锅炉汽包温度控制

余热锅炉冷态启动高压汽包壁温差控制1、冷态启动时余热锅炉汽包上下壁温差大原因机组冷态启动时，燃机启动点火后，燃机排出的高温烟气进入余热锅炉，随着余热锅炉汽包压力升高，炉水和蒸汽的温度也随之升高。

汽包的下半部被炉水加热，而上半部被蒸汽加热。

虽然炉水和蒸汽的温度在升压过程中基本相同，但是由于蒸汽和炉水对汽包上下壁的放热系数不同，使得汽包上下壁温度升高的快慢不一样。

饱和蒸汽遇到温度较低的汽包上壁，凝结成水，放出潜热，这种放热属于凝结放热，其放热系统约为7000w/（m2.℃）。

炉水对汽包下半部的传热，在升压初期水循环还没有完全建立时，属于自然对流，其放热系统只有凝结放热的1/4-1/3。

在升压中，汽包上半部的壁温高于下半部的壁温，这样汽包上下壁形成了温差。

另外，汽包升压速度越快，饱和温度升高也越快，产生的壁温差就越大。

而在汽包升压初期，由于水蒸汽的饱和温度在压力较低时对压力的变化率较大，压力小幅度升高，但蒸汽的饱和温度大幅度升高。

由烟气流程可知，燃机高温烟气首先流经高压蒸发器管道。

由于在燃机升速过程中，升速速率由程序设定，天然气流量不断增加，排气温度也逐渐升高310℃。

在燃机达到额定转速3000rpm后，为了机组运行的经济性，一般会立即进行燃机发电机并网。

燃机并网带初始负荷15MW，排气温度达到345℃，高压汽包上壁温度升高较快，从而导致高压汽包容易出现上下壁温差大的情况。

2.冷态启动时锅炉汽包上下壁温差措施2.1提高低压汽包水温余热锅炉高压给水来自于低压汽包。

低压汽包设置了加热器。

在机组冷态启动时，锅炉完成上水后，提前两小时投入低压汽包底部加热，利用辅汽将低压汽包炉水加热到90℃左右。

从而在高压汽包升温初期，需要补水时，能够提供温度较高的给水，避免由于补给常温水导致高压汽包下半部壁温降低，上下壁温差进一步增大。

2.2投入高压蒸发器底部加热锅炉上水完毕后，先利用辅助蒸汽加热对高压汽包炉水进行加热至100℃左右。

一、技术措施：1、锅炉冷态上水时，上水温度与汽包壁温差不大于50℃，冬季上水不少于4小时，夏季上水不少于2小时，上水时汽包上、下壁温差不超过50℃，否则应减慢上水速度或停止上水。

2、锅炉投入蒸汽推动过程中，应缓慢进行，控制汽包壁各点温度均匀上升，升温速度≤1℃/min，汽壁温差不超过50℃，否则应减慢加热速度。

锅炉正常运行中，减负荷速度不能过快，保证汽压稳定，防止汽压大幅度波动。

3、滑参数停炉时，控制降压速度，特别是滑停后期，当汽压降至4.0Mpa以下时，其降压速度应控制在0.5Mpa/min以下，不得过快。

4、降低停炉参数，停炉最终汽压要求控制在2.0Mpa以下。

5、停炉后的冷却阶段，最易发生汽包壁温差过大，因此，停炉后必须注意：（1）锅炉息火后，通风5min停止吸风机，关闭所有风门档板，检查各孔门必须处于严密关闭状态，以防急剧冷却。

（2）冷却阶段要有专人监视汽包水位，始终保持汽包最高水位。

（3）锅炉放水，需汽压降至零，汽包壁温降至80℃以下时方可进行。

（4）停炉后需抢修转吸风机，必须在停炉6小时后进行，但必须加强进、放水次数，汽包壁温差不超过50℃。

（5）除锅炉抢修、锅炉防腐、冬季防冻外，停炉后不得进行带压放水。

（6）停炉后必须严格控制冷却速度，当汽包上、下壁温差大于50℃时，应减慢冷却速度。

（7）停炉后采取吸风机不停的快速冷却方式，需经总工程师批准。

（8）停炉后必须密切监视汽包壁温的变化，按停炉操作票，按时记录汽包壁温。

二、组织措施1、上水时必须时时监测上下汽包壁温差和变化情况，上水时确保上水温度与汽包壁温差不大于20℃。

2、停炉时每一小时抄一次汽包壁温报表，发现温差有增大情况及时汇报，并查找原因。

3、停炉后必须保持锅炉汽包水位为最高水位，同时应开启汽汽包再循环，保持汽包水位，如水位下降，应间歇性上水。

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。

亚临界锅炉汽包压力和温度的关系1.引言1.1 概述亚临界锅炉是目前广泛应用于发电厂的一种热能转换设备，其特点是在钢产量和性能方面比常规的超临界锅炉要低，但相对来说节能性能较好。

