈和最频繁的干扰包括在副回 路内，充分发挥副回路改善系统动态特性的作用，保证 主参数的稳定; 2) 选择副回路时，应力求把尽量多的干扰包括进去， 以尽量减少它们对主参数的影响，提高系统抗干扰能力; 3) 主副对象的时间常数应适当匹配，串级控制系统 与单回路控制系统相比，其工作频率提高了，但这与主 副对象的时间常数选择是有关的。原则是两者相差大一 些，效果好一些。
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第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
有延迟，有惯性， 有自平衡能力。
图5-1 蒸汽量变化与对流过热器及辐射过热 器出口汽温变化的静态特性
图5-2 蒸汽量变化对过热器汽 温的影响
实际生产中，通常把两种过热器结合使用，还增 设屏式过热器，且对流方式下吸收的热量比辐射方式 下吸收的热量要多，因此综合而言，过热器出口汽温 是随流量D的增加而升高的。动态特性如图5-2所示。
15~25。
过热汽温的影响
由于烟气扰动时，过热汽温的动态特性较好，因此可利
用烟气侧的扰动作为控制汽温的手段，例如采用烟气再
循环和改变燃烧器摆角等，但这些控制方法需要锅炉具
第五章 室内蒸汽供暖系统(改正)
第一节 蒸汽作为供热系统热媒的特点
1.蒸汽系统中有相态变化 对同样的热负荷，采用蒸汽供热时所需要的蒸汽量 要比热水量小的多，这是因为蒸汽靠汽化热携、放热，它 较热水温降放热大的多（汽化热r远大于热水温降∆t）。 2.蒸汽供热系统不仅有过程中很大的密度变化特点，而且 还会因阀门节流等产生“二次蒸汽”，使得系统跑、冒、 滴、漏现象严重不易管理（有相变，又会有二次蒸汽、湿 蒸汽节流产生）。 3.蒸汽供热系统的散热器是在定压下等温放热，平均放热 温度明显高于热水供暖系统，使得散热器上杂物宜燃烧，
0.11(
0.25
力，以克服散热器流动损失。 ⑥水力计算同样是从最远最不利管路开始，并尽可能采 用较低的蒸汽压力，通常采用水力计算方法有： 1.控制比压降法：即将最不利管路的每米总压损失约 控制在100pa/m来设计。 2.平均比摩阻法：是在已知锅炉压力或室内入口蒸汽 压力条件下按下式计算：
V
GX
0.005GX
2000 式中：X～二次汽化率， V～相应蒸汽比容， G～凝水流量，
m3
（5-12）
第五节 室内低压蒸汽供暖系统管路的 水力计算方法和例题
一、室内低压蒸汽供暖系统水力计算的原理和方法 ①计算蒸汽管道内的单位长度摩擦压力损失（比摩阻）， 仍采用达西公式：
R
v
d 2
孔处受阻，被迫从阀片和阀盖3之间的缝隙冲入阀片上部 的控制室，动压转化为静压，在控制室内形成比阀Байду номын сангаас更 高的压力，迅速将阀片向下管壁而阻汽。阀片关闭一般 时间后，由于控制室内蒸汽凝结，压力下降，会使阀片 瞬时开启，造成周期性漏汽。因此，新型的圆盘式疏水 器凝水先通过阀盖夹套再进入中心孔，以减缓控制室内 蒸汽凝结。
蒸汽温度控制
重庆大学本科学生课程设计任务书说明：1、学院、专业、年级均填全称，如：光电工程学院、测控技术、2003。
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目录一、引言1.1课程设计的背景………………………………………………………………………………………………………………….1.2火力发电厂自动控制需求…………………………………………………………………………………………………1.3火力发电厂的单元机组蒸汽温度控制现状………………………………………………二、火力发电厂的单元机组的生产过程…………………………………………………………………………2.1燃烧系统……………………………………………………………………2.2汽水系统……………………………………………………………………2.3电气系统……………………………………………………………………三、火力发电厂的单元机组的协调控制系统……………………………………………………………………3.1单元机组协调控制系统及其组成……………………………………………………………………