再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)

再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)再熱蒸汽溫度控制的目的及原則對(duì)于大容量、高參數(shù)機(jī)組，為了提高機(jī)組循環(huán)效率，防止汽機(jī)未級(jí)帶水，大都采用了中間再熱系統(tǒng)，新蒸汽以過高壓缸作功后，再回到鍋爐再熱器吸熱，被加熱后的再熱蒸汽送往中、低壓缸繼續(xù)作功。采用一次中間再熱，可使熱經(jīng)濟(jì)提高約5％。無論是無中間再熱，還是采用一次再熱，提高蒸汽溫度對(duì)提高循環(huán)熱效率都是有利的，但受金屬材料的性能限制，蒸汽溫度一般都不能超過580℃。目前，一般機(jī)組都將蒸汽或再熱汽溫度限制在560℃以下。再熱蒸汽溫度系統(tǒng)的目的是為了將再熱蒸汽溫度控制在某個(gè)定值上，不可過高，以防止損壞設(shè)備；亦不可過低，以保證機(jī)組有較高的效率。鍋爐的尾部煙道由分隔墻分成再熱煙道和過熱煙道。再熱器及初級(jí)過熱器，分別安裝在這兩個(gè)煙道中，再熱蒸汽溫度控制的主要手段是通過改變尾部煙道出口處再熱煙道擋板及過熱煙道擋板的開度，改變流過再熱器通道的煙氣流量，從而改變?cè)贌嵴羝c煙氣換熱，達(dá)到控制再熱汽溫的目的。①主汽流量f（x）①主汽流量f（x）總風(fēng)量熱再汽溫⑥②⑥②f（x）TCAf（x）TCASCADE③③△△偏置偏置⑤④⒀⑤④⒀PIDPIDA∑PIDPIDA∑⑩⑦⒁⑩⑦⒁∑∑PID∑∑PID⑾⑾⑧⒂⑾⑾⑧⒂MAXTAf（x）MAXTAf（x）f（x）⑿⑨⑿⑨BMS置擋板全開MAXTABMS置擋板全開MAXTATA聯(lián)鎖信號(hào)100T100TT聯(lián)鎖信號(hào)100T100TT自然通風(fēng)P自然通風(fēng)PBMS關(guān)再熱擋板0%TBMS關(guān)再熱擋板0%T減溫水調(diào)節(jié)閥開度指令減溫水調(diào)節(jié)閥開度指令圖1再熱擋板開度指令過熱擋板開度指令圖1再熱擋板開度指令過熱擋板開度指令噴水減溫作為輔助控制手段，在擋板開度已無法（或不及）將再熱汽溫控制住，再熱汽溫又高過一定值時(shí)，則施以噴水，以快速降低再熱汽溫。眾所周知，再熱器用噴水減溫控制溫度會(huì)降低機(jī)組循環(huán)熱效率，是不宜經(jīng)常采用的一種方法，因此，在這里只是用于溫度過高的情況下，所以又稱再熱減溫水為緊急或事故噴水?？刂品桨讣斑\(yùn)行特點(diǎn)圖1為控制方案方框圖。正常情況下，再熱蒸汽溫度的控制再熱蒸汽溫度定值通常是主蒸汽流量的函數(shù)。這個(gè)函數(shù)關(guān)系由圖1中的函數(shù)發(fā)生器f（x）①來描述，圖2給出了f（x）①的特性曲線。再熱汽溫主汽流量（t/h）（℃）540485386576圖2再熱蒸汽定值也可由運(yùn)行人員在事故噴水站⒂再熱汽溫主汽流量（t/h）（℃）540485386576圖2熱再熱蒸汽實(shí)測(cè)溫度與其定值在減法器③中求偏差后分別送PID調(diào)節(jié)器④和⑤進(jìn)行P、I、D運(yùn)算，以最終消除誤差。很顯然，由于再熱器布置于對(duì)流區(qū)，流經(jīng)再熱器的煙氣流量的變化會(huì)影響到再熱汽溫，煙氣流量增加，會(huì)使再熱汽溫升高。因此，控制系統(tǒng)中采用了總風(fēng)量信號(hào)特性化后的值，作為控制再熱擋板及過熱擋板開度的前饋信號(hào)。特性化是由函數(shù)發(fā)生器f（x）⑥實(shí)現(xiàn)。圖3表示了f（x）⑥的特性。在加法器⑦中，PID調(diào)節(jié)器④的輸出與前饋信號(hào)疊加，其輸出經(jīng)函數(shù)發(fā)生器f（x）⑧特性化以后，作為過熱擋板開度指令。擋板開度前饋指令鍋爐總風(fēng)量（％）（％）755025255075100擋板開度前饋指令鍋爐總風(fēng)量（％）（％）755025255075100圖3當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)，由于對(duì)流換熱比例較小，再熱汽溫也比較低。PID調(diào)節(jié)器④和⑤的輸出處于反向飽和（0％），送風(fēng)前饋指令亦較小，所以加法器⑦和⑾的輸出值都較小，此時(shí)再熱器擋板全開，而將過熱擋板關(guān)到一個(gè)較小的開度，以保證讓大部分煙氣從再熱煙道過，從而提高再熱蒸汽溫度。隨著機(jī)組負(fù)荷增加，對(duì)流換熱比例增加，將使再熱汽溫升高，并可能超過當(dāng)時(shí)負(fù)荷下要求的定值，這將使PID調(diào)節(jié)器④和⑤的輸出增加，加上風(fēng)量前饋信號(hào)增加的因素，加法器⑦、⑩的輸出將增加，再熱擋板逐漸關(guān)小，以減省流經(jīng)再熱器的煙氣，降低再熱汽溫。過熱煙道擋板隨之開大。無論何時(shí)過熱擋板開度不可以關(guān)得太小，從f（x）⑧可以看出，輸出最小自動(dòng)信號(hào)為20％。