第五章锅炉蒸汽温度控制系统

锅炉出口蒸汽温度控制系统一，热电厂简介1，概述电力工业是国民经济发展的基础工业，电力工业的发展水平和电能供应的数量和质量是衡量工业、农业、国防和科技现代化水平的重要标准。

发电能源的种类很多，如火力发电、水力发电、核能发电、风力发电、太阳能发电、低热发电、潮汐发电等。

当前，世界上主要有三类发电形式：火力发电、水力发电和核能发电。

而从总体上讲，火力发电仍然是世界电能什产的主要形式，我国有与能源构成的特点更是如此。

2，工艺流程热电厂的工艺流程如图一所示。

水经过处理后经过省煤器进入锅炉加热变成蒸汽推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机发电，发出的点进入电网转化供用电设备使用；原煤经磨煤机莫成粉末进入给粉机经一次吹风进入锅炉炉膛，二次吹风助燃加热水，产生蒸汽；空气经空气预热器加热后一次吹风将煤粉吹入锅炉炉膛，二次吹风帮助煤粉燃烧。

水图一二，锅炉出口蒸汽温度调节1，影响温度变化的主要因素。

影响过热蒸汽和再热蒸汽温度变化的因素，主要有过热器和再热器系统受热面积的辐射和对流吸热放的比例、锅炉负荷、燃料性质、给水温度、炉膛过量空系数以及炉膛出口烟温的变化等等。

还有其它影响汽温变化的运行因素，下面简要地说明运行中影响气温的主要因素。

（1），锅炉负荷过热蒸汽或再热蒸汽系统一般聚友对流气温特性，即随锅炉负荷升高（或下降），气温也随之上升（或降低）。

但如果过热器系统具有辐射特性则呈相反的趋势。

（2），过量空气系数过量空气增大时，燃烧生成的延期增多，烟气流速增大，对流传热加强，导致过热汽温升高。

（3），给水温度给水温度升高，生产一定蒸汽所需的燃料量减少，燃烧产物的容积也随之减少，同时炉膛出口烟温降低。

所以，过热汽温将下降。

电厂运行中，高压加热器的投停会使温度有很大变化。

因而会使过热器问发生显著的变化。

（4），受热面的污染情况炉膛受热面的结焦或积灰，会使炉内辐射传热量减少，过热器区域的烟气温度降提高，因而使过热汽温上升。

过热器本身的结焦或积灰导致气温下降。

安全技术/特种设备
锅炉运行时怎样控制和调节汽温
对于饱和蒸汽锅炉，其蒸汽温度随蒸汽压力的变化而变化；对于过热蒸汽锅炉，其蒸汽温度的变化主要取决于过热器烟气侧的放热和蒸汽侧的吸热。

当流经过热器的烟气温度、烟气量和烟气流速等变化时，都会引起过热蒸汽温度的上升或下降。

当过热蒸汽温度过高时，可采用下列方法降低汽温：
（1）有减温器的，可增加减温器水量。

（2）喷汽降温。

在过热蒸汽出口，适量喷入饱和蒸汽，可降低过热蒸汽温度。

（3）对过热器前的受热面进行吹灰。

如对水冷壁吹灰，可增加炉膛蒸发受热面的吸热量，降低炉膛出口烟温，从而降低过热器传热温度。

（4）在允许范围内降低过剩空气量。

（5）提高给水温度。

当负荷不变时，增加给水温度，势必减弱燃烧才能不使蒸发量增加，燃烧的减弱使烟气量和烟气流速减小，使过热器的吸热量降低，从而使过热蒸汽温度下降。

（6）使燃烧中心下移。

适当减小引风和鼓风，使炉膛火焰中心下移，使进入过热器的烟气量减少，烟温降低，使过热蒸汽温度降低。

当过热蒸汽温度过低时，可采用下列方法升高汽温：
（1）对过热器进行吹灰，提高其吸热能力；
（2）降低给水温度；
（3）增加风量，使燃烧中心上移；
（4）有减温器的，可减少减温水量。