3.2单元机组负荷控制系统（协调控制级）……………………………………………………………………3.2.1负荷控制的原则及负荷控制方式……………………………………………………………………3.3负荷控制系统（协调级）的组成及作用……………………………………………………………………3.3.1负荷控制系统控制中心（LMCC）主要作用……………………………………………………………………3.3.2机、炉主控制器的作用……………………………………………………………………四、火力发电厂的单元机组蒸汽温度控制系统……………………………………………………………………四、火力发电厂的单元机组蒸汽温度控制系统……………………………………………………………………4.1过热蒸汽温度控制系统……………………………………………………………………4.1.1过热汽温的主要影响因素……………………………………………………………………4.1.2过热蒸汽温度对象的动态特性……………………………………………………………………4.1.3过热汽温控制系统典型方案……………………………………………………………………4.1.4过热温度控制系统模型……………………………………………………………………4.1.5MATLB仿真……………………………………………………………………4.2再热汽温控制系统……………………………………………………………………4.2.1再热汽温控制系统的任务……………………………………………………………………4.2.2再热汽温的控制手段及控制系统……………………………………………………………………五、蒸汽温控系统的仪器仪表的选型……………………………………………………………………5.1温度测量、变送器的选择……………………………………………………………………5.2喷水阀的选择……………………………………………………………………5.3执行电动机的选择……………………………………………………………………六、总结……………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………一、引言1.1课程设计的背景随着电力工业的快速发展，高参数、大容量的火力发电机组在电网中所占的比例越来越大。
蒸汽温度_精品文档
蒸汽温度蒸汽温度是指蒸汽的热态特性之一，是衡量蒸汽分子平均热运动能力的物理量。
蒸汽的定义和形成蒸汽是在液体物质受热后产生的气体形态，如水蒸汽是水在受热后形成的气体状态。
当液体物质受热到一定温度时，分子能量增加且动能增强，超过液体表面张力以及大气压力的限制，分子就能从液态跃变为气态，形成蒸汽。
蒸汽温度的测量方法蒸汽温度是通过测量蒸汽分子的平均动能来进行的。
常见的测量方法包括：温度计测量常用的温度计，如水银温度计、电子温度计等，可以直接测量蒸汽的温度。
这些温度计的原理是利用物质在温度变化下的性质变化来测量温度。
热电偶测量热电偶是利用两种不同材料的电动势差随温度的变化而变化的原理来测量温度的。
它通常由两种金属线组成，当两种金属线的接点处温度不一致时，就会产生一个电动势。
通过测量这个电动势，可以确定蒸汽温度。
热敏电阻测量热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化。
通过测量热敏电阻的电阻值，可以间接地测量蒸汽的温度。
红外线测量红外线测温是利用物体的辐射热量来测量其温度的一种方法。
蒸汽的热辐射可以通过红外线测量仪来捕捉，并通过计算分析得出蒸汽的温度。
蒸汽温度的影响因素蒸汽温度可能受到以下几个因素的影响：压力在恒定的体积下，温度和压力成正比。
当蒸汽的压力增加时，温度也会随之升高。
热量输入蒸汽的温度受到热量的输入来控制。
当蒸汽受到更多热量的输入时，温度会上升。
比热容物质的比热容是指单位质量物质升高1度所需要的热量。
比热容越大，相同的热量输入会使温度升高的幅度越小。
物质性质不同物质的分子结构和相互作用力不同，因此其蒸汽温度也有所差异。
相同压力下，分子间相互作用力越强的物质其蒸汽温度越高。
蒸汽温度的应用蒸汽温度在工业、热力学、能源等领域有着广泛的应用。
工业应用蒸汽广泛应用于工业生产中，例如电力厂发电、化工厂的生产过程、食品加工等。
