火电厂再热蒸汽温度控制系统的设计
模拟量控制系统(MCS)蒸汽温度控制
主蒸汽流量 MSTMFLOW
总空气流量 TOTAIRFL
L:662
BIAS I A
主蒸汽流量 MSTMFLOW
AE 99
A侧再热器出口汽温1/2/3 HAJCT311 HAJCT312 HAJCT313
TE TE TE
B侧再热器出口汽温1/2/3 HAJCT321 HAJCT322 HAJCT323
2
T2
K2
1
0
T K 导前区的参数 、 、 及控制 T K 通道的参数 、 、 。一般 T =30～60s，=40～100s。
2 2 2
1 1
1
1
1
2
WB
T1
导前区： W1 s
K1
W s
2 s
1 T2 s n
K1
K2
2
0
1
减温水流量扰动下导前汽温和主汽温的响应特性
B侧再热器减温水调节阀调节指令
图12-14 再热事故喷水
再热器喷水减温控制系统
• 再热器喷水减温器分左右两侧布置，故再热器喷水减温控制系统有两套， 分别控制左右两侧的减温水流量。再热器喷水减温控制系统可以是导前 汽温微分的双回路控制系统，也可以是串级控制系统。本例为串级控制 系统。
• 再热汽温设定值由运行人员手动设定，锅炉负荷在45％～100％BMCR 时，一般设定在538℃。左、右侧再热汽温测量值是前述左、右两侧末 级再热器出口汽温分别经过三选中得到的。再热汽温与设定值的偏差经 PID控制器运算，得到再热喷水主控制器控制指令。为了防止过量喷水 而使汽中带水，主控制器的控制指令与汽轮机调节级压力的函数进行大 选处理，二者中的大值作为副控制器的设定值（导前汽温设定值）。此 汽轮机调节级压力的函数实际是根据调节级压力换算的饱和蒸汽温度值， 再加一定的安全裕度得到的减温喷水温度限值。 • 再热器的导前汽温(即左侧再热器喷水减温器出口温度)有两个测点，经 两选一处理后得到导前汽温的实测值。副控制器对导前温度的设定值与 实测值进行PID运算，得到再热器减温水调节阀的开度指令。
电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计答辩稿
控 制 仪 表 的 选 择
主 副 回 路 的 选 择
主 副 调 节 器 选 择
控 制 器 的 选 择
பைடு நூலகம் 控制仪表的选择
控制仪表的主要类型大致分为电动或气动，电动I 型、II型、III型，单元组合仪表或是基地是仪表等。 常用的控制仪表有电动II型、III型。在串级控制系统 中，选用的仪表不同，具体的实施方案也不同。 电动III型和电动II型仪表就其功能来说基本相同， 但是其控制信号不相同，在本设计中选用电动III型仪 表。
电厂锅炉蒸汽温度串级控制系 统设计
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一、课题研究意义
二、锅炉简介
课题研究意义
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。 本次课设设计的主要考虑部分是锅炉蒸汽温度 控制系统的设计。主要蒸汽温度与再热蒸汽温度的 稳定对机组的安全经济运行时非常重要的。过热蒸 汽温度控制的任务是维持过热器出口温度在允许的 范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超允许 的工作温度。
串级调节系统的分析
根据在减温水量扰动时，过热蒸汽温度有较大的容积迟延， 而减温器出口蒸汽温度却有明显的导前作用，完全可以构成以减 温器出口蒸汽温度为副参数， 主蒸汽温度为主参数的串级控制系统，系统结构如图3-4所示。 系统中以减温器的喷水为控制手段，在单回路控制主汽温 θ l(即将θ 1作为主信号反馈到调节器，由调节器直接去控制阀 门开度)的基础上增加一个对减温水流量变化反应快的中间温度 信号θ 2作为导前信号，增加一个副调节器，如图8所示的串级控 制信号系统。副调节器根据θ 2信号控制减温水阀，如果有某种 扰动，蒸汽温度θ 2比θ l提早反映，使扰动引起的θ 2波动很快 消除，从而使过热蒸汽温度基本不受影响。热蒸汽温度基本不受 影响。
主、再热蒸汽及旁路系统
