锅炉过热器特性在电厂运行控制中的应用
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超临界锅炉过热器\再热器的汽温特性及调节分析摘要:本文对直流锅炉的过热器、再热器汽温特性、变化特点、汽温调节进行了简要分析,并结合我厂实际情况阐述锅炉汽温偏差产生的原因,提出超临界压力锅炉运行中应关注的问题,与电力同仁共勉。
关键词:直流锅炉超临界过热器再热器汽温21世纪以来,为了提高锅炉效率,最大限度的降低能源消耗,电站锅炉逐步向超临界锅炉方向发展。
超临界锅炉的汽温特性与传统的汽包炉汽温特性有明显的不同,汽温过高将引起管壁超温、金属蠕变寿命降低,会影响机组的安全性;汽温过低将引起循环热效率的降低。
根据计算,过热器在超温10~20℃下长期工作,其寿命将缩短一半以上;汽温每降低10℃,循环热效率降低0.5%,而且汽温过低,会使汽轮机排汽湿度增加,从而影响汽轮机未级叶片的安全工作。
通常规定蒸汽温度与额定温度的偏差值在-10~+5℃范围内。
下面对直流锅炉的汽温特性进行分析,不断摸索调整汽温的最佳手段,控制汽温在允许范围内,保证锅炉安全运行。
一、过热器或再热器汽温特性1、过热器或再热器出口汽温随锅炉负荷的变化规律称为过热器或再热器的汽温特性。
过热器的汽温特性如图1-1所示。
图1-1 过热器的汽温特性l―辐射式过热器;2、3―对流式过热器23随着锅炉负荷的变化,辐射式过热器的汽温特性与对流式过热器相反。
当锅炉负荷增加时,燃料消耗量和过热器中蒸汽的流量都相应增大,由于炉内火焰温度变化不大,辐射式过热器吸收的炉膛辐射热增大不多,相对于每干克蒸汽的辐射吸热量反而减小,因此辐射式过热器的出口汽温随锅炉负荷的增大而降低。
辐射式过热器的汽温特性见图1-1中的曲线1。
当锅炉负荷增大时,燃料消耗量增大,烟气流速增大,烟温升高、对流传热量增加,相对于每千克蒸汽的对流吸热量增加,因此对流式过热器的出门汽温随锅炉负荷的增大而增大。
对流式过热器的汽温特性见图1-1中曲线2、3,过热器离炉膛越远,过热器进口烟温越低,烟气对过热器的辐射换热份额越少,汽温随负荷增加而上升的趋势更加明显。
火电厂锅炉温度控制系统锅炉温度的控制效果直接影响着产品的质量,温度低于或高于要求时要么不能达到生产质量指标有时甚至会发生生产事故。
采用双交叉燃烧控制以锅炉炉膛温度为主控参数、燃料和空气并列为副被控变量设计火电厂锅炉温度控制系统,以达到精度在-5 C范围内。
工程控制是工业自动化的重要分支。
几十年来,工业过程控制获得了惊人的发展,无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中,还是在传统工业过程改造中,过程控制技术对于提高产品质量以及能源的节约都起着重要的作用。
生产过程是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程。
该过程中通常会发生物理化学反应、生化反应、物质能量的转换与传递等等,或者说生产过程表现为物流过变化的过程,伴随物流变化的信息包括物流性质的信息和操作条件的信息。
生产过程的总目标,应该是在可能获得的原料和能源条件下,以最经济的途径,将原物料加工成预期的合格产品。
为了打到目标,必须对生产过程进行监视和控制。
因此,过程控制的任务是在了解生产过程的工艺流程和动静态特性的基础上,应用理论对系统进行分析与综合,以生产过程中物流变化信息量作为被控量,选用适宜的技术手段。
实现生产过程的控制目标。
生产过程总目标具体表现为生产过程的安全性、稳定性和经济性。
(1)安全性在整个生产过程中,确保人身和设备的安全是最重要和最基本的要求。
在过程控制系统中采用越限报警、事故报警和连锁保护等措施来保证生产过程的安全性。
另外,在线故障预测与诊断、容错控制等可以进一步提高生产过程的安全性。
(2)稳定性指系统抑制外部干扰、保持生产过程运行稳定的能力。
变化的工业运行环境、原料成分的变化、能源系统的波动等均有可能影响生产过程的稳定运行。
在外部干扰下,过程控制系统应该使生产过程参数与状态产生的变化尽可能小,以消除或者减少外部干扰可能造成的不良影响。
(3)经济性在满足以上两个基本要求的基础上,低成本高效益是过程控制的另外一个重要目标。