亚临界锅炉的工作原理是利用燃烧产生的热能将水加热成为蒸汽，然后通过锅炉的管道和设备输送至汽轮机中，进而驱动发电机发电。

在亚临界锅炉中，汽包是非常重要的部件之一，它起到储存蒸汽和平衡汽包和蒸汽管道之间压力差的作用。

汽包的压力和温度是亚临界锅炉运行过程中需要重点关注和控制的参数。

汽包的压力和温度受多种因素的影响。

首先，锅炉的工作压力和温度是影响汽包的压力和温度的主要因素之一。

当锅炉的工作压力和温度较高时，汽包的压力和温度也相应较高。

其次，锅炉的燃烧效率和供给水的水质也会对汽包的压力和温度产生影响。

如果锅炉的燃烧效率高且供给水的水质好，那么汽包的压力和温度通常较稳定。

此外，锅炉的设计和维护状况也会对汽包的压力和温度产生影响。

如果锅炉的设计合理且定期进行维护保养，汽包的压力和温度可以保持在较稳定的水平。

研究亚临界锅炉汽包压力和温度的关系对于优化锅炉运行和设计具有重要意义。

通过对这一关系的深入了解，可以在运行过程中及时控制和调整汽包的压力和温度，提高锅炉的效率和安全性。

同时，针对亚临界锅炉的设计和维护，可以通过合理的设计和维护策略来提高汽包的工作效果，确保锅炉能够稳定运行。

本文将重点探讨亚临界锅炉汽包压力和温度之间的关系，并总结其影响因素和规律。

通过深入研究亚临界锅炉汽包压力和温度的关系，旨在提供对亚临界锅炉的运行和设计的启示，为锅炉工程师提供有益的知识和指导。

文章结构部分的内容包括以下几点：1.2 文章结构本文主要分为三个部分进行阐述，分别是引言、正文和结论。

在引言部分，我们将对亚临界锅炉汽包压力和温度的关系进行概述，阐明文章的目的，并介绍亚临界锅炉的定义和工作原理。

这部分将为读者提供对文章主题的基本了解和背景知识。

正文部分将详细讨论亚临界锅炉汽包压力和温度的关系以及影响因素。

锅炉设备的控制锅炉是石油、化工、发电等工业生产过程中必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽不仅可以作为精馏、蒸发、干燥、化学反应等过程的热源，还可以为压缩机、风机等提供动力源。

锅炉种类很多，按所用燃料分类，有燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉，还有利用残渣、残油、释放气等为燃料的锅炉。

按所提供蒸汽压力不同，又可分为常压锅炉、低压锅炉、常高锅炉、超高压锅炉等。

不同类型的锅炉的燃料种类和工艺条件各不相同，但蒸汽发生系统的工作原理是基本相同的。

图1 给出了常见的蒸汽锅炉的主要工艺流程图。

其中，蒸汽发生系统由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。

在锅炉运行过程中，燃料和空气按一定比例送入炉膛燃烧，产生的热量传给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽，然后再经过过热蒸汽，形成满足一定质量指标的过热蒸汽输出，供给用户。

同时燃烧过程中产生的烟气，经过过热器将饱和蒸汽加热成过热蒸汽后，再经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风机送往烟囱排入大气。

