洛河三期超临界直流炉自动控制系统方案简介
超超临界-超临界直流锅炉整体布置-汽水流程-启动系统-动画原理图
温器B
高
温
高
再
温
热
再
器 高温再 进 热器 口
热 器 出
中压缸
联
口
箱
联
箱
低压缸A
低背压凝汽器
低压缸B
高背压凝汽器
启动系统简图
分离器 A
分离器 B
分离器 C
分离器 D
贮 水 箱
过冷水管 暖线管
启动循环泵
高容量溢流管
低容量溢流管
后烟井前墙包覆 进口联箱
后烟井左墙包覆 进口联箱
后烟井中隔墙包 覆进口联箱
后烟井右墙包覆 进口联箱
后烟井后墙包覆 进口联箱
左水平烟道包覆 受热面
右水平烟道包覆 受热面
后烟井前墙包覆 受热面
后烟井左墙包覆 受热面
后烟井中隔墙包 覆受热面
后烟井右墙包覆 受热面
后烟井后墙包覆 受热面
左后水平烟道包 覆出口联箱
联箱（后墙）
混合联箱A
进口联箱
冷壁
出口联箱
水平烟道右前水 冷壁进口联箱
水平烟道右前 水冷壁
水平烟道右前水 冷壁出口联箱
凝渣管
凝渣管出口联箱
水冷壁出口汇联箱
汽水分 离器A
汽水分 离器B
储 水 罐
罐
顶棚过热器 进口联箱
顶棚过热 器
顶棚过热器 出口联箱
361阀
锅炉疏扩 凝汽器
左后水平烟道包 覆进口联箱
右后水平烟道包 覆进口联箱
过
过 温器A
热
热器 低温过器源自进 热器出口
口
联
联 一级减
箱
箱 温器B
屏
屏
式
式
过
超超临界直流炉干、湿态转换控制策略浅析
超超临界直流锅炉干、湿态转换控制策略浅析一、启动系统的功能及组成超超临界直流锅炉启动系统的主要功能是：建立冷态、热态循环清洗，建立启动压力和启动流量，确保水冷壁安全运行；最大限度地回收启动过程中的工质和热量，提高机组运行的经济性。
采用带循环泵的内置式分离器启动系统。
主要由启动分离器及其汽水侧连接管道、360阀、361阀，启动循环泵、热交换器和疏水扩容器组成。
二、锅炉由湿态转为干态1、主要过程开机过程中，在机组负荷达到260～289MW时，稳定给水流量，缓慢增加燃料量，储水罐水位逐渐降低，360阀全关，锅炉循环泵停止运行，储水罐水位降至0，过热度出现并逐渐升高，锅炉由湿态转入干态运行。
检查锅炉循环泵过冷水管路和最小流量管路关闭，循环泵361阀暖管管路投用良好。
2、控制要点（1）湿态转干态时，负荷应控制在289MW以下，以260MW转换为宜。
（2）稳定给水流量在最小流量以上，以820t/h（27%BMCR工况）为宜，上下有调节余量；给水旁路调节阀投自动、360阀投自动（注意：360阀开度应保证BCP出口流量＞240t/h，否则360阀不能进行自动调节），361阀投自动。
（3）开始转换时主汽压力在9.0MPa左右。
在湿态转为干态的过程中设计压力9.7MPa，此时增加燃料量较多，压力增加较快，会使压力高于正常值较多，对水位的修正较大，影响正常水位的显示。
适当降低压力，将有助于过热度的产生。
（4）转干态前，应提前增加燃料，但要控制燃料总量，在转换过程中可采用增投油枪来实现快速增加燃料。
一般情况下4t/h对应10MW负荷。
在转换前应多增加煤，保持磨煤机高料位运行，从转换前至转换结束，共需增加煤量20t/h，同时应配合缓慢增加磨煤机风量，确保燃料的均匀增加。
（5）转换结束应以过热度为准。
过热度为10～15℃，且不宜反复。
（6）在转换过程中，如果压力升高，不宜采用开大汽机调门带负荷的方法来降压，因为负荷对水位的修正作用大大超过压力对水位的修正。
超超临界直流锅炉控制说明书
超超临界锅炉控制系统说明东方锅炉（集团）股份有限公司深圳东方锅炉控制有限公司目录1．分散控制系统原则 (4)1.1 机组负荷控制 (4)1.2 控制方式 (5)1.3 煤选择 (7)1.4 安全联锁操作 (7)1) MFT时的强制动作 (7)2) 减负荷操作 (8)3) 交叉限制回路 (9)1.5 负荷增加和减少闭锁操作 (12)1) 负荷增加闭锁 (12)2) 负荷减小闭锁 (13)2. 锅炉控制子系统说明 (14)2.1 机组主控 (15)1) 目标负荷设定 (15)2) 负荷变化率设定 (16)3) 频率偏差补偿 (17)4) 负荷上限和下限设定 (18)2.2 锅炉主控/汽机主控 (19)1）汽机主控 (19)2) 锅炉主控 (21)2.3 给水控制 (23)2.4 水－燃料比控制 (26)1)基本燃料程序 (27)2)汽机进汽前燃料减少偏置 (28)3)升温控制 (28)4) 主蒸汽压力控制 (29)5)主蒸汽温度控制 (30)6) 水－燃料比偏置补偿 (31)2.5 主蒸汽温度控制 (32)1) 过热器喷水（两级） (32)2）控制系统概述 (33)2.6 再热器蒸汽温度控制 (35)2)再热器喷水流量控制 (39)2．7风量控制 (40)2．7．