我厂三期机组主蒸汽温度低原因及处理
近期，我厂#6、7机组机组负荷在50%及以上时经常出现主蒸汽温度低现象，现总结其原因及其处理方向。
一、主蒸汽温度过低的危害
当主蒸汽压力和凝结真空不变，主蒸汽温度降低时，主蒸汽在汽轮机内的总焓降减少，若要维持额定负荷，必须开大调速汽阀的开度，增加主蒸汽的进汽量。一般机组主蒸汽温度每降低10℃，汽耗量要增加%~%。
主蒸汽温度降低时，不但影响机组的经济性，也威胁着机组的运行安全。其主要危害是：
（1）末级叶片可能过负荷。因为主蒸汽温度降低后，为维持额定负荷不变，则主蒸汽流量要增加，末级焓降增大，末级叶片可能过负荷状态。
（2）末几级叶片的蒸汽湿度增大。主蒸汽压力不变，温度降低时，末几级叶片的蒸汽湿度将要增加，这样除了会增大末几级动叶的湿汽损失外，同时还将加剧开几级动叶的水滴冲蚀，缩短叶片的使用寿命。
（3）各级反动度增加。由于主蒸汽温度降低，则各级反动度增加，转子的轴向推力明显增大，推力瓦块温度升高，机组运行的安全可靠性降低。
（4）高温部件将产生很大的热应力和热变形。若主蒸汽温度快速下降较多时，自动主汽阀外壳、调节级、汽缸等高温部件的内壁温度会急剧下降而产生很大的热应力和热变形，严重时可能使金属部件产生裂纹或使汽轮机内动、静部分造成磨损事故；当主蒸汽温度降至极限值时，应打闸停机。
（5）有水击的可能。当主蒸汽温度急剧下降50℃以上时，往往是发生水冲击事故的先兆，汽轮机值班员必须密切注意，当主蒸汽温度还继续下降时，为确保机组安全，应立即打闸停机。
二、引起主蒸汽温度低的因素：
1)水煤比。
在直流锅炉动态分析中，汽轮机调节汽阀的扰动，对直流锅炉是一种典型的负荷扰动。当调节汽阀阶跃开大时，蒸汽流量D和机组输出功率N E立即增加，随即逐渐减少，并恢复初始值，汽轮机阀前压力P T一开始立即下降，然后逐渐下降至新的平衡压力。由于直流锅炉的蓄热系数比汽包锅炉小，所以直流锅炉的汽压变化比汽包锅炉大得多。当负荷扰动时，过热汽温T2近似不变，这是由于给水流量和燃烧率保持不变，过热汽温就基本保持不变。
燃烧率扰动是燃料量、送风量和引风量同时协调变化的一种扰动。当燃烧率B阶跃增加时，经过一段较短的迟延时间，蒸汽流量D会暂时向增加方向变化；过热汽温T2则经过一段较长的迟延时间后单调上升，最后稳定在较高的温度上；汽压P T和功率N E的变化也因汽温的上升而最后稳定在较高的数值。
当燃烧率不变而给水流量增加时，一开始由于加热段和蒸发段的伸长而推出一部分蒸汽，因此蒸汽流量D、汽压P T、功率N E几乎没有迟延的开始增加，但由于汽温T2的下降，最后虽然蒸汽流量D增加，而输出功率N E却有所减少；汽压P T也降至略高于扰动前的汽压，过热汽温T2则经过一段较长的迟延时间后，最后稳定在较低的温度。
给水和燃料复合扰动时的动态特性是两者单独扰动时的动态特性之和，由图2可知，当给水和燃料按比例变化时，蒸发量D立即变化，然后稳定在新的数值上，过热汽温则保持在原来的数值上（额定汽温）。这就是说明严格控制水煤比是直流炉主蒸汽调节的关键。
a—汽机调节汽阀扰动 b—燃料率扰动 c—给水流量扰动
图1 直流锅炉动态特性示意图
图2 燃料与给水比例增加时的动态特性
2)给水温度。
在水煤比保持不变的前提下，给水温度降低，蒸发段后移，过热段减少，过热汽降。给水温度温度降低较多，导致中间点的温度变化较大，引起水煤比的调节，过热汽温会回升甚至会短暂升高超过额定值。
3）煤质变化。
大容量超临界压力锅炉对煤种适应性强和其他因素，导致我厂用煤并不是单一的固定煤种，当煤种发生变化时，燃料中的元素构成和发热量都会发生改变，煤质成分的改变会对烟气与工质间的换热特性产生影响，使辐射换热和对流换热的比例发生变化。其中影响较大的是水分、挥发分和灰分。煤中水分、灰分变大，挥发分减小，都会导致燃料着火晚，燃烧和燃尽过程延迟，最高火焰温度位置上移。
发热量降低，当水煤比不变时，使得锅炉输入热量减少，燃料放出的热量和工质需要的热量不匹配，使过热汽温发生变化。
4)过量空气系数。
过量空气系数增大，锅炉保持水煤比保持不变的前提下，锅炉总对流吸热量的增大，由于再热器表现为对流汽温特性，其吸热量会增大，再热汽温升高；由于锅炉送入的燃料量没有变化，输入总热量亦没有变化，再热器系统吸热量增加时，炉膛水冷壁和过热器系统的总吸热量减少，过热汽温会略有下降。
5)火焰中心位置。
对超临界直流锅炉而言，火焰中心上移，使炉膛水冷壁的辐射吸热量减少，炉膛出口烟温升高。对流烟道中的吸热量增加，使过热器、再热器系统吸热量的增加，再热汽温升高；由于炉膛水冷壁的辐射吸热量减少，虽然过热器系统的吸热量有所增加，但炉膛水冷壁和过热器系统的总吸热量减少，过热汽温下降。火焰中心下移时，再热汽温下降，过热汽温升高。
6)受热面沾污或结渣。
受热面沾污或结渣将使受热面吸热量减少，使过热汽温、再热汽温变化。受热面不同部位沾污对汽温的影响是不同的。进入纯直流运行的锅炉，炉膛水冷壁及过热器受热面沾污或结渣时会使一次汽吸热量不足，过热汽温下降。除受热面沾污或结渣时，过热汽温、再热汽温也会受到影响。炉膛内掉渣时，直流运行的锅炉，过热器汽温会升高，再热汽温会下降；
7）变压运行。
大容量超临界锅炉普遍采用变压运行，变压运行时的主蒸汽压力是锅炉负荷的函数，当锅炉负荷降低时，主蒸汽压力下降，与之相应的工质理论吸热量(从给水加热至额定出口汽温所必须吸收的热量)增大，如果水煤比不变，过热器出口焓值降低，过热汽温下降。
三、主蒸汽温度的调节
1）主蒸汽温度的粗调（即水煤比的调节）
对于直流锅炉，控制主蒸汽温度的关键在于控制锅炉的水煤比，而水煤比合适与否则需要通过中间点温度来鉴定。在直流锅炉运行中，为了维持锅炉主蒸汽温度的稳定，通常在过热区段中取一温度测点，将它固定在相应的数值上，这就是通常所谓的中间点温度。实际上把中间点至过热汽出口之间的过热区段固定。在主蒸汽温度调节中，中间点温度实际是与锅炉负荷有关，中间点温度与锅炉负荷存在一定的函数关系，那么锅炉的煤水比B/G按中间点温度来调整，中间点至过热器出口区段的过热汽温变化主要依靠喷水减温调节。对于直流锅炉，其喷水减温只是一个暂时措施，要保持稳定汽温的关键是要保持固定的煤水比。其原因是：从图3可以看出直流炉G=D，如果过热区段有喷水量d，那么直流炉进口水量为(G-d)。如果燃料量B增加、热负荷增加，而给水量G未变，这样过热汽温就要升高，喷水量d必然增加，使进口水量(G-d)的数值就要减少，这样变化又会使过热汽温上升。因此喷水量变化只是维持过热汽温的暂时稳定（或暂时维持过热汽温为额定值），但最终使其过热汽温稳定，主要还是通过煤水比的调节来实现的。而中间点的状态一般要求在各种工况下为微过热蒸汽。
图3 超临界压力锅炉工作示意图
2）主蒸汽温度的细调
