机组负荷突变时产生调节震荡的根本原因是副调过调。如果我们认为副调没有过调,并且还产生变负荷调节震荡,那我们可以修改蒸汽流量的系数。
参数整定找最佳,从小到大顺序查。
先是比例后积分,最后再把微分加。
曲线震荡很频繁,比例度盘要放大。
曲线漂浮绕大弯,比例度盘往小扳。
曲线偏离回复慢,积分时间往下降。
曲线波动周期长,积分时间再加长。
曲线震荡频率快,先把微分降下来。
动差大来波动慢,微分时间应加长。
理想曲线两个波,前高后低4比1.
3-6 过热汽温度调节系统
一、迟延与惯性
还是咱们前面说的那个水池的例子。当进水量有一个阶跃扰动,流量增大的时候,水位开始增高。水位不是马上达到一个高度的,而是缓慢增高,逐渐接近一个高度。这样的受控对象我们说它具有惯性环节。惯性环节在工程中很普遍,高低加水位都具有这种特性。
还有一种情况,当扰动来临的时候,被调量不是马上受到影响,而是等待一段时间以后才开始变化。这样的受控对象我们说它具有迟延环节。
惯性环节和迟延环节的区别如图所示:
左图是惯性环节,有图是迟延环节。
在实际应用时,我们会发现许多被控对象同时具有迟延和惯性两种特性。可是有些人又往往把迟延和惯性混为一谈。对待迟延和惯性环节,其处理方式是不一样的。所以,咱们专门介绍这两个环节。
二、重要性
汽包压力的重要性在于系统的安全。而过热器温度调节系统的重要性有两个:经济性和安全性。过热汽温是综合了经济性安全性之后权衡的结果。
根据郎肯循环原理,工质温度越高,工质做功能力越强,效率越高。有人计算,对于临界参数的机组,蒸汽温度每降低5℃,热效率会降低1%,所以,我们总是不断的力求蒸汽温度高些再高些。
可是蒸汽管道的耐温能力是有限的。蒸汽温度过高会使管道产生高温蠕变甚至破裂。如果蒸汽温度长时间工作在较高的温度,即使当时不产生高温蠕变,也会降低管道的寿命。
所以,力求是蒸汽温度平稳是安全性和经济型的双重要求。
跟汽包水位不一样。汽包水位只要在安全范围之内,保持多高都是无所谓的;而蒸汽温度越准越好,低了影响经济性,高了影响安全性。如果我们能够把蒸汽温度永久的维持在非常平稳的运行水平,那么适当提高蒸汽温度的设定值也是可以的。可是,难!很难!
2-15 趋势读定法整定口诀
我发现大家都对口诀很钟情。为了让大家用起来熟练,我也弄个口诀:
自动调节并不难,复杂系统化简单。
整定要练硬功夫,图形特征看熟练。
趋势读定三要素:设定被调和输出。
三个曲线放一起,然后曲线能判读。
积分微分先去掉,死区暂时也不要。
比例曲线最简单,被调、输出一般般。
顶点谷底同时刻,升降同时同拐点。
波动周期都一样,静态偏差没法办。
比例从弱渐调强,阶跃响应记时间。
时间放大十来倍,调节周期约在内。
然后比例再加强,没有周期才算对。
静差消除靠积分,能消静差就算稳。
不管被调升或降,输出只管偏差存。
输入偏差等于零,输出才会不积分。
积分不可加太强,干扰调节成扰因。
被调拐点零点间,输出拐点仔细辨,
积分拐点再靠前,既消静差又不乱。
(积分拐点——第2-9节整定积分时间里面讲过,被调量回调的拐点,与被调量回调到设定值的点,两个点的时刻相减,乘以三分之一,这一点叫做积分拐点。)
微分分辨最容易,输入偏差多注意。
偏差不动微分死,偏差一动就积极。
跳动之后自动回,微分时间管回归。
系统若有大延迟,微分超前最适宜。
风压水位易波动,微分作用要丢弃。
比例积分和微分,曲线判读特征真。
如果不会看曲线,多看杖策行吟文
综合比较灵活用,盛极而衰来扼杀因
