課程設(shè)計(jì)--600mw超臨界火力發(fā)電機(jī)組再熱蒸汽控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的題目是600MW超臨界機(jī)組再熱汽溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過對(duì)機(jī)組的再熱汽溫控制系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地觀察、原理分析、可靠性論證，從而提出保證該系統(tǒng)長期穩(wěn)定處于協(xié)調(diào)控制的方案。</p><p>　　在大型機(jī)組中，新蒸汽在汽輪機(jī)高壓缸內(nèi)膨脹做功后，需再送回到鍋爐再熱器中加熱升溫，然后再送入汽輪機(jī)中、低壓缸

2、繼續(xù)做功。采取蒸汽中間再熱可以提高電廠循環(huán)熱效率，降低汽輪機(jī)末端葉片的蒸汽濕度，減少汽耗等。為了提高電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，大型火力發(fā)電機(jī)組廣泛采用了蒸汽中間再熱技術(shù)。</p><p>　　再熱蒸汽溫度控制的意義與過熱蒸汽溫度控制一樣，是為了保證再熱器、汽輪機(jī)等熱力設(shè)備的安全，發(fā)揮機(jī)組的運(yùn)行效率，提高電廠的經(jīng)濟(jì)性。再熱蒸汽溫度控制的任務(wù)，是保持再熱器出口蒸汽溫度在動(dòng)態(tài)過程中處于允許的范圍內(nèi)，穩(wěn)態(tài)時(shí)等于給定值。</p

3、><p>　　在再熱蒸汽溫度控制中，由于蒸汽負(fù)荷是由用戶決定的，所以幾乎都采用改變煙氣流量作為主要控制手段，例如改變?cè)傺h(huán)煙氣流量，改變尾部煙道通過再熱器的煙氣分流量或改變?nèi)紵鳎ɑ鹱欤┑膬A斜角度。</p><p>　　本文是針對(duì)鍋爐過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行的分析和設(shè)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)采用串級(jí)控制以提高系統(tǒng)的控制性能，在系統(tǒng)中采用了主控-串級(jí)控制的切換裝置，使系統(tǒng)可以適用于不同的工作環(huán)境。通過使用該

4、系統(tǒng)，可以使得鍋爐過熱器出口蒸汽溫度在允許的范圍內(nèi)變化，并保護(hù)過熱器營壁溫度不超過允許的工作溫度。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 再熱蒸汽，過熱蒸汽，串級(jí)，過熱蒸汽控制。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 引言3</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)

5、課題的目的、意義3</p><p>　　1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)3</p><p>　　1.2.1 國內(nèi)背景3</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)4</p><p>　　第二章 再熱蒸氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案5</p><p>　　2.1再熱蒸氣控制任務(wù)5</p><p&g

6、t;　　2.2再熱蒸氣控制方法5</p><p>　　2.2.1執(zhí)行器的選擇6</p><p>　　2.2.2變送器的選擇8</p><p>　　2.2.3控制器的選擇10</p><p>　　2.3再熱蒸氣控制總體方案12</p><p>　　第三章 再熱蒸汽溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)16</p>&

7、lt;p>　　3.1 再熱蒸汽溫度檢測(cè)控制的意義與任務(wù)16</p><p>　　3.1 再熱蒸汽的特點(diǎn)16</p><p>　　3.3 再熱蒸汽溫度影響因素17</p><p>　　3.4 再熱蒸汽溫度控制方法手段17</p><p>　　3.5 再熱蒸汽溫度控制小結(jié)20</p><p><b&g

8、t;　　心得體會(huì)21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)課題的目的、意義</p><p>　　再熱蒸汽溫度控制的目的與過熱蒸汽溫度控制一樣，是為了保證再熱器、汽輪機(jī)等熱力設(shè)備的

9、安全，發(fā)揮機(jī)組的運(yùn)行效率，提高電廠的經(jīng)濟(jì)性。再熱蒸汽溫度控制的任務(wù)，是保持再熱器出口蒸汽溫度在動(dòng)態(tài)過程中處于允許的范圍內(nèi)，穩(wěn)態(tài)時(shí)等于給定值。</p><p>　　隨著時(shí)代的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有十分重大的意義。在火力發(fā)電廠中實(shí)現(xiàn)熱力過程自動(dòng)化后能使機(jī)組安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)熱力過程自動(dòng)化具有：（1）提高機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性；（2）提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；（3）減少運(yùn)行人員，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；

10、（4）改善勞動(dòng)條件等特點(diǎn)。在大型機(jī)組中，新蒸汽在汽輪機(jī)高壓缸內(nèi)膨脹做功后，需再送回到鍋爐再熱器中加熱升溫，然后再送人汽輪機(jī)中、低壓缸繼續(xù)做功。采取蒸汽中間再熱可以提高電廠循環(huán)熱效率，降低汽輪機(jī)末端葉片的蒸汽濕度，減少汽耗等。為了提高電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，大型火力發(fā)電機(jī)組廣泛采用了蒸汽中間再熱技術(shù)。因此，再熱器出口蒸汽溫度的控制成為大型火力發(fā)電機(jī)組不可缺少的一個(gè)控制項(xiàng)目。此外，再熱氣溫如果控制不好，容易造成再熱器高溫腐蝕，以及聯(lián)通管泄露等事故，

11、所以再熱氣溫的良好控制至關(guān)重要。某電廠在數(shù)年的運(yùn)行中，由于負(fù)荷變化頻繁，一直存在微量噴水減溫器出口的再熱蒸汽溫度波動(dòng)大的問題，出現(xiàn)的最大溫度變化超過140℃。由于再熱氣溫完全依賴噴水減溫調(diào)節(jié)，使減溫器后的蒸汽過熱度發(fā)生很大的波動(dòng)，該點(diǎn)的蒸汽過熱度最大變化是由150℃快速降到接近飽和蒸汽溫度。由于蒸汽溫度變</p><p>　　1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　1.2.1

12、 國內(nèi)背景</p><p>　　火力發(fā)電廠在我國電力工業(yè)中占有主要地位，是我國重點(diǎn)能源工業(yè)之一。大型火力發(fā)電機(jī)組在國內(nèi)外發(fā)展很快，我國現(xiàn)以300MW機(jī)組為骨干機(jī)組，并逐步發(fā)展600MW以上機(jī)組。目前，國外已經(jīng)建成單機(jī)容量1000MW以上的單元機(jī)組。</p><p>　　單元發(fā)電機(jī)組是有鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)備組成的龐大的設(shè)備群。由于其工藝流程復(fù)雜，設(shè)備眾多，管道縱橫交錯(cuò)，有上千個(gè)參數(shù)需要

13、監(jiān)視、操作或控制，而且電能生產(chǎn)還要求有高度的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性，因此，大型機(jī)組的自動(dòng)化水平受到特別的重視。目前，采用以分散微機(jī)為基礎(chǔ)的集散型控制系統(tǒng)（TDCS），組成一個(gè)完整的控制、保護(hù)、監(jiān)視、操作及計(jì)算等多功能自動(dòng)化系統(tǒng)。 </p><p>　　我國自從70 年代發(fā)展125MW 等級(jí)的中間再熱大型電站鍋爐機(jī)組以來，緊接著有</p><p>　　200MW ，300MW 的國產(chǎn)機(jī)組問世，

14、 80 年代又相繼從國外引進(jìn)各種300MW 以上的爐型，均無一例外為中間再熱機(jī)組，所以有關(guān)再熱汽溫調(diào)節(jié)問題也引起了鍋爐界同仁的關(guān)注。國產(chǎn)鍋爐的再熱汽調(diào)溫方式大致上經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段，即:</p><p>　　(1) 煙氣再循環(huán)調(diào)溫技術(shù)，早在70 年代上海鍋爐廠生產(chǎn)的配125MW 機(jī)組的400MW 鍋爐采用這一技術(shù), 其中多數(shù)是燃煤機(jī)組。</p><p>　　(2) 80年代中尾部分隔煙道擋