考虑到实际运行中锅炉负荷的变化，给水温度、燃料品质、炉膛过量空气系数以及受热面结渣等因素的变化，对过热汽温变化均有影响，因此在实际运行中要保证比值B/G的精确值也是不容易的。特别是燃煤锅炉，控制燃料量是比较粗糙的，这就迫使除了采用B/G作为粗调的调节手段外，还必须采用在蒸汽管道设置喷水减温器作为细调的调节手段。
我厂主蒸汽温度调节方法是采用水煤比进行粗调，两级喷水减温进行细调。其中第一级喷水减温器装置在前屏过热器与后屏过热器之间，消除前屏过热器中产生偏差；第二级喷水减温器装置在后屏过热器与高温过热器之间，维持过热器出口汽温在额定值。
四、引起主蒸汽温度低的典型工况及其处理方向
1）虚假煤量。
当给煤机电机转而皮带不转（即是我们常说的皮带打滑）时，给煤机皮带上还有煤，使得该给煤机显示给煤量将不会发生变化；而实际因为皮带没有转，该台给煤机实际给煤量为0，即为我们常说的虚假煤量。
该种情况出现，直接导致水煤比失调，机组负荷、主汽压、汽温将根据该台给煤机煤量、煤质和所有给煤机带负荷能力持续快速下降，如不及时发现处理，将会严重危及机组安全允许。
应对对策：认真监盘，加强分析，及时发现虚假煤量，然后立即将故障给煤机停运；如其余给煤机已到最大煤量应将燃料主控解列为手动将指令减下来，使各运行给煤机煤量控制在50T/H以内；同时严密监视给水自动的跟踪情况，维持正常水煤比，必要时进行手动干预。有备用磨煤机时应立即启动备用磨煤机，防止机组负荷和汽温汽压大幅波动。
注意事项：在大幅度变化过热度偏值调节汽温时，一旦汽温在低位稳定并开始回升时，应立即回调过热度偏值，避免发生超温事故；非必要情况下，不要解除给水自动。
2）一台或多台给煤机断煤不来且其余给煤机裕量不足。
一台或者多台给煤机断煤，其他给煤机煤量均加到最大值，但总煤量仍低于断煤前的值，即给煤机裕量不足。
此时由于燃料减少，汽温、汽压均会下降，协调控制为了维持负荷将会不断增加燃料主控指令，而实际给煤机煤量已到最大不会增加了；另外此时一次风会短路从断煤的磨煤机流走，一次风母管压力降低，进入炉内实际煤量减少，导致水煤比失调。
应对对策：果断将燃料主控解手动将指令下减，使正常运行给煤机煤量控制在50T/H以内。同时严密监视给水自动的跟踪情况，必要时手动干预。有备用磨煤机时应立即启动备用磨煤机，防止机组负荷和汽温汽压大幅波动，同时应立即关闭该磨煤机热风调门。
3）煤质突然变差。
由于个别给煤机煤质突然变差，燃烧减弱，汽温、汽压均会下降，协调将会不断增加燃料主控指令和给水指令维持机组负荷，引起水煤比暂时性失调，如果运行给煤机裕量不足，那么水煤比将严重失调，导致主汽温快速下降，威胁机组安全。
应对对策：在进行负荷和其它参数调整过程中煤、水、负荷必须时刻保持一致。出现这种情况应迅速适当提高一次风压，提高过热度偏置，同时降低机组负荷，控制给煤机煤量控制在50T/H以内。直到过热度有回头的迹象时。同时启动备用磨煤机。加强燃烧调整，适当关少燃烬风。
4）启动磨煤机倒风时，由于一次风短路进入该磨煤机，一次风母管压力下降，进入炉内燃料减少，主汽温会下降。不过这只是个暂时的，一旦启动了该给煤机，则主汽温会马上回升。应缓慢加煤，防止主、再热汽温超温。所以启动磨煤机倒风时，应先提高一次风压偏置，缓慢开启热风调门。暧磨好后，启动了该给煤机，应根据主、再热汽温情况缓慢加煤。其它给煤机煤量降到45T/H，再适时降低一次风压力偏置，避免主汽压力、温度急升。
5）煤质差时加负荷过快时，主汽温也会大幅降低。特别是#6炉目前A、C、E磨煤机磨辊磨损严重，制粉能力较差，煤加进去了，但实际进入炉内的煤量没同步增加，部分煤通过石子煤室排走了。但此时水是同步增加的，水煤比失调，导致主汽温降低。应对对策：①遇到煤质差加负荷时，应先提高一次风压偏置，锅炉炉热负荷响应速度快些。当实际主汽压与目标主汽压偏差1MPa时应减慢或停止加负荷，避免主汽温降低。同时磨煤机煤量也要控制在50T/H以内。②加强磨煤机定检。
6）炉膛吹灰的影响。
当炉膛吹灰时，吹灰蒸汽温度低于炉膛中心温度，使炉膛中心温度下降，蒸汽蒸发段延长，影起主汽温下降；CCS方式下，炉膛吹灰过程中，中间点温度不断上升，导致给水的焓值修正调节给水，使给水增加，结果给水压力也增加，而锅炉主控调节主汽压力，主汽压力随着给水压力的上升而上升，锅炉主控就会降主汽压力，结果就会降低煤量，导致主汽温再度降低。
应对对策：当吹灰时，应适当提高过热度偏置，关小燃尽风。
7）一次风机原因导致一次风压降低影响汽温下降。又分为两种情况：第一，机组正常运行中失速和喘振处理，立即适当减小动叶开度，当应尽可能保持两台风机频率、动叶开度一致，如果失速时间较长或者发生喘振，已引起风压大幅变化、轴承大幅振动，减小动叶开度时如果一次风压母管下降较快，可以减少磨煤机台数至4台。跳单台磨煤机或者RB时，尽可能平稳的将两台风机的出力同时减下来，避免失速。第二，两台一次风运行，其中一台跳闸。
①机组RB动作，启动F层等离子，按照A-D-B的顺序进行切磨，保持3台磨煤机运行，稳定锅炉燃烧。
注意RB动作情况，如果RB动作不正常或RB未触发，应迅速减负荷，打跳磨煤机至最多3台磨，F磨等离子拉弧，保证锅炉的燃烧。将运行的一次风机出力加至最大，检查跳闸一次风机出口挡板和入口导叶关闭，并检查其倒转情况。若跳闸一次风机出口挡板和入口导叶关闭不严，一次风母管压力不能维持，应打跳E磨维持一次风压。
②、RB动作负荷减至350MW投入定压模式，定压值为当前压力值（如果此时不改为定压模式，会由于机组
压力较高，RB超驰时间结束后自动会根据对应负荷滑压压力值调节再次加负荷，迅速拖垮汽温），机组负荷会随着炉内热负荷降低继续减负荷，再适时将定压值以每次向下设，注意机组负荷不能较大反升高，机组负荷上升则停止定压值下改甚至反修改，最终负荷维持在对应煤量负荷低一些，定压压力值维持在对应负荷滑压值高2-3MPa（压力可大致这样计算，300MW压力13MPA，负荷20MW对应1MPa压力）。
③、事故发生后应迅速根据当前煤量和发生前的水煤比控制低计算出水量，维持好水煤比，如果给水是自
动则观察自动调节情况，必要时人为干预把给水减到此值，并避免给水大幅波动，粗调操作速度要比较快但要防止操作过调水量过低使给水低流量保护动作。
④、操作中要时刻关注煤量、给水量、负荷这三个主要参数的匹配关系，根据煤量计算水量和负荷，不能
偏离过远，否则人为干预满足三者的匹配关系，事故初期的稳定比较关键。
⑤、定压模式下，锅炉压力与煤量、给水量、负荷这三个主要参数有直接关系，煤量的变化会影响压力的
变化，压力变化会导致给水和负荷的变化，所以锅炉压力的调节是个关键点，要平稳小幅变化，特别注意压力变化过快导致给水流量低保护和负荷过大迅速拖垮汽温，另随着负荷的降低要注意小机汽源和多泵低流量、再循环对给水的影响，必要时可打跳一台汽泵，负荷尽量不要低于260MW，否则用电泵带负荷或切小机汽源。