锅炉过热蒸汽温度控制系统设计一、系统结构设计：测量元件：可选择蒸汽温度传感器，将锅炉内蒸汽的温度信号转换为电信号，反映蒸汽温度的变化，常用的传感器有热电偶和热电阻。

执行元件：通常选择调节阀门作为执行元件，根据来自控制器的控制信号，调节阀门的开度，控制蒸汽流量，进而调节蒸汽温度。

控制器：根据测量元件获取到的蒸汽温度信号，通过内部算法进行计算，得到相应的控制信号，将该信号传输给执行元件，使其根据控制信号，控制阀门的开度，从而实现对蒸汽温度的控制。

二、控制原理设计：控制原理决定了系统的稳定性和控制精度。

通常采用PID控制算法，对温度进行控制。

P（比例）控制：根据蒸汽温度与设定值之间的偏差，以比例的方式控制执行元件，提供调节信号，使得蒸汽温度逐渐接近设定值。

I（积分）控制：通过检测蒸汽温度实际值与设定值之间的积分误差，增加控制量的变化率，使其更快地接近和稳定在设定值附近。

D（微分）控制：通过检测蒸汽温度实际值的变化斜率，预测温度变化的趋势，并作出相应的调整，避免温度波动过大。

三、调节器及阀门选型：为了使温度控制更加准确和稳定，调节器和阀门的选型也很重要。

调节器：根据控制要求，选择具有一定控制精度和稳定性的调节器。

常见的调节器有PID调节器、模糊控制器等。

阀门：选用具有快速响应、调节精度高、可靠性强的阀门。

锅炉过热蒸汽温度控制系统中常见的阀门类型有电动调节阀和气动调节阀。

根据系统的操作要求和工艺流程，选择适合的阀门类型，并确保其具有良好的密封性和耐高温性能。

除了以上设计方面的考虑，还应注意系统的安全性和可靠性。

应配备相应的安全阀和过热保护装置，避免锅炉过热引发危险事故。

同时，锅炉过热蒸汽温度控制系统应进行合理的备份和冗余设计，确保系统在故障或异常情况下仍能维持正常运行。

综上所述，锅炉过热蒸汽温度控制系统的设计需要考虑系统结构、控制原理、调节器及阀门的选型等多个因素，从而实现锅炉蒸汽温度的精确控制，确保系统的安全性和稳定性。

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。

电厂锅炉主汽温自动控制原理电厂锅炉主汽温自动控制是指通过对锅炉主汽温的测量和调节，实现锅炉主汽温值的稳定控制。

主汽温是指锅炉蒸汽的温度，是影响锅炉运行和发电效率的一个重要参数。

良好的主汽温控制可以保证锅炉正常稳定运行，提高发电效率。

下面将从主汽温控制系统的组成和工作原理两个方面进行详细介绍。

一、主汽温控制系统的组成主汽温控制系统主要由三个部分组成：测量部分、执行部分和调节部分。

1.测量部分：测量部分的主要作用是获取锅炉主汽温的实时值。

常用的测量方法有热电偶和红外线测温仪。

热电偶通过测量两个不同材料的热电势来获取温度值，精度较高，但需要进行周期性校准。

红外线测温仪则是通过感应目标表面的红外线辐射来确定温度值，不受材料的影响，但对目标的表面状态有一定要求。

2.执行部分：执行部分主要包括控制阀和调节阀。

控制阀主要用于控制燃烧器的供气量，通过调节供气量来控制锅炉燃烧热负荷的大小。

调节阀主要用于控制给水的进入量，通过调节给水流量来控制锅炉蒸汽的温度。

3.调节部分：调节部分主要由控制器和传感器组成。

控制器是主汽温控制系统的核心部件，接收测量部分的反馈信号，与执行部分实现信息的传递和控制指令的执行。

传感器负责将锅炉主汽温的实时值转换成电信号，并通过控制器传递给执行部分。

二、主汽温控制系统的工作原理主汽温控制系统的工作原理可以简要分为以下几个步骤：1.测量主汽温：通过测量主汽温的实时值，将温度值转换成电信号，并传递给控制器。

2.根据设定值：控制器中设定一个主汽温的目标值，与实时测量值进行比较。

3.根据误差：根据设定值与实际测量值之间的误差，控制器会发出相应的控制指令。