1风量控制 (40)2.7.2 燃尽风挡板控制 (44)2.7.3 燃烧器二次风挡板控制 (46)2.7.4燃烧器中心风挡板控制 (49)2.8 压力控制 (50)1)炉膛压力控制 (50)2) 磨煤机入口热风压力控制 (51)2.9 燃油流量控制 (53)1)燃油流量控制 (53)2) 燃料量指令 (53)3) 轻油流量控制阀 (55)4) 轻油压力控制 (57)2.10 磨煤机控制 (58)1) 磨煤机煤量测量回路 (58)2) 煤热量补偿 (59)3) 磨煤机主控 (59)4)磨煤机入口风量控制 (61)2.11启动旁路控制 (65)1）锅炉循环水控制（360阀） (66)2）汽水分离器储水箱液位控制(361 阀) (67)3）汽轮机高压旁路阀(316 阀) (70)4）汽轮机高压旁路喷水控制阀 (71)5）主蒸汽管道疏水阀 (72)6）汽机高压旁路阀在启动时的动作 (73)7）汽机高压旁路阀在停炉时的动作 (74)2.12就地控制回路 (75)1) 吹灰器蒸汽压力控制 (75)2)排气疏水阀控制 (76)1．分散控制系统原则分散控制系统（DCS）利用调节控制技术来控制锅炉的压力、温度和机组负荷。
超临界直流锅炉控制系统的特点及控制方案1
第27卷 第3期2006年3月电 力 建 设Electric Power Constructi onVol.27 No.3Mar,2006・电源技术・超临界直流锅炉控制系统的特点及控制方案黄红艳1,陈华东2(1.浙江电力教育培训中心,杭州市,310015; 2.浙江省电力设计院,杭州市,310014)[摘 要] 采用内置式启动控制的600MW超临界压力螺旋管圈型直流锅炉,其作为被控对象的动态特性及控制系统都较复杂。
超临界直流锅炉控制系统与汽包炉的不同在于给水控制系统和主汽温控制系统,在控制系统的设计中,要充分考虑采用前馈、变定值、变增益、变参数的控制方案。
[关键词] 600MW超临界直流锅炉 控制特点 控制方案中图分类号:TP273+15文献标识码:B文章编号:1000-7229(2006)03-0001-03Features of Contr ol System of Supercritical Once-thr oughBoilers and Its Contr ol Op ti onHuang Hongyan1,Chen Huadong2(1.Zhejiang Electric Power Educati on Training Center,Huangzhou City,310015;2.Zhejiang Pr ovincial Electric Power Design I nstitute,Huangzhou City,310004)[Abstract] The dyna m ic characters and contr ol syste m for600MW supercritical p ressure once-thr ough boiler equi pped with internal start-up contr ol are relatively comp licated.The differences of the contr ol syste m s bet w een the SP boiler and steam drum boiler are the feedwater contr ol syste m and main stea m te mperature contr ol syste m.I n design of this contr ol syste m enough considerati on should be given t o the contr ol modes f or app licati on of p re-feed,variable settings,variable gains and para meters.[Keywords] 600MW supercritical p ressure once-thr ough boiler;contr ol features;contr ol op ti ons 由于超临界机组只能采用直流锅炉,其对电网调峰的适应能力、机组正常运行时的变负荷能力和快速启、停能力等都优于亚临界机组,因此,目前600MW超临界机组已经成为我国电力行业的主力机组。
超临界大型火电机组安全控制技术范本
超临界大型火电机组安全控制技术范本超临界大型火电机组是目前常用的大型火力发电电站的主要形式之一，其安全控制技术至关重要。
本文将从安全控制系统结构、安全控制策略和安全控制技术等方面进行阐述，全面介绍超临界大型火电机组安全控制技术的主要内容。
一、超临界大型火电机组安全控制系统结构超临界大型火电机组安全控制系统是保证电站运行安全稳定的关键之一。
该系统主要包括控制层、执行层和监控层等几个主要模块。