⑥、在操作过程中要注意水煤比，初期一次风压的降低，带走的煤粉少，应维持水煤比较正常值低，当一
次风压恢复后原来积存的煤粉将被吹出，应适当增加水煤比。
⑦、在操作过程中因一次风压的变化将会造成炉内热负荷的变化，应根据工况变化及时提前调节汽温必要
时通过水煤比参与调节，防止汽温过低过高，防止受热面超温。
⑧、在主汽温度异常至机组保护动作值时应立即打闸停机，不得解列主保护。
⑨、整个过程中在短短时间内需要操作、关注的非常多，必须要指挥得当、把握重点，加强协调、分解任
务，通力合作才能处理好，在平时要加强这方面的学习演练。
⑩、系统运行相对稳定后根据一次风机出力情况适当调整磨煤机出力，保证机组在允许最大出力稳定运行，查找一次风机故障原因，消除故障后恢复机组正常运行。
11、如果负荷较高，制粉系统运行台数多，单侧一次风机跳闸导致锅炉MFT，应按照MFT跳闸后的操作进○
行。
课程设计任务书 题目: 锅炉过热蒸汽温度控制系统设计 摘要 本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计。控制系统采用串级控制以提高系统的控制性能，在系统中采用了主控-串级控制的切换装置，使系统可以适用于不同的工作环境。通过使用该系统，可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。 关键字：过热蒸汽控制串级控制系统自动控制主控-串级切换 目录 1 生产工艺介绍 .................................................. 错误！未定义书签。 1.1 锅炉设备介绍............................................................................ ３ 1.2 蒸汽过热系统的控制................................................................ ５2控制原理简介 ..................................................................................... ６ 2.1控制方案选择............................................................................. ６ 2.1.1单回路控制方案................................................................. ６
锅炉温度控制系统上位机设计 1.设计背景 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。 2.任务要求 (1) 按照题目设计监控画面及动态模拟； (2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量； (3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示； (4) 实现保存数据和参数报表打印功能； (5) 实现登陆界面和帮助界面。 3. 界面功能 3.1 系统说明 本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒，防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录。 3.2主监控界面 主控界面实现的是操作者观察仪表，得到锅炉内液体温度和液位的实时信息，通过调节电磁阀1、2，使得锅炉内液体液位保持在要求范围内，通过加热按钮和降温按钮对
详解蒸汽锅炉常见热电阻温度计与半导体电温计 在工业蒸汽锅炉的使用中,温度计是必备的温度仪表。下面就是分析一下工业蒸汽锅炉中常用到的热电阻温度计。热电阻温度计是利用导体或半导体的电阻随温度变化而改变的性质制成的。通过测量金属电阻值大小，得出所测温度的数值。 常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻两种。如图所示。热电阻外面一般要加保护套管，保护套管材料要耐温+耐腐蚀、承受温度剧变，密封性好，有足够的机械强度。 用热电阻测量500。C以下的温度，具有比热电偶更高的测量精度。铂热电阻可以测量- 200～6500C，铜热电阻可以测量50--1500C 范围温度。热电阻也能远距离测量和显示。安装方法与热电偶类似。热电阻与温度显示仪表通过导线连接而成为测温显示装置，用以测量气体、液体和蒸汽的温度。 光学温度计是非接触式测温仪表，它是利用物体的光谱辐射亮度随温度的升高而增大的原理制戚的。 光学温度计在工业蒸汽锅炉中，主要用来测量炉膛火焰温度。测温时，先将物镜对准被测火焰，移动物镜筒，使被测火焰物象与灯丝在同一平面内。再慢慢地调节电阻大小以使火焰与灯丝具有相同的亮度，即灯丝顶端消失不见，参见图．这时毫伏计即指出被测火焰的表面温度。光学温度计有隐丝式和恒亮式二种，分别可以测量900～3000。C 和900～1500度C范围温度。 七、半导体点温计
半导体点温计也叫半导体电阻温度计。它具有灵敏度高、热惯性小、体积小、结构较简单，使用方便和便于远传测量的优点，常用于测量固体散热壁面的温度测量。范围为≤3000度，在工业蒸汽锅炉上常用来测量外保温表面散热温度等。 八、蒸汽锅炉对温度仪表的要求 1．在锅炉的下列相应部位应装设测量温度的仪表。 (1)过热器出口，再热器进出口的汽温。 (2)由几段平行管组组成的过热器的每组出口的汽温。 (3)减温器前、后的汽温。 (4)铸铁省煤器出口的水温。 (5)燃煤蒸汽锅炉炉膛出口的烟温。 (6)再热器和过热器入口的烟温。 (7)空气预热器空气出口的气温。 (8)排烟处的烟温。 (9)燃油蒸汽锅炉燃烧器的燃油入口油温。 (10)额定蒸汽压力大于或等于9.8MPa锅炉的锅筒上、下壁温。(Il)额定蒸汽压力大于9.8MPa锅炉的过热器、再热器蛇形管金属壁温。 (12)燃油蒸汽锅炉空气预热器出口烟温。 有过热器的锅炉，还应装设过热蒸汽温度的记录仪表。 2．有表盘的温度测量仪表的量程，应为所测正常温度的1.5—2
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 蒸汽过热器(锅炉)爆管剖析——调节蒸汽温度正式 版