在这些应用中，蒸汽温度的控制对于工艺的正常运行至关重要。
能源利用蒸汽被广泛用于能源的转换和利用，例如汽车发动机中的蒸汽循环、蒸汽轮机发电等。
蒸汽温度控制系统培训教材
w
Δ
PI
μ
θ
θ
控制结构图
四、工程实例
去中压缸 去高压缸
过、再热器系统流程图
⑾ ⑩ ⑨
② ① ⑤ ⑥ ⑧ ③
④
⑦
来自高压加热器
来自高压缸
①汽水分离器 ⑥末级过热器
②顶棚过热器 ⑦低温再热器
③包墙过热器 ⑧高温再热器
④低温过热器
⑤屏式过热器
⑨过热器一级减温器
⑩过热器二级减温器
⑾再热器减温器
∑
前馈信号
∑
前馈信号
送 风 量
蒸 汽 量 D
蒸汽温度控制系统 一、汽温控制的任务 维持过热器出口蒸汽温度、再过热器出口蒸汽温
度在允许范围内，并且保护过热器，使管壁温度不超
过允许的工作温度。 过热汽温的上限一般长期不应超过额定值5℃ 。短 期不应超过额定值10℃ 。
喷水调节阀 减 温 器 去汽机 烟气 I级过热器 汽 包 II级过热器
省 煤 器 W 给水调节阀
二. 动态特性 1. 主要扰动对汽温的影响
D、Q w
θ
θ
自衡的对象 D、Q扰动，τ/T较小,τ约有15s左右，T ≈50s～100s 。 W扰动，τ/T较大， τ约有60s左右， T≈150s～200s。
2. 调节量选择： 减温水喷水流量
D
θ2
θ1
w
Hale Waihona Puke θ1Wθ2
D Q
μ
减温器 Gp2(s)
θ2
过热器 Gp1(s)
θ1
θ2
d/dt
∑
控制原理图 本质上还是串级控制 等效副调节器为KDPI 等效主调节器为1/GD（s)
θs
Δ PI μ
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第五章蒸汽温度控制§5.1 过热蒸汽温度控制§5.2 再热蒸汽温度控制§5-1 过热蒸汽温度控制过热器喷水减温工艺流程简图高温过热器屏式过热器一级减温器二级减温器至高压缸低温过热器一、基于焓值修正燃水比的串级汽温控制方案超临界机组过热汽温的调节是以调节煤水比为主，用一、二级减温水作细调。
过热汽温粗调（煤水比的调节）煤水比的调节的主要温度参照点是内置式分离器出口焓，即所谓的中间点焓值。
锅炉负荷大于37％MCR，分离器呈干态。
1、锅炉过热蒸汽温度控制系统（1）过热蒸汽温度控制的任务过热蒸汽温度控制的主要任务是维持过热器出口温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全；过热蒸汽温度偏低，则会降低发电机组能量转换效率，据分析，汽温每降低5℃，热经济性将下降1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽湿度增大，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。
该机组要求控制过热蒸汽温在℃的范围内。
55571+−(2) 影响过热汽温的主要因素1) 燃料、给水比（煤水比）只要燃料、给水比的值不变，过热汽温就不变。
只要保持适当的煤水比，在任何负荷和工况下，直流锅炉都能维持一定的过热汽温。
2) 给水温度正常情况下，给水温度一般不会有大的变动；但当高压加热器因故障出系时，给水温度就会降低。
对于直流锅炉，若燃料不变，由于给水温度降低，加热段加长、过热段缩短，过热汽温会随之降低，负荷也会降低。
3) 过剩空气系数过剩空气系数的变化直接影响锅炉的排烟损失，同时影响对流受热面与辐射受热面的吸热比例。
当过剩空气系数增大时，除排烟损失增加、锅炉效率降低外，炉膛水冷壁吸热减少，造成过热器进口温度降低、屏式过热器出口温度降低；虽然对流过热器吸热量有所增加，但在煤水比不变的情况下，末级过热器出口汽温有所下降。
过剩空气系数减小时，结果与增加时相反。
若要保持过热汽温不变，则需重新调整煤水比。
4) 火焰中心高度火焰中心高度变化的影响与过剩空气系数变化的影响相似。
在煤水比不变的情况下，火焰中心上移类似于过剩空气系数增加，过热汽温略有下降；反之，过热汽温略有上升。
若要保持过热汽温不变，亦需重新调整煤水比。