（一）控制层控制层是安全控制系统的核心部分，主要包括调度控制室、自动控制装置和调速系统等组成。
1.调度控制室：调度控制室是超临界大型火电机组的操作中心，负责对电站的运行状态进行实时监控和调度控制。
调度员通过控制机械装置和电气元件实施控制和调度操作。
2.自动控制装置：自动控制装置是控制系统的核心部件，主要负责监测电站的运行状态和自动控制各个设备的运行和联锁等。
它可以通过传感器实时获取各个设备的参数，并根据预设的控制策略进行控制操作。
3.调速系统：调速系统是超临界大型火电机组的关键控制部分，负责调整机组的发电功率，实现平稳运行。
调速系统通过控制机组的负荷和转速来维持机组的运行稳定，并采用PID控制算法来实现精确的调速控制。
（二）执行层执行层是控制系统的具体执行部分，主要包括燃煤系统、锅炉系统、汽机系统和辅助系统等。
这些系统通过监控系统的指令来实时进行设备的启停、调节和保护等操作。
1.燃煤系统：燃煤系统主要负责煤炭的供给和燃烧，保证锅炉正常运行。
该系统通过自动控制装置控制燃煤供给系统的燃料输送和燃烧过程，并通过反馈信号进行实时调节。
2.锅炉系统：锅炉系统是超临界大型火电机组的核心设备，主要负责将燃烧产生的热能转化为蒸汽。
该系统通过控制燃烧器和水泵等设备的运行状态来实现对锅炉的控制。
3.汽机系统：汽机系统是超临界大型火电机组的主要发电设备，负责将燃烧产生的蒸汽转化为电能。
该系统通过调整汽轮机的负荷和转速来实现对机组的控制。
超临界直流炉机组控制
目录
CONTENTS
• 超临界直流炉机组概述 • 超临界直流炉机组控制技术 • 超临界直流炉机组控制策略 • 超临界直流炉机组控制系统的设计与实现 • 超临界直流炉机组控制系统的优化与改进 • 超临界直流炉机组控制发展趋势与展望
01 超临界直流炉机组概述
CHAPTER
定义与特点
蒸汽温度控制策略
减温水量控制
燃烧器摆角控制
通过调节减温水的流量来控制蒸汽温 度，使其满足机组负荷和蒸汽参数的 要求。
通过调节燃烧器的摆角来改变火焰的 位置和长度，进而影响蒸汽温度。
受热面吹灰控制
通过定期对受热面进行吹灰，清除受 热面上的积灰和结渣，提高受热面的 传热效率，从而控制蒸汽温度。
给水控制策略
带来更多的创新和突破。
绿色制造与可持续发展
总结词
绿色制造和可持续发展已经成为超临界直流炉机组控制的重要发展方向。
详细描述
通过采用环保材料和节能技术，降低超临界直流炉机组的能耗和排放，实现绿色制造；同 时，注重可持续发展，提高机组可回收性和再利用率。
发展趋势
未来，绿色制造和可持续发展将成为超临界直流炉机组控制的核心目标，推动整个行业的 可持续发展。
谢谢
THANKS
CHAPTER
自动控制技术
总结词
超临界直流炉机组的自动控制技术是实现高效、稳定运行的 关键。
详细描述
自动控制技术通过实时监测机组的运行状态，自动调整各项 参数，确保机组在最优状态下运行。这包括对温度、压力、 流量等关键参数的自动调节，以实现节能减排和高效生产。
先进控制算法
总结词
先进控制算法能够提高超临界直流炉机组的控制性能和稳定性。
超临界直流锅炉启动系统详解
超临界直流锅炉启动系统详解一、超临界锅炉设置启动系统的目的超临界锅炉的启动系统是超临界机组的一个重要组成部分。
由于超临界锅炉没有固定的汽水分离点，在锅炉启动过程中和低负荷运行时，给水量会小于炉膛保护及维持流动稳定所需的最小流量，因此必须在炉膛内维持一定的工质流量以保护水冷壁不致过热超温。
设置启动系统的主要目的就是在锅炉启动、低负荷运行及停炉过程中，通过启动系统建立并维持炉膛内的最小流量，以保持水冷壁水动力稳定和传热不发生恶化，特别是防止发生亚临界压力下的偏离核态沸腾和超临界压力下的类膜态沸腾现象，保护炉膛水冷壁，同时满足机组启动及低负荷运行的要求。
二、启动系统的构成启动系统及容量的确定，是根据锅炉最低直流负荷、机组运行方式、质量流速的选取、以及工质的合理利用等因素确定的，本文介绍最低直流负荷（即本生点）为30%BMCR，采用带并联布置的再循环泵和大气式疏水扩容器的内置式启动分离启动系统，包括启动分离器、再循环泵、贮水箱、水位控制阀、截止阀、管道及附件等。
启动系统的主要管道包括：过冷水管道(383)，循环泵入口管道(380)，循环泵出口管道(381)，高水位控制管道(341)，循环泵再循环管道(382)及暖管系统管道(384)等。
启动系统中设置有循环泵，通过循环泵建立有效的工质循环，保持炉膛所需的最小流量。
给水经省煤器和炉膛加热后，工质流入汽水分离器，经汽水分离后的热水被循环泵重新送入省煤器。
采用循环泵可减少工质损失及热量损失，提高电厂的经济性，同时可减少启动时对锅炉的热冲击。
启动系统简图如下图所示。
本系统采用四只启动分离器，在锅炉启动过程中和低负荷运行时可进行有效的汽水分离。
启动分离器为圆柱形筒体结构，直立式布置。
封头采用球形结构。
