过热再热汽温控制.
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任务1：过热汽温分段控制系统的设计
汽温分段控制系统即将整个过热器Fra Baidu bibliotek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。
大型锅炉减温器有2个或3～4个。
一、过热汽温分段控制系统方案1
整个过热器的 传热形式属于 纯对流方式。 两段控制系统， 每一段都是串 级控制。分段 控制各参数的 整定按各段被 控对象的动态 特性分别整定。
f1(x)、f2(x)：用来修正挡 板的非线性。
超温时喷水调节： 再热汽温通过比例 偏置器被叠加了一 个负偏置信号（大 小相当于再热汽温 允许的超温限值） 作为PI2的被调量。 这样，当再热汽温 正常时，PI2入口 是负偏差，使喷水 阀全关。只有再热 汽温超过限值时， 正偏差，喷水。
以Ⅱ级减温器前后的温差（θ3- θ2）作为第一段控 制系统的被调量信号送入主调节器PI3。定值信号θ0由负 荷D经f(x)产生。D增加， θ0将减小，此时有（θ3- θ2） > θ0 ，这就必须增大Ⅰ级喷水量才能使θ3下降，从而使 （θ3- θ2）减小，这样可以防止负荷增加时Ⅰ级喷水量减 小。另外，Ⅰ级的多喷水量对Ⅲ段过热器出口汽温来说有 超前控制作用。 蒸汽负荷的前馈信号：消除烟气侧和负荷扰动下过热 器喷水过程的滞后和惯性，减小动态偏差。
1AM和2AM切手动。T3切向NO， 1AM和2AM输出均为0，阀 A、B关闭，以防止θ3偏低、蒸汽带水。
设置降温闭锁阀A′、B′：喷水时打开，不喷水时关闭，以防 止A、B漏流的影响
θ3
θ4
只要保证切换过程 中执行器位置不变，即 可防止切换扰动。无扰 切换的条件是：切换时 伺服放大器的输入偏差 为零，即调节器的输出 信号和执行机构的位置 信号相等。也就是说， 要实现无扰切换，必须 采取强制措施，使手动 运行方式下调节器的输 出与位置反馈信号相等。 手动时需跟踪，自动切 到手动是无扰的，不需 跟踪。
θ3
θ4
5、左右两侧后屏过热器出口汽温温差（ θ3左 – θ3右） 经f(x)转换后送入积分器积分，然后分别和PI2的输出相加和相 减后，分别送入手/自动操作器1AM和2AM。当某一侧发生内 扰时，可加强该侧减温水调节阀的动作，快速消除扰动，而另 一侧减温水调节阀基本不动作，从而减小了左右两侧后屏过热 汽温在调节过程中的相互影响，保证它们基本相等。 6、MFT、汽机跳闸或D＜25％时
15
7、手/自动的无扰切换及跟踪 无扰切换：即在切换瞬间，执行器的控制信号没有阶跃性的变 化。只要保证切换过程中执行器的位置不变，即可防止切换扰 动。所以无扰切换的条件是：切换时调节器的输出信号和执行 机构的位置信号相等即要实现调节器在手动状态下的自动跟踪。 任一侧减温水调节阀手动时，副调PI2的输出跟踪两侧阀位信 号的平均值，以保证无扰切换。同时主调PI1的输出跟踪θ4和 前馈信号之差，保证副调入口偏差信号为0,以防止主调积分饱 和。 8、三段和二段控制系统的不同
任务2： 300MW单元机组过热汽温控制系统设计
一、过热蒸汽流程
1025t/h复合循环炉
屏式 过热 器和 高温 对流 过热 器均 为左 右两 侧对 称布 置。
Ⅱ、Ⅲ 级喷水 减温器 也是左、 右两侧 对称布 置
闭锁阀设置是防止 喷水调门漏流影响
二、过热汽温控制系统方案
θ3 θ4
正作用
正作用
1、测量信号 正常情况，T1、T2切向NC， θ3取左右两侧平均值。 任一侧变送器故障，该路T切向NO， θ3取正常一侧的汽温信号， 同时发出声光报警，系统切手动。 2、 θ3的给定值设定： θ30 ＝f(p1)+A 汽轮机调速级压力p1代表锅炉负荷（即蒸汽流量信号D）的大小。 由于不同负荷与汽温有一定的函数关系，故p1经f(x)转换后和给 定器给出的偏置信号相加作为θ3的给定值信号送入PI1，f(x)应 根据锅炉厂提供的负荷－汽温特性曲线来确定。 提供偏置的目的便于运行人员根据运行需要，对汽温定值进行适 当修改。