三、 干扰因素
蒸汽温度的干扰因素很多。机组负荷、燃烧状况、蒸发量、烟气温度、火焰中心、烟气流速,烟气流向、减温水、给水量、送风量、炉膛燃烧波动等等,都会对蒸汽温度产生干扰。形成的干扰状况和特点各有不同。有的干扰相当大,有的迟延大,有的惯性大,有的惯性迟延都很大。这个,问题要比汽包水位要复杂。
几十年了,汽包水位早就进化出了三冲量调节系统,堪称经典。可是蒸汽温度调节系统还在问到底是导前微分好呢还是串级好?即使是导前微分和串级也不能彻底解决问题,还不断有新的解决方案出现,还将会有更多方案出现。
上面总结了那么多干扰汽温的因素,其中影响最大而且直接的是机组负荷、烟气传热、减温水量三个因素。下面一一分析:
1、机组负荷
机组负荷增加,锅炉会调节燃烧,使得燃料量增加,燃烧加强,烟气温度升高,烟气流速增加,锅炉吸热增加,蒸汽温度升高。烟温与蒸汽的温度差影响的主要是辐射热吸收。发热量增加,炉膛温度本来就很高,增加的不多,那么温度差也增加的不多。但是蒸汽流量增加会导致温度降低。因为需要加热的工质增多了。因此敷设吸收热量的增加不足以弥补因工质增加导致的温度降低。所以,当机组负荷增加的时候,辐射式过热器温度是降低的。
而蒸汽所能吸收的热量于两个因素有关:烟温与蒸汽的温度差,烟气流速。热负荷增加导致烟气增加,烟气流速增加,对流加强。所以过热器出口汽温会随着机组负荷的增加而增加。
可是辐射区首先接受到锅炉热量的变化,温度增高。迟延较小,惯性较大。
对流区影响到汽温的变化,迟延较大,惯性较大。
综合起来,当机组负荷增加的时候,温度先略有降低,然后又有较大的升高。有迟延,有惯性,有自平衡能力。如下图左边曲线所示:
左侧:机组负荷扰动的阶跃反应曲线。中间:烟气侧传热扰动的阶跃反应曲线。右侧:减温水量扰动下的阶跃反应曲线。
3、 烟气传热量扰动
过热器出口温度的高低取决于两个方面:吸热和供热的平衡。吸热是指蒸汽带走的热量;供热是指烟气工给的热量,广义上讲,应该包括了蒸汽从烟气里吸收的热量。吸热大温度就有降低的趋势,供热大,温度就有升高的趋势。凡是影响烟气和蒸汽之间热交换的因素,都是对过热汽温的扰动因素。蒸汽侧的扰动稍微简单些。烟气侧的扰动稍微复杂,总的来说,只要影响烟气温度和烟气流速的,都会影响到蒸汽温度。
从烟气侧来说,影响烟气温度和流速变化的因素主要有以下几点:
a、燃料量和送风量的变化。b、煤种成分的改变。c、受热面结渣。d、火焰中心的位移。
所有这些都可以归纳为传热量扰动。克服传热量扰动是我们所有热控人员最为困难的任务。因为锅炉内部可以监测的手段较少,监测到的数据代表性也受影响。
4、 减温水量扰动
在所有对汽温的扰动因素里面,减温水的扰动最直接最容易被人认识。为了控制汽温,人们认为最方便的方式也就是减温水流量控制汽温了。但是减温水调节有个缺点:对于一次汽温来说,混合式减温水调节没有大的问题;对于二次汽温来说,混合式减温水调节影响机组的热效率。因为二次汽温如果加入了减温水,这些被给水泵做功了的减温水,没有在高压缸做功,一部分能量被浪费了。因而再热减温水会影响经济性。许多电厂为了克服再热减温水对经济相的影响,就专门设计了另外的控制温度的方式,比如改变喷然器的喷角。这种方式虽然不影响经济性,可是惯性大,调节起来也不大容易掌握。所以习惯上,人们都乐于使用减温水调节温度。这种方法直观方便。
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