蒸汽过热器(锅炉)爆管剖析——调节 蒸汽温度正式版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 为了进一步从根源上找出爆管原因，全面分析了调节蒸汽温度的各种因素，以便彻底消除减温器事故隐患，见图2： 图2 面式减温器与省煤器进水示意图注：1——给水电动调节阀；2——给水旁通阀；3——逆止阀；4——给水直通阀；5——省煤器；6——汽包；7——减温水电动调节阀；8——减温水旋转调节阀；9——逆止阀；10——面式减温阀；11——减温器出水阀 过热蒸汽温度的调节在近1年时间内，由于8减温水旋转调节阀内漏，司炉
工不得已采用手动调节11减温器出水阀，控制水量的大小，从而达到调节汽温的目的。经过减温器以后的冷却水，接至省煤器之前与给水混合，通过4给水直通阀全部进入省煤器，因而保证了省煤器供水的稳定、可靠性。 （1）当过热蒸汽温度下降时：关小或关闭11减温器出水阀，由于冷却水量出口的减小或中断，使10面式减温器内水压增大，蒸汽将热量传播给低温冷却水，随着时间的延长，减温装置内冷却水温逐渐升高，体积不断增大，蒸汽放热与冷却水吸热之间的温差越来越小，则蒸汽传热的速度越来越慢，传播给冷却水的热量也就越少，蒸汽温度也就升高。
锅炉内胆温度控制系统设计 一．引言 过程控制是自动化的重要分支，其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、建材、核能、环境等许多领域，在国民经济中占有极其重要的地位。无论是在现代复杂工业生产过程中还是在传统生产过程的技术改造中，过程控制技术对于提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件以及保护生态环境、优化技术经济指标等方面都起着非常重要的作用。 过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数(温度、压力、流量、物位、成分、湿度、PH值和物性等)进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保证产品质量和生产安全的前提下，是连续型生产过程自动的进行下去。实际的生产过程千变万化，要解决生产过程的各种控制问题必须采用有针对性的特殊方法与途径。这就是过程控制要研究和解决的问题。二．任务和要求 任务：设计锅炉内胆温度控制系统，选择合适的传感器、控制器和执行器，使其满足一定的控制要求。 要求：本系统的控制对象为锅炉内胆的水温，要求锅炉内胆的温度的稳定值等于给定值，误差保持在 5%的误差带以内。 三．总体方案 系统组成：本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。系统动力支路分两路:一路由三相(380V交流)磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成;另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵(220V变频)、涡轮流量计及手动调节阀组成。1．原理框图 图1
2．简要原理 单闭环锅炉水温定值控制系统的结构示意如课程设计指导书所示，图1为其结构框图。其中锅炉内胆为动态循环水，磁力泵、电动调节阀、锅炉内胆组成循环供水系统。而控制参数为锅炉内胆的水温，即要求锅炉内胆的水温等于设定值。先通过变频器-磁力泵动力支路给锅炉内胆打满水，然后关闭锅炉内胆的进水阀。待系统投入运行后，再打开锅炉内胆的进水阀，允许变频器-磁力泵以固定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。在锅炉内胆水温的控制过程中，由于锅炉内胆由循环水，因此锅炉内胆循环水水温控制相比于内胆静态水温控制时更充分，因而控制速度有较大的改善。 在结构原理框图中可以清楚的看出，我们给定温度的设定值，将温度传感器的值与设定值相比较，把偏差值送入PID调节器，PID调节器的输出信号送入可控硅调压装置，经调压装置输出的电压信号来控制加热装置的阻值，从而控制锅炉内胆的水温。此控制系统为单闭环反馈系统，只要PID参数设置的合理，就能够使系统达到稳定。 3．优缺点分析 优点：单闭环系统结构简单，稳定性好、可靠性高，在工业控制中得到广泛的应用。 缺点：对动态特性复杂、存在多种扰动或扰动幅度很大，控制质量要求高的生产过程，简单控制系统难以满足要求 四．元器件的选择与参数整定 1．元器件的选择： (1)被控对象 由不诱钢储水箱、4.5千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒构成)、冷热水交换盘管和敷朔不锈钢管道组成。 模拟锅炉：本装置采用模拟锅炉进行温度实验，此锅炉采用不锈钢精制而成，设计巧妙。 管道：整个系统管道采用不诱钢管组成，所有的水阀采用优质球阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提高了实验装置的使用年限。其中储水箱底有一个出水阀，当水箱需要更换水时，将球阀步打开直接将水排出。 (2)检测装置 变送器：采用工业用的扩散硅压力变送器，含不诱钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。 温度传感器：本装置采用六个Pt100传感器，分别用来检测上水箱出口、锅炉内胆、锅炉夹套以及盘管的水温。经过调节器的温度变送器，可将温度信号转换成4~20mA DC电流信
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。 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，PID1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、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。