筒体及封头材料均为SA335 P91。
分离器按全压设计，并充分考虑了由于内压力、温度及外载变化引起的疲劳。
分离器的设计除考虑汽水的有效分离外，还充分考虑了启动时的汽水膨胀现象。
超超临界直流机组启动系统和协调控制
启动系统主要部件及用途
分离器及其引入、引出管系统 分离器贮水箱 由汽水分离器贮水箱底部引出的循环泵入口管道 循环泵 BR阀和泵的出口管道 WDC阀和去疏水扩容器的疏水管道 暖泵和暖阀系统 过冷水系统 循环泵的最小流量管道
启动系统主要运行模式
初次启动或长期停炉后启动前进行冷态和 温态水冲洗 （直排冲洗/循环冲洗） 启动初期（从启动给水泵到锅炉出力达到 5%BMCR）（渡膨胀） 从分离器贮水箱建立稳定的正常水位到锅 炉达到25%BMCR的最小直流负荷 启动系统的热备用 启动循环泵事故解列时的锅炉启动
启动过程简图
启动系统的功能
满足水冲洗冲洗需要，并将冲洗水送往锅炉的疏水扩容 系统。 满足锅炉的冷态、温态、热态和极热态启动的需要。 只要水质合格，启动系统即可完全回收工质及其所含热 量。 锅炉在结束水冲洗（长期停炉或水质不合格时），锅炉 点火前给水泵供给相当于5%BMCR的给水，而再循环泵 则一直提供20%BMCR的再循环水量，二者相加，使启 动阶段在水冷壁中维持25%的流量作再循环运行以冷却 水冷壁和省煤器系统不致超温，通过WDC阀控制贮水箱 中的水位。当锅炉产汽量达到5%BMCR时，WDC阀全 关，再循环流量逐渐关小，给水流量逐步增大，以与锅 炉产汽量匹配，当负荷达到25%（最低直流负荷）时， 再循环阀全关，锅炉转入直流运行。 启动分离器也能起到在水冷壁系统与过热器之间的温度 补偿作用，均匀分配进入过热器的蒸汽流量。
炉水循环泵常见故障
超超临界直流炉
超超临界直流炉特性介绍
1.超超临界直流锅炉由于没有储能作用的 汽包环节，汽水容积小，锅炉蓄能小。
一方面由于蓄能小负荷调节的灵敏性好，可以实现机 组的快速启停和负荷调节； 另一方面由于蓄能小，在外界负荷变动时汽压反映很 敏感。因此机组变负荷性能较差，保持汽压困难。
超临界直流锅炉汽水系统讲解
超临界直流锅炉汽水系统讲解超临界直流锅炉汽水系统讲解主讲人：段宝参加人：左霖、保立虎、段宝、张志军、张锐、李波、梁博、贾红兵、乔斌、高喜平、路容时间：2012年2月8日09:00至11:30 记录人：梁博主讲内容：一、超临界锅炉炉水泵与给水泵两种不同联接方式的区别与联系两种不同联系方式分别为上锅的串联方式和哈锅或东锅的并联方式区别点：1．过冷管的粗细。
串联方式过冷管与主给水管道基本一样粗，并在泵入口有一混合过滤器，并联方式的过冷管比较细。
2．启动方式。
串联方式在起泵之前其出口调门先去开启20~30%，而并联方式有再循环，所以只需开启再循环门。
3．分离器水位对跳泵的影响。
串联方式因过冷管与主给水管道一样粗，所以在湿态转为干态时还可以运行，而并联方式只能跳闸。
4．超临界直流锅炉在湿态运行时，需注意省煤器前给水流量。
在转为干态运行时，需注意其分离器处的过热度。
联系：1．影响分离器储水箱水位的因素有两个。
其一，主给水流量。
其二，两个361阀。
因此在锅炉湿态转为干态的过程中需尽早的投入361 阀自动。
2．汽包炉水冷壁没有温度测点，而直流锅炉水冷壁的螺旋管道有温度测点，主要因为直流炉的水冷壁介质是有过热度的。
3. 炉水泵的保护测点。
出入口差压大于>70KPa。
电机腔室<50C。
炉水泵电流<78A。
冷却水流量>21t/h。
二、湿态转干态时候的注意事项起操作方法在30%炉膛负荷（170MW?250MW）进行干湿态转换。
操作时，应注意以下事项：1 .干湿态转换前尽量完成并（退）泵、主阀切换工作，防止应操作不当造成的干湿态扰动；2. 干湿态转换前，应投入TF方式或DEH的压控回路，便于维持主汽压力以及省煤器前流量稳定；3. 因干湿态转换过程中，锅炉逐步从控制循环变为直流工况，水冷壁内的产汽量大大增加，所以应避免干湿态扰动，减少对受热面的应力扰变；同时干湿态转换时应分离器出口过热度逐渐增加，应加强对主汽、再热汽温、各级受热面壁温的监视4. 在干湿态转换前，可启动C磨运行，缓慢增加煤量至100?115 t/h，维持省前流量稳定，水煤比约维持在7.1?6.8，随着微过热蒸汽流量的增加，分离器水位及分离器下降管水位逐渐降低，持续关小361 阀开度。
超临界直流锅炉控制整体介绍
第二节 直流锅炉动态特性
一、直流锅炉动态特性 需要调节的主要变量有过热汽温T、主蒸汽压力 pT和蒸汽流量D（负荷）。 改变给水流量W、燃料量M（燃烧率）和汽轮机 调节汽门开度μT可作为调节过热汽温、主蒸汽压 力和蒸汽流量的手段。 直流锅炉是一个多输入和多输出的调节对象。 下面从各个输入量单独阶跃扰动下对输出量的响 应曲线来分析直流锅炉动态特性的特点，同时， 也分析了直流锅炉各输入量对机组功率PE的影响。