15、板再熱汽調(diào)溫方式得到鍋爐制造廠的青睞。</p><p>　　隨后成立的北京巴威公司生產(chǎn)的300MW 和600MW 鍋爐也采用了這種調(diào)溫方式。</p><p>　　(3) 80年代后期隨大型電站鍋爐引進(jìn)美國CE公司技術(shù)后，以CE公司鍋爐技術(shù)特方式之一的擺動(dòng)燃燒器調(diào)節(jié)再熱汽溫，已作為300MW 等以上容量鍋爐的調(diào)溫手段。此外， 汽—汽熱交換面式減溫器也曾用于某些200MW 鍋爐的再熱汽溫調(diào)節(jié)，

16、但受先天性缺陷的限制，如管組和閥門的泄漏、調(diào)溫幅度小和動(dòng)態(tài)特性差等, 影響了其效能。近幾年來, 隨著各地工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展,電力建設(shè)事業(yè)進(jìn)展極快，各電廠均注重降低煤耗和發(fā)電成本, 爭取低價(jià)上網(wǎng), 而且由于地方電網(wǎng)裝機(jī)總量的增大， 一些200MW 甚至300MW 容量的機(jī)組作調(diào)峰運(yùn)行已屢見不鮮，低負(fù)荷運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性已提上日程; 過去影響機(jī)組安全運(yùn)行的問題多半已解決， 電廠領(lǐng)導(dǎo)和職能、運(yùn)行管理人員所關(guān)心的已是“挖潛節(jié)能”， 故對(duì)于再熱汽調(diào)溫問

17、題已十分重視。</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　國內(nèi)的現(xiàn)狀是大部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)老化或技術(shù)不夠先進(jìn)，我們國內(nèi)有很好的控制理論和控制系統(tǒng)，但是到執(zhí)行機(jī)構(gòu)這里就出現(xiàn)問題了！就好像一個(gè)人有靈活的大腦，卻有笨拙的四肢，無法很好的支配一樣。彭城電廠再熱器控制系統(tǒng)就是一例，它就是以擺動(dòng)燃燒器噴嘴為主要調(diào)節(jié)，微量噴水調(diào)節(jié)為輔助調(diào)節(jié)的控制手段。它的控制系統(tǒng)“軟件”沒有問

18、題，但是執(zhí)行機(jī)構(gòu)這個(gè)“硬件”就有問題了：如四角不能同時(shí)擺動(dòng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)卡澀、燃燒器擺角下垂(出現(xiàn)單個(gè)燃燒器下垂，也有整組燃燒器下垂)，這些問題曾導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行中燃燒不穩(wěn)定，甚至造成鍋爐滅火。經(jīng)多次檢修處理，卻不能解決這些問題，不得不將燃燒器擺角固定在一定的角度，不再參與再熱汽溫調(diào)節(jié)。因此微量噴水調(diào)節(jié)就成為正常工況下汽溫調(diào)整的唯一手段。由于完全依賴噴水調(diào)節(jié)再熱汽溫，導(dǎo)致運(yùn)行過程中所投入的減溫水量超過設(shè)計(jì)值。如在額定設(shè)計(jì)工況下減溫水用量是5.0

19、 t/h，實(shí)際中需投用減溫水量達(dá)到20～30 t/h。噴水量大幅度地頻繁變化，導(dǎo)致減溫器后的汽溫變化幅度超過規(guī)定范圍，對(duì)減溫器后的管道產(chǎn)生更大的熱應(yīng)力。</p><p>　　國內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)是盡量恢復(fù)燃燒器擺角作為再熱汽溫的主調(diào)節(jié)手段；改善被控對(duì)象的控制品質(zhì)；負(fù)荷變化時(shí)，使再熱汽溫盡可能穩(wěn)定。</p><p>　　第二章 再熱器氣溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案</p><p>　　

20、2.1再熱蒸汽控制任務(wù)</p><p>　　為了提高大容量、高參數(shù)機(jī)組的循環(huán)效率，并防止汽輪機(jī)末級(jí)蒸汽帶水，需采用中間再熱系統(tǒng)。提高再熱汽溫對(duì)于提高循環(huán)熱效率是十分重要的，但受金屬材料的限制，目前一般機(jī)組的再熱蒸汽溫度都控制在560℃以下。另一方面，在鍋爐運(yùn)行中，再熱器出口溫度更容易受到負(fù)荷和燃燒工況等因素的影響而發(fā)生變化，而且變化的幅度也較大，如果不進(jìn)行控制，可能造成中壓缸轉(zhuǎn)子與汽缸較大的熱變形，引起汽輪機(jī)振動(dòng)

21、。</p><p>　　再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的任務(wù)是將再熱蒸汽溫度穩(wěn)定在設(shè)定之上。此外，在低負(fù)荷、機(jī)組甩負(fù)荷或汽輪機(jī)跳閘時(shí)，保護(hù)再熱器不超溫，以保證機(jī)組的安全運(yùn)行。</p><p>　　2.2 再熱蒸汽控制方法</p><p>　　再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用調(diào)節(jié)延期擋板，擺動(dòng)火嘴和噴水減溫的控制方式。 </p><p>　　按設(shè)計(jì)，再熱蒸汽溫度正常

22、情況下由煙氣擋板的擺動(dòng)來控制。也就是說一般以采用煙氣控制的方式為主，這比采用噴水控制有較高的熱經(jīng)濟(jì)性。 </p><p>　　1.采用煙氣擋板控制再熱汽溫的控制系統(tǒng)</p><p>　　采用煙氣擋板需把尾部煙道分成兩個(gè)并聯(lián)煙道，在主煙道中布置低溫再熱器，旁路煙道中布置低溫過熱器。在低溫過熱器下面布置省煤器，調(diào)溫?fù)醢鍎t布置在工作條件較好的省煤器下面。主，旁兩側(cè)擋板的動(dòng)作是相反的，即再熱器側(cè)開

23、，過熱器側(cè)關(guān)，反之亦然。</p><p><b>　　2、擺動(dòng)火嘴：</b></p><p>　　擺動(dòng)燃燒器火嘴傾角是設(shè)計(jì)用來調(diào)節(jié)再熱汽溫的正常手段，它是一個(gè)帶前饋信號(hào)的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在鍋爐A，B側(cè)末級(jí)再熱器出口聯(lián)箱上各裝有兩個(gè)出口蒸汽溫度測(cè)點(diǎn)，可由運(yùn)行人員在OIS上手動(dòng)選擇每側(cè)的某一測(cè)點(diǎn)或兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均值作為本次再熱汽溫控制使用。</p><p

24、>　　根據(jù)主蒸汽流量經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出的隨機(jī)組負(fù)荷變化的再熱汽溫設(shè)定值，與運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定值經(jīng)小值選擇器后與再熱蒸汽測(cè)量值進(jìn)行比較，偏差進(jìn)入控制器?？刂破髟O(shè)計(jì)為SMITH預(yù)估器和PID調(diào)節(jié)器互相切換的方式，兩者只能由一個(gè)起控制作用，可由熱控工程師通過軟件調(diào)節(jié)。為了提高再熱汽溫在外擾下的調(diào)節(jié)品質(zhì)，控制回路設(shè)計(jì)了機(jī)組負(fù)荷和送風(fēng)量經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出的前饋信號(hào)。根據(jù)再熱汽溫的偏差經(jīng)控制器的控制運(yùn)算后在加上前饋信號(hào)，形成了對(duì)燃燒器火嘴傾角的控制

