试析火电厂锅炉主汽温度控制方法陈良德

试析火电厂锅炉主汽温度控制方法陈良德

陈良德

（青海桥头发电有限责任公司青海810100）

摘要：火电厂锅炉是火电厂非常重要的设备，其中主蒸汽温度是其最主要的输出变量之一。主汽温度自动调节的主要任务是保证过热器出口的汽温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和经济性。

关键词：火电厂锅炉；主汽温度；控制方法

引言

主汽温度在确保机组运行的安全性能和稳定性能方面具有极其重要的作用，因为主汽温度具有自动调节的作用，主要是通过维持过热器出口气温的范围，以保持其在正常范围内进行运转。

一、火电厂锅炉主汽温度控制的必要性及影响因素

如果该温度过高，会使锅炉受热面及蒸汽管道金属材料的蠕变速度加快，降低使用寿命。若长期超温，则会导致过热器爆管，在汽机侧还会导致汽轮机的汽缸、汽阀、前几级喷嘴和叶片、高压缸前轴承等部件的寿命缩短，甚至损坏；假如该汽温过低，会降低机组的循环热效率，同时会使通过汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片磨损；当汽温变化过大时，将导致锅炉和汽轮机金属管材及部件的疲劳，还将引起汽轮机汽缸和转子的胀差变化，甚至产生剧烈振动，危及机组的安全，所以有效精准的控制策略是十分必要的。

运行中引起汽温变化的主要因素是主蒸汽流量、烟气量和减温水流量。影响因素众多，加上汽温控制的质量要求却非常严格，一般要求主汽温度稳定在±5℃的范围内，加上汽温对象的复杂性，致使主汽温的控制相对比较困难。

针对火电厂锅炉这个复杂的控制对象，人们不断地探索更为有效和精确的控制手段：经典控制理论、现代控制理论以及智能控制方法。下面对相关控制方法的控制思想、控制方法作简要的介绍。

二、主汽温度控制方法

1、智能控制

智能控制作为新兴的理论和技术，是传统控制方法在理论和实践上的进一步发展和探索，是传统控制发展到高级阶段的产物，具有其他控制理论所不具有的独特优势。它可以用来解决控制对象参数在大范围变化的问题，而这些问题是传统的控制方法不能够解决的。对于主汽温度控制来说，有应用人工智能、开发专家控制系统、人工神经网络控制系统和模型控制系统等计算机科学的最新技术。

2、专家控制

专家控制系统作为一种先进的计算机程序系统，有着大量的专门知识和经验。主要通过应用人工智能技术，以一个或多个人类专家提供的特殊领域知识和经验为基础，进行推理和判断，模拟人类专家做决策的方式和程序，解决那些需要专家决定的复杂问题。目前，专家系统控制器通常由控制规则库、推理机、信息获取器和输出处理器等组成。

3、模糊控制

模糊控制的突出特点是具有人工智能化，不需要对对象过程的精确数学模型进行精确了解，便可以对过程参数的变化具有较高的适应性。仅仅依靠模糊规则来实现汽温系统的控制是很难实现的，加之模糊控制有着固有的缺点，稳定性不高、精度不高，这就导致模糊控制难以消除系统的稳态误差。混合型模糊PID系统将串级控制与模糊控制的优点有机地组合起来，较好的解决了蒸汽系统中系统小的超调量与系统快速性间的矛盾。

三、主汽温度控制措施

1、气温的调节与控制

气温调节与控制是做锅炉气温控制的重要环节。在实际工作中应该注意监视的全面性和整体性。在监视受热面集汽联箱出口气温的同时，应该同时保证对各级减温器前后温度的监视质量。结果预测必须在对蒸汽根源进行全面分析的基础上进行。实践证明，最终所呈现出来的参数变化并不能够完整与科学的为气温控制提供依据，因此还应该注意对其相关过程量的分析。锅炉操作人员在整个过程中应该注意对锅炉主要参数的动态监控，以做到防患于未然和整体把握。

2、超温分析及预防

（1）煤质过好引起的超温。此时低位发热量容易出现锅炉气温难以控制的问题，控制难度大幅度上升。煤质过好是引起炉膛差压过低、锅炉温度整体水平偏高的常见原因。在实际操作中，对于这一问题的处理方法已经较为成熟。通常通过加大配风、稳定给煤出发，克服炉膛差压过低。适当提高氧量，也是降低锅炉床温较为简便易行的方法。这一方法的有效性主要是由于它可以高效的起到缓解屏过壁温的作用。另外，给煤波动必然会引起气温及壁温控制难度的增加，此时主要通过减小给煤量或启动料仓加入床料实现锅炉气温的稳定性控制。

（2）高加停运引起的超温。在实际工作中，应该提高警惕，做好防范措施以及应急准备，避免高加停运引起的超温。处理高加停运引起的超温的措施如下。第一，提前调整烟气挡板和各级减温水，根据锅炉气温的实际情况适当降低各级温度控制水平。第二，高加停运锅炉调整变化高加入汽门关闭-主汽流量下降，汽压升高-减少燃料量-给水温度逐渐下降-汽压下降-增加燃料和风量，气温升高。第三，高加投入锅炉调整变化打开抽汽门-主汽流量升高，汽压降低-增加燃料，气温进-步升高-给水温度随后缓慢上涨-汽压逐渐升高-逐步减少燃料量和风量-调整气温至正常机组启动原则上高低加应随机投入。

（3）涨落负荷过程引起的超温。不可采用煤量以及风量大幅度增加的方法，而是应该遵循循序渐进的原则，注意考虑控制过程中出现的问题，以避免带来温度大幅波动增加控制难度。涨落负荷过程中容易受储热影响，煤量存在过加、过减现象，必须加以重视，否则将会引起由于涨负荷过加易所造成的超温。而降负荷过减将造成燃烧不稳，从压力设置、备用给煤投退上需加强配合调整，保证给煤转速稳步变化。

结语

面对电厂锅炉这个复杂的控制对象，人们一直都在不停地探索更为精准和高效的控制手段，并且致力于寻找一种切实有效的方法，以保证设备的使用安全性和系统稳定性。经过实践和总结，已经从经典控制理论发展到现代控制理论，并且又出现了智能控制方法。有许多智能的控制方法，在理论研究上所取得的效果是良好的。但是。由于工程中实际存在的问题和缺陷，并没有在实际生产中得到广泛的应用。所以，大部分仍处于实验室仿真阶段研究，如何使其应用到实际生产是一个重大课题。

参考文献：

[1]张峰.600MW机组锅炉主汽温控制策略的研究[D].武汉理工大学，2009.

[2]于开江，吕剑虹.锅炉主汽温和一级气温的优化控制[J].动力工程，2004（2）.

[3]孙成龙，赵景波，胡春霞.火电厂锅炉主汽温控制策略的比较研究[J].微型机与应用，2011（24）.