5) 受热面结渣煤水比不变的调节下：炉膛水冷壁结渣时，过热汽温有所降低；过热器结渣或积灰时，过热汽温下降明显。
前者发生时，调整煤水比就可；后者发生时，不可随便调整煤水比，必须在保证水冷壁温度不超限的前提下调整煤水比。
结论：对于直流锅炉，在水冷壁温度不超限的条件下，后四种影响过热汽温因素都可以通过调整煤水比来消除；所以，只要控制、调节好煤水比，在相当大的负荷范围内，直流锅炉的过热汽温可保持在额定值，这个优点是汽包锅炉无法比拟的；但煤水比的调整，只有自动控制才能可靠完成。
（3）过热蒸汽温度控制策略600MW超临界发电机组锅炉过热汽温的调节是以调节煤水比为主，用一、二级减温水作细调。
1）过热汽温粗调（煤水比的调节）煤水比的调节的主要温度参照点是中间点（即内置式分离器出口）焓值（或温度）。
锅炉负荷大于40％MCR，分离器呈干态，中间点温度为过热温度。
从直流锅炉汽温控制的动态特性可知：过热汽温控制点离工质开始过热点越近，汽温控制时滞越小，即汽温控制的反应明显，具体控制思路见锅炉给水控制系统部分。
2）过热汽温细调由于锅炉调节中，受到许多因素变化的影响，只靠煤水比的粗调还不够；另外，还可能出现过热器出口左、右侧温度偏差。
因此，在后屏过热器的入口和高温过热器（末级过热器）的入口分别布置了一级和二级减温水（每级左、右各一）。
喷水减温器调温惰性小、反应快，开始喷水到喷水点后汽温开始变化只需几秒钟，可以实现精确的细调。
所以，在整个锅炉负荷范围内，要用一、二级喷水减温来消除煤水比调节（粗调）所存在的偏差，以达到精确控制过热汽温的目的。
必须注意的是，要严格控制减温水总量，尽可能少用，以保证有足够的水量冷却水冷壁；投用时，尽可能多投一级减温水，少投二级减温水，以保护屏式过热器。
屏式过热器出口温度控制系统如图2所示，又称为一级减温控制系统。
该系统由A(左)侧和B(右)侧两套系统构成，结构相似，都采用温差串级控制策略。
为了保证机组的经济性，防止过多喷水，由汽水分离器出口压力经f(x)形成饱和温度，再加上10℃的过热度，作为喷水的最低温度限。
二级减温器入口温度与出口温度的温差信号作为主调节器的过程被控量，主调的输出作为副调节器的给定值，一级减温器出口温度为副调节器的被调量，形成串级调节系统，产生一级喷水减温器的喷水量指令去控制一级减温器入口水调节门，使进、出二级减温器的温差随负荷(蒸汽流量)而变化。
这可防止负荷增加时一级喷水量的减少和二级喷水量的大幅度增加，从而使一级和二级喷水量相差不大，各段过热器温度相对比较均匀。
设定值可由运行人员手动设定或由修正后的蒸汽流量经f(x)形成。
蒸汽流量、总风量、燃烧器倾角（燃料指令）经动态滤波处理后，加到主调的输出，作为前馈量，其目的使为了在负荷变化引起烟气侧扰动时，及时调整喷水量，消除负荷扰动，减小过热汽温波动。
图2. 一级减温控制系统原理图末级过热蒸汽温度控制系统如图3所示，又称为二级减温控制系统。
该系统也由A(左)侧和B(右)侧两套系统构成，结构相似，采用典型的串级汽温控制方案。
系统的设定值可由运行人员手动设定或由修正后的蒸汽流量经f(x)形成。
蒸汽流量、总风量、燃烧器倾角（燃料指令）经动态滤波补偿处理后，加到主调的输出，作为前馈量，其目的使为了在负荷变化引起烟气侧扰动时，及时调整喷水量，消除负荷扰动，减小过热汽温波动。
为保证机组的经济性，防止过多喷水，系统还设置了最低喷水温度限制，即由汽水分离器出口压力经f(x)形成饱和温度，再加上10℃的过热度，作为喷水的最低温度限。
二、基于温度修正燃水比的串级控制方案超临界机组过热汽温的调节是以调节煤水比为主，用一、二级减温水作细调。
过热汽温粗调（煤水比的调节）煤水比的调节的主要温度参照点是内置式分离器出口温度，即所谓的中间点温度。
锅炉负荷大于37％MCR，分离器呈干态，中间点温度为过热温度。
从直流锅炉汽温控制的动态特性可知：过热汽温控制点离工质开始过热点越近，汽温控制时滞越小，即汽温控制的反应明显。
