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再热汽温控制系统构成和逻辑分析

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概述

蒸汽再热器是锅炉的重要组成部分，它的作用是将在汽轮机高压缸作功后的蒸汽再次加热到新蒸汽温度，然后送入汽轮机中压缸继续作功，经过再热循环，一方面可以进一步提高循环热效率，另一方面可以使汽轮机末级叶片的蒸汽湿度控制在允许的范围内，其调节用温度测点和执行机构安装位置如图1所示。

图1 锅炉再热系统P＆ID

再热汽循环可以降低汽轮机末端叶片的蒸汽湿度，降低消耗，提高电厂的热效率，高压缸做功以后的乏汽，回到锅炉后，主要提高蒸汽的干度，进入汽轮机做功，对汽轮机不会产生损坏，控制再热温度的目的也就在于此，提高机组的热效率，降低汽轮机低压部分蒸汽带水，菏泽电厂控制再热器温度的手段有两大部分，一部分为控制热风挡板的位置来控制再热汽温，另一部分为控制再热喷水量来控制再热汽温。

1、系统构成

再热汽温控制系统外围设备包括再热减温出口温度TE0601A、TE0601B温度元件，再热器压力信号PT0501变送器，再热器喷水流量信号为PDT2123差压变送器，再热器出口温度信号分别为TE0691A、TE0691B温度元件，A侧热风注入信号分别为PDT7107AA、PDT7107AB，B侧热风注入信号分别为PDT7107BA、PDT7107BB差压变送器，应确保量程合适、测量正确、CRT显示正常，再热减温执行器BN0601、热风注入挡板CD7107A、CD7107B，执行机构应确保动作方向正确，行程时间和行程误差合适，如图2所示。

图2 再热汽温控制系统框图

2、功能分析

2.1 喷水减温控制

喷水减温控制如图3。

图3 喷水减温控制

在喷水减温控制回路中，被调主参数为再热器出口温度二取大的信号，被调副参数为再热器减温喷水出口温度二取小的信号，细调参数为PDT2123差压信号经开方处理的再热器喷水流量信号。

再热汽温喷水调节阀采用的是串级三冲量调节系统，再热汽温度为主信号，喷水出口温度为辅助信号，喷水流量为细调信号，内回路调节器根据减温水流量和减温器出口温度的变化来动作喷水调节阀，减少这些信号扰动对再热汽温主信号的影响；当再热汽温主信号偏离给定值时，外回路主调节器发出校正信号去动作喷水阀，适当地改变喷水量，维持再热汽温主信号基本等于给定值。

2.2 热风注入控制

在热风注入控制回路中，被调主参数为再热器出口温度二取大的信号，被调副参数为单侧热风注入差压信号经开方后，二取均值作为单侧热风注入流量信号，如图4所示。

图4 热风注入控制

热风注入控制回路是串级三冲量调节系统，在主回路中，当系统中由于某种扰动使再热蒸汽出口温度上升时，主调节器入口测量信号将上升，由于调节器C-1模块为反作用，所以在设定值不变的情况下，控制器C-1模块的输出将减小，其副调设定值减小，所以调节器C-2、C-3模块的入口偏差信号将上升，由于调节器C-2、C-3模块为反作用，最终将使两侧的热风挡板位置向关小的方向动作，用以减小炉膛底部热风注入量，力图使再热汽温下降，从而保证再热汽温在给定值的附近，并保持在允许的范围内。

在副回路中，当系统由于某种扰动使热风输入量增加或减小时，副调节器C-2、C-3模块的测量信号将上升或下降，由于副调节器C-2、C-3模块采用的是反作用，所以副调节器的输出将使挡板开度关小或开大，也力图使热风注入量减小或增加，从而使系统趋近平衡。

3、逻辑分析

超驰信号逻辑如图5所示。

图5 再热汽温控制逻辑

当吹扫第一阶段条件满足时，切换开关T5和T6将同时动作，此时A、B侧挡板的开度将由SG-4模块或SG-5模块的值确定，依据吹扫第二阶段条件的值不同，可选取SG-4模块或SG-5模块的值。

喷水调节BN0601在自动状态下，如果再热器出口温度高，则喷水减温阀MV2123将超驰关闭。

在滑压运行方式下，如果再热器出口温度高于546℃，同时蒸汽流量高于160kg/s，或者在定压运行方式下，如果再热器出口温度高于546℃，同时蒸汽流量高于211kg/s，则发出再热汽温高报警；同样，在滑压运行方式下，如果再热器出口温度低于536℃，同时蒸汽流量高于160kg/s，或者在定压运行方式下，如果再热器出口温度低于536℃，同时蒸汽流量高于211kg/s，则发出再热汽温低报警。

再热汽温执行机构构成如图6所示。

图6 再热汽温执行机构

压缩空气经过过滤减压阀后，压力范围为(1.6～6)bar，即（20～90）psig，然后分成2路，一路经过压力开关、保位阀至气动执行机构，另一路送至电气转换器，电气转换器根据4～20mA.DC指令信号，转换成与气动执行机构位置相对应的气压信号，保位阀动作过程为：当有气源时，2-3通，无气源时，3-4通，如果4封堵，形成密封系统，保位，如果4不封堵，气缸通过4放气，根据图6所示结构类型，执行机构全开。

TZID-C定位器操作面板如图7。

图7 定位器操作面板

5、质量指标

锅炉稳定运行时，再热蒸汽温度应保持在给定值±2℃范围内，执行器不应频繁动作，内扰过程中，减温水扰动10%时，再热汽温从投入自动开始到扰动消除时的过渡过程时间不应大于2min，定值扰动过程中，再絷汽温给定值改变±4℃时，控制系统应在4min内恢复稳定。

机炉协调控制方式下的静态、动态质量指标（70%～100%负荷范围）要求：静态时（机组负荷变化速率＜1%额定负荷/分），再热汽温允许偏差为±5℃；机组负荷变化速率按3%额定负荷/分变化时，再热汽温允许偏差为±10℃，经过扰动试验，该系统满足调节指标要求。

参考文献
［1］谢华文.菏泽发电厂二期工程锅炉岛SAMA图［Z］.山东：山东电力工程咨询院，1999
［2］HEZE Ⅱ POWER STATION BOILER CONTROL LOGIC DIAGRAMS［Z］.ENGLAND:MITSUI BABCOCK ENERGY LIMITED,2001
［3］侯典来.#3炉汽温控制系统改进［EB/OL］.上海：IE工业工程，2004：http://www.ie51.cn

作者简介：侯典来(1963-)，男，山东梁山人，汉族，1985年毕业于山东工业大学，工学学士学位，高级工程师，从事火电厂基建安装调试和生产检修工作20年，发表论文72篇。E-mail:hdlacc@163.com.(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/11/2006)


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