現(xiàn)代鍋爐的過熱器在高溫高壓條件下工作。過熱器出口溫度是全廠工質(zhì)溫度的最高點,也是金屬壁溫的最高處,在過熱器正常運行時已接近材料允許的最高溫度。如果過熱蒸汽溫度過高,容易燒壞過熱器,也會引起汽輪機內(nèi)部零件過熱,影響安全運行;溫度過低則會降低全廠熱效率,所以電廠鍋爐一般要求過熱蒸汽溫度偏差保持在±5℃以內(nèi)。
過熱蒸汽溫度自動控制系統(tǒng)是鍋爐控制中的難點。目前,很多實際系統(tǒng)并沒有達到控制指標(biāo)的要求。其主要原因有下述兩方面。
(1)擾動因素多變化大
表18—1列出了各種擾動因素對過熱蒸汽溫度的靜態(tài)影響關(guān)系。
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(2)控制通道滯后大
控制過熱蒸汽溫度的手段總是調(diào)節(jié)減溫水量。控制通道的動特性與減溫器的安裝位置有關(guān)。假若能將減溫器裝于過熱器的出口,顯然控制通道的滯后要小得多。但是這樣的工藝流程對過熱器的安全是不利的。為了保護過熱器不超溫,工藝上總是將減溫器安裝在過熱器的人口,這將帶來控制對象較大的滯后。過熱蒸汽控制對象特性可用一階加線滯后來近似。線滯后r和時間常數(shù)丁的大小還與減溫器的形式有很大關(guān)系。表面式減溫器的滯后較大,,約為60s,T約為130s;混合式減溫器滯后較小,t約為30s,T約為100s。
過熱蒸汽溫度安全控制系統(tǒng)的基本方案見圖18—15和圖18—16。