25、指令，這個(gè)指令信號(hào)分四路并列輸出去驅(qū)動(dòng)爐膛四角的燃燒器火嘴傾角。當(dāng)進(jìn)行爐膛吹掃時(shí)，火嘴傾角將被自動(dòng)連鎖到水平位置。</p><p><b>　　3、噴水減溫：</b></p><p>　　噴水減溫只起輔助或保護(hù)性質(zhì)的減溫作用。每側(cè)的再熱汽溫有兩個(gè)測(cè)量信號(hào)，當(dāng)擺動(dòng)火嘴在自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，噴水減溫的再熱汽溫設(shè)定在擺動(dòng)火嘴控制系統(tǒng)設(shè)定值的基礎(chǔ)上加上根據(jù)擺動(dòng)火嘴控制指令經(jīng)函數(shù)發(fā)

26、生器給出的偏置量，意在當(dāng)擺動(dòng)火嘴有調(diào)節(jié)與低時(shí)抬高噴水減溫控制系統(tǒng)設(shè)定值以確保噴水減溫閥門關(guān)死。當(dāng)擺動(dòng)火嘴控制指令接近下限而將失去調(diào)節(jié)余地時(shí)，該偏置量應(yīng)該減小到零以便再熱汽溫偏高時(shí)噴水閥門接替擺動(dòng)火嘴的減溫手段。</p><p>　　由于噴水減溫系統(tǒng)只是設(shè)計(jì)用作輔助調(diào)節(jié)手段，故系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較簡單，再熱汽溫設(shè)定值與測(cè)量值的偏差經(jīng)PID調(diào)節(jié)器后直接作為噴水減溫閥門開度指令，控制器未設(shè)計(jì)SMITH預(yù)估器，也未設(shè)計(jì)任何前饋信

27、號(hào)</p><p>　　2.2.1執(zhí)行器的選擇</p><p><b>　　一、作用 </b></p><p>　　控制機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)合稱執(zhí)行器，它是電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的執(zhí)行環(huán)節(jié)。執(zhí)行器接受控制器或人工給定的控制信號(hào)。將其進(jìn)行功率放大，并轉(zhuǎn)換為輸出軸相應(yīng)的轉(zhuǎn)角或直線位移，連續(xù)或斷續(xù)地推動(dòng)各種控制機(jī)構(gòu)。如控制閥(或調(diào)節(jié)閥)、擋板，以完成對(duì)

28、各種參量的控制。</p><p><b>　　二、分類</b></p><p>　　執(zhí)行器根據(jù)所使用的能源形式，可分成氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三大類。氣動(dòng)執(zhí)行器是利用壓縮空氣作為能源；電動(dòng)和液動(dòng)執(zhí)行器分別利用電和高壓液體作為能源。在火電廠中，氣動(dòng)和電動(dòng)使用較多，液動(dòng)使用較少。</p><p>　　執(zhí)行器根據(jù)輸出位移量的不同，又分為角位移(或角行程)執(zhí)行

29、器和線位移(或直行程)執(zhí)行器。</p><p><b>　　三、特點(diǎn)及應(yīng)用</b></p><p><b>　　1．電動(dòng)執(zhí)行器</b></p><p>　　(1)采用電源為動(dòng)力， 使用方便，無需特殊的氣源和空氣凈化裝置。電源消失時(shí)，能保持原來位置。</p><p>　　(2)可以遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)，電纜

30、的安裝比氣管方便。且便于檢查。</p><p>　　(3)體積小、推力較大、定位精度高、反應(yīng)快、滯后時(shí)間短。 </p><p>　　(4)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接方便。而且本身也可智能化(內(nèi)裝微處理機(jī))，智能電動(dòng)執(zhí)行器是執(zhí)行器的發(fā)展方向。</p><p>　　電動(dòng)執(zhí)行器的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，不適用于防火防爆場(chǎng)合，頻繁啟停易損害電機(jī)或閥門。</p>&

31、lt;p>　　目前，在火電廠中應(yīng)用的電動(dòng)執(zhí)行器，除DDZ-I、Ⅱ型外，還有引進(jìn)型電動(dòng)執(zhí)行器。如：德國西門子的M76346系列和MAM393系列、法國伯納德的SD系列、英國羅托克M系列和A系列。此外，還有DDZ—S型智能電動(dòng)執(zhí)行器等。</p><p><b>　　2．氣動(dòng)執(zhí)行器</b></p><p>　　氣動(dòng)執(zhí)行器的主要優(yōu)點(diǎn)是；結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠、價(jià)格便宜、

32、維護(hù)方便、運(yùn)行平穩(wěn)、不損壞閥門或設(shè)備、負(fù)載能力大、天然防火防爆；缺點(diǎn)是：體積大、不便與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接、需要?dú)庠春涂諝鈨艋b置、氣信號(hào)不便遠(yuǎn)傳。氣動(dòng)執(zhí)行器主要有薄膜式和活塞式兩大類，并以薄膜式應(yīng)用最廣。在電廠氣動(dòng)基地式自動(dòng)控制系統(tǒng)中，常采用這類執(zhí)行器。氣動(dòng)活塞式執(zhí)行器由氣缸內(nèi)的活塞輸出推力，并容易制造成長行程的執(zhí)行器。所以，氣動(dòng)活塞式執(zhí)行器特別適用于高靜壓、高差壓以及需要較大推力和位移(轉(zhuǎn)角或直線位移)的工藝場(chǎng)合，如火電廠中的給水、減

33、溫水控制閥和送、引風(fēng)擋板開度的控制。常用的型號(hào)為；ZSLD-A、ZSZ、ZSL及MDQZ型，此外還有從國外引進(jìn)的氣動(dòng)執(zhí)行器。</p><p><b>　　3．液動(dòng)執(zhí)行器</b></p><p>　　液動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)缺點(diǎn)與氣動(dòng)執(zhí)行器基本相同，只是它的響應(yīng)速度更快，輸出推力更大，在電廠中常作為汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的執(zhí)行器，如電液伺服執(zhí)行器(簡稱EH)。</p>&l

34、t;p>　　執(zhí)行器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可缺少的重要設(shè)備。因此，只有了解和掌握?qǐng)?zhí)行器的作用、特點(diǎn)、工作原理和維修調(diào)整技能，才能保證熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全投入，使火電機(jī)系統(tǒng)機(jī)組安全運(yùn)行。</p><p>　　在本系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥是系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是按照控制器所給定的信號(hào)大小和方向，改變閥的開度，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流量的裝置。</p><p>　　調(diào)節(jié)閥的口徑的大小，直接決定著控制介質(zhì)流過它的能力。為

35、了保證系統(tǒng)有較好的流通能力，需要是控制閥兩端的壓降在整個(gè)管線的總壓降占有較大的比例。在正常工況下，一般要求調(diào)節(jié)閥開度應(yīng)處于15%～85%之間，應(yīng)具體根據(jù)實(shí)際需要的流通能力的大小進(jìn)行選擇。</p><p>　　調(diào)節(jié)閥按驅(qū)動(dòng)方式可分為：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和液動(dòng)調(diào)節(jié)閥，即以壓縮空氣為動(dòng)力源的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以電為動(dòng)力源的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以液體價(jià)值壓力為動(dòng)力源的液動(dòng)調(diào)節(jié)閥，由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有防爆要求，所以應(yīng)選擇氣動(dòng)執(zhí)行器。<

36、;/p><p>　　調(diào)價(jià)閥的開、關(guān)形式需要考慮到以下幾種因素：</p><p>　　〔1〕生產(chǎn)安全角度：當(dāng)起源供氣中斷，或調(diào)節(jié)閥出故障而無輸出等情況下，應(yīng)該確保生產(chǎn)設(shè)備的安全，不至發(fā)生事故；</p><p>　　〔2〕保證產(chǎn)品質(zhì)量：當(dāng)發(fā)生控制閥處于無源狀態(tài)而恢復(fù)到初始位置時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量不應(yīng)降低；</p><p>　　〔3〕盡可能的降低原料、產(chǎn)品、