因此，在控制上具有如下特点： （1）锅炉蒸发量主要由燃烧率的大小来决定（蒸发量由 加热段受热面的吸热量Q1和蒸发段受热面的吸热量Q2决 定），而与给水流量W的大小无关。所以在汽包锅炉中由 燃烧率调节负荷（实现燃料热量与蒸汽热量之间的能量平 衡），由给水流量调节水位（实现给水流量与蒸汽流量间 的物质平衡地这两个控制系统的工作可以认为是相对独立 的。
二、直流锅炉被控对象特点
1、具有很强的耦合特性 给水流量W、燃烧率（燃料量M）和汽 轮机调节汽门开度μT这三个对象输入量中 的任一输入量单独变化，除汽轮机调节汽 门开度μT对过热汽温度T影响较小外，其余 的都会对过热汽温度T、主蒸汽压力pT和蒸 汽流量D有很大的影响，具有很强的耦合特 性。
2、对象的非线性 超临界机组中的直流锅炉，各区段工质的 比热、 比容变化剧烈，工质的传热与流动 规律复杂。当机组在变压运行时，随着负 荷的变化，工质压力将在亚临界到超临界 的广泛范围内变化（一般10MPa～25MPa 之间），随着工质物性变化巨大，直流锅 炉表现出严重的非线性，具体体现为：汽 水的比热、比容和焓值与它的温度、压力 的关系是非线性的，传热特性、流量特性 是非线性的。
• 当燃料量增加，给水流量不变时，由于蒸 发所需的热量不变，因而加热和蒸发的受 热面缩短，蒸发段与过热段之间的分界向 前移动，过热受热面增加，所增加的燃烧 热量全部用于使蒸汽过热，过热汽温将急 剧上升。 • 当给水量增加，而燃料量不变时，由于加 热及蒸发段的伸长，而增加了蒸发，而蒸 发段与过热段之间的分界则向后移动，由 于过热段的减少，从而使过热汽温下降。
超临界机组控制方案说明
超临界机组控制方案说明1．超临界机组模拟量控制系统的功能要求超临界机组相对于亚临界汽包炉机组，有两点最重要的差别：一是参数提高，由亚临界提高至超临界；二是由汽包炉变为直流炉。
正是由于这种差别，使得超临界机组对其控制系统在功能上带来许多特殊要求。
也正是由于超临界机组与亚临界汽包炉机组这两个控制对象在本质上的差异，导致各自相对应的控制系统在控制策略上的考虑也存在差别。
这种差别在模拟量控制系统中表现较为突出。
此处谨将其重点部分做一概述。
1.1 超临界锅炉的控制特点(1)超临界锅炉的给水控制、燃烧控制和汽温控制不象汽包锅炉那样相对独立，而是密切关联。
(2)当负荷要求改变时，应使给水量和燃烧率（包括燃料、送风、引风）同时协调变化，以适应负荷的需要，而又应使汽温基本上维持不变；当负荷要求不变时，应保持给水量和燃烧率相对稳定，以稳定负荷和汽温。
（3）湿态工况下的给水控制——分离器水位控制，疏水。
（4）干态工况下的给水控制-用中间点焓对燃水比进行修正，同时对过热汽温进行粗调。
（5）汽温控制采用类似汽包锅炉结构，但应为燃水比+喷水的控制原理，给水对汽温的影响大；给水流量和燃烧率保持不变，汽温就基本上保持不变。
1.2 超临界锅炉的控制重点超临界机组由于水变成过热蒸汽是一次完成的，锅炉的蒸发量不仅决定于燃料量，同时也决定于给水流量。
因此，超临界机组的负荷控制是与给水控制和燃料量控制密切相关的;而维持燃水比又是保证过热汽温的基本手段;。
因此保持燃/水比是超临界机组的控制重点。
本公司采用以下措施来保持燃/水比：（1）微过热蒸汽焓值修正对于超临界直流炉，给水控制的主要目的是保证燃/水比，同时实现过热汽温的粗调，用微过热蒸汽焓（或中间点温度）对燃/水比进行修正，控制给水流量可以有效对过热汽温进行粗调。
(2) 中间点温度本工程采用过热器入口温度（即中间点温度）对微过热蒸汽焓定值进行修正。
当中间点温度过高，微过热蒸汽焓定值立即切到最低焓，快速修改燃/水比、增加给水量。
超临界直流锅炉启动系统介绍
过 热 器 出 Ｉ 蒸 汽 压 力 约 过 热 器 出 口蒸 汽 压 力 约 ＝ ｌ
２ ５ ａ ５＋ＭＰ
１ 加 Ｐ ８ ａ
喷 水设 计 成是锅 炉 负荷 的 个 固定百 分比 ． 因此二 级 二级减温器温降是 固定 的 减温器温降随负荷变化
一
直流锅炉也可能采用垂直管圈水冷壁的设计 ， 但需要 采用 特殊的内螺纹管
中图分类号 ： 蚴 文献标识码 ： Ｂ
Ｉ ｔ ｏ ｕ ｔｏ ｆＳ ｐ ｒ Ｃｒｔｃ ｌＯｎ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｏ ｕ ｅ ｉｉａ ｃ
Ｔｈ ｏ ｇ ｓｅ
Ｓ ｎＨ ｏ， Ⅱｌ ｎ ｕ ｈ ｕＦ Ｇ ｉ ｕ ａ ｙ ， Ｗｅｇ ｉ ｏ ｕ ｕ ｇ Ｚ
给水流量是从给水泵 出来进 入省煤器 的流 量， 给水流量不一定与给水泵流量相等 ， 如果泵以 再循环方式运行时 ， 它可以是 比较大的。
壁中的水量等于进入锅炉的给水流量 ， 即仅仅 亦
一
实际值通常在 ３ ％和 ４ ％Ｂ Ｃ ０ ０ Ｍ Ｒ之间， 由设计人 员确定， 垂直管圈水冷壁的锅炉有可能将本生流