锅炉设备是一个复杂的控制对象，其主要的控制变量有燃料量、锅炉给水、减温水流量、送风量和引风量等；主要的被控量有汽包水位、过热蒸汽温度、过热蒸汽压力、炉膛负压等。

这些控制变量与被控变量之间相互关联。

例如燃料量的变化不仅影响蒸汽压力，同时还会影响汽包水位、过热蒸汽温度、炉膛负压和烟气含氧量；给水量变化不仅会影响汽包水位，而且对蒸汽压力、过热蒸汽温度都有影响。

因此锅炉设备是一个多输入/多输出且相互关联的控制对象。

锅炉设备的控制任务是根据生产负荷的需要，提供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。

其主要控制任务如下。

(1)锅炉供应的蒸汽量应适应负荷变化的需要。

(2)锅炉供给用汽设备的蒸汽压力保持在一定范围内。

图1 锅炉设备主要工艺流程(3) 过热蒸汽温度保持在一定范围内。

(4) 汽包中的水位保持在一定范围内。

(5) 保持锅炉燃烧的经济性和安全运行。

(6) 炉膛负压保持在一定范围内。

如何控制汽包壁温差对于自然循环锅炉来说，汽包是锅炉内加热、蒸发、过热这三个过程的连接枢纽。

在实际操作中，只要加强调整，精心维护，控制好锅炉启动初期的升温升压、锅炉停炉后的降温降压及放水过程，就一定能将汽包壁温差控制在规定范围内，从而延长汽包的使用寿命。

一、汽包壁温差过大的危害及易发生的阶段1、汽包壁温差过大的危害汽包上部壁温的升高使得上壁金属欲伸长而被下部限制，因而受到轴向压应力，下部金属则受到轴向拉应力。

这样将会使汽包趋向于拱背状的变形。

过大壁温差的产生，将会导致汽包的热应力增大且上下温差越大，则应力也越大，进而导致汽包受到损伤，减少汽包的使用寿命。

2、汽包上下壁温差大易发生的阶段锅炉启动初期、锅炉停炉后的降温降压过程中，都是汽包上下壁温差大易发生的阶段。

不同压力下水的饱和温度并不是线性的，低压阶段，水的饱和温度随压力变化较大，而高压阶段，水的饱和温度随压力变化较小，因此，机组启动初期、锅炉停炉后的降温降压过程中，应严格控制汽包压力的变化。

二、汽包壁温差大的原因分析1、锅炉启动阶段锅炉启动初期，炉水温度逐渐上升，未起压前无蒸汽产生，由于上水温度高于汽包下壁温度，导致汽包下壁温度高于上壁温度。

锅炉起压后，会产生一定的饱和蒸汽，由于饱和蒸汽温度与汽包上壁存在温差，饱和蒸汽对汽包壁放热，且释放汽化潜热，汽包上壁温度会逐渐高于下壁温度。

随着汽包压力的上升，饱和温度变化逐渐缓慢，汽包上壁温度也逐渐上升，上下壁温差会逐渐减少。

2、锅炉停炉后散热条件差异较大：汽包处于炉外并保温，加之热容量较大，使汽包壁温逐步高于汽包内的水汽温度。

汽包筒体上半部分一部分热量向炉外散热，一部分向汽包内部散热，一部分向汽包下半部散热，而汽包筒体的下半部分一部分热量向炉外散热，一部分向汽包内部散热，同时还要接受来自上半部分传递过来的热量。

冷却方式差异较大：停炉后锅炉进入降压和冷却阶段，汽包主要靠内部工质进行冷却，由于汽包内炉水压力及对应的饱和温度逐渐下降，汽包下壁对炉水放热，使汽包壁很快冷却，而汽包上壁与蒸汽接触，在降压过程中放热系数较低，金属冷却缓慢，所以出现上部壁温大于下部壁温，造成温差。