一方面是為了給煙氣貿(mào)下一定的通道，另一方面是因?yàn)閾醢彘_度在020％范圍變化時(shí)，對(duì)煙氣通流量的影響是極為明顯的。因而，在低負(fù)荷下，對(duì)初過出口的過熱汽溫、未過出口的汽溫以及再熱汽溫影響明顯，即調(diào)節(jié)、回路增益較高，對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)不利，此外若過熱擋板關(guān)得礦小，很可能使再熱汽溫升高太多，而使過熱汽溫很低，而對(duì)汽輪機(jī)來說，應(yīng)避免過熱汽溫與再熱汽溫之間出現(xiàn)負(fù)偏差。205010020（％）輸入指令（％）擋板開度指令手動(dòng)時(shí)為了防止誤將過熱擋板完全關(guān)閉，所以也應(yīng)加20％的最小開度限制。205010020（％）輸入指令（％）擋板開度指令f（x）⑾100f（x）⑾100圖4f（x）⑧當(dāng)對(duì)鍋爐進(jìn)行吹掃時(shí)，BMS將發(fā)出一信號(hào)使再熱煙道擋板和過熱煙道擋板處于全開位置，對(duì)應(yīng)的控制站進(jìn)入手動(dòng)方式。此外，當(dāng)MFT時(shí)，擋板鎖定，兩擋板的控制站進(jìn)入手動(dòng)方式。MFT復(fù)位后，將擋板釋放至可控制狀態(tài)。在鍋爐吹掃結(jié)束后，BMS發(fā)出一信號(hào)，使再熱擋板關(guān)閉，再熱擋板數(shù)字控制站面板上的“跟蹤”燈亮。圖4f（x）⑧對(duì)于本機(jī)組來說，冷態(tài)起動(dòng)時(shí)，由于旁路不能用，因此，在沖轉(zhuǎn)前再熱器中無蒸汽流動(dòng)，再熱器處于干燒狀態(tài)，此時(shí)，雖然鍋爐負(fù)荷很低，但亦有可能使再熱器金屬超溫，這時(shí)可采用兩種措施，以避免再熱器金屬被高溫?fù)p壞。一是通過然燒調(diào)整，控制爐膛出口的煙溫不超過一定溫度（約538℃）；二是手動(dòng)使再熱煙道擋板處于關(guān)閉狀態(tài)。如果煙道擋板開度調(diào)整難以使再熱蒸汽濕度保持在設(shè)定值上，那么，當(dāng)再熱蒸汽溫度高過定值一定的值（圖1中的偏差A(yù)）以后，將對(duì)再熱器入口施以噴水，以快速降低再熱蒸汽溫度。PID⒁的控制信號(hào)，將使再熱汽溫降至“溫度定值＋A”的水平上，其后，若擋板調(diào)整能使再熱汽溫繼續(xù)下降的話，PID⒁的輸出開始減少，直至關(guān)閉減溫水。自減水母管去中壓缸再熱器高排汽減溫器噴水減溫系統(tǒng)所用減溫水，取自再熱器減溫水母管。母管水是從給水示的某一抽頭引入的，因而有足夠的壓頭。減溫水以關(guān)斷閥和調(diào)節(jié)閥噴向再熱器冷端，如圖5所示。自減水母管去中壓缸再熱器高排汽減溫器關(guān)斷閥調(diào)節(jié)閥減溫水關(guān)斷閥控制邏輯關(guān)斷閥調(diào)節(jié)閥圖5當(dāng)下列條件全部滿足時(shí)，自動(dòng)打開關(guān)斷閥圖5鍋爐蒸汽流量＞10％MCR（最大連續(xù)出力）。無MFT（主燃料跳閘）?？刂葡到y(tǒng)對(duì)減溫水調(diào)節(jié)閥有一定開度（＞2％）。上述任一條件不滿足，（對(duì)應(yīng)③，是指指令＜1％），或者實(shí)際上調(diào)節(jié)閥已關(guān)閉時(shí)，則發(fā)出指令，將關(guān)斷閥關(guān)閉。減溫調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行當(dāng)下列條件全部滿足時(shí)，允許對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制。鍋爐蒸汽流量＞10％MCR（最大連續(xù)出力）。無MFT（主燃料跳閘）。否則，系統(tǒng)發(fā)出關(guān)閉調(diào)節(jié)閥的信號(hào)，數(shù)字控制站面板上的“跟蹤”狀態(tài)燈亮。減溫水控制站處于手動(dòng)方式?！案櫋睙袅?xí)r，不可手動(dòng)改變控制站輸出。手／自動(dòng)控制站運(yùn)行再熱煙道擋板控制站顯示：PV柱，無。SP柱，無。CO柱，顯示再熱煙道擋板位置信號(hào)。投入自動(dòng)的條件：無下列信號(hào)再熱煙道擋板位置、總風(fēng)量、再熱汽溫測(cè)量系統(tǒng)發(fā)出“置手動(dòng)”信號(hào)。BMS系統(tǒng)在吹掃或MFT時(shí)。否則站切手動(dòng)，若站不在“跟蹤”狀態(tài)，則可手動(dòng)改變控制輸出。過熱煙道擋板控制站顯示：PV柱，無。SP柱，無。CO柱，顯示過熱煙道擋板位置信號(hào)。投入自動(dòng)的條件：無下列信號(hào)過熱煙道擋板位置、總風(fēng)量、再熱汽溫測(cè)量系統(tǒng)發(fā)出“置手動(dòng)”信號(hào)。BMS系統(tǒng)在吹掃或MFT時(shí)。否則站切手動(dòng)，若站不