量降低到 ２ ％Ｂ Ｃ ， ５ Ｍ Ｒ 本文假定本生流量为 ３ ％ ５
Ｂ Ｒ。 ＭＣ
次通过。表 １ 为直流锅炉与 自然循环汽包炉之
离器和贮水箱 。 贮水箱有 溢 管和上 升管 流阀 通常有启动循环泵
再循环管等回路充满水 。所有其它的回路尽可能 保持干燥。 分离器引出管和分离器可以不充满水。贮水 箱应上水至本生水位（ 在这个水 位下循环水 量设 定为本生流量 ， 本例中为 ３％） ５ 。 ２２ 一旦循环泵启动并且达到了本生流量（５ ． ３％ ＢＣ ） Ｍ Ｒ 燃烧器逐步点火。
ｆ ｍ ｒ ＭＢ． ｏ ａｉｇｔ ｏ ｖ ｎｉｎ ｌｄｕ ｂ ｉ ｒ，ｅａｌｄｐｅｅ ｔ ｏ ｅａｉ ｒ ｃｐｅｏ ｅｓ ｐ ｒ ｒｉ ｏ Ｃ ｍｐ ｒ ｃｎ ｅ ｔ ａ ｒｍ ｌ ｄ ｔｉ ｒｓｎｓ ｐ ｒｔ ｎｐ ｎ ｉｌ ｆ ｕ ｉ － ｎ ｏ ｏ ｏ ｅ ｅ ｏ ｉ ｈ ｔ ｅ ｃ ｔ ｃ ｎ ｅｔｒｕ ｈ ｂ ｉ ｒＳ ｌ ｌ ａ ｏ ｃ ｏ ｇ ｌ ｔ￣一ｕ ｙｔｍ． ｈ ｏ ｅ ｇ ｐｓｓｅ
洛河2×600MW超临界机组热工自动化系统的优化改进
洛河2×600MW超临界机组热工自动化系统的优化改进刘斌一、概述大唐淮南洛河发电厂三期2×600MW超临界机组分散控制系统（DCS）采用ABB 公司生产的Symphony控制系统。
软件组态采用Composer 4.3控制软件,图形组态采用PGP 4.0组态软件。
其主要包括：数据采集及处理系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、旁路系统（BPS）、炉膛安全监视系统（FSSS）以及事故追忆系统（SOE）等。
DEH系统和MEH系统也采用ABB的控制软件及硬件，即与DCS一体化，是一套完成全套机组各项控制功能的完善的控制系统。
两台机组分别于2007年11月30日、12月8日完成168h试运行，正式投入商业营运。
二、热工自动化系统的逻辑优化1、FSSS的逻辑优化1.1 在等离子模式下且等离子均启弧成功，判定为“等离子启弧成功”。
1.2 对煤层运行的判断要考虑到直吹式制粉系统的特点，从磨煤机运行、给煤机运行、煤仓下煤到磨煤机出粉需要一个时间过程，以煤粉A层为例说明判断A 层有火的逻辑：A磨煤机和A给煤机已运行240秒且A层3/4有火。
由此，“有火记忆”逻辑为“任一油层或任一煤层运行”。
1.3 对“失去全部燃料”逻辑变更为“等离子启弧成功”闭锁该保护，通过“有火记忆”来确认的，所以，“失去全部燃料”是在任一油层或任一煤层运行且无“等离子启弧成功”信号的情况下才发出的。
当运行人员切除等离子模式或由一个等离子启弧失败的情况下，“失去全部燃料”就回归到常规模式。
“失去全部燃料”逻辑简图如下所示：1.4 对“失去全部火焰”逻辑也变更为“等离子启弧成功”闭锁该保护，通过“有火记忆”来确认的，所以，“失去全部燃料”是在任一油层或任一煤层运行且无“等离子启弧成功”信号的情况下才发出的。
当运行人员切除等离子模式或由一个等离子启弧失败的情况下，“失去全部火焰”就回归到常规模式。
“失去全部火焰”逻辑简图如下所示：1.5 针对“汽机跳闸”逻辑，考虑到汽轮机跳闸时，在低负荷阶段可以采用停机不停炉的运行方式，维持锅炉最低负荷运行。
超临界锅炉单元机组协调控制系统课件
随着系统智能化程度的提高，数据安全问题也日益突出，需要采取 有效的措施保障数据安全。
人员培训
随着系统复杂性的增加，人员培训也面临新的挑战，需要不断提高操 作人员的技能水平。
未来发展的展望
1 2 3
更加高效、环保的运行
通过不断的技术创新和优化，超临界锅炉单元机 组协调控制系统将实现更加高效、环保的运行。
增强系统稳定性
改进协调控制系统的性能 ，增强超临界锅炉单元机 组的稳定性，减少运行波 动和事故风险。
提升响应速度
提高协调控制系统的响应 速度，以便快速应对各种 工况变化，保证机组安全 、高效运行。
系统优化的方法
先进控制算法
采用现代控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，对协调控制 系统进行优化。
模型预测控制
04
CHAPTER
超临界锅炉单元机组协调控 制系统的实现
系统实现的步骤
系统设计
根据需求分析结果，设计系统 的架构、模块和接口。
系统测试
对开发完成的系统进行测试， 确保系统功能正常、性能达标 。
需求分析
明确系统需要实现的功能和目 标，分析系统的输入和输出。
系统开发
根据系统设计，编写代码并实 现各个模块的功能。
预测控制技术
超临界锅炉单元机组的参数和特性会随着 运行工况的变化而变化，需要采用自适应 控制技术来适应这种变化。
超临界锅炉单元机组具有大时滞、大惯性 等特性，需要采用预测控制技术来减小时 滞和惯性对控制系统的影响。
系统实现的注意事项
安全性与可靠性
超临界锅炉单元机组是高参数、 大容量的机组，其协调控制系统