自然循环锅炉汽包壁温差的控制及预防措施自然循环锅炉汽包壁温差指的是锅炉汽包内外表面温度之间的差异，主要由燃烧过程中的高温烟气和水蒸汽造成。

过高的汽包壁温差会导致汽包壁的热应力增大，加速其疲劳损伤的程度，甚至引发汽包爆炸等严重后果。

因此，在锅炉运行中，必须采取措施合理控制和预防汽包壁温差的产生。

一、控制措施：1.优化锅炉结构：设计或改造锅炉时，应结合燃烧系统和传热系统的特点，合理选择锅炉尺寸、布置等参数，以减小烟气温度对汽包壁的影响。

2.合理调整燃烧工况：通过调整燃料供给、风量、风温等参数，使燃烧过程中的烟气温度控制在合理范围内，以减小对汽包壁的热负荷。

3.完善汽包保护系统：加装合适的汽包保护装置，如汽包保温层、烟气侵蚀保护层等，以提高汽包壁的绝热性能，减小烟气温度对汽包壁的影响。

二、预防措施：1.加强水处理工作：锅炉水的水垢和沉淀物会影响传热效率，导致烟气温度升高，从而增大汽包壁温差。

定期对锅炉水进行化学清洗和必要的补充，确保水质符合要求，有利于降低锅炉烟气温度。

2.定期清洗烟道：燃烧后的烟气中含有大量的灰尘和颗粒物，会堆积在锅炉的烟道上，导致传热不良和烟气温度升高。

定期对锅炉的烟道进行清洗，清除灰尘和颗粒物，有助于提高传热效率和降低烟气温度。

3.定期检查锅炉设备：锅炉设备的各项部件如管道、阀门、仪表等应定期检查和维护，确保正常运行。

特别是与传热有关的部件，如水冷壁、汽包壁等，要经常进行检查和耐火材料的修补，以确保其完好无损，减小汽包壁温差的风险。

4.加强操作培训和管理：锅炉的正常运行和合理操作是防止汽包壁温差产生的重要环节。

对操作人员进行培训，使其熟悉锅炉的工作原理和操作规程，严格遵守操作规程和安全操作程序，能够快速判断异常情况并及时采取措施，将有助于减小汽包壁温差的风险。

综上所述，合理控制和预防自然循环锅炉汽包壁温差是一项重要的工作。

通过优化锅炉结构、调整燃烧工况、完善汽包保护系统等措施，可以有效降低烟气温度对汽包壁的影响，减小壁温差的风险。

洛阳理工学院过程控制系统课程设计题目：水塔温度控制系统目录第1章水塔温度控制系统设计方案 (1)1. 1系统设计方案概述 (1)1.2 水塔温度串级控制系统仿真 (2)第2章水塔温度控制系统硬件设计 (3)2.1系统对象特性设计 (3)2.2系统检测回路设计 (3)2.3控制器设计 (5)2.4执行器选择 (8)2.5参数整定 (9)第3章水塔温度控制系统软件设计 (10)3.1 程序设计 (11)3.2 温度控制算法程序设计 (10)第4章设计结论 (13)参考文献 (14)第1章水塔温度控制系统设计方案1. 1系统设计方案概述本次设计采用串级控制系统对水塔温度进行控制。

过程控制系统由过程检测、变送和控制仪表、执行装置等组成，通过各种类型的仪表完成对过程变量的检测、变送和控制，并经执行装置作用于生产过程。

串级控制系统是两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。

此系统改善了过程的动态特性，提高了系统控制质量，能迅速克服进入副回路的二次扰动，提高了系统的工作频率，对负荷变化的适应性较强。

串级控制系统工程应用场合如下：（1）应用于容量滞后较大的过程。

（2）应用于纯时延较大的过程。

（3）应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程。

（4）应用于参数互相关联的过程。

（5）应用于非线性过程。

正因为串级控制系统具有上述特点，所以本次设计采用串级控制系统对锅炉汽包温度进行控制。

采用单片机作为主控制器，水塔温度为主被控对象，上水的流量为副被控对象，电磁阀为执行器，利用AD590传感器检测水塔温度，利用流量传感器检测上水流量。

水塔温度串级控制系统框图如图1.1所示，系统原理图如图1.2所示。

图1.1水塔温度串级控制系统框图图1.2 水塔温度串级控制系统原理图1.2 水塔温度串级控制系统仿真水塔温度串级控制系统仿真，积分环节Initial=0，两个检测变送环节参数设定时间常数T=0.01s，扰动通道传函为时间常数T=2s。

锅炉过热蒸汽温度控制系统课程设计过程控制课程设计说明书——锅炉过热蒸汽温度控制系统院系：化工学院化工机械系班级：10自动化（1）姓名：李正智学号：1 0 2 0 3 0 1 0 1 6日期：2013/12/2-2013/12/15指导老师：王淑钦老师引言蒸汽温度是锅炉安全、高效、经济运行的主要参数，因此对蒸汽温度控制要求严格。

过高的蒸汽温度会造成过热器、蒸汽管道及汽轮机因过大的热应力变形而毁坏；蒸汽温度过低，又会引起热效率降低，影响经济运行。

锅炉控制现场环境恶劣，采用传统的基于模拟技术的控制器、仪器仪表或单片机，不仅结构比较复杂，效率比较低，并且可靠性也不高。

本次课程设计的主要目的是锅炉蒸汽温度控制系统的设计。

蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。

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，过热蒸汽温度过高或过低，对锅炉运行及蒸汽设备是不利的。

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℃【1】。

如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片磨损。

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三个方面：（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。