锅炉蒸汽压力与蒸汽温度的关系
锅炉蒸汽压力与蒸汽温度的关系？
例如：锅炉蒸汽压力0.11Mpa时蒸汽温度是多少？
锅炉蒸汽压力0.15Mpa时蒸汽温度是多少？
用Antoine公式
ln(P)=9.3876-3826.36/(T-45.47)【T在290～500K之间】P：MPa
T：K
P＝0.11MPa时，T＝375.47K＝375.47-273.15＝102.32C P＝0.15MPa时，T＝384.54K＝384.54K-273.15＝111.39C
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
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。
33 第4章 饱和蒸汽压力和温度关系实验 水蒸汽是人类在热机中应用最早的工质。虽然以后也应用燃气和其它工质，由于水蒸汽具有易于获得、有适宜的热力参数和不会污染环境等优点，至今仍是工业上广泛应用的的主要工质。他的物理性质较理想气体复杂的多，不能用简单的数学式来表达。本实验通过研究饱和蒸汽的压力与温度的关系加深对水蒸汽饱和状态的理解。 各种物质由液态转变为汽态的过程为汽化。 4.1实验目的 （1）通过观察饱和蒸汽压力和温度的关系，加深对饱和状态的理解。 （2）通过试验数据的整理，掌握饱和蒸汽P-T 关系图表的编制方法。 （3）学会温度计、压力表、调压器和大气压力计等仪表的使用方法。 4.2 实验装置 蒸汽发生器、压力表、温度计、可控数显温度仪和电流表等，如图4.1。 图4.1 饱和蒸汽温度、压力关系实验装置 1-压力表；2-排气阀；3-缓冲器；4-可视玻璃及蒸汽发生器；5-电源开关；6-电功率调节器；7-温度计；8-可控数显温度仪；9-电流表
34 4.3 实验方法与步骤 （1）熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能。 （2）将电功率调节器调节至电流表零位，然后接通电源。 （3）调节电功率调节器并缓慢逐渐加大电流，待蒸汽压力升至一定值时，将电流降低0.2安培左右保温，待工况稳定后迅速记录下水蒸气的压力和温度。重复上述实验，在0～1.0MPa(表压)范围内实验不少于6次，且实验点应尽量分布均匀。 （4）实验完毕后，将调压指针旋回零位，并断开电源。 （6）记录室温和大气压力。 4.4 数据记录和整理 （1）数据记录和计算 实验 次数 饱和压力（MPa ） 饱和温度（℃） 误差 备注 压力表读数P ' 大气压力B 绝对压力B P P +'= 温度 计读 数t ' 理论值t t t t ' -=?（℃） %100??t t （%） 1 2 3 4 5 6 （2）绘制P-t 关系曲线 将实验结果点在坐标上，清除偏离点，绘制曲线。 图4.2 饱和水蒸汽压力和温度的关系式
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。
当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸汽(也称饱和蒸汽)。 饱和蒸汽与过热蒸汽的区别：饱和蒸汽压力与温度有一一对应关系，如已知饱和蒸汽压力为0.5MPa，则温度为158℃，反之，已知饱和蒸汽温度为180℃，则压力必为0.9MPa，所以从压力与温度数据可以判断是否为饱和蒸汽、过热蒸汽。 饱和蒸汽温度1mpa以下160~170度左右 1mpa以上170~195度左右 过热蒸汽在2mpa以上就400度左右. 饱和蒸汽温度压力对照表
压力MPa 温度 ℃ 压力 MPa 温度 ℃ 压力 MPa 温度 ℃ 压力 MPa 温度 ℃ 0.000 99.5 0.180 131.0 0.000 99.5 -0.072 65.0 0.005 101.0 0.185 131.5 -0.002 99.0 -0.074 64.0 0.010 102.0 0.190 132.0 -0.004 98.5 -0.076 63.0 0.015 103.5 0.195 132.5 -0.006 97.5 -0.078 62.0 0.020 104.5 0.200 133.5 -0.008 97.0 -0.08 60.0 0.025 105.5 0.210 134.5 -0.010 96.5 -0.081 59.0 0.030 107.0 0.220 135.5 -0.012 96.0 -0.082 57.5 0.035 108.0 0.230 136.5 -0.014 95.0 -0.083 56.0 0.040 109.0 0.240 137.5 -0.016 94.5 -0.084 55.0 0.045 110.0 0.250 139.0 -0.018 94.0 -0.085 53.5 0.050 111.0 0.260 