37、動(dòng)力耗損；</p><p>　　〔4〕從介質(zhì)的特點(diǎn)考慮。</p><p>　　2.2.2變送器的選擇</p><p>　　熱電偶溫度變送器與各種測(cè)溫?zé)犭娕寂浜鲜褂?，可將溫度信?hào)線性地轉(zhuǎn)換成為4～20mADC電流信號(hào)或1～5VDC電壓信號(hào)輸出，它是由量程單元和放大單元兩部分組成的。</p><p>　　熱電偶溫度變送器的主要特點(diǎn)是采用非線性負(fù)反

38、饋回路來實(shí)現(xiàn)線性變化。這個(gè)特殊的性質(zhì)反饋回路能按照熱電偶溫度－毫伏信號(hào)間的非線性關(guān)系調(diào)整反饋電壓，以保證輸入溫度t與整機(jī)輸出 或 間的線性關(guān)系。</p><p>　　零點(diǎn)調(diào)整、量程調(diào)整電路的工作原理與直流毫伏變送器大致相仿。所不同的是：在熱電偶溫度變送器的輸入回路中增加了由銅電阻 等元件組成的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路；同時(shí)把調(diào)零電位器 移動(dòng)到了反饋回路的支路上；在反饋回路中增加了運(yùn)算放大器 等組成的線性化電路起線性

39、化作用，圖1熱電偶溫度變送器所示。</p><p>　　由于鍋爐爐膛內(nèi)的溫度值較高，所以選用的熱電偶變送器的溫度測(cè)量值必須達(dá)到要求，這里，我選用的是DBW-1150型熱電偶溫度變送器。</p><p>　　DBW-1150型熱電偶溫度變送器是DDZ-III系列儀表的主要品種。本溫度變送器用熱電偶作為測(cè)溫元件，將被測(cè)溫度線性地轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)1-5VDC或4-20mADC輸出，供給指示、記錄、

40、凋節(jié)器、計(jì)算機(jī)等自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　圖1熱電偶溫度變送器</p><p><b>　　技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　　●輸 入： 標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 </p><p>　　●輸 出： 輸出電流：4～20mADC</p><p>　　輸出電壓：1～5VDC</

41、p><p><b>　　輸出電阻：250Ω</b></p><p>　　允許負(fù)載變化范圍：100Ω</p><p>　　●量 程： 0～1600℃</p><p>　　●冷端補(bǔ)償誤差： ≤1℃</p><p>　　●溫度漂移： ≤0.1×基本誤差/1℃</p><p

42、>　　●絕緣電阻： 電源、輸入與輸出端子間≤100MΩ </p><p>　　●絕緣強(qiáng)度： 電源/輸入/輸山端子間1500VAC/分鐘 </p><p>　　●工作條件： 環(huán)境溫度：0～50℃ 相對(duì)濕度：≤90%（RH）</p><p>　　●電源電壓： 24VDC±5%</p><p>　　●功 耗： ＜2

43、W</p><p>　　●防爆等級(jí)： IICT6</p><p>　　●重 量： ＜2Kg</p><p>　　2.2.3 控制器的選擇 </p><p>　?。?）采用模擬控制器:DDZ－III型調(diào)節(jié)器</p><p>　　控制器的輸入信號(hào)為1～5V的測(cè)量信號(hào)。設(shè)定信號(hào)有內(nèi)設(shè)定和外設(shè)定兩種。內(nèi)設(shè)定信號(hào)為1

44、～5V，外設(shè)定信號(hào)為4～20mA。測(cè)量信號(hào)和設(shè)定信號(hào)通過輸入電路進(jìn)行減法運(yùn)算，輸出偏差到比例積分微分電路進(jìn)行比例積分微分運(yùn)算后，由輸出電路轉(zhuǎn)換為4～20mA信號(hào)輸出。手動(dòng)電路和保持電路附于比例積分微分電路之中，手動(dòng)電路可實(shí)現(xiàn)軟手動(dòng)和硬手動(dòng)兩種操作，當(dāng)處于軟手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，用手指按下軟手動(dòng)操作鍵，使控制器輸出積分式上升或下降，當(dāng)手指離開操作鍵時(shí)，控制器的輸出值保持在手指離開前瞬間的數(shù)值上，當(dāng)控制器處于硬手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)硬手動(dòng)操作桿，能使控制器

45、的輸出快速改變到需要的數(shù)值，只要操作桿不動(dòng)，就保持這一數(shù)值不變。由于有保持電路，使自動(dòng)與軟手動(dòng)相互切換，硬手動(dòng)只能切換到軟手動(dòng)，都是無平衡無擾動(dòng)切換，只有軟手動(dòng)和自動(dòng)切換到硬手動(dòng)需要事先平衡才能實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換。</p><p>　　如果是全刻度指示控制器，測(cè)量信號(hào)和設(shè)定信號(hào)的指示電路分別把1～5V電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為1～5mA電流信號(hào)用雙針指示器分別指示測(cè)量信號(hào)和設(shè)定信號(hào)。當(dāng)控制器出現(xiàn)故障需要把控制器從殼體中取出檢查時(shí)

46、，可以把便攜式手動(dòng)操作器插入手動(dòng)操作插孔，以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作。</p><p>　　圖中的4～20mA輸出信號(hào)通過精密電阻轉(zhuǎn)化為1～5V電壓反饋到控制器的輸入端，使控制器形成了自閉系統(tǒng)，提高了控制器的運(yùn)算精度。</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求，采用WHSPL型調(diào)節(jié)器。</p><p>　　DDZ―Ⅲ基型控制器框圖</p><p><b

47、>　　技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　　●統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：1-5VDC或4-20mADC。</p><p>　　●控制精度為<0.5%。</p><p>　　●負(fù)載電阻250～750Ω。</p><p>　　●比例度2％～500％。</p><p>　　●積分時(shí)間0.01～2.5min與0.

48、1～25min。</p><p>　　●微分時(shí)間0.04～10min。</p><p>　　●電源：220±10%AC，0.2A。</p><p><b>　　●PID參數(shù)范圍：</b></p><p>　?。?）給定值-6.9%—106.9%</p><p>　?。?）比例帶0.0—7

49、99.9%</p><p>　?。?）積分時(shí)間0.0—99.9%分</p><p>　　（4）微分時(shí)間0.0—99.9%分</p><p>　?。?）采樣周期200毫秒</p><p>　?。?）本設(shè)計(jì)采用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥，其工作原理：當(dāng)氣室輸入了0.02～0.10MPa信號(hào)壓力之后，薄膜產(chǎn)生推力，使推力盤向下移動(dòng)，壓縮彈簧，帶動(dòng)推桿、閥桿、閥

50、芯向下移動(dòng)，閥芯離開了閥座，從而使壓縮空氣流通。當(dāng)信號(hào)壓力維持一定時(shí)，閥門就維持在一定的開度上。</p><p>　　氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)可以分為兩部分，上面是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，下面是調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。它主要由膜片、彈簧、推桿、閥芯、閥座等零部件組成。當(dāng)來自控制器的信號(hào)壓力通入到薄膜氣室時(shí)，在膜片上產(chǎn)生一個(gè)推力，并推動(dòng)推桿部件向下移動(dòng)，使閥芯和閥座之間的空隙減小，流體受到的阻力增大，流量減小。推桿下移的同時(shí)，彈簧受壓產(chǎn)生反作用力

51、，直到彈簧的反作用力與信號(hào)壓力在膜片上產(chǎn)生的推力相平衡為止，此時(shí)，閥芯與閥座之間的流通面積不再改變，流體的流量穩(wěn)定。</p><p>　　出于安全的原因，在此次設(shè)計(jì)中使用VBD氣動(dòng)端面密封蝶閥，VBD氣動(dòng)端面密封蝶閥是一種重量輕，結(jié)構(gòu)簡單的后座式端面密封蝶閥。閥體、閥板均用鋼板焊接或鑄造加工而成。適用于低壓狀態(tài)的空氣或其他氣體的流量、壓力控制。本產(chǎn)品符合GB/T4213-92標(biāo)準(zhǔn)。</p><