我厂三期机组主蒸汽温度低原因及处理 近期，我厂#6、7机组机组负荷在50%及以上时经常出现主蒸汽温度低现象，现总结其原因及其处理方向。 一、主蒸汽温度过低的危害 当主蒸汽压力和凝结真空不变，主蒸汽温度降低时，主蒸汽在汽轮机内的总焓降减少，若要维持额定 负荷，必须开大调速汽阀的开度，增加主蒸汽的进汽量。一般机组主蒸汽温度每降低10C,汽耗量要 增加 1.3%~1.5%。 主蒸汽温度降低时，不但影响机组的经济性，也威胁着机组的运行安全。其主要危害是： (1)末级叶片可能过负荷。因为主蒸汽温度降低后，为维持额定负荷不变，则主蒸汽流量要增加，末级焓降增大，末级叶片可能过负荷状态。 (2)末几级叶片的蒸汽湿度增大。主蒸汽压力不变，温度降低时，末几级叶片的蒸汽湿度将要增加，这样除了会增大末几级动叶的湿汽损失外，同时还将加剧开几级动叶的水滴冲蚀，缩短叶片的使用寿命。 (3 )各级反动度增加。由于主蒸汽温度降低，则各级反动度增加，转子的轴向推力明显增大，推力瓦块温度升高，机组运行的安全可靠性降低。 (4)高温部件将产生很大的热应力和热变形。若主蒸汽温度快速下降较多时，自动主汽阀外壳、调节级、汽缸等高温部件的内壁温度会急剧下降而产生很大的热应力和热变形，严重时可能使金属部件产生裂纹或使汽轮机内动、静部分造成磨损事故；当主蒸汽温度降至极限值时，应打闸停机。 (5)有水击的可能。当主蒸汽温度急剧下降50C以上时，往往是发生水冲击事故的先兆，汽轮机值班员必须密切注意，当主蒸汽温度还继续下降时，为确保机组安全，应立即打闸停机。 二、引起主蒸汽温度低的因素： 1)水煤比。 在直流锅炉动态分析中，汽轮机调节汽阀的扰动，对直流锅炉是一种典型的负荷扰动。当调节汽阀阶 跃开大时，蒸汽流量D和机组输出功率N E立即增加，随即逐渐减少，并恢复初始值，汽轮机阀前压力 P T一开始立即下降，然后逐渐下降至新的平衡压力。由于直流锅炉的蓄热系数比汽包锅炉小，所以直流锅炉的汽压变化比汽包锅炉大得多。当负荷扰动时，过热汽温T2近似不变，这是由于给水流量和燃 烧率保持不变，过热汽温就基本保持不变。 燃烧率扰动是燃料量、送风量和引风量同时协调变化的一种扰动。当燃烧率B阶跃增加时，经过一段 较短的迟延时间，蒸汽流量D会暂时向增加方向变化；过热汽温T2则经过一段较长的迟延时间后单调上升，最后稳定在较高的温度上；汽压P T和功率N E的变化也因汽温的上升而最后稳定在较高的数值。 当燃烧率不变而给水流量增加时，一开始由于加热段和蒸发段的伸长而推出一部分蒸汽，因此蒸汽流 量D、汽压P T、功率Nk几乎没有迟延的开始增加，但由于汽温T2的下降，最后虽然蒸汽流量D增加，而输出功率N E却有所减少；汽压Pr也降至略高于扰动前的汽压，过热汽温T2则经过一段较长的迟延时间后，最后稳定在较低的温度。 给水和燃料复合扰动时的动态特性是两者单独扰动时的动态特性之和，由图2可知，当给水和燃料按 比例变化时，蒸发量D立即变化，然后稳定在新的数值上，过热汽温则保持在原来的数值上(额定汽温)。这就是说明严格控制水煤比是直流炉主蒸汽调节的关键。
锅炉温度控制系统上位机设计 1. 设计背景 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。 2.任务要求 (1) 按照题目设计监控画面及动态模拟； (2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量； (3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示； (4) 实现保存数据和参数报表打印功能； (5) 实现登陆界面和帮助界面。 3. 界面功能 3.1 系统说明 本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒，防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录。 3.2主监控界面 主控界面实现的是操作者观察仪表，得到锅炉内液体温度和液位的实时信息，通过调节电磁阀1、2，使得锅炉内液体液位保持在要求范围内，通过加热按钮和降温按钮对温度进行控制，使得温度在要求范围内。这样，就实现了锅炉温度的控制。在该界面加入菜单项，可以查看历史系统报警。加入实时曲线、历史曲线和帮助界面按钮，可以使操作者更加快捷、准确的实现对系统的控制。如图1所示：
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 蒸汽过热器（锅炉）爆管剖析——调节蒸汽温度 （5） Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-2819-36 蒸汽过热器（锅炉）爆管剖析—— 调节蒸汽温度（5） 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 为了进一步从根源上找出爆管原因，全面分析了调节蒸汽温度的各种因素，以便彻底消除减温器事故隐患，见图2： 图2 面式减温器与省煤器进水示意图 注：1——给水电动调节阀；2——给水旁通阀；3——逆止阀；4——给水直通阀；5——省煤器；6——汽包；7——减温水电动调节阀；8——减温水旋转调节阀；9——逆止阀；10——面式减温阀；11——减温器出水阀 过热蒸汽温度的调节在近1年时间内，由于8减温水旋转调节阀内漏，司炉工不得已采用手动调节11减温器出水阀，控制水量的大小，从而达到调节汽温的目的。经过减温器以后的冷却水，接至省煤器之前
与给水混合，通过4给水直通阀全部进入省煤器，因而保证了省煤器供水的稳定、可靠性。 （1）当过热蒸汽温度下降时：关小或关闭11减温器出水阀，由于冷却水量出口的减小或中断，使10面式减温器内水压增大，蒸汽将热量传播给低温冷却水，随着时间的延长，减温装置内冷却水温逐渐升高，体积不断增大，蒸汽放热与冷却水吸热之间的温差越来越小，则蒸汽传热的速度越来越慢，传播给冷却水的热量也就越少，蒸汽温度也就升高。 （2）当蒸汽温度升高时：开启或开大11减温器出水阀，由于冷却水出口的流动或加大，使10面式减温器内水压降低，把滞流在减温装置内的高温冷却水不断流出（此时常发生水冲击），水温随着流动而逐渐降低，蒸汽放热与冷却水吸热之间的温差越来越大，则蒸汽传热的速度越来越快，传播给冷却水的热也就越多，蒸汽温度也就下降。 请在这里输入公司或组织的名字 Enter The Name Of The Company Or Organization Here
主蒸汽温度调节 过热器系统按蒸汽流向可分为四级：顶棚及包墙过热器、分隔屏过热器、后屏过热器及末级过热器，其中主受热面为分隔屏过热器、后屏过热器、末级过热器。分隔屏和后屏过热器布置在炉膛的上部，主要吸收炉膛内的辐射热量；末级过热器布置在水平烟道、炉膛后墙水冷壁垂帘管之后，受热面呈逆流布置，靠对流传热吸收热量。过热器系统的汽温调节，采用水煤比粗调，两级四点喷水减温细调，并将后屏出口集箱的两根引出管进行左右交叉后连接到末过进口集箱上，以减少左右侧汽温偏差。 由于影响汽温的因素多，影响过程复杂多变，调节过程惯性也大，这就要求汽温调节应勤分析、多观察，树立起超前调节的思想。在机组负荷发生变化时，应加强对汽温的监视与调整，分析其影响因素与变化的关系，摸索出汽温调节的一些经验，来指导我们的调整操作。 主汽温度的调节分为烟气侧的调节和蒸汽侧的调节。烟气侧的调节主要通过控制烟气温度和流量的方法来对汽温进行调节，对以对流换热为主的末级过热器影响较大，但烟气侧的调节惯性大、延迟大；蒸汽侧的调节主要是通过改变水煤比、减温水量来调节，对主蒸汽温度的调节相对比较灵敏。 下面是对一些典型工况进行分析： 一、正常运行中的汽温调节 正常运行时，主要是通过两级减温器来调节主蒸汽温度。第一级喷水减温器设在分隔屏出口，用以保护后屏不超温，作为过热器温的粗调；第二级喷水减温器设在后屏出口，作为细调，一级和二级喷