为了打到这个目标,不进需要对过程控制系统进行优化设计,还需要管控一体化,即一经济效益为目标的整体优化。
浅谈电厂锅炉运行问题摘要:目前,我国火电厂自动化技术的理论研究和技术研究已经逐渐成熟。
随着电厂生产规模的不断扩大,锅炉生产的自动化技术越来越高,而电厂锅炉是整个生产设备系统的核心和关键。
目前,在电厂发展过程中,如何提高锅炉运行效率是当前需要解决的重要问题。
为了适应社会发展的需要,火电厂必须进行技术改造和创新,将火力发电的专业知识运用到生产实践中,实现全过程控制和生产管理控制。
鉴于此,结合笔者多年的工作经验,对电厂锅炉运行和设备维护提出几点建议,仅供参考。
关键词:电厂;锅炉运行;工厂维护1电站锅炉运行分析锅炉是电厂生产中最重要的设备。
锅炉正常运行时,各参数系数处于稳定平衡状态。
但是,如果一个参数系统或某个参数数据发生变化,其他参数也会发生变化,也就是说,当参数发生变化时,锅炉的负荷也会发生变化,这必然会对其他机组和设备产生不利影响。
因此,在锅炉运行过程中,有必要对锅炉的参数进行监控,以保证电站锅炉的稳定运行。
锅炉机组设备正常运行时,各参数是一个有机的整体,形成了密切的联系和不可分割的关系。
这些系数处理相对动态和平衡的状态。
一个参数的任何变化都会改变其他参数的运行指标,每个运行参数都需要保持平衡状态。
如果运行参数有问题,则需要调整其他运行参数。
比如锅炉机组的负荷与锅炉产生的蒸汽锅炉保持平衡,电厂中的锅炉机组由于高温高压运行,内部结构容易损坏。
在电站锅炉运行过程中,需要实时监测和控制锅炉的所有运行参数和工况,以保证锅炉始终处于良好的生产状态。
2大型燃煤电厂锅炉运行现状分析2.1氮氧化物的排放分析人们越来越重视环保,加强空气管制必然导致排放指标更加严格。
因此,对于大型燃煤电厂锅炉运行的现状,氮氧化物的排放监测是绩效考核的基本要求。
锅炉内的燃料燃烧时,气体中的氮气在高温下与氧气反应生成氮氧化物。
在这个过程中,温度影响很大。
因此,降低烟气温度,缩短烟气在锅炉高温区的停留时间,是减少氮氧化物产生需要考虑的问题。
600MW锅炉过热汽温超温的原因及防范措施摘要:介绍某电厂600MW机组锅炉运行中过热汽温调整的方式、过热汽温超温异常的现象、过热汽温动态特性及控制手段;分析了过热汽温超温对锅炉管材的影响,分析了引起锅炉过热汽温超温的根本原因,指出了锅炉过热汽温超温的预防措施,可为国内电厂运行调整提供借鉴。
关键词:锅炉;超温;防范1.设备概述某电厂配有两台600MW亚临界压力、一次中间再热、强制循环汽包锅炉机组,汽轮机型号为HG-2030/17.5-YM9,锅炉采用平衡通风、固态排渣方式,采用中速磨煤机正压直吹式制粉系统,锅炉以最大连续负荷工况为设计参数,最大连续蒸发量2030t/h,过热器、再热器蒸汽出口温度为540℃,给水温度281℃。
锅炉采用全钢结构构架,高强螺栓连接,连接件接触面采用喷砂工艺处理,提高了连接结合面的摩擦系数。
锅炉呈“П”型单炉膛布置方式,设计有固定的膨胀中心,受热面采用全悬吊结构。
2.汽温特性和控制方式根据汽温的动态特性,下面结合具体的生产过程进行简要分析。
强制循环锅炉蒸汽温度的调节主要是调整燃料量和火焰中心位置,但是在实际运行中,由于锅炉的效率、燃料发热量和给水焓(取决于给水温度)等也会发生变化,在实际锅炉运行中要保证汽温稳定是非常不容易的。
因此,就迫使锅炉除了采用燃水比作为粗调的手段外,还必须采用喷水减温的方法作为细调手段。
在运行中,为了维持锅炉出口汽温的稳定,通常在过热区段设置两级喷水减温装置,再热区段设置一级喷水减温装置。
总结一条操作经验:过热区段第一级喷水为粗调,作为主要调节手段控制出口汽温,第二级喷水为细调,应尽量减少使用。
燃烧调整是锅炉一切调整的基础,对于汽温来说燃烧更是本质。
最直观的说,温度的高低最主要取决于煤质、煤量及燃烧工况。
平时运行中通过调节燃料量和火焰中心位置来初步调节汽温,再辅以减温水量进行准确的控制,这是一个基本的控制思路。
3.原因分析及其预防具体影响因素概括来说有以下方面:(1)吹灰及结焦的影响:从实际情况看,吹灰对汽温影响较大。
摘要教师批阅:在电厂的热工生产过程中,整个汽水通道中温度最高的是过热蒸汽温度,蒸汽温度过高或过低都将给安全生产带来不利的影响。