启动或甩负荷时回收工质，降低对空排汽噪声。（可实现）
2、旁路系统的型式
目前国际上已运行的大容量超超临界机组主要分布在欧洲和日本， 这些机组的旁路可分为：三用阀旁路系统、一级大旁路系统、三级旁路 系统和两级串联旁路系统。其功能比较如下： 华润电力湖北有限公司
用于带基本负荷，不经常热态启动的机组，因再热器暖管升温受限；汽机故障
华润电力湖北有限公司
1000MW超超临界火电机组技术探讨 停机方式：停机停炉)，也没有必要采用三用阀等旁路系统(先进旁路，
但投资较大)。所以我公司二期、玉环电厂和泰州电厂1000MW机组均 采用40％BMCR容量的高、低压串联液控旁路系统，即40％BMCR高 压旁路和40％BMCR+高旁喷水量的低压旁路。旁路系统型式：每台机 组设置1套40％BMCR容量的高压旁路装置和2套20％BMCR容量的低 压旁路装置（共40％BMCR流量）。 山东邹县发电厂和海门电厂1000MW超超临界机组锅炉均采用东 锅引进日本日立公司技术生产的Π型直流炉，汽机均采用东汽引进日本
1000MW超超临界火电机组技术探讨
特点 二级串联旁路系统 能适用于基本负荷 机组，也能适用于 调峰负荷机组。 一级大旁路 只适用于带基本负 荷，不经常热态启 动的机组 二级并联旁路系 统 只适用于带基本 负荷，不经常热 态启动的机组 三级旁路系统 能适用于基本负 荷机组，也能适 用于调峰负荷机 组。 三用阀旁路系 统 能适用于基本 负荷机组，也 能适用于调峰 负荷机组。 设 计 容 量 为100 ％ BMCR （ 高 旁 4×25 ％ BMCR 阀组成）高压 旁 路 +80 ％ BMCR 或 65 ％ BMCR 低 压旁路(低旁2 套) 停机不停炉或停 机停炉 可实现停机不停 炉 可实现停机不 停炉 外高桥电厂三 期工程、浙江 国华宁海电厂 二期、彭城电 厂 三 期 1000MW 机 组 采 用100 ％ BMCR 高 压 +60 ％ BMCR 低 压 三 用 阀串联旁路系 统
火电厂集控运行专业《知识点2 蒸汽中间再热的热经济性》
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3.蒸汽中间再热对实际循环热效率的影响
结论
根据以上分析，适当选择蒸汽中间再热参数， 蒸汽中间再热能提高电厂实际循环热效率。
国产中间再热机组的再热参数
机组参数 单位 200
机组铭牌功率
300
600
600 1000
p0
MPa 16.18 16.18 16.18 16.67 16.67 24.2 25.0
（1）再热前有回热抽汽时，Prh=(0.18-0.22)P0 （2）再热前无回热抽汽时，Prh=(0.22-0.26)P0
实例
600MW机组P0=，中间再热压力 Prh =，约为21％。
注意：采用中间再热使系统结构、布置、运行复杂 性增加，增加金属消耗量，同时对调节系统要求高， 故目前国内外的大型机组多采用一次中间再热。
（2）减少压损，必须要增大管径， 其金属消耗量和投资都要增加。
措施
为提高机组热经济性，大机组再热压损应 取偏小数值，其主要措施为高压缸排汽管 上不装逆止阀，再热蒸汽管道的管径增大 或用双管，少用或不用中间联箱等。
实例
压损每增加98Pa，汽轮机热耗将增加02-03%。 一般再热压损取高压缸排汽压力的8-12%。
3.12 550 21.38
3.17 537 21.11
3.61 538 23.75
4.29 566 20.04
4.45 600 19.76
四
再热压损对机组热经济性的影响
再热压损
由于汽轮机高压缸排汽，经冷再热管道、 再热器和热再热管道返回中压缸入口的 蒸汽，因流动阻力而导致压力的下降。
结论
（1）减少压损，机组热经济性提高。
t0
基于内模控制 (IMC)的主汽温度控制系统设计
