锅炉蒸汽温控制系统汇总

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
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组都要求保持过热蒸汽温在540
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oC
的范围内。
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第四章 锅炉蒸汽温度控制系统
二、蒸汽温度控制对象的动态特性 1. 过热蒸汽温度控制对象的动态特性 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管道的压力
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，导致气温升高； 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。
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第四章 锅炉蒸汽温度控制系统
2．再热蒸汽温度控制对象的动态特性
再热蒸汽温度控制对象的动态特性依控制方式的 不同动态特性也不同。
左图是再热汽温 动态特性，当挡 板从0％~ 100％ 变化时，再热汽 温变化58℃，滞 后时间140s。
1、系统结构
过热蒸汽温度串级控 制的基本结构(最后一级) 如右图所示。
图. 串级控制系统结构图
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原理框图如下图所示
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图. 串级控制系统原理方框图
主参数(主变量)： 串级控制系统中起主导作用的被调参 数称为主参数。
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第四章 锅炉蒸汽温度控制系统
有延迟，有惯性， 有自平衡能力。
图. 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. 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。动态特性如上图所示。
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第四章 锅炉蒸汽温度控制系统
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。
调节器，记为WT1(s) 副调节器： 其给定值由主调节器的输出决定，并根据 (副控制器) 副参数与给定值(即主调节器输出)的偏差
注意：蒸汽流量的扰动不能作为调节信号用。
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（２）烟气量扰动下过热汽温对象的动态特性
图. 烟气流量变化对过 热汽温的影响
引起烟气传热量变化的原因 很多，如给粉机给粉不均匀，煤 中水分的改变，蒸汽受热面结垢， 过剩空气系数改变，汽包给水温 度变化，燃烧火焰中心位置的改 变等。尽管引起烟气传热量变化 的原因很多，但对象特征总的特 点是：有延迟，有惯性，有自平 衡能力。它的特征曲线如左图所 示。
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2．再热蒸汽温度控制的任务 随着蒸汽压力的提高，为了提高机组热循环的经济性， 减少汽轮机末级叶片中蒸汽湿度，高参数机组一般采用 中间再热循环。将高压缸出口蒸汽引入锅炉，重新加热 至高温，然后再引入中压缸膨胀做功。一般再热蒸汽温 度随负荷变化较大，当机组负荷降低30%时，再热蒸汽 温度如不加以控制，锅炉再热器出口汽温将降低28~35 ℃(相当于负荷每降低10%时，汽温降低10℃)。所以大 型机组必须对再热汽温进行控制。
图. 烟流挡板控制再热汽温的动态特性
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第四章 锅炉蒸汽温度控制系统
§4-2 过热蒸汽温度的
控制
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第四章 锅炉蒸汽温度控制系统
一、过热汽温的串级控制
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。
常用的减温方法有两种：喷 水式减温和表面式减温，前者 的效果比后者好，喷水式减温 器一般装在末级过热器高温段 前面，一方面保护了过热器高 温段，另一方面又改善了调节 性能。这种过热器的安装方法 与在饱和侧装设表面式减温器 相比，延迟时间能减小1/4。
特点： 有延迟，有惯性和有自平衡能力，延迟时间约 为30~60s。减温水量是常用的调节量。
副参数(副变量)： 其给定值随主调节器的输出而变化， 能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 而引起的辅助参数。
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主调节器： 根据主参数与给定值的偏差而动作，其输 (主控制器) 出作为副调节器的给定值的调节器称为主
从烟气侧来的扰动量使沿整个长度过热器的传热量 发生变化，汽温变化反应较快，延迟时间有10~20s，可 以用来作为调节量信号。
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（３）减温水量扰动下过热汽温对象的动态特性
图. 减温水量变化对过热汽 温的影响