魏向国 李勇
河北国华定州发电有限责任公司 河北 定州 073000
摘要：再热汽温调节在自动控制中占有很重要的作用，为了使再热汽温符合设计要求，则如何采取有效的调节方法进行再热汽温的调节就显得异常重要，本文主要介绍再热汽温调节的特点以及针对国华定州电厂介绍再热汽温的调节特点以及逻辑实现。
关键词：再热汽温调节 逻辑
1 再热汽温调节概述
蒸汽再热器也叫中间再热器或二次过热器，为了提高循环热效率，超高参数及其以上的机组一般都采用蒸汽中间再热。在运行中要求再热汽温的变化不超过5～100C，再热汽温降低会降低循环效率，过高又会影响再热器或汽轮机的工作安全。
再热器进口蒸汽状态决定于汽轮机高压缸的排汽参数，而高压缸排汽参数随汽轮机的运行方式、负荷大小及工况变化而变化。当汽轮机负荷降低时，再热器入口汽温也相应降低，要维持再热器的额定出口汽温，则其调温幅度大。由于再热汽温调节机构的调节幅度受到限制，则维持额定再热汽温的负荷范围受到限制。
再热汽温调节不宜用喷水减温方法，否则机组运行经济性下降。再热器置于汽轮机的高压缸与中压缸之间。因此在再热器喷水减温，使喷入的水蒸发加热成中压蒸汽，使汽轮机的中、低压缸的蒸汽流量增加，即增加了中、低压缸的输出功率。如果机组总功率不变，则势必要减少高压缸的功率。由于中压蒸汽作功的热效率较低，因而使整个机组的循环热效率降低。从实际计算表明，在再热器中每喷入1％MCR的喷水，将使机组循环热效率降低0.1％～0.2％。因此，再热汽温调节方法采用烟气侧调节，即采用摆动燃烧器或分隔烟温等方法。但考虑为保护再热器，在事故状态下，使再热器不被过热而烧坏，在再热器进口处设置事故喷水减温器，当再热器进口汽温采用烟气侧调节无法使汽温降低，则要用事故喷水来保护再热器管壁不超温，以保证再热器的安全。
再热汽温调节采用烟气侧调节，再热器进口设置事故喷水减温器作为事故状态下保护再热器，不使其超温破坏。对于600MW机组锅炉的烟气侧调节再热汽温方法主要是摆动燃烧器角度和分隔烟气挡板，而我厂采用的即是摆动燃烧器角度来调节再热汽温的。
用改变摆动式燃烧器喷嘴倾角方法调节再热汽温，实际是改变炉内火焰中心位置，从而改变炉膛出口烟温，即改变炉内辐射传热量和烟道中对流传热量的分配比例，从而改变再热器的吸热量，达到调节再热汽温的目的。
2 定州电厂再热汽温调节概况
综上所述，定州电厂炉侧再热汽温调节即采用的是先燃烧器喷嘴摆角调节的方法，如果燃烧器喷嘴摆角在设定情况下（由逻辑实现）仍不能满足再热器出口汽温的要求，则再采用喷水减温方法来进行再热汽温的调节。一般情况下，按我们的设计要求，采用燃烧器喷嘴摆角来调节温度即能满足炉侧再热汽温的调节品质的要求。
3 逻辑实现（原）
设计的主要思路：由代表锅炉负荷的主蒸汽流量（10LBA10CF901）经过函数y=f(x)转换，转化成温度设定值（假定为A），为了能更好的实现控制，对该设定值还设定了偏置（通过O-SPC-1功能块实现），然后作为带有偏置的设定值信号（假定为B）输出，B又作为另一O-SPC-2设定块的WEX输入，并予以500～6000C的限制，输出经过一限速模块（SPC块），该块的输出（假定为D）一方面作为XQ01作为手自动切换时实用，另一方面作为燃烧器摆角的温度设定（在10LBK30DT901）.需要说明的有一点，为了实现手自动无扰切换，在0-SPC-1功能块加入了一跟踪：由XQ01来的信号与A之差作为0-SPC-1块的WN输入，在手动控制时使用。手动控制时，将跟踪XQ01与A之差输出，再加上A，则最终设定D始终保持为XQ01，从而保证手自动切换时的无差。最终设定值D首先作为燃烧器摆角调节来调节再热汽温，当燃烧器摆角不能实现再热汽温的控制目标时，再使用喷水减温的方法再次进行再热汽温的控制。
