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火力发电燃煤锅炉过热蒸汽温度自动控制系统

主题:蒸汽 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-03-06

简介:本文是关于燃煤锅炉和过热蒸汽类硕士毕业论文范文与蒸汽方面论文范例.

燃煤锅炉和过热蒸汽论文范文

蒸汽论文

目录

  1. 1.330MW亚临界汽包炉四角切圆燃烧
  2. 1、1设备概述
  3. 1、2影响因素
  4. 1、3控制方案--(串级、导前微分)+前馈
  5. 2.350MW超临界循环流化床
  6. 2、1循环硫化床过热蒸汽温度控制
  7. 2、2影响因素
  8. 2、3控制方案
  9. 3.共性和区别
  10. 4.结语

摘 要:锅炉蒸汽温度是影响锅炉生产过程安全性和经济性的最重要的参数之一,过热汽温过高导致金属温度过高、蠕胀增强,降低管道寿命,经常超温可导致过热器管道超温爆管.过热蒸汽温度过低将会降低全厂热效率,一般过热器汽温每降低5~10℃热效率减低1%.本文对两种不同燃煤炉型的过热蒸汽自动控制系统,从控制方案、影响因素进行说明对比.

关键词:过热蒸汽;温度自动;控制方案;影响因素

在第二轮“上大压小”政策之前,30万容量等级机组仍然是火电中的主力军,四角切圆燃烧方式燃煤亚临界机组较为普遍,发展至今过热蒸汽温度控制方案都比较成熟、因各厂实际燃烧特性及影响因素的略有不同使得控制方案因地制宜相似而不相同,更是随着自动控制理论的发展和科技的发展,将更加先进的控制算法(自适应、鲁棒、模糊、预测控制)应用在发电自动控制系统中.

1.330MW亚临界汽包炉四角切圆燃烧

1、1设备概述

机组过热汽温度很高,一般采用逐级分段加热(给水→省煤器→水冷壁→低过→屏过→高过→汽轮机),同时要求控制低过、屏过、高温过热器壁温在安全运行指标内,各段汽温调节控制反应迅速才能满足要求,所以汽温控制大多采用分段多级(2~3级)喷水控制,这样保证调温灵活,又能保护高温过热器.其中一级、二级喷水减温进行蒸气温度控制的粗调,末级喷水减温作为主蒸汽温度控制的细调,将过热汽温控制在额定温度送至汽轮机.

1、2影响因素

汽包炉、四角切圆锅炉,按照传热形式(对流、辐射、热传递)不同,可分为对流式过热器(尾部烟道低温过热器)、辐射式过热器(屏式过热器)以及半辐射半对流过热器(高温过热器),可以看出各级加热段的吸热方式不同,分析引起过热蒸汽温度变化的主要因素有三各方面;①“内因”蒸汽侧的主蒸汽流量、给水温度、减温水温度和流量等;②“外因”烟气侧的烟气量(送风量、燃料量);③控制方式有燃烧器摆角、烟气挡板等.其中最主要的有三个:主蒸汽流量、烟气量、减温水流量.

主蒸汽流量(锅炉负荷)、烟气量(送风量、燃料量)都与机组的负荷变化相一致:汽包炉燃烧重点在控制风煤比,出于安全角度,规定增负荷时,先增风后增煤,减负荷时先减煤后减风.送风量的增加主要影响的是对流过热器换热增加,待入炉燃料量增加后,辐射式传热增加.主蒸汽流量增加需要传热蓄热的过程,有延时,待蒸汽流量增加时,过热汽温会逐渐下降稳定到比初始温度高的值.

机组负荷增加时,由于锅炉各段加热器热负荷分布占比不同,对流过热器的出口汽温温度升高,辐射式过热器的出口温度降低,半辐射式过热器的出口温度变化比较平稳,最终过热器出口蒸汽温度会先增加后回落到比原温度高一些.

减温水流量阶跃增加时,减温器后温度(导前温度)离得近会较快下降,延时小,而经过加热器后主蒸汽温度有惯性延时大.

1、3控制方案--(串级、导前微分)+前馈

以过热器的减温为例,串级控制方案,主调的设定值的组成;①根据锅炉设备运行说明书要求,由负荷信号经过折线函数产生的基本设定值;②人工偏置值.主调前馈;将直接或间接影响过热段蒸汽温度调节的因素纳入控制范围内,对各个影响因素信号进行模拟实际影响过程的信号处理,比如加惯性和微分,加减后组成前馈信号.副调的设定值是主调的输出,副调的被调量是导前温度,即减温后温度.

控制特点是副调节器快速动作,利用减温水对蒸汽温度进行粗调,不要求无差调节,主调节器对蒸汽温度进行细调,积分作用较强,由于汽温控制过程较慢,同时又要做好防止积分饱和的措施,常用的方法有积分分离和外部反馈.

