主蒸汽温度控制系统

主蒸汽温度控制系统

本机组的锅炉为单汽包、单炉膛、再热式自然循环锅炉。由汽包分离分离出的蒸汽依次流过顶棚、热回收包覆面、初级过热器、屏式过热器和未级过热器，最后达到一定的温度离开锅炉。

两级喷水减温器分别布置于初过出口、屏过入口处和屏过出口、未级过热器入口处，如图1所示。主蒸汽温度控制系统，通过这两级喷水减温，将未级过热器出口主蒸汽温度控制在某个定值上，并且保护整个过热器管路乃至主蒸汽管道及汽机金属不被高温损坏。

1．

系统原理剖析

该系统分两级喷水控制，每级喷水又分左右两侧控制，如图1所示，同一级的两侧减温控制设计思想是相同的。一、二级减温水控制系统是相互独立的，现分别予以剖析。

1．1 一级减温水控制

一级减温水的作用，简单地说是将一级减温器出口温度即屏过入口温度控制在某个定值上。图2为原理性框图。

这个温度定值通常是锅炉负荷（用汽机第一级压力P1代表），主汽压力P ，主汽压偏差△P 的函数（P1、P 、△P ）。其中，定值与负荷的关系，如图2中的曲线所示，而与压力的关系待定。但在特殊工况下，这个定值还要受最小减温水量和最大减温水量的限制。

① 最小一级减温水量限制

限制最小减温水量的目的是为了防止屏式过热器被高温烧坏，因屏过接受炉内高温火焰辐射，防止屏过内蒸汽温度过高尤为重要，因此最小一级减温水量限制又可理解成屏过出口最高蒸汽温度限制。图2中，A1为屏过出口所允许的最高汽温值。当屏过出口汽温高于这个最高值后，PID 1将逐渐减小输出，最后在小值选择器之后，将取代通常的定值（P1、

给泵

压力调节阀

图 1

P，△P），即去降低一级减温器出口温度定值，PID0将去增加一级减温水量，从而降低整个屏过段的蒸汽温度。

②最大一级减温水量限制

限制最大一级减温水量目的是为了防止屏过入口汽温过低以致低于此处当前压力下水蒸汽的饱和点，所以又可将最大一级减温水量限制理解成屏过入口最低温度限制。图2中，f(x)输出为相应压力下屏过入口蒸汽的饱和温度，在此基础上再加上A2（约11℃）的过热度，这个和值在大值选择器中与前级的小选输出进行比较，取大值输出。这样就可限制屏过入口蒸汽温度定值，使其不致低于饱和点，从而防止了屏过入口蒸汽带水。

如果不出现两种极端情况，即屏过出口汽温过高或屏过入口汽温过低，定值将是f（P1、P、△P）。

实际屏过入口温度与其定值求偏差后，经PID0调节器运算，其输出去调节一级减温水量最终使屏过入口实际汽温与其定值相等。

由此可见，一级减温水控制回路只是一个单回路调节系统，虽然虽然在框图中有两个PID调节器“串联”在一起，但并不是串级控制系统。

1．2 二级减温水控制

二级减温水的主要任务是将未级过热器出口蒸汽温度控制在某个定值上，原理框图见图3。这个温度定值是锅炉蒸汽负荷的函数，如图4。

该控制回路是一个典型的带导前信号的串级汽温控制回路。

主汽流量

高过出口温度

高过入口温度

—

＋

调节器PID 0的输出作为PID 1的定值，与未级过热器入口汽温求偏差后，在PID1中进行运算，其输出则为二级减温水指令的一部分。在这里，未级过热器入口汽温实际上是一个导前信号，它能迅速地反映未级过热器全段蒸汽温度变化的趋势，因此，在系统中它能起到改善主汽温调节品质的作用。

图3中，二级减温水采用f （P1、P 、△P ）作为前馈指令，当锅炉负荷增加时，及主汽压力下降时，这一指令有所增加。加入前馈指令，对于减轻锅炉负荷变化对主汽温度的扰动和由于锅炉运行压力变化对汽温特性的影响有积极作用。

前馈指令与PID1的输出相加，成为二级减温水量指令。 1．3 减温水调节阀的分裂式（split ）设计

如图1所示，每级每侧减温水调节阀都分成低流量调节阀和高流量调节阀，低流量调节阀的容量为该级该侧最大设计减温水量的25％，其余75％由高流量调节阀承担，这种设计有利于减小减温水调节阀体积，提高阀门的线性度和调节精度。

二级减温指令

图 3

541 510

图 4

2．系统运行

2．1关断阀的控制

当下列条件全部满足时，自动打开关断阀。

①锅炉蒸汽流量＞10％MCR。

②无主燃料跳闸MFT。

③控制系统已要求低流量阀有一定的开度（约2％）。

上述任一条件不满足（对于条件③是指开度指令小于约1％），以及当大、小调节阀都已关闭时，则关闭关断阀。

2．2调节阀的运行

当下列条件全部满足时，允许对调节阀进行控制。

①锅炉蒸汽流量＞10％MCR。

②无主燃料跳闸MFT。

任一条件不成立，则关闭调节阀。

2．3手动／自动站的运行（共四只站）

2．3．1一级减温水控制站（两侧相似）

作用：控制一级减温水量。

显示：PV柱，显示本侧屏过入口汽温（测量故障时，指示为零）。（℃）。

SP柱，显示本侧屏过入口汽温定值℃）。

下列任一条件出现，站切手动。

①本侧屏过出口温度或初过出口压力测量信号，或主汽压力、差压、流量信号测量质量不好，或传输到本系统后出现质量不好。

②本侧一级减温器出口温度测量系统发出“置手动”信号。

③本侧小流量调节阀开度已达6％，而关断阀仍处于关闭状态。

④主燃料跳闸MFT。

⑤主蒸汽流量小于10％MCR。

操作；

①无SP操作。

②手动方式时，可手操CO按扭，以改变减温水，但若由于MFT或主蒸汽流量小于10％MCR的原因而导致手动，站的输出将跟踪零，“TRACK”灯亮，此时不可手动改变控制输出。

2．3．2二级减温水控制站（两侧相似）

作用：控制二级减温水量。

显示：PV柱，显示未级过热器出口蒸汽温度（℃）。

SP柱，显示未级过热器出口温度定值（℃）。

下列任一条件出现，站切手动。

①未级过热器出口蒸汽温度测量系统发出“置手动”信号。

②主蒸汽流量、一级压力、压力、差压信号测量系统发出“置手动”信号或者在传输到本系统后发现质量不好。

③本侧未过入口汽温信号质量不好。

④本侧小流量调节阀开度已达6％，而关断阀仍处于关闭状态。

⑤主燃料跳闸MFT。

⑥主蒸汽流量小于10％MCR。

操作：

①无SP操作。