今天学一学再热蒸汽温度控制系统

今天学一学再热蒸汽温度控制系统

一、再热汽温控制的任务

对于大容量、高参数机组,为了提高机组的循环效率,防止汽机末级带水,需采用中间再热系统。新蒸汽经过高压缸作功后,再回到锅炉的再热器吸热,被加热后的再热蒸汽送往中、低压缸继续作功。 提高再热汽温对于提高循环热效率是有利的,但受金属材料的,目前一般机组的再热蒸汽温度都控制在560℃以下。 再热蒸汽温度控制系统的任务是将再热蒸汽温度控制在某个定值上;此外,在低负荷时,或机组甩负荷时,以至汽轮机跳闸时,保护再热器不超温,以保证机组的安全运行。

二、影响再热汽温的因素及控制手段和控制系统

影响再热汽温的因素很多,锅炉负荷对再热蒸汽温度的影响较大,一方面是由于再热器的对流特性的影响,另一方面是由于再热器入口的工质状态随负荷变化而变化的幅度也较大。此外受热面积灰、给水温度的变化、过剩空气系数的变化等因素对再热汽温也有一定影响。 再热汽温的控制一般以烟气控制方式为主,可采用的烟气控制方法有:控制烟气挡板的位置、采用烟气再循环,也可通过改变摆动燃烧器的倾角来控制再热汽温。上述几种再热汽温控制方法各有优缺点,但就可靠性、滞后时间、对其它参数的影响、运行经济性等技术指标而言,改变烟气挡板位置和调整燃烧器倾角的方法优于其它方法。 作为燃烧器倾角控制的辅助控制手段,是微量喷水或事故喷水减温方法。当改变燃烧器倾角不能将再热汽温控制住,在再热汽温高过一定值时,则通过喷水快速降低再热汽温。由于采用减温水控制再热汽温会降低机组的循环热效率,因此不宜作为再热汽温的主要控制手段。 再热汽温对象也是一个具有较大惯性的对象,与设计过热汽温控制系统一样,若要使再热汽温控制系统具有较好的控制品质,应在充分分析影响再热汽温的因素及其影响的基础上,设计

合适的前馈控制方案。在众多的影响因素中,机组负荷是最主要的扰动,因此,采用锅炉负荷信号来构成前馈信号是比较恰当的,代表锅炉负荷的信号可以是总风量信号。 为进一步改进系统的品质,可以用再热器入口的汽温作为导前汽温信号,构成串级再热汽温控制系统。 (2) 特殊情况下的再热汽温控制 ① 如果燃烧器倾角不能将再热汽温维持在设定值,那么,当再热汽温超过设定值一定量将对再热器入口施以喷水,以快速降低再热汽温。再热汽温下降到一定值之后关闭减温水。 喷水减温系统的减温水取自再热器减温水母管,母管水是从给水泵某一抽头引出的,因此有足够的压头。减温水经关断阀和调节阀喷向再热器入口端,如图10－4。

尽管喷水减温是一种以牺牲热效率为代价的再热汽温控制手段,但是当档板控制(或燃烧器倾角控制)效果不太理想时,往往采用微量喷水控制方案。考虑到这种情况,锅炉应在高温再热器入口布置微量喷水减温器,而在低温再热器入口布置事故喷水减温器。图10－5是一种采用再热器入口汽温作导前汽温信号的串级微量喷水调节方案。图中对温度设定值的偏置为3℃,当再热汽温高出设定值3℃时,微量喷水投入;若汽温高过设定值更多时,如图10－5，当再热汽温比设定值高出A2时,事故喷水投入。

图10－4 喷水减温示意图 无论是对于事故喷水调节阀还是微量喷水调节阀,为了解决漏流问题,在它们之前都设有关断阀,关断阀的控制逻辑的设计与过热汽温控制系统中的设计相似。② 当锅炉吹扫时,BMS系统要求再热烟道挡板和过热烟道挡板处于全开；当MFT时,挡板锁定；MFT复位后,挡板释放控制。在这些特殊情况下,再热烟道挡板和过热烟道挡板自动调节系统将由逻辑控制取代。 ③ 在低负荷时,或者在旁路未投入的情况下

启动锅炉时,由于再热器中蒸汽流量较小甚至无蒸汽流动,再热器处于干烧状态,此时,虽然锅炉输入热量很低,但亦有可能使金属超温,这时可采取两种措施,防止再热器超温:一是通过调整燃烧使炉膛出口烟温不要太高,二是手动开大燃烧器倾角。

图10－5 温量喷水控制原理图 2．采用摆动燃烧器控制再热汽温 改变燃烧器倾角是控制再热汽温的一种有效的手段。通过改变燃烧器的倾角,可以改变火焰中心的位置,从而改变炉膛出口烟温,对再热汽温实施调节。图10－6为用燃烧器倾角控制再热汽温的方案的原理框图。

图10－6 燃烧器倾角再热汽温控制系统 对其原理说明如下： ① 再热汽温设定

值是主蒸汽流量的函数,该设定值与再热汽温测量值求偏差后,送控制器(图中采用的是Smith预估控制器),由控制器将再热汽温维持在设定值上。 这里总风量被用作为燃烧器倾角的前馈控制信号。 ② 喷水减温是辅助控制的一种手段。只有在燃烧器倾角压到一定角度之后,且再热汽温仍然较高时,方可投入喷水。 用于燃烧器倾角控制器的再热汽温设定值加上一个由燃烧器倾角控制指令经一个函数关系f(x)后而形成的偏置值,成为减温水控制器的温度设定值。当燃烧器倾角(指令)已压到最低时,f(x)的输出减至零。也就是说当靠燃烧器倾角已不能控制再热汽温时,减温水才正式承担起控制再热汽温任务;此外,虽然倾角控制指令未降到最低,但是,如果再热汽温超过了经过f(x)偏置过的设定值时,减温水作为一种安全措施也将投入。 减温水控制方案中采用了减温器出口的汽温作为导前信号,构成串级控制系统,有利于克服扰动影响。在减温水调节阀前也设置一关断阀,其控制逻辑与过热汽温的减温水控制系统中的逻辑相似。