2.350MW超临界循环流化床

2、1循环硫化床过热蒸汽温度控制

锅炉为东方电气股份有限公司生产的自主研发350MW超临界循环流化床锅炉,过热蒸汽也是采用分段加热,减温,因为是超临界机组,在机组干态运行时,与汽包炉不同,没有明显的汽水分界点,要保证主蒸汽温度的稳定,必须要控制汽水流程,控制蒸发点以确保蒸汽温度的稳定.所以直流炉蒸汽温度的粗调就是通过控制水煤比(指进入炉膛的水与煤的比)的方式,控制在比较稳定的范围,只要控制稳定的水煤比,蒸汽温度都比较稳定,而能快速准确的反映水煤比大小的是中间点温度(锅炉汽水分离器出口蒸汽温度),利用中间点温度修正水煤比,然后通过控制减温水对蒸汽温度进行细调.

2、2影响因素

循环流化床锅炉内部燃烧用的煤种颗粒较煤粉炉大,传热形式也有区别,主要的传热形式:①颗粒对流换热,传热系数高,在密相区传热占比较大,这是主要特征,②气体对流换热,③辐射热.按照传热形式影响传热效果的代表变量.

水煤比(水燃比):通过理想模型来得出的结论,只要保持给水量和燃料量的比值不变,过热汽温则保持不变,增加的燃料释放出的热值和增加的给水量变成过热蒸汽需要的热值,两者比值恒定,加热后温升恒定.

给水温度:给水温度在高压加热器退出时,对于直流炉燃料不变,给水温度会降低,蒸汽加热段会变长,过热段就会缩短,过热汽温会降低.

过剩空气系数:一般用省煤器入口氧量来表征,氧量小则燃烧不充分易引起床料结焦,当氧量大时,氮氧化物生成量增加,易造成环保排放指标超标,排烟损失增加,锅炉效率降低.

负荷变化:循环流化床锅炉在负荷比较低时,密相区燃烧份额增大,稀相区份额减少,造成辐射式过热器温度份额增加,对流式过热器温度份额降低,影响减温水减温特性,所以采用自适应参数.

2、3控制方案

采用串级控制方案或者导前微分方案,将各自影响温度变化的主要因素折算为前馈信号,控制策略基本相同.随负荷变化主调、副调阀门调节特性都会有一定的变化,可以细化PID控制参数,實际在各负荷段进行开环阀门特性试验,或者根据高低负荷段运行数据,对主调和副调的PID参数进行自适应配置,可将温度控制的更精确、快速.

直流炉过热汽温的粗调是控制分离器出口温度稳定,设定值是负荷折线函数,中间点温度PID输出去修正给水量或者给煤量,通过适当水煤比来保证分离器出口温度的稳定,这会造成温度扰动,然后再通过减温控制来逐步对过热汽温精细控制到额定温度.

3.共性和区别

两者的控制方案框架类似,采用串级控制方案或导前微分方式,设置主调前馈量以及负荷的变参数控制,工艺控制过程都采用分级分段控制,主调、副调的输出限制考虑各段壁温的安全值.被调量具有迟延、惯性、有自平衡能力的控制特点.

不同之处:直流炉过热汽温的粗调重点是水煤比(中间点温度),只要控制适当的水煤比,过热汽温就可以控制在稳定的范围内,如果过热汽温因为调水或调煤而引起大幅波动,超出减温水调节能力,可以考虑增加水煤比前馈.而汽包炉过热汽温的粗调重点是风煤比(调节燃烧),因为有固定的汽水分离点---汽包,合理的风煤配比、稳定的燃烧保证了过热汽温度的稳定范围.因为传热形式不同,CFB直流炉各段加热器过热汽温度左右侧偏差比较小,而四角煤粉汽包炉因为火焰中心不能精确控制,各段过热汽温左右侧偏差会比较大.

4.结语

随着科技的不断发展,控制方案各有不同,但都要基于设备实际运行中的工艺控制,通过对工艺运行过程的详细了解掌握,才能设计出适合的控制方案和控制参数,从而保证适当的过热汽温,为电厂节能降耗作出应有的贡献.

参考资料:

[1]王鸿懿.热工控制系统及设备[M]中国电力出版社.2009.12

[2]朱北恒.火电厂热工自动化系统试验[M]中国电力出版社.2014.5

[3]路春美等.循环流化床锅炉设备与运行[M]中国电力出版社.2018.9

总结:回顾述说:本文是一篇适合不知如何写蒸汽方面的大学硕士和本科毕业论文的毕业生以及可作为关于燃煤锅炉和过热蒸汽论文开题报告和相关职称论文课题写作参考文献资料.

蒸汽引用文献:

[1] 烟气脱硫和燃煤锅炉学年毕业论文范文 关于烟气脱硫和燃煤锅炉类论文例文2万字
[2] 燃煤锅炉和潞城硕士论文开题报告范文 关于燃煤锅炉和潞城学年毕业论文范文10000字
[3] 路径分析和燃煤锅炉论文写作资料范文 路径分析和燃煤锅炉相关论文写作参考范文10000字
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