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浅析过热汽温串级控制的控制方案[摘要]本文就现在电厂中的中大型机组主蒸汽温度的控制方法作以分析。着重对串级控制控制效果进行分析。串级控制方式具有良好的抗内、外干扰能力对象时变适应能力。目前电厂中广泛采用。[关键词]过热汽温串级控制中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）06-0109-011概述1.1过热蒸汽温度控制的任务及意义主蒸汽温度是电厂机组运行过程当中需要监视及控制的重要参数之一它直接关系着机组能否安全稳定的运行。因此及时、准确地反映主蒸汽温度的变化是热工过程控制领域一个长期研究的课题。过热蒸汽温度控制的任务是维持高温过热器出口温度在允许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。一般规定过热蒸汽的温度上限不能高于其额定值+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汽温每降低5℃热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机层部蒸汽湿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±10℃到540±5℃的范围内。1.2过热器在实际电厂中的作用及其结构特性1.2.1过热器作用过热器主要作用是将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。1.2.2汽温特性蒸汽从汽包出来以后通过过热器的低温段至减温器然后再到过热器的高温段最后至汽轮机。通常的大中型锅炉都采用减温器减温的方式控制过热蒸汽的温度。各种锅炉结构不同过热器的结构布置也不同（辐射式、屏式、对流式等）。影响汽温变化的扰动因素很多例如蒸汽负荷烟气温度和流速给水温度炉膜热负荷送风量给水母管压力和减温水量。归纳起来主要为蒸汽流量烟气传热量和减温水三个方面的扰动。1.2.3烟气扰动下过热汽温对象的动态特性烟气传热量扰动引起的原因很多如给粉机给粉不均匀煤中水分的改变蒸发受热面结渣过剩空气系数改变汽包给水温度变化燃烧火焰中心位置的改变等。尽管引起烟气传热量扰动的原因很多但对象特征总的特点是：有延迟、有惯性、有自平衡能力。由于从烟气侧来的扰动量使沿整个长度过热器的传热量发生变化较快延迟时间只有l0～20s。烟气传热量扰动可以用来作为调节量信号。这种过热器的安装方法与在饱和侧装设表面式减温器相比延迟时间能减小1/4。1.2.4减温水量扰动下过热汽温对象的动态特性常用的减温方法有两种：喷水式减温和表面式减温前者的效果比后者好。喷水式减温器一般装在末级过热器高温段前面一方面保护了过热器高温段另一方面又改善了调节。其特点是有延迟有惯性和有白平衡能力延迟时间约为30～60s。综上所示汽温对象在各种扰动下都有延迟有惯性有白平衡能力。就τ/Tc值而言减温水量扰动时其值最大烟气扰动下次之、蒸汽流量扰动时为最小。需要指出的是在喷水减温控制系统中减温水量的扰动强烈对此段的温度要求比对高温段出口要求低所以往往将它作为串级控制的副参数。在导前微分系统中也常将它作为导前微分信号。1.3汽温控制要求1.3.1要求（1）维持稳定的过热蒸汽与再热蒸汽的温度。（2）汽温允许波动范围±5～10℃。1.3.2汽温调节装置蒸汽温度调节方式蒸汽侧调节：利用其它介质直接改变蒸汽的温度。（混合式减温器：喷水减温器）：2过热汽温串级控制系统2.1汽热汽温串级控制系统原理2.1.1串级控制系统的基本原理串级控制系统的结构图见图1。串级控制系统共有2个控制回路.内部的反馈回路称为副回路。副回路包括副控制器（副调节器）调节阀副对象和副变送器.发生在副回路内的扰动称为二次扰动。外部的控制回路称为主回路.主回路包括主控制器（主调节器）整个副回路主对象和变送器。发生在主对象上的扰动称为一次扰动。如果把整个副回路当成一个等效环节它串联在主回路的前向通道上。这就是串级控制名称的由来。串级控制在结构上有两个特点：一个特点是串级控制虽然有两个控制器两个变送器和两个测量参数但仍然是一个单输入单输出系统系统只有一个需人为设定的给定值只有一个控制变量（即副控制器输出）只有一个执行机构因而也只能有一个被控变量这一点和单回路控制系统极其相似；串级控制的另一个结构的特点是主控制器和副控制器串联在回路中.主控制器的输出是副控制器的给定值.主控制器接受设定的给定值所以整个串级控制系统