水减温控制系统均系串级控制系统。一级喷水减温控制系统调节的主参数为后屏出口温度，副参数为一级减温器出口温度（作为前馈信号）。二级喷水减温控制系统的被控对象为末过出口温度，副参数为二级减温器出口温度（作为前馈信号）。由于两级减温器调门的开度与正参数不是成比例关系，因此正常运行时应保持减温器具有一定的开度。对
锅炉过热蒸汽温度控制系统设计 一、摘要 这次课程设计任务是对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行设计与分析。在控制系统的设计与分析中，分别对串级控制系统和单回路控制系统进行了分析与阐述，通过分析比较发现，采用串级控制系统控制效果更好，可以使系统更能适应不通环境，从而达到更好的控制效果。通过使用该控制系统，可以使锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保证过热器壁温度不超过工作允许的温度，使其能够正常工作。 二、锅炉设备的介绍及设计任务的分析 1、锅炉设备介绍 锅炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。 锅炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和名称，工艺流程多种多样，常用的锅炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。 燃料与空气按照一定比例送入锅炉燃烧室燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽，形成一点观其文的过热蒸汽，在汇集到蒸汽母管。过热蒸汽经负荷设备控制，供给负荷设备用，于此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风送往烟囱，排入大气。
过热蒸汽送负荷设备 热空气汽包 炉膛 烟气排出 冷空气送入 水送入 热空气送往炉膛过热器 减温器 空气预热器 图1锅炉设备主要工艺流程图 锅炉设备的控制任务是根据生产负荷的需要，供应一定压力或温度的蒸汽，同时要使锅炉在安全、经济的条件下运行。为达到这些控制要求，锅炉设备将有多个不同的控制系统，如下： 锅炉汽包水位控制系统，要求保证汽包水位平稳； 锅炉过热蒸汽温度控制系统，要求保证过热蒸汽温度稳定； 锅炉蒸汽出口压力控制系统，要求保证蒸汽出口压力保持在一定范围内，同时实现逻辑提量和逻辑减量； 锅炉蒸汽出口压力控制系统，要求保证蒸汽出口压力保持在一定范围内，同时实现燃烧过程的经济运行； 锅炉炉膛负压控制系统，要求保证炉膛负压在一定范围内，以保证锅炉的安全运行。 锅炉安全连锁控制系统，以防止回火和脱火。 本设计根据任务要求主要对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行设计与分析。 2、任务分析与设计思路 锅炉过热蒸汽温度控制系统则是锅炉系统安全正常运行，确保蒸汽质量的重要部分。这个设计我们的任务是锅炉过热蒸汽温度控制系统的设计与分析。 蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。控制任务是使过热器
锅炉指标解释
第一节锅炉技术经济指标 1.1 锅炉运行技术经济指标 1.1.1 锅炉实际蒸发量 锅炉实际蒸发量是指锅炉的主蒸汽流量（kg/h）。应取锅炉末级过热器出口的蒸汽流量值，或者根据进入锅炉省煤器的给水流量来进行计算确定，具体计算可根据汽轮机运行技术经济指标中主蒸汽流量的计算方法确定。 1045吨/小时 1.1.2 锅炉主蒸汽压力 锅炉主蒸汽压力是指锅炉出口的蒸汽压力值（Mpa）。应取锅炉末级过热器出口的蒸汽压力值。如果锅炉末级过热器出口有多路主蒸汽管，应取算术平均值。 17.5MPa 1.1.3 锅炉主蒸汽温度 锅炉主蒸汽温度是指锅炉过热器出口的蒸汽温度值（℃）。应取锅炉末级过热器出口的蒸汽温度值。如果锅炉末级过热器出口有多路主蒸汽管，应取算术平均值。 540度 1.1.4 再热蒸汽压力 锅炉再热蒸汽压力是指锅炉再热器出口的再热蒸汽压力值（Mpa）。应取锅炉末级再热器出口的蒸汽压力值。如果锅炉末级再热器出口有多路再热蒸汽管，应取算术平均值。 3.2MPa 1.1.5 再热蒸汽温度 锅炉再热蒸汽温度是指锅炉再热器出口的再热蒸汽温度值（℃）。应取锅炉末级再热器出口的蒸汽温度值。如果锅炉末级再热器出口有多路主蒸汽管，应取算术平均值。 540度 1.1.6 锅炉给水温度
锅炉给水温度是锅炉省煤器入口的给水温度值（℃）。应取锅炉省煤器前的给水温度值。 272.2度 1.1.7 过热器减温水流量 过热器减温水流量是指进入主蒸汽系统的减温水流量（t/h）。对于主蒸汽系统有多级减温器设置的锅炉，过热器减温水流量为各级主蒸汽减温水流量之和。 一级14.5、二级7.35 1.1.8 再热器减温水流量 再热器减温水流量是指进入再热汽系统的减温水流量（t/h）。对于再热汽系统有多级减温器设置的锅炉，再热器减温水流量为各级再热汽减温水流量之和。 0 t/h 1.1.9 排烟温度 排烟温度指锅炉末级受热面后的烟气温度（℃）。对于锅炉末级受热面出口有两个或两个以上烟道，排烟温度应取各烟道排烟温度的算术平均值。 149度 1.1.10 锅炉氧量 锅炉氧量是指锅炉省煤器后的烟气中氧的容积含量百分率（%）。对于锅炉省煤器出口有两个或两个以上烟道，锅炉氧量应取各烟道烟气氧量的算术平均值。 3－5% 1.1.11 送风温度 送风温度指锅炉空气系统风机入口处的空气温度（℃）。对于有两台送风机，送风温度为两台送风机入口温度的算术平均值；对于采用热风再循环的系统，送风温度应为冷风与热风再循环混合之前的冷风温度。 26度 1.1.12 飞灰含碳量