139.5 -0.020 93.0 -0.086 52.0 0.055 112.0 0.270 140.5 -0.022 92.5 -0.087 50.0 0.060 113.0 0.280 141.5 -0.024 92.0 -0.088 48.5 0.065 114.0 0.290 142.5 -0.026 91.0 -0.089 47.0 0.070 115.0 0.300 143.5 -0.028 90.5 -0.090 45.5 0.075 115.5 0.310 144.5 -0.030 90.0 -0.091 43.5 0.080 116.5 0.320 145.0 -0.032 89.0 -0.092 41.5 0.085 118.0 0.330 146.0 -0.034 88.5 -0.093 39.0 0.090 119.0 0.340 147.0 -0.036 88.0 -0.094 35.5 0.095 119.5 0.350 147.5 -0.038 87.0 -0.095 32.5
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。
饱和水蒸汽的压力与温度的关系 ( 摘自仲元: "水和水蒸气热力性质图表" p4～10 )
真空计算常用公式 1、玻义尔定律 体积V，压强P，P·V＝常数（一定质量的气体，当温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比。 即P1/P2＝V2/V1） 2、盖·吕萨克定律 当压强P不变时，一定质量的气体，其体积V与绝对温度T成正比：（V1/V2＝T1/T2＝常数）当压强不变时，一定质量的气体，温度每升高(或P降低)1℃，则它的体积比原来增加(或缩小)1/273。 3、查理定律 当气体的体积V保持不变，一定质量的气体，压强P与其他绝对温度T成正比，即：P1/P2＝T1/T2 在一定的体积下，一定质量的气体，温度每升高(或降低)1℃，它的压强比原来增加(或减少)1/273。 4、平均自由程： λ＝(5×10-3)/P (cm) 5、抽速： S＝dv/dt (升/秒)或 S＝Q/P Q＝流量(托·升/秒) P＝压强(托) V＝体积(升) t＝时间(秒) 6、通导： C＝Q/(P2-P1) (升/秒) 7、真空抽气时间： 对于从大气压到1托抽气时间计算式： t＝8V/S (经验公式) （V为体积，S为抽气速率，通常t在5~10分钟选择。） 8、维持泵选择： S维＝S前/10 9、扩散泵抽速估算： S＝3D2 (D＝直径cm）
10、罗茨泵的前级抽速： S＝(0.1~0.2)S罗 (l/s) 11、漏率： Q漏＝V(P2-P1)/(t2-t1) Q漏－系统漏率(mmHg·l/s) V－系统容积(l) P1－真空泵停止时系统中压强(mmHg) P2－真空室经过时间t后达到的压强(mmHg) t－压强从P1升到P2经过的时间(s) 12、粗抽泵的抽速选择： S＝Q1/P预 (l/s) S=2.3V·lg(Pa/P预)/t S－机械泵有效抽速 Q1－真空系统漏气率(托·升/秒) P预－需要达到的预真空度(托) V－真空系统容积(升) t－达到P预时所需要的时间 Pa－大气压值(托） 13、前级泵抽速选择： 排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等，它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值，选用的前级泵必须能将主泵的最大气体量排走，根据管路中，各截面流量恒等的原则有： PnSg≥PgS 或Sg≥Pgs/Pn Sg－前级泵的有效抽速(l/s) Pn－主泵临界前级压强(最大排气压强)(l/s) Pg－真空室最高工作压强(托) S－主泵工作时在Pg时的有效抽速。(l/s) 14、扩散泵抽速计算公式： S＝Q/P＝(K·n)/(P·t)(升/秒) 式中：S－被试泵的抽气速率(l/s) n－滴管油柱上升格数(格) t－油柱上升n格所需要的时间(秒) P－在泵口附近测得的压强(托)
根据1MPa=1000kPa=10.2kgf/cm2（kg/cm2），通过与饱和蒸气压（单位为MPA）和蒸汽标准表的比较，可以计算出饱和蒸气压（kgf/cm2）与蒸汽温度的关系。温度如下：饱和蒸汽的温度和压力之间只有一个自变量。理想饱和蒸汽状态是指温度、压力和蒸汽密度之间存在一一对应关系。如果其中一个已知，其他两个值为常量。有此关系的蒸汽为饱和蒸汽，有饱和蒸汽压力和温度的对照表。饱和蒸汽压力与蒸汽温度标准对照表按国际单位制编制，压力单位为兆帕，温度单位为摄氏度。 扩展数据 测量饱和蒸气压有两种方法 1动态方法。测定液体在不同外压下沸点的方法，又称沸点法。这种方法只能测量接近大气压的饱和蒸气压，精度高。 2静态法。它是指直接测量液体在不同温度下的饱和蒸气压，即在恒定温度下测量饱和压力。静态方法相对简单，用途更广。通常的方法是将被测材料置于密闭容器中，使其处于