如果Ⅱ段过热器为辐射传热、Ⅲ段过热器为对流传热。 负荷变化时两级减温器的喷水量会如何变化？
如果Ⅱ段过热器为辐射传热、Ⅲ段过热器为 对流传热。采用方案1会造成两级减温器的喷水 量随负荷变化相差很大，使整个过热器喷水不均 匀，所以必须改用按温差控制喷水。
二、方案2：按温差控制的分段控制系统
控制原理：
θ3
θ4
3、送入PI2的前馈信号 （1）来自再热汽温控制系统的燃烧器倾角指令BTD 提前控制Ⅱ级减温水量，减小负荷侧扰动引起的动态偏差，提高 控制质量。 （2）第三段汽温控制系统中的主调输出信号3CV 使Ⅱ级和Ⅲ级减温器喷水量大致相当，保证过热器的安全运行。 4、手、自动操作器A/M的功能 进行手、自动切换，被调量给定值的增加、减小，直接对阀门、 挡板等进行操作，显示被调量、给定值及阀位信号。
再
（1）烟气挡板的布置示 意图
优点：设备结构简单，操作 方便；
缺点：调温灵敏度较差，调 温幅度也较小。挡板开度与温 度变化为非线性关系。 通常将主、旁两侧烟道挡板 按相反方向联动，即再热器侧 开，过热器侧关，以加大主烟 道的烟气量的变化和克服挡板 的非线性。
（2）控制系统工作原理
正常情况下，通过改变 烟气挡板开度来消除再 热汽温的偏差。 负荷前馈信号：提前控 制烟气挡板，可以克服 被控对象的滞后和惯性， 减小动态偏差，有利于 再热汽温的稳定。 -K使两个挡板反向动作。
采用了两个副调，分别消除各侧内扰。
任务：再热汽温控制系统的设计
一、再热汽温控制系统的任务 保持再热器出口汽温稳定在设定值附近，此外在低负荷、 机组甩负荷或汽机跳闸时保护再热器不超温，以保证机组 安全运行。 二、再热汽温控制对象的动态特性 再热器是纯对流布置 有迟延、有惯性、有自平衡能力
三、控制方法
以改变烟气流量为主要控制手段，喷水减温因降低电 厂热效率作为再热汽温超过极限值的事故情况下保护控制 手段。另外有从蒸汽侧进行控制的方法。
1、采用烟气档板控制再热汽温的控制系统
也称旁路烟道法，即通过控制 烟气挡板的开度来改变流过过 热器受热面和再热器受热面的 烟气分配比例，从而达到控制 再热汽温的目的。
汽温分段控制系统即将整个过热器Fra Baidu bibliotek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。
大型锅炉减温器有2个或3～4个。
一、过热汽温分段控制系统方案1
整个过热器的 传热形式属于 纯对流方式。 两段控制系统， 每一段都是串 级控制。分段 控制各参数的 整定按各段被 控对象的动态 特性分别整定。
f1(x)、f2(x)：用来修正挡 板的非线性。
超温时喷水调节： 再热汽温通过比例 偏置器被叠加了一 个负偏置信号（大 小相当于再热汽温 允许的超温限值） 作为PI2的被调量。 这样，当再热汽温 正常时，PI2入口 是负偏差，使喷水 阀全关。只有再热 汽温超过限值时， 正偏差，喷水。
以Ⅱ级减温器前后的温差（θ3- θ2）作为第一段控 制系统的被调量信号送入主调节器PI3。定值信号θ0由负 荷D经f(x)产生。D增加， θ0将减小，此时有（θ3- θ2） > θ0 ，这就必须增大Ⅰ级喷水量才能使θ3下降，从而使 （θ3- θ2）减小，这样可以防止负荷增加时Ⅰ级喷水量减 小。另外，Ⅰ级的多喷水量对Ⅲ段过热器出口汽温来说有 超前控制作用。 蒸汽负荷的前馈信号：消除烟气侧和负荷扰动下过热 器喷水过程的滞后和惯性，减小动态偏差。
1AM和2AM切手动。T3切向NO， 1AM和2AM输出均为0，阀 A、B关闭，以防止θ3偏低、蒸汽带水。
设置降温闭锁阀A′、B′：喷水时打开，不喷水时关闭，以防 止A、B漏流的影响
θ3
θ4
只要保证切换过程 中执行器位置不变，即 可防止切换扰动。无扰 切换的条件是：切换时 伺服放大器的输入偏差 为零，即调节器的输出 信号和执行机构的位置 信号相等。也就是说， 要实现无扰切换，必须 采取强制措施，使手动 运行方式下调节器的输 出与位置反馈信号相等。 手动时需跟踪，自动切 到手动是无扰的，不需 跟踪。
θ3
θ4