52、p><b>　　技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　　●型　　式：　 扁平式焊接或鑄造閥體</p><p>　　●公稱通徑：　 125～2000mm（5″～80″）</p><p>　　●公稱壓力： PN0.25、0.6、1.0、1.6MPa</p><p>　　JIS2K、 JIS5K、JIS10K&

53、lt;/p><p><b>　　ANSI 150</b></p><p>　　●連 接 型 式： 法蘭式：125～2000mm（8″～80″）密封面型式：RF</p><p>　　●材　　 料： 25#、SUS304、SUS316、高溫耐熱鋼Ni25Mo等</p><p>　　●標(biāo) 準(zhǔn) 型： 適用

54、-5～200℃，公稱通徑DN550以下。</p><p>　　●外 部 承 型： 公稱通徑DN600以上；公稱通徑DN550以下，溫度200～600℃。</p><p>　　●壓 蓋 形 式： 螺栓壓緊式</p><p>　　●填 料： 聚四氟乙烯、 聚四氟乙烯石棉（常溫用）、 柔性石墨（中溫、高</p><p&

55、gt;<b>　　溫閥內(nèi)組件）</b></p><p>　　●額定行程： 全開60°或全開90°　</p><p>　　●閥板材料：　 25#、SUS304、SUS316等</p><p>　　●旋轉(zhuǎn)軸材料：　SUS630、SUS304、SUS316</p><p>　　●閥體、閥板密封形式

56、 端面密封型</p><p><b>　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　●型　　式　 氣缸活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)</p><p>　　●供氣壓力　500kPa</p><p>　　●氣源接口　G1/8"、G1/4"、G3/8"、G1/2"、</p><p&g

57、t;　　●環(huán)境溫度　0～＋70℃</p><p>　　●閥作用型式　根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)軸之間鍵連接位置不同，可實(shí)現(xiàn)閥的氣—關(guān)式或氣—開式</p><p>　　●閥門安裝方式 閥桿應(yīng)水平地安裝在配管上。若安裝方式發(fā)生變化，請(qǐng)予以注明。</p><p><b>　　附　　件　</b></p><p>　　●定位器、空氣過

58、濾減壓器、保位閥、行程開關(guān)、閥位傳送器、手輪機(jī)構(gòu)等</p><p>　　2.3再熱蒸氣控制總體方案</p><p>　　蒸汽再熱器是鍋爐的重要組成部分，它的作用是將在汽輪機(jī)高壓缸作功后的蒸汽再次加熱到新蒸汽溫度，然后送入汽輪機(jī)中壓缸繼續(xù)作功，經(jīng)過再熱循環(huán)，一方面可以進(jìn)一步提高循環(huán)熱效率，另一方面可以使汽輪機(jī)末級(jí)葉片的蒸汽濕度控制在允許的范圍內(nèi)，其調(diào)節(jié)用溫度測(cè)點(diǎn)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)接線如圖所示。<

59、;/p><p>　　再熱汽循環(huán)可以降低汽輪機(jī)末端葉片的蒸汽濕度，降低消耗，提高電廠的熱效率，高壓缸做功以后的乏汽，回到鍋爐后，主要提高蒸汽的干度，進(jìn)入汽輪機(jī)做功，對(duì)汽輪機(jī)不會(huì)產(chǎn)生損壞，控制再熱溫度的目的也就在于此，提高機(jī)組的熱效率，降低汽輪機(jī)低壓部分蒸汽帶水。電廠控制再熱器溫度的手段有兩大部分，一部分為控制熱風(fēng)擋板的位置來控制再熱汽溫，另一部分為控制再熱噴水量來控制再熱汽溫。</p><p>

60、<b>　　1、系統(tǒng)構(gòu)成：</b></p><p>　　再熱汽溫控制系統(tǒng)外圍設(shè)備包括再熱減溫出口溫度TE0601A、TE0601B溫度元件，再熱器壓力信號(hào)PT0501變送器，再熱器噴水流量信號(hào)為PDT2123差壓變送器，再熱器出口溫度信號(hào)分別為TE0691A、TE0691B溫度元件，A側(cè)熱風(fēng)注入信號(hào)分別為PDT7107AA、PDT7107AB，B側(cè)熱風(fēng)注入信號(hào)分別為PDT7107BA、PDT

61、7107BB差壓變送器，應(yīng)確保量程合適、測(cè)量正確、CRT顯示正常，再熱減溫執(zhí)行器BN0601、熱風(fēng)注入擋板CD7107A、CD7107B，執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)確保動(dòng)作方向正確，行程時(shí)間和行程誤差合適。</p><p><b>　　2、噴水減溫控制：</b></p><p>　　在噴水減溫控制回路中，被調(diào)主參數(shù)為再熱器出口溫度二取大的信號(hào)，被調(diào)副參數(shù)為再熱器減溫噴水出口溫度二取小

62、的信號(hào)，細(xì)調(diào)參數(shù)為PDT2123差壓信號(hào)經(jīng)開方處理的再熱器噴水流量信號(hào)。</p><p>　　再熱汽溫噴水調(diào)節(jié)閥采用的是串級(jí)三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，再熱汽溫度為主信號(hào)，噴水出口溫度為輔助信號(hào)，噴水流量為細(xì)調(diào)信號(hào)，內(nèi)回路調(diào)節(jié)器根據(jù)減溫水流量和減溫器出口溫度的變化來動(dòng)作噴水調(diào)節(jié)閥，減少這些信號(hào)擾動(dòng)對(duì)再熱汽溫主信號(hào)的影響；當(dāng)再熱汽溫主信號(hào)偏離給定值時(shí)，外回路主調(diào)節(jié)器發(fā)出校正信號(hào)往動(dòng)作噴水閥，適當(dāng)?shù)馗淖儑娝?，維持再熱汽溫主信號(hào)

63、基本即是給定值。</p><p><b>　　3、熱風(fēng)注進(jìn)控制：</b></p><p>　　在熱風(fēng)注進(jìn)控制回路中，被調(diào)主參數(shù)為再熱器出口溫度二取大的信號(hào)，被調(diào)副參數(shù)為單側(cè)熱風(fēng)注進(jìn)差壓信號(hào)經(jīng)開方后，二取均值作為單側(cè)熱風(fēng)注進(jìn)流量信號(hào)。</p><p>　　熱風(fēng)注進(jìn)控制回路是串級(jí)三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在主回路中，當(dāng)系統(tǒng)中由于某種擾動(dòng)使再熱蒸汽出口溫度上升

64、時(shí)，主調(diào)節(jié)器進(jìn)口丈量信號(hào)將上升，由于調(diào)節(jié)器C-1模塊為反作用，所以在設(shè)定值不變的情況下，控制器C-1模塊的輸出將減小，其副調(diào)設(shè)定值減小，所以調(diào)節(jié)器C-2、C-3模塊的進(jìn)口偏差信號(hào)將上升，由于調(diào)節(jié)器C-2、C-3模塊為反作用，終極將使兩側(cè)的熱風(fēng)擋板位置向關(guān)小的方向動(dòng)作，用以減小爐膛底部熱風(fēng)注進(jìn)量，力圖使再熱汽溫下降，從而保證再熱汽溫在給定值的四周，并保持在答應(yīng)的范圍內(nèi)。</p><p>　　在副回路中，當(dāng)系統(tǒng)由于某

65、種擾動(dòng)使熱風(fēng)輸進(jìn)量增加或減小時(shí)，副調(diào)節(jié)器C-2、C-3模塊的丈量信號(hào)將上升或下降，由于副調(diào)節(jié)器C-2、C-3模塊采用的是反作用，所以副調(diào)節(jié)器的輸出將使擋板開度關(guān)小或開大，也力圖使熱風(fēng)注進(jìn)量減小或增加，從而使系統(tǒng)趨近平衡。</p><p>　　第三章 再熱蒸汽溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)</p><p>　　3.1 再熱蒸汽溫度檢測(cè)控制的意義與任務(wù)</p><p>　　在大容