4.调节执行：根据控制指令，控制器会调节控制阀和调节阀，来改变供气燃烧的热负荷以及给水的流量，从而控制锅炉主汽温的稳定。

5.反馈控制：控制器会周期性地获取实际控制效果，将反馈信息进行比较并进行调整，以实现对锅炉主汽温的精确控制。

综上所述，电厂锅炉主汽温自动控制的原理主要包括测量、计算、比较和调整。

汽包锅炉蒸汽温度自动调节系统一、蒸汽温度自动调节系统锅炉蒸汽温度自动调节包括过热蒸汽温度和再热蒸汽温度调节。

调节的任务是维持锅炉过热器及再热器的出口汽温在规定的允许范围之内。

1、过热汽温调节任务和特点过热汽温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显著地影响电厂的安全性和经济性。

过热汽温过高，可能会造成过热器、蒸汽管道和汽机的高压部分金属损坏，因为超温会引起汽轮机金属内部过大的热应力，会缩短使用寿命，还可能导致叶片根部的松动；过热汽温过低，会引起机组热耗上升，并使汽机轴向推力增大而可能造成推力轴承过载。

过热汽温过低还会引起汽轮机尾部叶片处蒸汽湿度增加，从而降低汽轮机的内效率，并加剧对尾部叶片的水蚀。

所以，在锅炉运行中，必须保持过热汽温长期稳定在规定值附近（一般范围为额定值541±5℃）。

过热汽温调节对象的静态特性是指过热汽温随锅炉负荷变化的静态关系。

过热器的传热形式、结构、布置都将直接影响过热器的静态特性。

对流式过热器和辐射式过热器的过热汽温静态特性完全相反。

对于对流式过热器，当负荷增加时，通过其烟气的温度和流速都增加，因而使过热汽温升高。

而对于辐射式过热器，由于负荷增加时炉膛温度升高不多，而炉膛烟温升高所增加的辐射热量小于蒸汽负荷增大所需要的吸热量。

我们的过热器系统采取了对流式、辐射式和屏式（半辐射式）交替串联布置的结构，这有利于减小过热器出口汽温的偏差，并改善了过热汽温调节对象的静态特性。

引起过热蒸汽温度变化的原因很多，如蒸汽流量变化、燃烧工况变化、进入过热器的蒸汽温度变化、流过过热器的烟气温度和流速变化等。

归结起来，过热汽温调节对象的扰动主要来自三个方面：蒸汽流量变化（机组负荷变化），加热烟气的热量变化和减温水流量变化（过热器入口汽温变化）。

过热汽温调节对象的动态特性是指引起过热汽温变化的扰动与过热汽温之间的动态关系。

在各种扰动下的过热汽温调节对象动态特性的特点是有迟延和惯性，典型的过热汽温阶跃反应曲线如下图所示。

青海大学过程控制课程设计实验名称：锅炉过热蒸汽温度控制系统姓名：才让加学号： 1020301025 所在院系：化工学院化工机械系专业：自动化指导老师：王淑钦实验时间： 2013-12-02——2013-12-15摘要过热蒸汽温度的扰动来源很多，蒸汽流量、燃烧工况、进入过热器蒸汽的热焙、流经过热器的烟气温度和流速等的变化都会使过热蒸汽温度发生变化。

而有些扰动间又相互影响，使对象动态过程变得复杂。

但归纳起来，主要有三种扰动：蒸汽量、烟气量和减温水量。

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来控制减温器喷水量以提高系统的控制性能。

喷水减温作为调节汽温的手段，根据汽温偏差来改变喷水量。

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：扰动来源过热蒸汽控制串级控制系统调节手段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。

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。

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。

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