基于内模控制 (IMC)的主汽温度控制系统设计孙玥;张纲;郑艳秋;曾德良【摘要】主蒸汽温度和再热蒸汽温度直接影响火电厂的热效率和汽轮机等设备运行的安全性;传统 PID 控制器的控制规律简单,但是不能根据控制过程中的不确定性变化做出相应调整;当被控对象参数实时变化时,控制器参数不能做出实时调整,这样会导致过程的品质指标变坏;针对超超临界机组过热蒸汽温度和再热蒸汽温度,提出了一种基于内模控制 (Internal Model Con-trol,IMC)的PID控制策略,将PID控制、Smith预估控制、确定性及线性二次最优反馈控制和多种预测控制归纳于同一结构之下;以 1000 MW的电厂机组为对象开展了额定工况下和 80%额定负荷下的过热气温和再热气温的PID-IMC控制器设计.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2018(026)010【总页数】5页(P98-101,105)【关键词】内模控制;过热蒸汽温度;再热蒸汽温度;超超临界机组【作者】孙玥;张纲;郑艳秋;曾德良【作者单位】华北电力大学控制与计算机工程学院,北京 102206;华北电力大学控制与计算机工程学院,北京 102206;华北电力大学控制与计算机工程学院,北京102206;华北电力大学控制与计算机工程学院,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言随着超超临界机组效率的提高，煤耗降低、污染物排放量较少，因此超超临界机组的经济效益十分可观。
而过热蒸汽和再热蒸汽温度是1000 MW超超临界机组的两项重要指标，这两项指标直接影响着机组的安全性和经济性[1-5]。
过热蒸汽温度和再热蒸汽温度直接影响火电厂的热效率，以及过热器和再热器及其管道、汽轮机等设备安全运行。
无论是过热蒸汽、再热蒸汽温度过高还是温度过低对机组的运行都是不利的，严重超限的情况下，可能会造成电厂安全事故危机[6-9]。
目前国内外热电厂对过热器与再热器温度控制都使用闭环控制系统，PID控制规律简单且并不需要精确的控制对象模型，因此PID控制比较适合用于电厂大多数被控对象的控制。
660MW超临界机组过热蒸汽温度的控制系统及运行调整
660MW超临界机组过热蒸汽温度的控制系统及运行调整摘要：大型火电站当中，一项较重要的运行调整就是过热蒸汽温度控制和调整。
过热蒸汽温度控制系统，对于火电机组热效率的提升具有重要意义，能够保障机组发电过程中所产生的热量得到应有的利用，使发电效率大大提升。
因此在本文当中就将对某火力发电企业机组过热蒸汽温度控制系统设计工作进行分析，将设计工作当中对过热蒸汽温度控制系统大延迟、大惯性以及时变性和非线性内在机理问题，进行攻克的过程进行研究，同时对过热蒸汽温度的运行调整提出相关建议。
关键词：660MW；超临界机组；过热蒸汽温度；控制：调整1.前言浙能乐清一期2*660MW超临界机组，锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊Π型结构、露天布置燃煤锅炉。
DCS系统用的是北京ABB贝利控制系统有限公司的Industrial IT Symphony 系统。
在本文当中，将主要对机组当中的过热蒸汽温度控制系统进行研究，过热蒸汽温度控制系统主要存在大延迟，大惯性以及时变性和非线性内在机理问题，并提出相应的运行调整分析。
2.过热蒸汽温度控制系统解析2.1工艺流程分析过热器喷水减温系统工艺流程：炉膛上部布置有前屏过热器和后屏过热器，水平烟道依次布置高温再热器和高温过热器，共有二级喷水减温器，将每一级减温器都进行左右两侧均匀布置。
在第一级减温器当中，主要是将减温器布置在后屏过热器的入口处，该级减温器的喷口量达到了总设计喷水量的2/3，对第一级减温器进行控制的是两个喷嘴和调节阀门。
在第二级减温器当中，主要是将其设置在末级过热器的入口处，该级减热器喷水量达到了总设计排水量的1/3。
图一过热减温水DCS画面2.2过热汽温控制系统2.2.1减温控制系统在第一级减温控制系统（以此为例）当中，进行温度调节时的被调量是前屏过热器出口处的气温，同时该控制系统还能够保护屏式过热器的管壁不会出现温度过高的现象，并与末级过热汽温控制系统进行配合协同工作，保证整体控制系统温度得以调节。
火电厂再热和蒸汽管道系统设计探讨
火电厂再热和蒸汽管道系统设计探讨作者：李茂来源：《城市建设理论研究》2013年第22期摘要：主蒸汽管道和再热热管道是电厂系统的重要组成部分，管道布置及材料的机械特性、高温特性将直接影响电厂机组投资的经济性及运行的可靠性。