66、量、高參數(shù)機(jī)組中，新蒸汽在汽輪機(jī)高壓缸內(nèi)膨脹做功后，需送回到鍋爐再熱器中加熱升溫，然后再送人汽輪機(jī)中、低壓缸繼續(xù)做功。這樣可以提高機(jī)組的循環(huán)效率，并防止汽輪機(jī)末級(jí)蒸汽帶水，減少汽耗，提高熱經(jīng)濟(jì)性。提高再熱蒸汽溫度對(duì)于提高循環(huán)效率是十分重要的，但受金屬材料的限制，目前一般機(jī)組的再熱蒸汽溫度都控制在560℃以下。另一方面，在鍋爐運(yùn)行中，再熱器出口溫度更容易受到負(fù)荷和燃燒工況等因素的影響而發(fā)生變化，而且變化的幅度是相當(dāng)大的，如果不進(jìn)行控制，可

67、能造成中壓缸轉(zhuǎn)子與汽缸產(chǎn)生較大的熱變形，引起汽輪機(jī)振動(dòng)，造成事故。因此，再熱器出口蒸汽溫度的控制成為大型火力發(fā)電機(jī)組不可缺少的一個(gè)控制項(xiàng)目。</p><p>　　再熱蒸汽溫度控制的意義與過熱蒸汽溫度控制一樣，是為了保證再熱器、汽輪機(jī)等熱力設(shè)備的安全，發(fā)揮機(jī)組的運(yùn)行效率，提高電廠的經(jīng)濟(jì)性。再熱汽溫控制系統(tǒng)的任務(wù)是保持再熱器出口蒸汽溫度在動(dòng)態(tài)過程中處于允許的范圍內(nèi)，穩(wěn)態(tài)時(shí)等于給定值。</p><p

68、>　　3.2 再熱蒸汽的特點(diǎn)</p><p>　　在電力工業(yè)的長期發(fā)展過程中，通過蒸汽的初參數(shù)不斷變化來提高電廠的循環(huán)熱效率。但蒸汽溫度的進(jìn)一步提高受到高溫鋼材的限制，現(xiàn)大多數(shù)電站鍋爐的過熱汽溫維持在540-555度的水平，僅提高壓力而不相應(yīng)的提高過熱蒸汽的溫度，會(huì)使蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹終止時(shí)的濕度過高，從而影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。再熱循環(huán)的利用一方面可以進(jìn)一步提高循環(huán)的熱效率（采用一次再熱可使循環(huán)效率提高4

69、%—6%，二次再熱可提高6%—8%），另一方面可以把汽輪機(jī)末級(jí)葉片的蒸汽溫度控制在允許的范圍內(nèi)。</p><p>　　蒸汽參數(shù)的提高使水的蒸發(fā)熱減少，過熱熱增加，使鍋爐受熱面的布置發(fā)生變化，為增加爐內(nèi)吸熱量，在爐內(nèi)除布置蒸發(fā)受熱面外，還要布置過熱受熱面，因此再熱器的低溫級(jí)在爐內(nèi)以壁式再熱器或屏式再熱器形式存在，高溫再熱器一般采用對(duì)流式。由于再熱器是加熱壓力較低的蒸汽，且所加熱的蒸汽為在高壓缸內(nèi)作功的蒸汽，故與過熱

70、蒸汽相比有以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?） 再熱器的工作條件較差</p><p>　　由于再熱蒸汽壓力低，在相同的蒸汽流速下，管內(nèi)壁對(duì)再熱蒸汽的放熱系數(shù)比過熱蒸汽小得多（對(duì)于鐵嶺發(fā)電廠1021T/H亞臨界壓力鍋爐，在額定工況時(shí)的再熱蒸汽放熱系數(shù)僅為過熱蒸汽的20%左右），所以再熱蒸汽對(duì)管壁的冷卻能力差，即在受熱面負(fù)荷相同的情況下，管壁與蒸汽間的溫差較過熱器大。</p>

71、<p>　?。?） 再熱器系統(tǒng)的阻力對(duì)機(jī)組的熱效率有較大影響</p><p>　　再熱器的位置使該系統(tǒng)的阻力對(duì)蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的有效焓降有很大影響，從而使熱耗和熱效率相應(yīng)減小，降低阻力既降低流速又會(huì)使通流面積過大，金屬耗量加大。</p><p>　　（3） 再熱器對(duì)汽溫偏差比較敏感</p><p>　　因蒸汽比熱隨壓力降低而減少，再熱蒸汽的壓力遠(yuǎn)比過熱蒸汽低

72、，所以在相同的熱偏差條件下，在偏差管與平均管的焓增差相同的情況下，所引起的出口汽溫偏差比過熱蒸汽大。從改善熱偏差的角度看，應(yīng)在再熱器系統(tǒng)中增加混合交叉次數(shù)，但要考慮流動(dòng)阻力加大的負(fù)面影響，鐵嶺電廠僅在低溫再熱器和高溫再熱器間采用一次交叉換熱。</p><p>　?。?）運(yùn)行工況變化對(duì)再熱汽溫影響較大</p><p>　　當(dāng)運(yùn)行工況變化時(shí)（如鍋爐出力、過量空氣系數(shù)、火焰中心位置等）將使受熱面

73、的吸熱量及蒸汽的焓增發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使出口汽溫的變化，在焓增相同的情況下，再熱汽溫的變化量要比過熱蒸汽大。</p><p>　?。?）運(yùn)行方式對(duì)汽溫的影響較大</p><p>　　再熱器一般安裝在以對(duì)流熱交換為主的鍋爐煙道內(nèi)，所以再熱汽溫受煙氣流量及煙溫的影響較大，同時(shí)再熱汽溫又受汽輪機(jī)高壓缸排汽壓力和溫度的影響，對(duì)定壓運(yùn)行而言這種影響很大，變壓運(yùn)行時(shí)由于調(diào)門處于全開或部分全開，使流量

74、、溫差等因素均有利于維持主汽溫和再熱溫度，故溫度變化較小。當(dāng)定壓運(yùn)行時(shí)，一般負(fù)荷每降低1%，再熱汽溫降低近1%度。</p><p>　　3.3 再熱蒸汽溫度的影響因素</p><p>　　影響再熱蒸汽溫度的因素很多，例如機(jī)組負(fù)荷的大小，火焰中心位置的高低，煙氣側(cè)的煙氣溫度和煙速(煙氣流量)的變化，各受熱面積灰的程度，燃料、送風(fēng)和給水的配比情況，給水溫度的高低，汽輪機(jī)高壓缸排汽參數(shù)等，其中

75、最為突出的影響因素是負(fù)荷擾動(dòng)和煙氣側(cè)的擾動(dòng)。</p><p>　　由于再熱蒸汽的汽壓低，重量流速小，傳熱參數(shù)小，所以再熱器一般布置在鍋爐的后煙井或水平煙道中，它具有純對(duì)流受熱面的汽溫靜態(tài)特性——單位重量工質(zhì)的吸熱量隨負(fù)荷的下降而降低。而且，當(dāng)機(jī)組蒸汽負(fù)荷變化時(shí)，再熱蒸汽溫度的變化幅度比過熱蒸汽溫度的變化幅度要大，上例如，某機(jī)組負(fù)荷降低30％時(shí)，再熱蒸汽溫度下降28—35℃，差不多是負(fù)荷每降低1％再熱蒸汽溫度下降1

