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1、MCS系统培训讲义 第2章 汽温调节系统第2章 汽温自动调节系统1 调节任务:1.1 任务:维持汽温在额定汽温的范围。1)满足汽轮机的要求;2)保护过热器。汽温过高传送管道产生热膨胀变形而损坏;汽温过低a) 过热汽温降低510 ,热效率降低1%;b) 使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加叶片受到侵蚀。1.2 调节手段:1)在本体设计时的考虑:将过热器做成几级串级,一部分炉内的辐射过热器,一部分做成对流过热器,以适应各种负荷工况。设计理想:当负荷互相补偿;实际情况:负荷变化时,辐射过热器吸热比例对流过热器吸热比例。故,需要把辐射过热器体积做的很大实际中未采取,而通过其它途径解决。2)对于过热汽温采用喷水
2、减温方式进行调节。过去采用表面式减温器:a) 结构复杂,弯头有断裂、漏水,运行不安全;b) 热容量大迟延、惯性大。 喷水减温器位置选择: 调节措施:使额定负荷下过热汽温高于其额定值便于低负荷时有调节余量。对于中压锅炉:额定负荷时,过热汽温比额定值高2540;对于高压锅炉:额定负荷时,过热汽温比额定值高4060。3)对于再热汽温调节烟汽侧流量a) 再热汽温受烟气流量及烟温影响大;b) 负荷时,再热汽温下降幅度大给定值应随负荷而变;c) 烟气流量调节对过热汽温影响也大。调节途径有:a、烟气再循环;b、烟道档板;c、燃烧器角度。2 调节对象动态特性:2.1 特点:有自平衡能力;迟延、惯性很大,动态可
3、控性差。2.2 主要影响因素及特性:扰动因素减温水量扰动蒸汽负荷扰动烟气流量扰动迟延时间3060s1020s1020s惯性时间常数TC40100s100s100s特点/TC值大,惯性大,不易控制。/TC值小,惯性小,相对易控制。/TC值小,惯性小,相对易控制。原因保护过热器和减小惯性的折衷结果。D 燃料 辐射热和对流热。烟气流几乎同时对整个加热器作用。3 基本方案:31常规串级汽温调节系统:使用场合:a) 带基本负荷的机组;b) 高过和屏过以对流换热为主,且带变动负荷。系统结构:a) 、级各自独立,串级调节系统b) 级调节任务:消除燃烧工况变化造成的扰动;作为级调节的粗调。级调节任务:保持炉出
4、口汽温=规定值。调节原理:32采用导前微分信号的汽温调节系统:使用场合:早期设计采用节省调节器,以解决分离式控制仪表配置、信号处理的困难。系统结构:采用一个多输入通道调节器。导前汽温信号先进行微分运算处理,以及时反映减温器出口温度的变化情况(消除来自减温水侧的干扰),此信号与主温度信号叠加送入调节器,进行调节运算。特 点:调节性能略低于串级调节方式。33采用导前信号超驰控制的汽温调节系统:使用场合:系统结构:采用一个调节器。导前汽温信号经过微分运算处理,直接作用于调节器的输出,以保持减温器出口温度暂时恒定。主温度信号则送入调节器,进行校正调节运算。特 点:变负荷工况下,汽温调节效果不理想。34
5、 几项改进措施:1)级减温给定值可变的汽温系统:使用场合:适于较大范围内参与电网调频、调峰单元机组,且低过(包括屏式过热器)以辐射热变换为主;高过以对流热交换为主的锅炉。系统结构:总体采用串级汽温调节系统结构。级减温给定值由蒸汽流量(锅炉负荷)经函数运算(查表方式)给出。函数运算方法是,随着负荷增加给定值逐渐减小的规律。依 据:低温过热器以吸收辐射热为主;高温过热器以吸收对流热为主。当负荷。目 的:负荷()I级系统汽温()对级起到超前调节作用。注:详情参考热工过程自动控制系统(西安电力高等专科学校 殷树德著)2)按温差控制级减温水的汽温系统:使用场合:同34条1)项。系统结构:总体采用串级汽温
6、调节系统结构。级减温调节系统的主信号为二级减温器前、后的温度差值。依 据:同34条1)项。调节原理:当负荷低过出口汽温二级减温器前、后的温差引起I级减温水量达到降低高过入口温度的目的。特 点:a)对级起到超前调节作用; b)变负荷时,两级减温器水量分配比较均匀。注:详情参考热工过程自动控制系统(西安电力高等专科学校 殷树德著)3)对级汽温系统的改进:a) 增加主信号的微分前馈作用:目 的:加强的调节作用,减小动态偏差。使用场合:主汽温经常受到不定扰动源的情况。b) 带有相位补偿环节二阶超前滞后校正 目 的:减小汽温高阶惯性对象的惯性(相位滞后) 使用场合:采用导前微分的双回路系统(可通过切换单元T进行切换投入)。c) 给定值可变、负荷前馈等。4再热汽温调节的基本方案:1) 特点:a) 再热汽温安装在烟道内,以对流热交换为主,受烟气流量及烟温影响大。常采用调节烟气方式,但又造成过热汽温调节动作频繁。b) 当机组负荷下降时,再热汽温下降幅度大,甚至达不到额定值。要求:给定值可变;调节幅度大。2) 基本方案:a) 以烟气侧调节为主要手段的汽温系统;当设定值时,通过调烟气方式; 当设定值时,通过比例偏置模块2及喷水调节阀作为辅助手段,当旁路投入时,切换模块T的cb通,使喷水调节阀全开。 b) 以喷水减温为主要手段的汽温系统:同常规串级调节系统。2-5