气液共存状态，然后放入恒温槽中。通过调节恒温槽的温度，可以测量不同温度下的饱和蒸气压数据。 在封闭条件下，在一定温度下，与固体或液体平衡的蒸气压称为饱和蒸气压。饱和蒸汽压力也称为蒸汽压力。同一种物质在不同的温度下有不同的蒸气压，并且随着温度的升高而增加。对于同一种物质，固体的饱和蒸气压低于液体的饱和蒸气压。 饱和蒸汽是指由于气体分子之间的热运动而处于饱和状态的蒸汽。当液体在有限的封闭空间内蒸发时，液体分子通过液体表面进入上层空间，成为蒸汽分子。因为蒸汽分子处于湍流热运动中，它们相互碰撞。蒸汽压力与饱和蒸汽温度之间存在对应关系，不同压力下存在一定的饱和温度。换言之，在一定的压力下，水完全蒸发并继续吸收热量，但直到温度开始升高，温度才上升，变成饱和蒸汽。
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。
锅炉汽温的控制与调整 锅炉汽温的控制与调整 在电力工业的长期发展过程中，蒸汽参数不断提高，这提高了电厂热力循环的效率。但是蒸汽温度的进一步提高受到必须采用价格昂贵、抗热强度及工艺性能差的高温钢材的限制，故目前绝大多数电站锅炉的过热汽温和再热汽温在．540℃~555℃的范围内，本锅炉的过热汽温和再热汽温均选择541℃。 锅炉正常运行过程中，过热汽温和再热汽温偏离额定值过大时，会对锅炉和汽轮机的安全或经济运行带来不良的影响。 汽温过高时，将引起过热器、再热器、蒸汽管道及汽轮机汽缸、阀门、转子部分金属强度，降低，导致设备寿命缩短，严重时甚至造成设备损坏事故。从以往锅炉受热面爆管事故的统计情况来看，绝大多数的炉管爆漏是由于金属管壁严重超温或长期过热造成的。因而汽温过高对设备的安全是一个很大的威胁。 蒸汽温度过低时，则会使汽轮机最后几级叶片的蒸汽湿度增加，严重时甚至还有可能发生水击，造成汽轮机叶片断裂损坏。此外，汽温过低时还将造成汽轮机转子所受的轴向推力增大。凡此种种，均将严重威胁汽轮机的安全运行。当蒸汽压力不变时如发生汽温降低，还将造成蒸汽焓下降，蒸汽作功能力降低，使汽轮机的汽耗增加，机组热力循环效率下降。所以汽温过低，不仅严重影响设备的安全性，而且还
将对机组运行的经济性带来不良的后果。 过热汽温和再热汽温如发生大幅度变化，除使锅炉管材及有关部件产生较大的热应力和疲劳外，还将引起汽轮机转子与汽缸间的差胀变化，严重时甚至可能发生叶轮与隔板的动静摩擦，造成汽轮机的强烈振动。汽温两侧偏差过大时，将使汽轮机汽缸两侧受热不均，热膨胀不均，威胁机组的安全运行。 因此，锅炉运行中，在各种内、外扰动因素影响下，如何通过运行分析调整，用最合理的方法保持汽温稳定，是汽温调节的首要任务。一、锅炉受热面的传热特性 锅炉的受热面，按传热方式一般可分为辐射受热面、半辐射受热面和对流受热面三种类型。水冷壁蒸发受热面，前屏及包复管受热面等，由于辐射换热量占主要成份，一般属辐射受热面；后屏过热器一方面吸收烟气的对流传热，另一方面又吸收炉膛中和管间烟气的辐射传热，属半辐射受热面；省煤器及对流烟道中的过热器、再热器等受热面由于对流换热量占主要成份，一般属对流受热面。随着锅炉负荷的变化，炉内辐射传热量和对流传热量的分配比例将发生变化。当锅炉负荷增加时，对流受热面的传热份额将增加，辐射受热面的传热份额相对减少，而半辐射受热面则影响较小，见图4-2-1。 锅炉负荷增加时，炉膛温度及炉膛出口烟气温度均将升高，由于炉膛温度的提高，总辐射传热量将增加；但是炉膛出口烟温的升高，又表示了每千克燃料在炉内辐射传热量的相应减少。所以锅炉负荷增加时，
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 锅炉过热蒸汽温度控制系统设计 初始条件： 1.课程设计辅导资料：“过程控制系统和应用”、“过程控制系统与仪表”、“过程控制仪表 及控制系统”、“过程控制系统”等； 2.先修课程：仪表与过程控制系统等。 3.主要涉及的知识点： 过程控制仪表、控制系统、被控过程等 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1.课程设计时间：2周； 2.课程设计内容：根据指导老师给定的题目，按规定选择其中1套完成； 本课程设计统一技术要求：研读辅导资料对应章节，对选定的设计题目所涉及的生产工艺和控制原理进行介绍，针对具体设计选择相应的控制参数、被控参数以及过程检测控制仪表，并画出控制流程图及控制系统方框图。 3.课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，具体包括： ①目录； ②摘要； ③生产工艺和控制原理介绍； ④控制参数和被控参数选择； ⑤控制仪表及技术参数； ⑥控制流程图及控制系统方框图； ⑦总结与展望；（设计过程的总结，还有没有改进和完善的地方）； ⑧课程设计的心得体会（至少500字）； ⑨参考文献（不少于5篇）； ⑩其它必要内容等。 时间安排：