汽温、汽压异常对设备的危害 在汽轮机运行中，初终汽压、汽温、主蒸汽流量等参数都等于设计参数时，这种运行工况称为设计工况，此时的效率最高，所以又称为经济工况。运行中如果各种参数都等于额定值，则这种工况称为额定工况。目前大型汽轮机组的热力计算工况多数都取额定工况，为此机组的设计工况和额定工况成为同一个工况。在实际运行中，很难使参数严格地保持设计值，这种与设计工况不符合的运行工况，称为汽轮机的变工况。这时进入汽轮机的蒸汽参数、流量和凝结器真空的变化，将引起各级的压力、温度、焓降、效率、反动度及轴向推力等发生变化。这不仅影响汽轮机运行的经济性，还将影响汽轮机的安全性。所以在日常运行中，应该认真监督汽轮机初、终参数的变化。 1、主蒸汽压力升高 当主蒸汽温度和凝结器真空不变，而主蒸汽压力升高时，蒸汽在汽轮机内的焓降增大，末级排汽湿度增加。 主蒸汽压力升高时，即使机组调速汽阀的总开度不变，主蒸汽流量也将增加，机组负荷则增大，这对运行的经济性有利。但如果主蒸汽压力升高超出规定范围时，将会直接威胁机组的安全运行。因此在机组运行规程中有明确规定，不允许在主蒸汽压力超过极限数值时运行。 主蒸汽压力过高有如下危害： （1）主蒸汽压力升高时，要维持负荷不变，需减小调速汽阀的总开度，但这只能通过关小全开的调速汽阀来实现。在关小到第一调速汽阀全开，而第二调速汽阀将要开启时，蒸汽在调节级的焓降最大，会引起调节级动叶片过负荷，甚至可能被损伤。 （2）末级叶片可能过负荷。主蒸汽压力升高后，由于蒸汽比容减小，即使调速汽阀开度不变，主蒸汽流量也要增加，再加上蒸汽的总焓降增大，将使末级叶片过负荷，所以，这时要注意控制机组负荷。 （3）主蒸汽温度不变，只是主蒸汽压力升高，将使末几级的蒸汽湿度变大，机组末几级的动叶片被水滴冲刷加重。 （4）承压部件和紧固部件的内应力会加大。主蒸汽压力升高后，主蒸汽管道、自动主汽阀及调速汽阀室、汽缸、法兰、螺栓等部件的内应力都将增加，这会缩短其使用寿命，甚至造成这些部件受到损伤。 由于主蒸汽压力升高时会带来许多危害，所以当主蒸汽压力超过允许的变化范围时，不允许在此压力下继续运行。若主蒸汽压力超过规定值，应及时联系锅炉值班员，使它尽快恢复到正常范围；当锅炉调整无效时，应利用电动主闸阀节流降压。如果采用上述降压措施后仍无效，主蒸汽压力仍继续升高，应立即打闸停机。 2、主蒸汽压力下降 当主蒸汽温度和凝结器真空不变，主蒸汽压力降低时，蒸汽在汽轮机内的焓降要减少，蒸汽比容将增大。此时，即使调速汽阀总开度不变，主蒸汽流量也要减少，机组负荷降低；若汽压降低过多时，机组带不到满负荷，运行经济性降低；这时调节级焓降仍接近于设计值，而其它各级焓降均低于设计值，所以对机组运行的安全性没有不利影响。如果主蒸汽压力降低后，机组仍要维持额定负荷不变，就要开大调速汽阀增加主蒸汽流量，这将会使汽轮机末几级特别是最末级叶片过负荷，影响机组安全运行。当主蒸汽压力下低超过允许值时，应尽快联系锅炉值班员恢复汽压；当汽压降低至最低限度时，应采用降低负荷和减少进汽量的方法来
内蒙古科技大学 本科生过程控制课程设计说明书 摘要 随着先进的电子和计算机技术的发展和控制功能的不断完善以及对热电厂中锅炉仪表控制系统进行的先进改造，以先进的DCS系统作为锅炉的控制核心，锅炉鼓风机和引风机采用变频驱动技术，以保护电机和节约能源，结合实际的现场仪表、变频调速器、DCS控制方案的具体实施方案。而在锅炉主汽温度控制系统中，也有越来越多的方法可以实现生产控制，这里需要我们对过热器的出口蒸汽温度进行检测，当温度不在控制范围内时就通过对过热器阀门的控制，设计锅炉主汽温度控制系统，实现对汽包主蒸汽温度的控制，以产生合格的产品，这个就是这次设计的主要内容。 关键词：锅炉；主汽；温度；控制
目录 第一章绪论 (3) 第二章热电厂概述 (4) 2.1锅炉概述 (4) 2.2锅炉、锅筒设备及结构 (5) 2.3锅炉控制的工作原理 (6) 第三章锅炉主汽温度控制系统概述 (7) 3.1锅炉蒸汽温度控制概述 (7) 3.2过热器的基本概念 (7) 3.3锅炉主汽温度控制系统的总体设计方案 (8) 第四章锅炉主汽温度控制的设计过程 (9) 4.1锅炉主汽温度控制说明 (9) 4.2锅炉主汽温度控制系统的分析与初步设计 (10) 4.3锅炉主汽温度串级控制系统图解及仪表选型 (11) 4.4锅炉主汽温度控制系统安全保护对策 (13) 第五章总结 (15) 参考文献 (16)
第一章绪论 这个学期的第一个课程设计是过程控制课程设计，通过上个学期的热电厂的实习，以及对热电厂的工艺和锅炉的生产设备及工艺的了解，我们选择了各自的课程设计题目，我的设计主要是介绍锅炉控制中的主汽温度控制系统的设计。随着科学的进步以及各种仪器的发展，现在已经有很成熟的控制方法来控制锅炉的生产，我这里是根据一般的场合所需要的控制方案，设计了一个串级的控制系统。对一些大的生产设备和一些有大的延迟或者是大的滞后的生产过程就不做叙述了。
引言 随着科学技术的发展，自动控制在现代工业中起着主要的作用，目前已广泛应用于工农业生产及其他建设方面。生产过程自动化是保持生产稳定、降低成本、改善劳动成本、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志之一。可以说，自动化水平是衡量一个国家的生产技术和科学水平先进与否的一项重要标志。电力工业中电厂热工生产过程自动化技术相对于其他民用工业部门有较长的历史和较高的自动化水平，电厂热工自动化水平的高低是衡量电厂生产技术的先进与否和企业现代化的重要标志。 本次毕业设计的主要是针对单元机组汽温控制系统的设计。锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全。一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃。 如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，据估计，温度每降低5℃，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。通常，高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。 由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许多的困难，其主要难点表现在以下几个方面： （1）影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。 （2）汽温对象具有大延迟、大惯性的特点，尤其随着机组容量和参数的增加，蒸汽的过热受热面的比例加大，使其延迟和惯性更大，从而进一步加大了汽温控制的难度。 （3）汽温对象在各种扰动作用下（如负荷、工况变化等）反映出非线性、时变等特性，使其控制的难度加大。