燃烧器喷嘴摆角控制逻辑：最终设定值D与再热器出口温度（10LBB12CT901，取值方法：A、B侧各取三个温度点，每侧取平均，然后两侧平均值取大。）之差作为PID控制器的输入。在燃烧器摆角控制来调节再热汽温的逻辑中，还引入总风量（10HYY00FF901），经过一系列的转换（先乘以某个系数，再经过y=f(x)转换）输出，记为Fx信号。PID控制器输出与Fx之和作为O-SPC-3的WEX输入，投入自动时输出XQ03信号，该信号送到各个角去控制燃烧器摆角，靠摆动燃烧器摆角角度来达到控制再热汽温的目的。在自动状态时，0-SPC-3的输出与Fx之差返回送入PID调节器的NFW输入端，作为PID调节器的输出跟踪。需要说明的是，当系统发生MFT或锅炉主控负荷<10％，抑或火焰检测无火时，输出将作为CC功能块的RNF输入条件，导致燃烧器喷嘴摆角调节处于跟踪状态，从而不能调节。当锅炉四个角燃烧器摆角均投入自动时，整个调节允许将投入自动。当RNF输入为1时，将处于跟踪状态，各燃烧器摆角处于50％的角度不动。
喷水减温控制：再热减温后的温度10LBC12CT901(再热减温器出口B侧蒸汽温度两个求平均)进行5阶的导前微分输出，记为dx/dt。热再压力10LBB13CP102经过转换转化成当前压力下的饱和温度值（实现方法：将该压力单位设为bar，然后开四次方，再乘以100，将得到该饱和压力下的饱和温度值。）。为保证过热度，在该饱和温度值的基础上加上一个系数值10输出（记为E），与再热喷水后的温度10LBC12CT901（记为F）作差，然后与0进行MAX大选，目的是起限制作用，保证MAX的输出大于0。接下来是小选块，当dx/dt与来自10LBB10DT901的差大于MAX时，输出为MAX，从而把该值作为PID调节器的输入端进行调节再热减温的调节门的开度通过开大或关小来控制喷水量；反之，当dx/dt与来自10LBB10DT901的差小于MAX时，则该差值作为PID调节器的输入对再热减温调节门进行调节来控制喷水量。
需要说明的是，无论通过哪种方法对再热汽温进行调节，原来采用的都是同时对炉侧四个角的喷嘴摆角和左右侧的喷水减温调节门进行调节的。在喷燃器摆角控制逻辑中，为了防止在调节时炉膛火焰中心发生波动或偏离，故采取了对锅炉四个角喷燃器摆角同时控制的方案。下面说明的是逻辑的改进。
4 逻辑改进（修改后）
经过讨论，我们一致认为原有逻辑存在一些问题，其中最主要的就是，在使用喷水减温方法进行再热汽温调节时，没必要同时对两侧的调门同时动作，因为如果对两侧调节门同时动作，很可能会造成汽温过高或过低，甚者会造成汽温不稳定，调门上下摆动，从而无法达到理想的控制效果。因此，在此基础上，对原逻辑进行了修正，即对左右侧喷水减温调节门分别进行调节以满足再热汽温控制的需要。
5 存在问题
经过对再热汽温调节这一逻辑的修正，将会对再热汽温的调节问题上有很大的改观。并且经过近一年多的实践表明，该逻辑的修正基本能满足当前锅炉各种工况燃烧的需要，已经基本达到预期的效果。
参考文献：
1、国华定州电厂炉侧逻辑
2、金以慧 主编， 《过程控制》， 清华大学出版社 ，2001
3、华东六省一市电机工程学会 编，《锅炉设备及系统》， 中国电力出版社 ，2002
作者简介：
魏向国，男，1979年12月12日出生，2003年7月毕业于保定市华北电力大学自动化专业，工学学士学位，现工作于河北国华定州电厂，助理工程师，通信地址：河北国华定州电厂108信箱，