5、左右两侧后屏过热器出口汽温温差（ θ3左 – θ3右） 经f(x)转换后送入积分器积分，然后分别和PI2的输出相加和相 减后，分别送入手/自动操作器1AM和2AM。当某一侧发生内 扰时，可加强该侧减温水调节阀的动作，快速消除扰动，而另 一侧减温水调节阀基本不动作，从而减小了左右两侧后屏过热 汽温在调节过程中的相互影响，保证它们基本相等。 6、MFT、汽机跳闸或D＜25％时
15
7、手/自动的无扰切换及跟踪 无扰切换：即在切换瞬间，执行器的控制信号没有阶跃性的变 化。只要保证切换过程中执行器的位置不变，即可防止切换扰 动。所以无扰切换的条件是：切换时调节器的输出信号和执行 机构的位置信号相等即要实现调节器在手动状态下的自动跟踪。 任一侧减温水调节阀手动时，副调PI2的输出跟踪两侧阀位信 号的平均值，以保证无扰切换。同时主调PI1的输出跟踪θ4和 前馈信号之差，保证副调入口偏差信号为0,以防止主调积分饱 和。 8、三段和二段控制系统的不同
任务2： 300MW单元机组过热汽温控制系统设计
一、过热蒸汽流程
1025t/h复合循环炉
屏式 过热 器和 高温 对流 过热 器均 为左 右两 侧对 称布 置。
Ⅱ、Ⅲ 级喷水 减温器 也是左、 右两侧 对称布 置
闭锁阀设置是防止 喷水调门漏流影响
二、过热汽温控制系统方案
θ3 θ4
正作用
正作用
1、测量信号 正常情况，T1、T2切向NC， θ3取左右两侧平均值。 任一侧变送器故障，该路T切向NO， θ3取正常一侧的汽温信号， 同时发出声光报警，系统切手动。 2、 θ3的给定值设定： θ30 ＝f(p1)+A 汽轮机调速级压力p1代表锅炉负荷（即蒸汽流量信号D）的大小。 由于不同负荷与汽温有一定的函数关系，故p1经f(x)转换后和给 定器给出的偏置信号相加作为θ3的给定值信号送入PI1，f(x)应 根据锅炉厂提供的负荷－汽温特性曲线来确定。 提供偏置的目的便于运行人员根据运行需要，对汽温定值进行适 当修改。
如果Ⅱ段过热器为辐射传热、Ⅲ段过热器为对流传热。 负荷变化时两级减温器的喷水量会如何变化？
如果Ⅱ段过热器为辐射传热、Ⅲ段过热器为 对流传热。采用方案1会造成两级减温器的喷水 量随负荷变化相差很大，使整个过热器喷水不均 匀，所以必须改用按温差控制喷水。
二、方案2：按温差控制的分段控制系统
控制原理：
θ3
θ4
3、送入PI2的前馈信号 （1）来自再热汽温控制系统的燃烧器倾角指令BTD 提前控制Ⅱ级减温水量，减小负荷侧扰动引起的动态偏差，提高 控制质量。 （2）第三段汽温控制系统中的主调输出信号3CV 使Ⅱ级和Ⅲ级减温器喷水量大致相当，保证过热器的安全运行。 4、手、自动操作器A/M的功能 进行手、自动切换，被调量给定值的增加、减小，直接对阀门、 挡板等进行操作，显示被调量、给定值及阀位信号。
再
（1）烟气挡板的布置示 意图
优点：设备结构简单，操作 方便；
缺点：调温灵敏度较差，调 温幅度也较小。挡板开度与温 度变化为非线性关系。 通常将主、旁两侧烟道挡板 按相反方向联动，即再热器侧 开，过热器侧关，以加大主烟 道的烟气量的变化和克服挡板 的非线性。
（2）控制系统工作原理
正常情况下，通过改变 烟气挡板开度来消除再 热汽温的偏差。 负荷前馈信号：提前控 制烟气挡板，可以克服 被控对象的滞后和惯性， 减小动态偏差，有利于 再热汽温的稳定。 -K使两个挡板反向动作。
采用了两个副调，分别消除各侧内扰。
任务：再热汽温控制系统的设计
一、再热汽温控制系统的任务 保持再热器出口汽温稳定在设定值附近，此外在低负荷、 机组甩负荷或汽机跳闸时保护再热器不超温，以保证机组 安全运行。 二、再热汽温控制对象的动态特性 再热器是纯对流布置 有迟延、有惯性、有自平衡能力
三、控制方法
以改变烟气流量为主要控制手段，喷水减温因降低电 厂热效率作为再热汽温超过极限值的事故情况下保护控制 手段。另外有从蒸汽侧进行控制的方法。
1、采用烟气档板控制再热汽温的控制系统
也称旁路烟道法，即通过控制 烟气挡板的开度来改变流过过 热器受热面和再热器受热面的 烟气分配比例，从而达到控制 再热汽温的目的。