文章主要就超临界机组再热蒸汽系统管径设计中优化措施进行了分析，主要从再热蒸汽管道的设计参数选取、材料选择、再热蒸汽管道的设计管径的确定等方面进行论述，以供大家参考。
关键词：再热蒸汽；管径；优化设计中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：在火电厂设计中，再热蒸汽系统的压降是一项重要的性能考核指标。
合理选择再热蒸汽管道规格，能够在满足再热蒸汽系统压降的同时，降低工程造价、保证电厂良好的经济性能。
因而在工程设计中对再热蒸汽管道进行优化设计就显得非常必要和重要。
以超临界机组工程为例，对再热蒸汽系统管道规格进行优化，选择安全可行的、经济性好的管道规格，为工程下一阶段工作的深入开展打下基础。
一、再热和蒸汽管道的设计参数及材料选择1.1 设计参数的选取根据 DL/T5054- 1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》（以下简称“管规”）以及汽轮机厂提供的热平衡图计算求得再热蒸汽系统的设计参数、介质流量等详见表 1，相关参数按VWO工况取值。
1.2 再热蒸汽管道材料的选择根据中国电力工程顾问集团公司文件《关于印发火力发电厂超临界机组四大管道设计专题研讨会议纪要的通知（2008 年10 月印发）》规定，超临界机组高温再热蒸汽管道采用 ASME A335P91 材料。
汽轮机采用东方电气集团设备，其高压缸排汽允许跳闸温度为 410℃。
因此，可采用最高允许使用温度为427℃的 A672B70CL32电熔焊接碳钢管。
表1 再热蒸汽系统管道设计参数表二、再热和蒸汽管道的管径优化2.1 设计规范对再热蒸汽管道压降的规定《火力发电厂设计技术规程》（DL5000-2000）规定：冷段再热蒸汽管道、再热器、热段再热蒸汽管道额定工况下的压力降，宜分别为汽轮机额定工况下高压缸排汽压力的1.5%2.0%~5%、3.5%~3.0%。
300MW单元机组再热汽温控制系统设计新方法及其工程应用
其他３４５
参数，才能使烟气挡板预动作量最佳地起到作用。 同理，当再热汽温要达到设定值时，此时要求汽温变化的过程已结束，但由于锅炉迟滞 的作用，此时进入再热器的烟气量将在随后的过程中对再热汽温产生调节过量的影响，因此 还设计了一个“反踢”（类似于“刹车器”）作用。“反踢”动作当下式成立时发生。
△Ｔ＝厂３（ＡＴｏ）
关键词：代数等价观测器（ＡＥＯ）；再热汽温自动调节；大惯性：大迟滞
引Байду номын сангаас
言
在单元机组中，再热器蒸汽温度是一个很重要的参数，它的控制品质直接关系着机组的
安全运行和经济效益，同时由于电网调度对电厂协调控制系统提出了更高的运行要求，对再 热汽温的控制也就要求得更高了。近年来，针对锅炉蒸汽温度受控对象通常具有大惯性、大 迟延、参数慢时变等特点，通常采用现代控制理论［１．２］中基于观测器的状态反馈与传统的 ＰＩＤ控制相结合的方法［３－７］，将汽温惰性区动态特性由状态观测器代替。但对于锅炉再热 汽温采用烟气挡板再循环为主要调节手段的系统来说，机组再热蒸汽温度调节系统通常还要 依靠微量喷水或紧急喷水，采用非喷水调节手段的再热蒸汽温度控制系统的实践成果还缺少 工程范例。 针对这一实际问题，认真分析了锅炉汽温控制系统的理论研究和工程实践的现有成果， 运用增量式函数观测器（ＩＦＯ—ＫＡｘ）［５］和代数等价观测器Ｉｓ，９］（ＡＥＯ）的概念指导状态反 馈和状态观测器的参数整定Ｄ０３，并应用于一台３００ＭＷ单元机组的锅炉再热器蒸汽温度控 制系统中，取得了一定的效果。 本文在前述工作的基础上，借鉴并引人“加速器”、“正踢”“反踢”、“模拟柔性模糊控 制”等概念［１ｌ￣１３］，和变参数ＰＩＤ调节器共同组成一个综合型再热汽温自动调节系统，并利 用通用的计算机分散控制系统（ＤＣＳ）中的标准算法模块对其功能进行了实现，更加有效地
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摘要
锅炉蒸汽温度自动控制包括过热蒸汽温度控制和再热蒸汽温度控制。
