课程设计--600MW超临界火力发电机组再热蒸汽控制系统设计

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1、600MW 超临界火力发电机组再热蒸汽控制系统设计 - 1 - 摘 要 本次课程设计的题目是 600MW 超临界机组再热汽温控制系统设计。 通过对机组的再 热汽温控制系统进行现场实地观察、原理分析、可靠性论证，从而提出保证该系统长期稳 定处于协调控制的方案。 在大型机组中， 新蒸汽在汽轮机高压缸内膨胀做功后， 需再送回到锅炉再热器中加热 升温，然后再送入汽轮机中、低压缸继续做功。采取蒸汽中间再热可以提高电厂循环热效 率，降低汽轮机末端叶片的蒸汽湿度，减少汽耗等。为了提高电厂的热经济性，大型火力 发电机组广泛采用了蒸汽中间再热技术。 再热蒸汽温度控制的意义与过热蒸汽温度控制一样， 是为了保证再热

2、器、 汽轮机等热 力设备的安全，发挥机组的运行效率，提高电厂的经济性。再热蒸汽温度控制的任务，是 保持再热器出口蒸汽温度在动态过程中处于允许的范围内，稳态时等于给定值。 在再热蒸汽温度控制中， 由于蒸汽负荷是由用户决定的， 所以几乎都采用改变烟气流 量作为主要控制手段， 例如改变再循环烟气流量， 改变尾部烟道通过再热器的烟气分流量 或改变燃烧器（火嘴）的倾斜角度。 本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计。 控制系统采用串级控制以 提高系统的控制性能，在系统中采用了主控-串级控制的切换装置，使系统可以适用于不 同的工作环境。 通过使用该系统， 可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范

3、围内变化， 并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。 关键关键词词： 再热蒸汽，过热蒸汽，串级，过热蒸汽控制。 600MW 超临界火力发电机组再热蒸汽控制系统设计 - 2 - 目录 第一章第一章 引言引言 . 3 1.1 设计课题的目的、意义设计课题的目的、意义 3 1.2 国内外现状及发展趋势国内外现状及发展趋势 3 1.2.1 国内背景 . 3 1.2.2 国内现状及发展趋势 . 4 第二章第二章 再热蒸气控制系统设计方案再热蒸气控制系统设计方案 . 5 2.1 再热蒸气控制任务再热蒸气控制任务. 5 2.2 再热蒸气控制方法再热蒸气控制方法. 5 2.2.1 执行器的选择 6 2.2.

4、2 变送器的选择 8 2.2.3 控制器的选择 10 2.3 再热蒸气控制总体方案再热蒸气控制总体方案. 12 第第三章三章 再热蒸汽温度再热蒸汽温度检测检测控制系统控制系统 . 16 3.1 再热蒸汽温度再热蒸汽温度检测检测控制的意义与任务控制的意义与任务 16 3.1 再热蒸汽再热蒸汽的特点的特点 16 3.3 再热蒸汽温度再热蒸汽温度影响因素影响因素 17 3.4 再热蒸汽温度再热蒸汽温度控制控制方法手段方法手段 17 3.5 再热蒸汽温度控制再热蒸汽温度控制小结小结 20 心得体会心得体会 . 22 参考文献参考文献 . 22 600MW 超临界火力发电机组再热蒸汽控制系统设计 - 3

5、 - 第一章第一章 引言引言 1.1 设计课题的目的、意义设计课题的目的、意义 再热蒸汽温度控制的目的与过热蒸汽温度控制一样， 是为了保证再热器、 汽轮机等热 力设备的安全，发挥机组的运行效率，提高电厂的经济性。再热蒸汽温度控制的任务，是 保持再热器出口蒸汽温度在动态过程中处于允许的范围内，稳态时等于给定值。 随着时代的发展， 实现生产过程自动化对国民经济的发展有十分重大的意义。 在火力 发电厂中实现热力过程自动化后能使机组安全、可靠、经济地运行。实现热力过程自动化 具有： （1）提高机组运行的安全可靠性； （2）提高机组运行的经济性； （3）减少运行人员， 提高劳动生产率； （4）改善劳动条

6、件等特点。在大型机组中，新蒸汽在汽轮机高压缸内膨 胀做功后，需再送回到锅炉再热器中加热升温，然后再送人汽轮机中、低压缸继续做功。 采取蒸汽中间再热可以提高电厂循环热效率， 降低汽轮机末端叶片的蒸汽湿度， 减少汽耗 等。为了提高电厂的热经济性，大型火力发电机组广泛采用了蒸汽中间再热技术。因此， 再热器出口蒸汽温度的控制成为大型火力发电机组不可缺少的一个控制项目。 此外， 再热 气温如果控制不好，容易造成再热器高温腐蚀，以及联通管泄露等事故，所以再热气温的 良好控制至关重要。某电厂在数年的运行中，由于负荷变化频繁，一直存在微量喷水减温 器出口的再热蒸汽温度波动大的问题，出现的最大温度变化超过 140。由于再热气温完 全依赖喷水减温调节， 使减温器后的蒸汽过热度发生很大的波动， 该点的蒸汽过热度最大 变化是由 150快速降到接近饱和蒸汽温度。由于蒸汽温度变化大，且比较频繁，经常出 现很大的温度变化率， 这使该处的管道经常承受很大的交变热应力， 尤其是内壁承受的热 应力最大，这样经过一定时间后，就会在管道的环向焊缝内侧产生裂纹，并逐渐向周围、 外侧扩散，再进一步恶化就会影响锅炉的安