超临界锅炉单元机组协调控制 系统课件
目录
CONTENTS
超临界直流锅炉控制系统特点及控制方式研究
超临界直流锅炉控制系统特点及控制方式研究摘要：当前，随着电力系统的快速发展，超临界直流锅炉在电力行业中逐渐成为主要的运用设备，直流锅炉主要受两种特点的影响，一是直流运行；二是变参数运行，这两个特点会直接与临界气泡锅炉的运行方式产生一定的差异，而想要持续保证超临界直流锅炉的稳定、良好的运行，则必须要对其进行深入的分析与探讨。
鉴于此，本文通过超临界直流锅炉控制系统特点进行分析，对超临界直流锅炉控制方式进行研究，以期为电力系统的发展提供很好的理论意义。
关键词：超临界直流锅炉；控制系统特点；控制方式对于超临界机组而言，只能使用直流锅炉的设备，且其具备的各种能力与亚临界机组相比都相对较好。
所以，在我国众多电力公司都把600MW超临界机组作为主要的电力运行设备。
虽然超临界机组具有很多优势与优点，但是也依然有一些缺陷与不足，如锅炉无法储蓄太多的热能、惯性小，非常容易受到外界影响因素的干扰，并且在使用较长时间下很容易造成超温现象，所以为了保证超临界机组能够精确的输入与输出，就需要采取一些快速响应控制系统和控制策略，以此来全面保证机组正常的运行。
如何判断超临界锅炉是否正常的运行，则可以通过分离器有效的控制、分类系统的工作，而分离器主要由两个系统共同组成，一个是内置式分离器启动系统；另一个则是外置式分离器启动系统。
而在如今电力行业的发展下，超临界锅炉基本采用内置式的分离启动系统进行运行作业。
该系统的运行的方式属于联合变压的形式，如果机组出现启停的现象，或者工况发生较大改变的情况下，锅炉内水冷壁的的工质压力会发生大幅度的变化，而这种变化也会使工质各方面的能力发生相应的改变，如相变点、比容、温度、汽化潜热等。
1 超临界直流锅炉控制系统特点1.1 内置式汽水分离器湿态运行过程中的特点在超临界直流锅炉中，如果锅炉所承载的负荷要小于35%时，其锅炉冷水壁的水流量就会逐渐减小而其产生的蒸汽量也会随之变得更低，这时水分分离器则会以湿态来进行运行。
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洛河三期超临界直流炉自动控制系统方案简介
摘要：本文对超临界直流炉的控制特点进行了分析，并结合洛河三期两台超临界机组对协调控制系统、给水调节及蒸汽温度控制的方案从原理上进行简要说明。
关键词：协调；给水；调节
1．概述
洛河电厂三期2×600MW超临界机组的汽轮机是由上海汽轮机有限公司制造的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机。
额定功率为600MW，最大连续功率为648MW，主蒸汽压力24.2MPa，主蒸汽温度566℃，再热蒸汽压力4.033MPa，再热蒸汽温度566℃。
分散控制系统采用ABB公司生产的Symphony控制系统。
软件组态采用Composer 4.3控制软件,图形组态采用PGP 4.0组态软件。
其主要包括：数据采集及处理系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、旁路控制系统（BPS）、炉膛安全监视系统（FSSS）以及事故追忆系统（SOE）等。
DEH系统和MEH系统也采用ABB的控制软件及硬件，即与DCS一体化。
是一套完成整个汽轮发电机组各项控制功能的完善的控制系统。
2．超临界直流炉的控制特点
超临界变压运行直流锅炉，由于没有汽包，当外部负荷变化时，汽压波动较大且因加热、蒸发、过热过程在各受热面没有固定的分界线，当给水或燃料扰动时，都将引起汽温的波动。
因此为使锅炉具有良好的调节品质，需要有高性能的调节系统。
直流锅炉是汽水一次性循环，因此锅炉的蓄热较少，系统具有多变量的特性。
直流锅炉—汽轮机是复杂的多输入多输出的被控对象，燃料量、给水、汽轮机调门的任一变化，均会影响机组负荷、中间点温度、压力的变化，而且燃料、汽轮机调门的变化又会影响到给水流量的变化及主汽压力的变化，因此对于直流锅炉机组的协调控制系统来说，主汽压力控制是最基本的控制。
直流锅炉由于没有汽包，因此汽水没有固定的分界点，它随着燃料、给水流量以及汽轮机调门的变化而前移或者后移。
而汽水分界点的移动直接影响汽水流程中加热段、蒸发段、过热段的长度，影响新蒸汽的温度，导致机前压力、负荷的变化，因此控制中间点温度是直流锅炉控制的重要环节。
超临界直流炉由于具有上述特点，所以对其控制系统提出了更高的要求，采用传统的线性控制理论设计的控制系统很难获得较好的控制效果，洛河三期两台超临界机组在控制系统的设计上采用了如下的控制策略：
2.1 严格控制水/煤比，保证中间点工质温度；
2.2 合理采用前馈控制技术，使相关联的系统间联系加快，尤其在串级调节系统中，前馈信号如果配比的较为准确合适，可减小主调的动作，减小系统受干扰后调节的动态偏差，使调节系统尽快达到稳定。