指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 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 0 1.1 锅炉设备介绍 0 1.2 蒸汽过热系统的控制 0 2控制原理简介 (1) 2.1控制方案选择 (1) ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 2.2 串级控制方案论证 (2) 3 控制系统设计 (3) 3.1 系统控制参数确定 (3) 3.1.1 主变量的选择 (3) ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
饱和蒸汽温度与绝对压力对照 压力温度压力温度压力温度压力温度压力温度压力温度 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 99.634 102.316 104.810 107.138 109.318 0.35 0.36 0.37 0.38 0.39 138.891 139.885 140.855 141.803 142.732 0.70 0.72 0.74 0.76 0.78 164.983 166.123 167.237 168.328 169.397 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 198.327 199.887 201.410 202.895 204.346 2.75 2.80 2.85 2.90 2.95 229.115 230.096 231.065 232.020 232.962 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 263.980 265.221 266.443 267.648 268.835 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 111.378 113.326 115.178 116.941 118.625 0.40 0.41 0.42 0.43 0.44 143.642 144.535 145.411 146.269 147.112 0.80 0.82 0.84 0.86 0.88 170.444 171.471 172.477 173.466 174.436 1.75 1.80 1.85 1.90 1.95 205.764 207.151 208.508 209.838 211.140 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 233.893 235.718 237.499 239.238 240.936 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 270.005 271.159 272.298 273.422 274.530 0.20 0.21 0.22 0.23 0.24 120.240 121.789 123.281 124.717 126.103 0.45 0.46 0.47 0.48 0.49 147.933 148.751 149.550 150.336 151.108 0.90 0.92 0.94 0.96 0.98 175.389 176.325 177.245 178.150 179.040 2.00 2.05 2.10 2.15 2.20 212.417 213.669 214.898 216.104 217.289 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 242.597 244.222 245.812 247.370 248.897 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 275.625 276.706 277.773 278.827 279.868 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 127.444 128.740 129.998 131.218 132.403 0.50 0.52 0.54 0.56 0.58 151.867 153.350 154.788 156.185 157.543 