660MW超超临界直流锅炉汽温控制策略分析

来源:用户上传      作者:惠伟民

　　摘 要：针对超超临界直流锅炉控制汽温系统的具体需求与特征，将某660MW超超临界机组的工程实例相结合，对一种全新的过热汽温控制方法加以介绍，就是选用控制给水中间点焓值的相关方式实现对过热汽温进行粗调，并选用物理减温水的控制手段细调过热汽温。经工程现场的投运试验表明，此种控制对策是完全可行的，既能实现过热汽温控制质量的改善，还能促进机组运行经济性的全面提升。
　　关键词：660MW超超临界;直流锅炉;汽温控制策略
　　 基于660MW超超临界直流锅炉来讲，过热汽温的加强控制属于强耦合多输入特点，在汽水流程中能够一次性可通过，无汽包合理地隔开过热段、蒸发段、加热段，所以，无法像汽包炉设备组仅仅依靠喷水减温与燃烧器摆角来调节蒸汽温度。
　　1 分析超超临界机组调节汽温的有效手段
　　1.1 通过调节水煤比例“粗调”过热汽温
　　因喷水减温引自融入锅炉的总体给水量，水煤比例失调致使温度出现偏差，是不可仅仅依靠喷水减温的手段进行校正。譬如，若是水煤比例过大致使汽温逐渐升高的同时，保持过热汽温要一成不变需大量减温水，这样定会使水煤比失调现象日益加剧，喷水点前受热面，特别是水冷壁之中工质流量势必会缩减，引发喷水点前的各段金属受热面与工质的温度提升，其结果不但难以发挥调节汽温效用，并且还会使水冷壁超温加剧，对锅炉运行的安全性造成严重的影响。
　　在给定负载的情况下，和主蒸焓值相同，中间点焓值也会遭受水煤比例的影响。只要水煤比例稍微出现变化，就会对中间点焓值造成影响。而中间点的温度反应水煤比情况，远比热蒸汽温的反应速度快。运营经验显示：每当中间点的温度变化1摄氏度，过热蒸汽温度就会变化5-10摄氏度。为此，选取中间点温度对水煤比例进行控制，相对于热蒸汽能够发挥预先调节的作用。当运行工况出现变化的过程中，依据中间温度对水煤比例进行调节，不但能够降低调节汽温的滞后时间，还能及时对水冷壁工质温度及时进行控制，避免水冷壁出现水传热恶化现象。
　　通过调节水煤比使中间点温度保持稳定，并确保合适的过热度，实质上相等于通过调节水煤比把中间点到过热器调出口间的过热段进行固定，以此让汽包炉具和直流锅炉具备相同的过热汽温特征。因此，基于超超临界直流的锅炉而言，应确保过热汽温的定值，同时必须保证合适的水煤比。
　　1.2 通过减温喷水“细调”过热汽温
　　在中间点的温度基本上稳定之后，过热汽温不会发生较大的温度偏差，但因调节超超临界锅炉存在诸多影响因素，仅依靠粗调对水煤比进行调剂是远远不够的，还要运用喷水减温设备快速进行细调，由于喷水减温的惰性不大及反应快，从刚开始喷水至喷水点之后温度发生变化仅需几秒时间。因为超超临界锅炉的过热管道加长了，整体结构较为复杂，这就会增加滞后性与惯性，为此，需使用多级喷水减温设备进行细调。
　　2 分析控制水煤比的有效措施
　　2.1 选取控制水煤比例的反馈信号
　　中间点温度与焓值都能被当成反馈水煤比的信号，并且当负荷出现变化的时候，中间点焓值在线性度与灵活度方面皆具备显著地优势。中间点焓值不仅能快速的反映出体现煤水逼得失调变化，焓值还象征着过热蒸汽作功力，焓值给定值不仅有益于对符合加强控制，并且还能实现对过热汽温的粗调。所以使用中间点焓值，能够保障调节煤比的性能与精准度。
　　2.2 控制设计水煤比例的回路
　　调节水煤比属于保持汽温的最佳手段，但对过热汽温的延迟影响很大;喷水减温可以快速实现过热汽温的改变，但无法保持恒定的汽温。如若二者能够相互协调，定能得到汽温调整与响应最优的性能。炉膛的吸热目标值属于给水目标和省煤器进口到分离器出口概论的焓增乘积，该目标值通过金属锅炉储能瞬态修正金属锅炉作为炉膛出口饱和温度转变率除源自T控制器炉膛焓增值，减锅炉的减温水流量，最终得出炉膛实际的给水流量要求值。
　　进入T控制器偏差属于一级减温器的进口汽温与一级减温器前后的温度偏差。将两个控制偏差量相加之后产生T控制器的偏差，通过此种偏差信号对水煤比例进行修正。增加一级减温设备的前后温度偏差信号的目标作为信号表示一级减温设备适量的进行喷水。依据对水煤比调节后会让一级减温设备更加稳定在布置预定温度差比值，保持一级减温器在适中的位置进行工作，通过及时响应调整汽温的上下波动，规避减温器长时间处在全关或是全开位置造成滞后调节。
　　3 分析设计过热汽温的控制策略
　　通常我国在控制过热汽温方面选用串级PID控制措施，基于工况较为稳定的状况下，此种控制措施基本上可以符合运行生产方面的需求，但是在锅炉启磨停磨、负荷大幅度上升下降、锅炉核的火焰中心变化等比较复杂的工况下，通常会出现调节落后甚至于反调。同时一般的减温水电动落实结构不具备快速的响应速度，不适合频繁的动作，这样势必会使串级PID调节对突发性大幅度干扰的控制力。为此，我国使用物理过程控制减温水的方案，待进口的汽温发生改变之后通过过热设备实现汽温出口的改变，进口汽温需通过模拟过热设备特点PTn产生变量，在PID调节设备设定值的回路和经过调节因子相乘具体出口汽温互相抵消。若是所模拟的过热器特征PTn，需要充分接近过热器的具体特性，需要在整体动态化调节中设定值的回路基本保持恒定，系统的调节功能非常稳定。同时为了避免汽温太低造成过热器内进水，需运用减温水附近压力测点相应对的饱和度加上裕量当做出口汽温的设定值下限。
　　4 结语
　　总之，本文就控制水煤比例与过热设备控制减温水在超超临界设备组在控制汽温当中发挥的一定作用，著重对校正中间点温度思想控制水煤比例粗调的汽温方法与物理过程控制减温水细调汽温方法。上述两类方案已在660MW×2超超临界设备组，当AGC运营方法中，已具备长时间承受商业运营以及复杂工况方面的考验，主蒸控制其温度品质完全符合机组的安全性与经济运行的稳定性需要。
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