2.3 针对不同运行工况下的对象不同的动态特性，在大范围内采用变参数、变设定值等技术。
3．洛河三期超临界直流炉的控制方案
3.1 超临界机组控制的基本任务
3.1.1 以最快的速度满足电网负荷调度的需求；
3.1.2 提供品质合格的过热蒸汽和再热蒸汽；
3.1.3 保持最佳的燃烧工况，使锅炉具有最高的燃烧效率；
3.1.4 维持炉膛压力的稳定。
在满足上述任务的基础上，确保机组安全稳定运行。
超临界机组控制方案在送、引风控制及燃烧控制上与亚临界机组控制基本相同，本文不再介绍，但给水控制、汽温控制上有其特殊性。
3.2 协调控制系统
洛河三期超临界机组的机炉协调控制设计了四种运行方式，根据锅炉主控和汽机主控两个控制器的状态组合，分别形成以下四种运行方式：
机炉协调方式（锅炉主控自动，汽机主控自动）；
汽机跟踪方式（锅炉主控手动，汽机主控自动）；
锅炉跟踪方式（锅炉主控自动，汽机主控手动）；
机炉手动方式（锅炉主控手动，汽机主控手动）。
按照设计，机组正常运行时应该运行在机炉协调方式。
本机组的协调控制系统采用以锅炉跟踪为基础的协调控制方式。
汽机调门以控制负荷为主，用锅炉燃烧率控制主汽压力，当主汽压力偏差过大时，汽机侧协助锅炉调压；锅炉侧燃烧率的控制采用串级调节，主调节器的前馈信号是根据机组负荷给定值形成的锅炉负荷需求，并根据主汽压力的动态偏差进行调节，因此前馈信号整定的合适与否，对机组变负荷的适应能力影响甚大，它决定了调节系统能否在很短时间内达到稳定。
锅炉主控调节器的比例、积分、微分功能单独分离，微分增益、微分时间、比例增益和积分速度可根据机组负荷自动改变，给不同负荷工况下的控制带来方便。
在机炉协调控制方式下，机组的目标负荷可以由运行人员手动设定，也可投入AGC方式，接受中调来的负荷指令。
3.3 给水控制系统
直流锅炉的水煤比是一个极其重要的控制参数，洛河三期采用水跟煤的控制方式，当锅炉燃料量指令改变时，根据设计煤种的发热量自动改变给水流量设定值，如果煤种发热量变化或其他因素的影响，导致水煤比偏离设计值，再用给水流量对锅炉汽水分离器出口蒸汽温度（中间点温度）进行校正。
锅炉汽水分离器出口温度的设定值根据汽水分离器出口压力经函数发生器自动给出，并在必要时可以由运行人员手动设定偏置，设计中考虑了汽水分离器出口蒸汽温度最小过热度限制，当过热器喷水流量占总给水流量的比例与设计值偏差过大时，再对汽水分离器入口蒸汽温度设定值进行小范围的增减。
洛河三期的给水控制设计为串级调节系统，主调节器的微分功能单独分离，微分增益、微分时间、比例增益和积分速度根据机组负荷自动改变。
主调节器输出作为给水流量设定值；锅炉给水流量的设定值和锅炉省煤器入口流量的偏差经副调节器输出作为给水泵公用指令，副调节器的比例增益和积分速度根据机组负荷会自动改变，给水泵公共指令加上运行人员设置的偏置作为给水泵的控制指令。
锅炉给水控制系统中采用两台带50%负荷的汽动给水泵满足在正常负荷下的供水需求，而设置一台可带30%负荷的电动给水泵，作为启动及带低负荷或当两台汽动给水泵中有一台故障时作备用泵使用。
当三台泵均处于手动控制方式时，给水调节系统处于跟踪方式，串级控制的副调节器跟踪三台给水泵的转速指令加权求和信号（称平均指令信号），主调节器跟踪主给水流量信号。
以实现手动投自动工况下的无扰切换。
用给水流量控制中间点温度的原因：超临界采用直吹式制粉系统,惯性较大，用燃料量控制中间点温度比用给水流量控制迟延大。
从减少锅炉热应力及锅炉寿命考虑，动态温度控制应优先于压力控制，因此用给水流量控制中间点温度。
3.4 汽温控制系统
三期600MW机组采用一次中间再热，因此汽温控制系统包括过热汽温控制和再热汽温控制。
过热汽温控制的主要任务是保证进入汽轮机高缸做功的主蒸汽温度在允许值范围内变化，并且使整个过热器管路的金属不被高温损坏。
正常运行时，一般应保证过热蒸汽温度与额定值偏差不超过±5℃。
再热汽温控制的主要任务是为了提高机组的循环热效率及防止汽轮机末极叶片带水，同时保证处在高温烟气区的再热器不致损坏。
通常再热汽温也要控制在一定范围内变化，600MW 机组的主汽温和再热汽温一般控制在566±5℃左右。
4．结束语
超临界直流锅炉自身的动态特性决定了其控制系统的复杂性。
洛河三期两台600MW机组于07年底刚通过168小时试运行，投入商业运行时间不长，加上电网原因AGC一直未投，所以控制系统的调节性能并未经受过真正考验。
调节效果还有待于通过机组的运行来进一步验证。
本文仅只是将几个主要系统的现运行的方案进行了介绍，我们在调试过程中对部分原设计的调节系统的控制方案进行了优化。
我国超临界机组发电技术才处于起步阶段,水平相对比较落后，希望本文能起到抛砖引玉的作用，给有志于超临界机组控制的同志以借鉴，来共同提高超临界机组的控制技术水平。