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 179.916 182.048 184.100 186.081 187.995 2.25 2.30 2.35 2.40 2.45 218.452 219.596 220.722 221.829 222.918 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 250.394 251.862 253.304 254.719 256.110 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 280.897 281.914 282.920 283.914 284.897 0.30 0.31 0.32 0.33 0.34 133.556 134.677 135.770 136.836 137.876 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 158.863 160.148 161.402 162.625 163.817 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 189.848 191.644 193.386 195.078 196.725 2.50 2.55 2.60 2.65 2.70 223.990 225.046 226.085 227.110 228.120 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 257.447 258.820 260.141 261.441 262.721 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 285.869 286.830 287.781 288.722 289.654
中文"饱和水蒸气压力"英文water vapor saturation pressure; "饱和水蒸气压力" 在学术文献中的解释1、当空气中所含水蒸气的量达到最大时就称这种空气为“饱和湿空气”,与饱和湿空气对应的压力称为“饱和水蒸气压力”,用符号Ps表示.水蒸气压力p与饱和水蒸气压力Ps的比值称为相对湿度Rh,与饱和水蒸气压力Ps对应着的相对湿度为:Rh=100%编辑本段饱和水蒸气压力表 温度t/℃绝对压强 p/kPa 水蒸汽的密 度 ρ/kg·m-3 焓 H/kJ·kg-1 汽化热 r/kJ·kg-1 液体水蒸汽 0 0.61 0.00 0.00 2491.10 2491.10 5 0.87 0.01 20.94 2500.80 2479.86 10 1.23 0.01 41.87 2510.40 2468.53 15 1.71 0.01 62.80 2520.50 2457.70 20 2.33 0.02 83.74 2530.10 2446.30 25 3.17 0.02 104.67 2539.70 2435.00 30 4.25 0.03 125.60 2549.30 2423.70 35 5.62 0.04 146.54 2559.00 2412.10 40 7.38 0.05 167.47 2568.60 2401.10 45 9.58 0.07 188.41 2577.80 2389.40 50 12.34 0.08 209.34 2587.40 2378.10 55 15.74 0.10 230.27 2596.70 2366.40 60 19.92 0.13 251.21 2606.30 2355.10 65 25.01 0.16 272.14 2615.50 2343.10 70 31.16 0.20 293.08 2624.30 2331.20 75 38.55 0.24 314.01 2633.50 2319.50 80 47.38 0.29 334.94 2642.30 2307.80 85 57.88 0.35 355.88 2651.10 2295.20 90 70.14 0.42 376.81 2659.90 2283.10 95 84.56 0.50 397.75 2668.70 2270.50 100 101.33 0.60 418.68 2677.00 2258.40 105 120.85 0.70 440.03 2685.00 2245.40 110 143.31 0.83 460.97 2693.40 2232.00 115 169.11 0.96 482.32 2701.30 2219.00 120 198.64 1.12 503.67 2708.90 2205.20 125 232.19 1.30 525.02 2716.40 2191.80 130 270.25 1.49 546.38 2723.90 2177.60 135 313.11 1.72 567.73 2731.00 2163.30