再热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一，再热蒸汽温度过高或过低都会显著地影响电厂的安全性和经济性。
再热循环可以降低汽轮机尾部叶片处的蒸汽湿度，降低汽耗，提高电厂的热循环效率，所以单元机组普遍采用中间再热技术[1-2]。
本次毕业设计以再热蒸汽温度为被控对象，设计相应的控制器使再热器出口蒸汽温度在允许范围内，并且保护再热器，使管壁温度不超过允许的工作温度。
火电厂对再热蒸汽汽温控制若采用常规串级控制系统，具有很大的迟延性，对此，本文采用模糊控制和PID相结合的控制方式。
实验结果显示，系统的控制特性在超调量、快速性、抗干扰方面都有了很大的改善，对大范围工况变化具有较强的鲁棒性和适应性，对大型发电机组的锅炉再热蒸汽汽温控制具有实用价值。
关键词：再热蒸汽；模糊控制；串级控制系统
Abstract
Boiler steam temperature control includes control of superheated steam temperature and reheat steam temperature control. Reheat steam temperature is one of the important indicators of the quality of boiler operation, reheat steam temperature which is too high or too low will significantly affect plant safety and economy. Reheat cycle can reduce steam turbine moisture at the end of the leaves, reduce gas consumption and increase power plant thermal cycle efficiency, so reheat units commonly is used in the unit. The graduation project make the reheat steam temperature as controlled object, the corresponding controller is designed to reheat outlet steam temperature in the allowed range, to protect the reheater, the wall temperature does not exceed the allowable operating temperature.
If steam temperature control uses a conventional cascade control system ,it has a great delay.therefore,this paper combines fuzzy control with PID control to improve . Experimental results show that the control characteristics of the system in the overshoot, fast and interference aspects have substantial improvement , it has significantly robustness and adaptivity when conditions change on a wide range , it has a practical value for large-scale generating units reheat steam boiler Steam temperature control.
Keywords: reheat steam; fuzzy control; cascade control system
2。