76、℃。因此，負(fù)荷擾動(dòng)對(duì)再熱汽溫的影響最為突出。</p><p>　　由于煙氣側(cè)的擾動(dòng)是沿整個(gè)再熱器管長進(jìn)行的，所以它對(duì)再熱蒸汽溫度的影響也比較顯著。但煙氣側(cè)的擾動(dòng)對(duì)再熱蒸汽溫度的影響存在著管外至管內(nèi)的傳熱過程，所以它的影響程度次于蒸汽負(fù)荷的擾動(dòng)。</p><p>　　3.4 再熱蒸汽溫度控制方法手段</p><p>　　再熱汽溫的控制一般以煙氣側(cè)控制為主要控制手段，可

77、采用的煙氣控制方法有：改變煙氣再循環(huán)流量、變換煙氣擋板位置來改變通過再熱器的煙氣分流量、改變?nèi)紵鞯膬A斜角度來改變火焰中心位置、采用多層布置圓型燃燒器等。此外，還可以采用微量噴水和事故噴水來配合減溫。</p><p>　　(1) 采用煙氣再循環(huán)控制再熱汽溫的自動(dòng)控制系統(tǒng)</p><p>　　煙氣再循環(huán)法是利用煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)，將部分煙氣從省煤器后抽出，再從爐底冷灰斗外送入爐膛，形成再循環(huán)煙

78、氣流量。低溫?zé)煔馑腿霠t膛底部可降低爐膛溫度，以減少爐膛的輻射傳熱，從而提高爐膛出口煙氣的溫度和流速，使再熱器的對(duì)流傳熱加強(qiáng)，達(dá)到調(diào)溫的目的。例如，當(dāng)負(fù)荷降低而使再熱汽溫降低時(shí)，可通過開大再循環(huán)風(fēng)機(jī)的出口擋板來增加再循環(huán)煙氣的流量，使再熱汽溫升高，煙氣再循環(huán)裝置如圖4.1所示。煙氣再循環(huán)對(duì)主汽溫產(chǎn)生正向影響，即調(diào)高再熱汽溫時(shí)，同時(shí)主汽溫度升高。另外，煙氣再循環(huán)對(duì)主蒸汽壓力和蒸汽流量也要造成擾動(dòng)。若由于某種原因使再熱汽溫升高，這時(shí)起升溫作用

79、的煙氣再循環(huán)裝置顯然是不需要投入的，只能用事故噴水進(jìn)行再熱汽溫控制。當(dāng)再循環(huán)設(shè)備停用時(shí)應(yīng)自動(dòng)打開熱風(fēng)門，引入壓力稍高的熱風(fēng)將爐膛煙氣封鎖，以防止高溫爐膛煙氣經(jīng)擋板縫隙倒流入再循環(huán)煙道而燒壞設(shè)備?？傊?，采用再循環(huán)煙氣控制再熱汽溫的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)靈敏，調(diào)溫幅度大；缺點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且易造成對(duì)其他參數(shù)的擾動(dòng)。另外，再循環(huán)風(fēng)機(jī)工作條件惡劣，容易磨損和腐蝕，風(fēng)機(jī)增加了長用電消耗。</p><p><b>　　煙氣

80、再循環(huán)示意圖</b></p><p>　　采用煙氣再循環(huán)控制再熱汽溫的自動(dòng)控制系統(tǒng)如圖所示。該系統(tǒng)工作原理如下：再熱汽溫θ在比較器Δ內(nèi)與給定值（由A產(chǎn)生）比較，當(dāng)汽溫低時(shí)，偏差值為正信號(hào)，此信號(hào)進(jìn)入調(diào)節(jié)器PI1，其輸出經(jīng)執(zhí)行器KZ去控制煙氣擋板開度，增大煙氣再循環(huán)量，以控制再熱汽溫。在加法器∑中引入了送風(fēng)量信號(hào)VG作為比值控制信號(hào)，送風(fēng)量V反映了鍋爐負(fù)荷大小，同時(shí)能提前反映汽溫的變化。當(dāng)V增加時(shí)，汽溫

81、升高，故V按負(fù)向送入調(diào)節(jié)器。函數(shù)模塊f（x）是用來修正風(fēng)量和再循環(huán)煙氣量的關(guān)系的，風(fēng)量增加時(shí)，相應(yīng)的煙氣再循環(huán)量應(yīng)減少，乘法器采用煙溫信號(hào)修正再循環(huán)煙氣量。當(dāng)再熱蒸汽超溫時(shí)，比較器Δ輸出為負(fù)值，PI1輸出負(fù)信號(hào)直至關(guān)緊煙氣再循環(huán)擋板，煙氣再循環(huán)失去調(diào)溫作用。同時(shí)，比較器Δ的輸出通過反相器-K1，比例偏置器±Δ去噴水調(diào)節(jié)器PI2，開動(dòng)噴水調(diào)節(jié)閥去控制再熱汽溫，負(fù)汽溫偏差信號(hào)經(jīng)反相器-K2去偏差報(bào)警器，實(shí)現(xiàn)超溫報(bào)警，同時(shí)繼電器打開

82、熱風(fēng)門，用熱風(fēng)將循環(huán)煙道堵住，防止因高溫爐煙倒流入再循環(huán)煙道而燒壞設(shè)備。當(dāng)再熱汽溫恢復(fù)到給定值時(shí)，比較器輸出為零，PI2關(guān)死噴水門，偏差報(bào)警信號(hào)通過繼電器關(guān)閉熱風(fēng)門，煙氣再循環(huán)系統(tǒng)重新投入工作。</p><p>　　(2) 采用煙氣擋板控制再熱汽溫的控制系統(tǒng)</p><p>　　此控制方案也可稱之為“旁路煙道法”，即通過控制煙氣檔板的來改變流過過熱器受熱面和再熱器受熱面的煙氣分配比例，從

83、而達(dá)到控制再熱汽溫的目的。采用這種方法時(shí)，鍋爐的尾部煙道分為兩部分，在主煙道中布置低溫再熱器，旁路煙道中布置低溫過熱器，煙氣擋板布置在煙溫較低的省煤器下面。采用煙氣擋板調(diào)溫的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便；缺點(diǎn)是調(diào)溫的靈敏度較差、調(diào)溫幅度也較小。此外，擋板開度和汽溫變化也不成線性關(guān)系。為此，通常將主、旁兩側(cè)擋板按相反方向聯(lián)動(dòng)聯(lián)接，以加大主煙道的煙氣量的變化和克服擋板的非線性。當(dāng)采用改變煙氣流量作為控制再熱汽溫的手段時(shí)，控制通道的遲延和慣性

84、較小，因此原則上只需采用單回路控制系統(tǒng)控制再熱汽溫?？紤]到負(fù)荷變化是引起再熱汽溫變化的主要擾動(dòng)，把主蒸汽量（負(fù)荷）作為前饋信號(hào)引入控制系統(tǒng)將有利于再熱汽溫的穩(wěn)定。</p><p>　　(3) 采用擺動(dòng)燃燒器法控制再熱汽溫的自動(dòng)控制系統(tǒng)</p><p>　　燃燒器擺動(dòng)角度對(duì)爐膛出口煙溫的影響如下圖所示。由圖知，燃燒器上傾時(shí)可提高爐膛出口煙氣溫度，燃燒器下傾時(shí)可降低爐膛出口煙氣溫度，因此改變

85、燃燒器傾角能夠控制再熱汽溫。此外，該機(jī)組還以減溫噴水作為控制再熱汽溫的輔助手段。</p><p>　　通過改變?nèi)紵鲀A斜角度來改變爐膛火焰中心的位置和爐膛出口的煙氣溫度，使各受熱面的吸熱比例相應(yīng)發(fā)生變化，達(dá)到控制再熱汽溫的目的。燃燒器擺動(dòng)角度對(duì)爐膛出口煙溫的影響如上圖所示。由圖知，燃燒器上傾時(shí)可提高爐膛出口煙氣溫度，燃燒器下傾時(shí)可降低爐膛出口煙氣溫度，因此改變?nèi)紵鲀A角能夠控制再熱汽溫。圖是采用該方法的一個(gè)控制系

