超超临界机组汽温控制系统设计

摘要-I-摘要超超临界发电技术是目前世界上高效利用能源的一项技术，在能源利用效率、负荷适应性以及2CO、2SO、xNO排放等方面明显优于亚临界和常规超临界参数机组，是未来大型发电机组的发展趋势，在国际上己经进入了大规模商业化应用的阶段，而在我国还处于引进技术、国内制造的阶段。主蒸汽温度和再热蒸汽温度是电厂机组运行过程中需要控制的重要参数，机组汽温控制的好坏，直接影响着机组的安全经济生产。随着锅炉参数的不断升高，汽温控制的难度也不断加大。本文阐述了课题提出的背景及研究的意义，简要地介绍了超超临界机组的发展过程和现状，针对超超临界机组锅炉特性和汽温控制特点，通过借鉴现有的超超临界机组的汽温控制系统特点，设计了对主汽温控制采取以燃水比作为粗调，以一、二、三级喷水减温作为细调，使用中间点温度信号作为导前微分信号的串级汽温控制系统；对再热汽温的控制采用烟气挡板，采用少量喷水减温作为快速响应调节和精确调节，另外还配有事故紧急喷水。并进一步利用实验室所拥有的MACS集散控制系统对设计出的系统进行了软件组态。此外，本文还对先进汽温控制系统做了简要的介绍。关键词：超超临界机组；燃水比；主汽温控制；再热汽温控制ABSTRACTUltra-supercriticalpowergenerationtechnologyisahighlyefficientuseofenergytechnologiesnowanditisobviouslysuperiortosub-criticalandsupercriticalunitsinenergyefficiency,loadadaptability,aswellas2CO、2SO、xNOemissionsandsoon.Large-capacityunitisthedevelopmenttrendinthefutureandIthasbeenaccesstothestageofalarge-scalecommercialapplicationintheinternationalarena,whileinChinaitisstillinthestageofintroductionoftechnologyanddomesticmanufacturings.Mainsteamtemperatureandreheatsteamtemperatureareimportantparametersduringtheoperationofpowerplantandsteamtemperaturecontrolisadirectimpactonitssecurityandeconomicproduction.Witheverincreasingoftheboilerparameters,difficultyofsteamtemperaturecontrolisalsoincreasing.Thispaperdescribesthebackgroundofthesubjectandsignificanceofthestudyandprovidesabriefintroductiontothedevelopmentofultra-supercriticalunitprocessandthestatusquo.Accordingtothecharacteristicsofultra-supercriticalboilerunitandthecharacteristicsofsteamtemperaturecontrol,throughdrawingonexistingultra-supercriticalgeneratingunitscharacteristicsofsteamtemperaturecontrolsystem,thispaperdesignsacascadecontrolsystemthatitsmainsteamtemperaturecontrolisdesignedusingtheratioofwatertofuelasaroughadjustmentassistinginsprayingwater,usingone-stage,two-stage,three-stagetemperaturereducerasfine-tunesteamtemperaturecontrol,usingthemid-pointofthetemperaturesignalasaguidebeforedifferentialsignal,usingthefluegasbaffleastheregulationofreheatsteamtemperature,andasmallamountofdesuperheatingbysprayingisusedasarapidresponseandaccurateregulation.Besidestherewillbeanemergencydesuperheatingbysprayingwhentheaccidenthappens.IusetheMACSdistributedcontrolsysteminthelaboratorytoaccomplishthesystemsoftwareconfiguration.Inaddition,thispaperalsointroducestheadvancedsteamtemperaturecontrolsystembriefly.Keywords:ultra-supercriticalgenerationunit;coal-waterratio;mainsteamtemperaturecontrol;reheatedsteamtemperaturecontrol目录-III-目录摘要.................................................................IABSTRACT............................................................II第1章绪论.........................................................11.1课题背景与意义.................................................11.1.1超超临界机组的国内外发展现状..............................11.1.2超超临界机组的发展趋势....................................21.2超超临界机组汽温控制策略的发展现状.............................31.2.1常规及先进汽温控制策略的简要介绍..........................31.2.2超超临界机组的汽温控制现状................................41.3课题主要内容...................................................5第2章超超临界机组汽温特性............................................62.1汽温控制系统的控制任务.........................................62.2超超临界机组的汽温特性.........................................62.3超超临界机组汽温的控制特点.....................................8第3章过热汽温控制系统的设计..........................................93.1燃水比控制方案设计.............................................93.1.1微过热汽温信号的采用......................................93.1.2燃水比控制回路方案设计....................................93.1.3主燃料控制指令的生成.....................................113.2过热喷水减温控制系统方案设计.................................11第4章再热汽温控制系统的设计.........................................144.1烟气挡板控制系统设计...........................................144.2再热器事故喷水减温控制系统设计.................................16第5章系统组态.......................................................195.1MACS系统简介..................................................195.1.1MACS系统组成与功能......................................195.1.2MACS系统组态功能介绍....................................205.2应用MACS系统实现汽温控制系统的组态...........................215.2.1新建工程.................................................215.2.2系统设备组态.............................................215.2.3数据库组态...............................................225.2.4算法组态.................................................24结论................................................................25参考文献..............................................................26致谢................................................................28第1章绪论-1-第1章绪论1.1课题背景与意义随着我国经济持续健康发展，用电量的需求也随之增长，我国现有火电机组装备总的装机容量已不能满足国家经济发展的需求，加之大批运行的小机组效率低，发电煤耗高，能源利用率低，对环境污染大，诸多问题已严重制约我国电力行业的发展。由于我国的能源体制，电力工业以煤为主的格局在今后相当长的时期内不会改变[1]。可见，发展大容量、高能效的超临界及超超临界发电机组以改变火电机组格局、改变电力行业现状已成为我国电力行业发展的新趋势。为了保证电力行业的安全、经济生产和机组的正常运行，对机组的运行参数控制特别是汽温控制显得尤为重要，而超超临界机组的汽温控制比亚临界机组更为复杂，所以对超超临界机组汽温控制系统设计的研究意义重大。1.1.1超超临界机组的国内外发展现状超超临界机组发展至今已有近50年的历史，它的发展，不仅与新材料的开发有关，而且与设计技术和制造工艺的进步密不可分。超超临界机组技术是目前世界上高效利用能源的一项技术，以其能效高、单机容量大、可靠性好、环保指标先进的特点成为世界火力发电的主流技术[2,3]。超临界机组和超超临界机组（根据机组采用的蒸汽参数划分，只有超临界和亚临界之分，超超临界只是我国认为的一种区分，也称优化的或高效的超临界参数。目前超超临界与超临