饱和蒸汽： 未经过热处理的蒸汽称为饱和蒸汽，饱和蒸汽是在一个大气压下，温度为100度的蒸汽，温度不能再升高，是饱和状态下的蒸汽。饱和蒸汽由气体分子之间的热运动现象造成的。 原理： 当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸汽是饱和蒸汽，但最初只是湿饱和蒸汽，待蒸汽中的液态水完全蒸发后才是干饱和蒸汽。蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和的过程温度是不增加的，干饱和之后继续加热则温度会上升，成为过热蒸汽。 特点： 饱和蒸汽具有如下特点： （1）饱和蒸汽的温度与压力之间一一对应，二者之间只有一个独立变量。理想的饱和蒸汽状态，指的是温度、压力及蒸汽密度三者
存在一一对应的关系，知道其中一个，其他二个值就是定数。存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽，否则都可以视为过热蒸汽进行计量，如图为饱和蒸汽压力与温度对照表； （2）饱和蒸汽容易凝结，在传输过程中如有热量损失，蒸汽中便有液滴或液雾形成，并导致温度与压力的降低。含有液滴或液雾的蒸汽称为湿蒸汽。严格来说，饱和蒸汽或多或少都含有液滴或液雾的双相流体，所以，不同状态下不能用同一气体状态方程式来描述。饱和蒸汽中液滴或液雾的含量反映了蒸汽的质量，一般用干度这一参数来表示。蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数，以“x”表示； （3）准确计量饱和蒸汽流量比较困难，因为饱和蒸汽的干度难以保证，一般流量计都不能准确检测双相流体的流量，蒸汽压力波动将引起蒸汽密度的变化，流量计示值产生附加误差。所以在蒸汽计量中，必须设法保持测量点处蒸汽的干度以满足要求，必要时还应采取补偿措施，实现准确的测量。
1、生产工艺介绍 1.1 锅炉设备介绍 锅炉是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称呼，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，经过过热器形成过热蒸汽，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空。 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。按照这些控制要求，锅炉设备将有如下主要的控制系统： ①供给蒸汽量适应负荷变化需要或保持给定负荷。 ②锅炉供给用汽设备的蒸汽压力保持在一定范围内。 ③过热蒸汽温度保持在一定范围。 ④汽包水位保持在一定范围内。 ⑤保持锅炉燃料的经济性和安全性。 ⑥炉膛负压保持在一定范围。
1.2 蒸汽过热系统的控制 蒸汽过热系统则是锅炉系统安垒正常运行，确保蒸汽品质的重要部分。本设计主要考 虑的部分是锅炉过热蒸汽系统的控制。 过热蒸汽温度的控制任务是维持过热器出口汽温在允许范围内，并且保护过热器使管壁 温度不超过允许的工作温度.过热蒸汽温度是锅炉给水通道中温度最高的地方.过热器正常 运行时的温度一般接近于材料所允许的最高温度.因此，过热蒸汽温度的上限一般不应超过 额定值5℃(额定值为450℃ ).如果汽温偏低，则会降低全厂的热效应和影响汽轮机的安全 运行，因而过热蒸汽温度的下限一般不低于额定值10℃。 过热蒸汽温度控制的主要任务就是： ① 克服各种干扰因素，将过热器出口蒸汽温度维持在规定允许的范围内，从而保持 蒸气品质合格： ②保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。 本次设计以控制减温水流量的变化来阐述对过热蒸汽温度的自动调节。 2、控制原理简介 2.1 过热蒸汽温度的动态特性 2.1.1蒸汽量扰动 当蒸汽量扰动时，沿过热器管道整个长度各点的温度几乎同时变化，过热器出口温度 的阶跃响应曲线图8-1a)所示。其特点是有迟延，有惯性，有自平衡能力，且T τ较小。当锅炉的蒸汽量增加时，对流式过热器和辐射式过热器的出口汽温随蒸汽量变化的方向是相反 的。蒸汽量增加时，通过对流式过热器的烟量增加，烟温也随之升高，这两具因素都使对流 过热器汽温升高。但是，由于蒸汽量增加时，炉膛温度升高较少，辐射传热量的增加比蒸汽 量增加所需的吸热量增加要少，因此，当蒸汽量增加，辐射式过热器出口汽温是下降的。图 8-1b)表示了对流和辐射两种过热器出口汽温θ随蒸汽量变化的静态特性。通过对流过热器 的受热面积大于辐射过热器的受热面积，对流方式比辐射方式吸热量为多，因此，总的汽温 将随蒸汽量增加而升高。