因此必须严格控制过热器的出口蒸汽温度,使它不超出规定的范围。
过热气温被控对象是一个多容环节,它的纯延迟时间和时间常数都比较大,根据过热气温被控对象的上述特点,目前电厂广泛采用串级过热气温调节系统进行气温调节。
本课程设计以300MW火电机组锅炉串级过热气温调节系统为研究对象,根据已知的参数对其进行设计,以达到准确控制过热气温目的。
本设计按照技术要求,对所设计控制系统的相关仪表进行了选型和组态,并利用MATLAB中的Simulink仿真工具对所设计的系统进行了仿真,以验证本系统设计的正确性。
关键词:过热汽温串级控制系统第一章绪论教师批阅:1.1过热汽温调节的任务过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一。
过热汽温过高或过低都会影响电厂的经济性和安全性。
因为过热蒸汽温度是锅炉汽水通道中温度最高的部分,过热器正常运行的温度一般接近于材料允许的最高温度。
如果过热蒸汽温度过高,则过热器、蒸汽管道容易损坏,也会使汽轮机内部引起过度的热膨胀,造成汽轮机的高压部分金属损坏;如果过热蒸汽温度过低,则会降低设备的热效率,一般汽温每降低5-10℃,热效率约降低1%,而且温度降低会使汽轮机轴向推力增大而造成推力轴承过载,汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加,易引起叶片磨损。
所以,过热汽温调节的任务是在锅炉运行中,必须保持过热蒸汽温度稳定在规定值附近。
一般要求过热汽温与规定值的暂时偏差值不超过士10℃,长期偏差不超过士5℃。
1.2过热汽温对象模型的建立及其特性分析和设计自动控制系统的一个首要任务是建立系统的数学模型,因为不论要了解的是简单系统的特性还是复杂系统的特性,都必须掌握系统中各变量之间的相互动态关系。
尽管电厂过热汽温控制系统的动态特性复杂,具有多变量、非线性和分布复杂的特点,难以建立精确的数学模型,但是运用多种知识,建立能相对反映过热汽温控制系统动态性能的数学模型,还是对研究相应的自动控制方法大有益处。
锅炉蒸汽温度自动控制系统摘要:电厂实现热力过程自动化,能使机组安全、可靠、经济地运行。
锅炉是火力发电厂最重要的生产设备,过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一,过热蒸汽温度控制是锅炉控制系统中的重要环节。
在实现过程控制中,由于电站锅炉系统的被控对象具有大延迟,大滞后、非线性、时变、多变量耦合的复杂特性,无法建立准确的数学模型,对这类系统采用常规PID控制难以获得令人满意的控制效果。
在这种情况下,先进的现代控制理论和控制方法已经越来越多地应用在锅炉汽温控制系统。
本文以电厂锅炉汽温系统为研究对象,对其进行了计算机控制系统的改造。
考虑到锅炉汽温系统的被控对象特点,本文分别采用了常规PID控制器和模糊-PID控制器,对两种控制系统对比研究,同时进一步分析了一般模糊-PID控制器的控制特点,在此基础之上给出了一种改进算法,通过在线调整参数,实现模糊-自调整比例常数PID控制。
在此算法中,比例常数随着偏差大小而变化,有效地解决了在小偏差范围内,一般的模糊-PID控制器无法实现的静态无偏差的问题,提高了蒸汽温度控制系统的控制精度。
关键词:锅炉蒸汽温度模糊控制随着我国经济的高速发展,对重要能源“电”的要求快速增长,大容量发电机组的投入运行以及超高压远距离和赢流输电的混和电网的建设,以三峡电网为中心的全国性电力系统的形成,电力系统的不断扩大,对其自动控制技术水平的要求也越来越高。
同时,地方性的自备热电厂亦有长足发展,随着新建及改造工程的进行,其生产过程自动控制与时俱进,小容量机组“麻雀虽小,五脏俱全”,自备热电厂其自身特点:自供电、与主电网的关系疏及相互影响小,供热及采暖季节性等,可以提供更多的应用、尝试新技术、新产品的机会和可能性。
这样做的重要目标是提高和保证电力,热力及牛产过程的安全可靠、经济高效。
为了适应发展并实现上述目标,必须采取最新的技术和控制手段对电力系统的各种运铲状态和设备进行有效的自动控制。
火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位,是我国重点能源工业之一。