第五章蒸汽温度控制North China Electric Power University （11-45-3-7-7）（11-45-3-7-3）(1HAH10CT011 0～600)(46-1A TB1-7,8,9)饱和温度限制A 侧屏过出口温度（自判断）机组给定负荷信号故障屏过入口蒸汽温度信号故障屏过出口蒸汽温度信号故障过热器一级减温器-PV +F(X)F(X)F(X)(LA7.8)机组给定负荷F(t)F(t)（自判断）(MA7.25)27A5总给水量F(t)F(t)二级减温A 侧阀门开度1D14(1HAH10CT009 0～600)(46-1A TB1-4,5,6)(DA5.7)F(X)+∑F(X)F(X)高温过热器出口蒸汽压力A 侧屏过入口温度16A（自判断）总给水量信号故障MFTPV PID0.0S1S2T MI （11-45-3-7-4）S2S2TS调节自动AT S1S1T(作前馈)∑（-）>（＋）SPS1（S2）∑T +（S 1）S2（-）++MA7.11负荷前馈F(X)≯≮+15-15煤水比偏差校正∑F(X)_+F(X)+∑PID +SP ∑+一级减温水调节1、下列情况下锅炉主汽一级减温水调节门强制手动：锅炉给水流量信号故障、机组目标负荷信号故障、屏过入口温度信号故障、屏过出口温度信号故障。
当锅炉MFT动作时，锅炉主汽一级减温水调节门强制手动并关闭至0%。
2、由锅炉负荷得到基础屏过入口温度设定值，经过锅炉主汽一级减温水控制修正信号的校正，控制锅炉主汽一级减温水调节门的开度。
屏过入口温度控制值最低应有10度过热度。
3、经过不同负荷下屏过出口温度设定值与锅炉二级减温水调节门开度修正，与屏过出口实际温度偏差调节输出加上煤水比例偏差的前馈作为锅炉主汽一级减温水控制的修正信号。
4、当任意锅炉主汽一级减温水调节门开度大于2%，联开一级减温水截止阀；当两侧锅炉主汽一级减温水调节门开度都小于0.5%,延时10秒，联关一级减温水截止阀。
第五章蒸汽温度控制North China Electric Power University （11-45-3-7-11）（11-45-3-7-11）（600）A 侧高过出口温度≯高过入口蒸汽温度信号故障高过出口蒸汽温度信号故障机组给定负荷信号故障（EA1.10）MFT总给水量信号故障（自判断）过热器二级减温器A 侧调节阀指令0.0S2S1T MITS调节自动S2T A S1S1T S2PID SP（＋）PV>（－）煤水比偏差校正F(X)≯+15-15+S1∑+S2T ∑+（11-45-3-7-10）∑PIDSP ++PVA负荷前馈∑+_F(X)F(X)∑<F(X)+F(X)-V ≯+∑+（LA7.8）机组给定负荷27A5F(t)F(t)（MA7.25）总给水量（MA7.25）F(t)1D14偏置(1LBA10CT001 0～600)(1LBA10CT002 0～600)饱和温度加过热度10度NOTDEH 来信号故障T S1S2A F(X)∑+F(X)(1HAH10CT015 0～600)（46-1A TB1-10,11,12）A 侧高过入口温度F(X)（DA5.7）（二级过热器）DEH 来主汽温度设定高温过热器出口蒸汽压力锅炉主汽二级减温水调节门控制1、下列情况下锅炉主汽二级减温水调节门强制手动：锅炉给水流量信号故障、机组目标负荷信号故障、高过入口温度信号故障、高过出口温度信号故障。
当锅炉MFT动作，锅炉主汽二级减温水调节门强制手动并关闭至0%。
2、由锅炉负荷得到基础高过出口温度设定值，经过锅炉主汽二级减温水控制校正信号的修正，此设定值与高过实际入口温度的偏差的调节输出加上不同负荷对应二级减温水开度的前馈，控制锅炉主汽二级减温水调节门的开度。
高过入口温度控制值最低应有10度过热度。
3、经过手动设置偏置不同负荷下高过出口温度与汽机DEH来的温度需求值小选作为设定值，此设定值与高过出口实际温度偏差调节输出加上煤水比例偏差的前馈作为锅炉主汽二级减温水控制校正信号。
4、当任意锅炉主汽二级减温水调节门开度大于2%，联开二级减温水截止阀；当两侧锅炉主汽二级减温水调节门开度都小于0.5%,延时10秒，联关二级减温水截止阀。
三、基于预估控制双回路的汽温控制方案在控制算法中增加Smith预估器，即：采用一个包围控制器的反馈回路，用对象的模型预先估计出过程在现行控制作用下的动态特性，然后由预估器进行补偿，力图使被迟延了的被调量超前反映到调节器，使调节器提前动作，从而达到减小超调量和加速调节过程的目的。