华北电力大学 单元机组控制系统 第二章_主汽温

第二章汽包锅炉蒸汽温度自动控制系统

第一节引言

第二节串级过热汽温控制系统

第节

第三节采用导前汽温微分信号的双回路过热汽温控制系统

第四节过热汽温分段控制系统

第五节过热汽温控制系统实例

第六节再热汽温自动控制实例

过热蒸汽生产流程简图

过热蒸汽流程图

一、过热蒸汽温度控制的任务

过热蒸汽温度控制的任务

维持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。如600MW国产汽包炉：长期偏差不允许超过±5℃。

二、影响过热蒸汽温度因素

影响过热蒸汽温度的主要扰动有三种：

蒸汽流量（负荷）扰动；

烟气热量扰动（燃烧器运行方式、燃料量变化、风量变化等）；

减温水流量扰动。

三、过热汽温控制对象的静态特性

根据传热方式分：过热器可分为对流式、辐射式和半辐

式热

射式过热器三种。

对于不同的过热器，蒸汽流量对蒸汽温度的影响如下图：

所示：

特点：有迟延，有惯性，蒸汽流量对过热器温度的影响

有自平衡能力，且τ和T D 均较小。

K s

D D D e

s

T s D s G τθ−+==1)()

(

在烟气热量Qy（烟气温度和流速变化）产生阶跃扰动下，过热汽温θ变化的响应曲线如下图所示：

特点：有迟延、有惯性、有自平衡能力。迟时间约惯迟延时间约：10-20s，惯性时间常数：<100s

s

K s τθ−Q y Q Q y

e s

T s Q G +==1)()

(

θ

( =

W

B

1θγ内回路：导前区传递函数W (s)、温度变送器、副调节器

W (s)执行器比例系数K 、喷水调节阀比例系数K 。

T1()执行器例系数Z 喷水调节阀例系数μ主回路：惰性区传递函数W (s)、温度变送器、主调节器

W (s)内回路。2θγT2()内回路

2.

主调节器的整定

2. 主调节器的整定

ρ

I1

1θ

第三节采用导前汽温微分信号的双回路过热

第节采用导前汽温微分信号的回路过热

汽温控制系统

一、系统的组成

系统中引入了导前蒸

汽温度的微分信号作为调

节器的补充信号，以改善

控制质量。

控制质量

内回路（又称导前补偿回路）导前区传递函数W ()温度

内回路：（又称导前补偿回路）导前区传递函数W 1(s)、温度变送器、微分器W D (s)、执行器比例系数K 、喷1θγ水调节阀比例系数K μ。

主回路：惰性区传递函数W 2(s)、温度变送器、调节器

()内回路

θγW T (s)内回路。

1 2θ

()

1D W s 双回路控制系统在快速跟踪和消除干扰的性能方面不如串级控制系统，且在双回路参数整定时，参数相互影响，不易掌握因此很少采用易掌握，因此很少采用。

三、两种汽温自动控制系统的比较

两种汽自动控制系统的比较

（1）双回路系统转化为串级系统来看待时，其等效主、副调节器均是PI调节器。因此，双回路系统的副回路，其快速跟踪和消除干扰的性能不如串级系统；在主回路中，串级系统的主调节器可具有微分作用，故控制品质也比双回路系统为好，特别对于惯性迟延较大的系统，双回路系统的控制质量不如串级系统。

（2）串级控制系统主、副两个控制回路的工作相对比较独立，因此系统投运时的整定、调试直观方便，而双回路控制系统的两个回路在参数整定时相互影响，不易掌握。

（3）从仪表硬件结构上看，采用导前汽温微分信号的双回路系统较为简单。

第四节过热汽温分段控制系统、过热汽温分段控制系统

一过热汽温分段控制系统

以对流式二级过热器为例：

实际中，应考虑

前馈信号的引入。

前馈信号的引入

二、按温差控制的分段控制系统

按温差控制的分段控制系统

过热器为高温对流过热器。

III过热器为高温对流过热器。

II

II段过热器为辐射式过热器，

段过热器为辐射式过热器，III

形成

蒸汽

流量

的比

例微

分

的输入信号之和)

()( 23s 323θθθ−−−D f PI 的输入信号之和：稳态时应该满足：)

( 3223D f s −=−θθθ当负荷增加时，温差减小；意味温差虽负荷变化关系

着一级喷水必须喷得更多一些，将二级过热器出口温度维持在较低值。

目的：防止了负荷增加时一级喷水量的减少，二级喷水量的大幅增加从使级和级喷水量相差不大各段过热器大幅增加，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。

分隔屏过热器布置在炉膛

上方，后屏过热器布置在炉

膛出口处，末级过热器是布

置在高温烟道的对流过热器。

分隔屏过热器、后屏过热器

和末级过热器均在左（A）、

和末级过热器均在左（

右（B）两侧对称布置。

过热蒸汽温度的调节采用两级4点喷水减温，即A侧、B侧一级减温水调节阀及A侧、

过热蒸汽温度的调节采用两级4点喷水减温即A侧级减温水调节阀及A侧

B侧二级减温水调节阀。一级减温水调节阀控制二级减温器入口蒸汽温度，二级减温

水调节阀控制锅炉出口过热蒸汽温度。