主蒸汽温度过高或过低对汽机有什么危害！ 汽温、汽压异常对设备的危害 在汽轮机运行中，初终汽压、汽温、主蒸汽流量等参数都等于设计参数时，这种运行工况称为设计工况，此时的效率最高，所以又称为经济工况。运行中如果各种参数都等于额定值，则这种工况称为额定工况。目前大型汽轮机组的热力计算工况多数都取额定工况，为此机组的设计工况和额定工况成为同一个工况。在实际运行中，很难使参数严格地保持设计值，这种与设计工况不符合的运行工况，称为汽轮机的变工况。这时进入汽轮机的蒸汽参数、流量和凝结器真空的变化，将引起各级的压力、温度、焓降、效率、反动度及轴向推力等发生变化。这不仅影响汽轮机运行的经济性，还将影响汽轮机的安全性。所以在日常运行中，应该认真监督汽轮机初、终参数的变化。 1、主蒸汽压力升高 当主蒸汽温度和凝结器真空不变，而主蒸汽压力升高时，蒸汽在汽轮机内的焓降增大，末级排汽湿度增加。 主蒸汽压力升高时，即使机组调速汽阀的总开度不变，主蒸汽流量也将增加，机组负荷则增大，这对运行的经济性有利。但如果主蒸汽压力升高超出规定范围时，将会直接威胁机组的安全运行。因此在机组运行规程中有明确规定，不允许在主蒸汽压力超过极限数值时运行。主蒸汽压力过高有如下危害： （1）主蒸汽压力升高时，要维持负荷不变，需减小调速汽阀的总开度，但这只能通过关小全开的调速汽阀来实现。在关小到第一调速汽阀全开，而第二调速汽阀将要开启时，蒸汽在调节级的焓降最大，会引起调节级动叶片过负荷，甚至可能被损伤。 （2）末级叶片可能过负荷。主蒸汽压力升高后，由于蒸汽比容减小，即使调速汽阀开度不变，主蒸汽流量也要增加，再加上蒸汽的总焓降增大，将使末级叶片过负荷，所以，这时要注意控制机组负荷。 （3）主蒸汽温度不变，只是主蒸汽压力升高，将使末几级的蒸汽湿度变大，机组末几级的动叶片被水滴冲刷加重。 （4）承压部件和紧固部件的内应力会加大。主蒸汽压力升高后，主蒸汽管道、自动主汽阀及调速汽阀室、汽缸、法兰、螺栓等部件的内应力都将增加，这会缩短其使用寿命，甚至造成这些部件受到损伤。 由于主蒸汽压力升高时会带来许多危害，所以当主蒸汽压力超过允许的变化范围时，不允许在此压力下继续运行。若主蒸汽压力超过规定值，应及时联系锅炉值班员，使它尽快恢复到正常范围；当锅炉调整无效时，应利用电动主闸阀节流降压。如果采用上述降压措施后仍无效，主蒸汽压力仍继续升高，应立即打闸停机。 2、主蒸汽压力下降 当主蒸汽温度和凝结器真空不变，主蒸汽压力降低时，蒸汽在汽轮机内的焓降要减少，蒸汽比容将增大。此时，即使调速汽阀总开度不变，主蒸汽流量也要减少，机组负荷降低；若汽压降低过多时，机组带不到满负荷，运行经济性降低；这时调节级焓降仍接近于设计值，而其它各级焓降均低于设计值，所以对机组运行的安全性没有不利影响。如果主蒸汽压力降低后，机组仍要维持额定负荷不变，就要开大调速汽阀增加主蒸汽流量，这将会使汽轮机末几级特别是最末级叶片过负荷，影响机组安全运行。当主蒸汽压力下低超过允许值时，应尽快联系锅炉值班员恢复汽压；当汽压降低至最低限度时，应采用降低负荷和减少进汽量的方法来恢复汽压至正常，但要考虑满足抽汽供热汽压和除氧器用汽压力，不要使机组负荷降得过低。 3、主蒸汽温度升高 在实际运行中，主蒸汽温度变化的可能性较大，主蒸汽温度变化对机组安全性、经济性
锅炉过热蒸汽温度控制系统 在燃煤锅炉运行中，过热蒸汽温度是一个很重要的控制参数。过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一，过热蒸汽温度较高，可能造成过热器蒸汽管道损坏；过热蒸汽温度过低，会降低内功率。所以在锅炉运行中，必须保持过热蒸汽温度稳定在规定值附近。 本文介绍模糊控制在中小型燃煤锅炉过热蒸汽温度中的应用，采用模糊控制系统的思路，并用此方法控制燃煤锅炉的过热蒸汽温度，使得锅炉过热蒸汽温度即使在扰动幅度较大的情况下仍能保持平稳。模糊控制的控制算法不依赖于对象的数学模型,算法简单,易于实现,且对干扰和对象模型时变具有较强的适应性，它能根据输出偏差的大小进行自动调节，使输出达到给定值。能提高国内锅炉的燃烧效率、燃料适应性、负荷调节性能、污染、灰渣等众多独特优点而受到越来越广泛的重视，在电力、供热、工厂蒸汽生产中得到越来越广泛的应用。 以某600MW汽轮发电机组的汽包锅炉为例，其过热蒸汽生产流程简图和流程图如下图所示： 过热蒸汽流程图
1． 1 过热蒸汽温度控制的任务 过热蒸汽温度控制的主要任务是维持过热器出口温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全；过热蒸汽温度偏低，则会降低发电机组能量转换效率。据分析，气温每降低5℃，热经济性将下降 1 ％；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽湿度增大,甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。该机组要求控制过热蒸汽温在5 3 8～ 5 4 8℃的范围内。 2 ．2 影响过热蒸汽温度的主要因素 2 ．2． 1 燃料、给水比(煤水比) 只要燃料、给水比的值不变，过热汽温就不变。只要保持适当的煤水比，在任何负荷和工况下，直流锅炉都能维持一定的过热汽温。 2．2． 2 给水温度 正常情况下，给水温度一般不会有大的变动；但当高压加热器因故障退出运行时，给水温度就会降低。对于直流锅炉，若燃料不变，由于给水温度降低时，加热段会加长、过热段缩短，因而过热汽温会随之降低，负荷也会降低。 2．2． 3 过剩空气系数 过剩空气系数的变化直接影响锅炉的排烟损失。影响对流受热面与辐射受热面的吸热比例。当过剩空气系数增大时，除排烟损失增加、锅炉效率降低外炉膛水冷壁吸热减少，造成过热器进口温度降低、屏式过热器出口温度降低；虽然对流过热器吸热量有所增加，但在煤水比不变的情况下，末级过热器出口汽温会有所下降。过剩空气系数减小时的结果与增加时的相反。若要保持过热汽温不变，则需重新调整煤水比。 2．2． 4 火焰中心高度 火焰中心高度变化造成的影响与过剩空气系数变化的影响相似。在煤水比不变的情况下，火焰中心上移类似于过剩空气系数增加，过热汽温略有下降；反之，过热汽温略有上升。若要保持过热温不变，亦需重新调整煤水比。 2．2． 5 受热面结渣 煤水比不变的调节下，炉膛水冷壁结渣时，过热汽温会有所降低；过热器结渣或积灰时，过热汽温下降较明显。前者情况发生时，调整煤水比就可；后者情况发生时，不可随便调整煤水比，必须在保证水冷壁温度不超限的前提下调整煤水比。对于直流锅炉，在水冷壁温度不超限的条件下，后四种影响过热汽温因素都可以通过调整煤水比来消除；所以，只要控制、调节好煤水比，在相当大的负荷范围内，直流锅炉的过热汽温可保持在额定值。此优点是汽包锅炉无法比拟的；但煤水比的调整，只有自动控制才能可靠完成。