86、統(tǒng)圖。燃燒器控制系統(tǒng)是一個(gè)單回路控制系統(tǒng)，定值器A給出的再熱汽溫設(shè)定值經(jīng)過主蒸汽流量D的f1（x）修正后作為調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，與再熱器出口汽溫θ比較，其偏差值送入PI1調(diào)節(jié)器。為了抑制負(fù)荷擾動(dòng)引起的再熱汽溫變化，系統(tǒng)增加了主蒸汽流量的前饋補(bǔ)償回路，補(bǔ)償特性由兩個(gè)函數(shù)模塊f2（x）、f3（x）決定，前饋回路由兩個(gè)并行支路構(gòu)成，送入小選模塊的一路在動(dòng)態(tài)過程中可以加強(qiáng)控制作用。</p><p>　　當(dāng)再熱汽溫超出給定值，

87、偏差達(dá)一定值時(shí)，噴水減溫系統(tǒng)便自動(dòng)投入，通過噴水減溫來限制再熱汽溫的升高。該系統(tǒng)的PI2調(diào)節(jié)器的測(cè)量值為再熱汽溫的偏差信號(hào)，設(shè)定值為再熱汽溫偏差允許值。同樣為了改善控制過程的品質(zhì)，這里也引入了由f4（x）構(gòu)成的蒸汽流量動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，原理同前述。</p><p>　　(4) 采用微量噴水和事故噴水減溫</p><p>　　煙氣擋板控制或燃燒器擺角控制的輔助控制手段，是微量噴水和事故噴水減溫。當(dāng)

88、用煙氣擋板或改變?nèi)紵鲾[角不能將再熱汽溫控制住時(shí)，并且再熱汽溫高過一定值時(shí)，則通過噴水快速降低再熱汽溫。但用減溫水控制再熱汽溫會(huì)降低機(jī)組的循環(huán)效率，因?yàn)樵贌崞鞑扇娝疁p溫時(shí)，將減小效率較高的高壓汽缸內(nèi)的蒸汽流量，降低了機(jī)組的熱效率，所以在正常情況下，再熱蒸汽溫度不宜采用噴水調(diào)溫方式。但噴水減溫方式簡單、靈敏、可靠，所以可以將其作為再熱蒸汽溫度超過極限的事故情況下的一種保護(hù)手段。</p><p>　　由于再熱汽溫大

89、慣性，大滯后的特點(diǎn)，再熱汽溫在變負(fù)荷時(shí)，汽溫變化往往超出允許的范圍。常規(guī)的單回路或串級(jí)控制系統(tǒng)動(dòng)作速度較慢，減溫噴水調(diào)節(jié)對(duì)經(jīng)濟(jì)性和熱利用率影響又很大，只能用作輔助的調(diào)溫手段。這就很難協(xié)調(diào)好系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)之間的矛盾。因此，只有采用先進(jìn)的控制手段、先進(jìn)的控制器才能改善被控對(duì)象的等效動(dòng)態(tài)特性，加快執(zhí)行器的動(dòng)作速度，提高控制品質(zhì)。</p><p>　　3.5 再熱蒸汽溫度控制小結(jié)</p>&l

90、t;p>　　再熱汽溫的動(dòng)態(tài)特性與過熱汽溫想類似，共有的特點(diǎn)為有延遲、有慣性、有自平衡能力。再熱汽溫控制系統(tǒng)的任務(wù)就是保持再熱器出口汽溫為給定值。對(duì)于再熱汽溫的控制以改變煙氣流量作為主要控制手段，例如改變?cè)傺h(huán)煙氣流量；變化煙氣擋板位置，從而改變尾部煙道通過再熱器的煙氣分流量；改變?nèi)紵鞯膬A斜角度；采用多層布置圓型燃燒器等方法。改變煙氣流量的控制方式比噴水控制方式有較高的經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)樵贌崞鞑扇娝疁p溫時(shí)，將減少效率較高的高壓缸內(nèi)的蒸

91、汽流量，降低電廠熱效率，但是噴水減溫方式簡單，可靠，所以可以把它作為再熱汽溫超過極限值的事故情況下的保護(hù)控制手段。</p><p>　　在火力發(fā)電廠中，自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)于保障機(jī)組安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行更是起著重要的作用。</p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p><p>　　此次再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，鞏固了我們所學(xué)的熱工

92、測(cè)量與控制儀表的知識(shí)，使我對(duì)熱工控制的方法與原理有了深入的了解。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步了解了儀表控制系統(tǒng)的原理，串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)PID控制也有了深刻的了解和認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)了對(duì)過程控制系統(tǒng)用CAD軟件對(duì)控制系統(tǒng)的示意圖、SAMA圖、組態(tài)圖等進(jìn)行繪制，并靈活運(yùn)用MATLAB程序?qū)刂葡到y(tǒng)進(jìn)行論證。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)要求我們廣泛地查閱文獻(xiàn)資料，以對(duì)此次的課程設(shè)計(jì)有更全面的了解，從而使得對(duì)再熱汽溫控制

93、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更有理有據(jù)。因此，我將已經(jīng)被束之高閣的一些書籍重新找出，認(rèn)真閱讀，從中不僅查找到了設(shè)計(jì)中需要的知識(shí)點(diǎn)，還發(fā)現(xiàn)了一些以前學(xué)習(xí)中忽略了的知識(shí)。在計(jì)算期間，我深刻地體會(huì)到了嚴(yán)謹(jǐn)和細(xì)心的重要性，一旦計(jì)算的某一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)，幾乎就要從頭再來，這是本次課程設(shè)計(jì)中我認(rèn)為最大的一個(gè)挑戰(zhàn)。巧妙地運(yùn)用WORD對(duì)文檔進(jìn)行排版，使文檔整潔美觀；精確地使用CAD對(duì)控制系統(tǒng)的示意圖、SAMA圖等進(jìn)行繪制等多方面技能的綜合運(yùn)用。也正是大學(xué)生綜合素質(zhì)與技能的體

94、現(xiàn)。</p><p>　　通過這些天的課程設(shè)計(jì)，我對(duì)鍋爐再熱蒸汽溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有了更加系統(tǒng)、全面、深刻的了解與掌握，進(jìn)一步提高了我的動(dòng)手能力，以及如何充分利用身邊的資源去處理實(shí)際問題的能力。同時(shí)在這次課程設(shè)計(jì)中我也學(xué)到了在大學(xué)課堂中學(xué)不到的東西，認(rèn)識(shí)到了自己在實(shí)際的工程能力上還有很大的不足，但是，我也看到了自己在這次課程設(shè)計(jì)中的成長和進(jìn)步，因此我相信，通過不斷的訓(xùn)練和磨礪，自己的能力和水平會(huì)更上一層樓。&

95、lt;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 邊立秀等.熱工控制系統(tǒng).中國電力出版社，2002 </p><p>　　[2] 李國勇.控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與CAD.電子工業(yè)出版社，2003 </p><p>　　[3] 王常力.集散控制系統(tǒng)選型與應(yīng)用.清華大學(xué)出版社，1996</p>

96、;<p>　　[4] 高偉.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng).中國電力出版社，2000</p><p>　　[5] 邵惠鶴.工業(yè)過程高級(jí)控制.上海交通大學(xué)出版社，1997</p><p>　　[6] 華東六省一市電機(jī)工程學(xué)會(huì).熱工自動(dòng)化.中國電力出版社，2000</p><p>　　[7] 吳季蘭.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng).中國電力出版社，2000</p><

97、;p>　　[8] 牛玉廣等.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用.中國電力出版社，2003 </p><p>　　[9] 榮鑾恩.燃煤鍋爐機(jī)組.中國電力出版社，2005</p><p>　　[10] 王錦標(biāo).計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng).清華大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[11] 周兆英等譯.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)——原理與設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社，2001</p>

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