[發明專利]一種超臨界鍋爐屏式過熱器超溫控制系統及方法

有效

• 申請號: 201710326532.8
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN106949457B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 高林;周俊波;高海東;李曉博
• 申請（專利權）人: 西安西熱控制技術有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F22G5/20
• 分類號: F22G5/20
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種超臨界鍋爐屏式過熱器超溫控制系統，其特征在于：包括安裝于屏式過熱器(1)管壁上的壁溫傳感器(2)、接收壁溫傳感器(2)信號的就地測量裝置(3)、與就地測量裝置(3)進行通訊連接的電站分散控制系統DCS(4)、與就地測量裝置(3)連接的對各壁溫傳感器(2)進行監測的第一級監控回路和第二級監控回路、由電站分散控制系統DCS(4)控制的與第一級監控回路連接的燃盡風擋板(13)和與第二級監控回路連接的減溫噴水調門(14)；所述第一級監控回路包括一級限速模塊(5)、一級限幅模塊(6)、與一級限速模塊(5)和一級限幅模塊(6)連接的一級或運算模塊(7)、與一級或運算模塊(7)連接的一級輸出脈沖模塊(8)，第二級監控回路包括二級限速模塊(9)、二級限幅模塊(10)、與二級限速模塊(9)和二級限幅模塊(10)連接的二級或運算模塊(11)、與二級或運算模塊(11)連接的二級輸出脈沖模塊(12)。

2.根據權利要求1所述的一種超臨界鍋爐屏式過熱器超溫控制系統，其特征在于：所述就地測量裝置(3)檢測安裝于屏式過熱器(1)各金屬管壁的壁溫傳感器(2)的測溫信號，一方面通過通訊方式將各壁溫傳感器(2)的溫度發送給電站分散控制系統DCS(4)用于顯示和超溫出現后的報警；另一方面通過一級限速模塊(5)、一級限幅模塊(6)、二級限速模塊(9)、二級限幅模塊(10)對各壁溫傳感器(2)的輸出進行檢測。

3.根據權利要求1所述的一種超臨界鍋爐屏式過熱器超溫控制系統，其特征在于：所述屏式過熱器(1)位于超臨界鍋爐爐膛頂部，由若干根細長盤旋的金屬管組成。

4.權利要求1至3任一項所述的一種超臨界鍋爐屏式過熱器超溫控制系統的控制方法，其特征在于：自動對屏式過熱器(1)安裝的大量壁溫傳感器(2)的輸出信號進行自動監控，監控回路共分兩級為第一級監控回路和第二級監控回路，兩級監控回路分別通過一級限速模塊(5)和二級限速模塊(9)及一級限幅模塊(6)和二級限幅模塊(10)捕獲大量壁溫傳感器(2)中的最高溫度和最快升溫速度，當任一壁溫傳感器(2)的輸出溫度或升溫速度超過各級設置的限幅即由一級或運算模塊(7)和二級或運算模塊(11)輸出至一級輸出脈沖模塊(8)和二級輸出脈沖模塊(12)生成控制指令信號增量，進行降溫控制；其中由于燃盡風量對屏式過熱器(1)的壁溫影響較輕微，對發電機組系統運行穩定性和經濟性的影響也較柔和，相對而言，減溫噴水量的變化對屏式過熱器(1)的壁溫變化和發電機組系統運行穩定性與經濟性的影響較明顯，因此，一級監控回路設置的限幅幅值較低，控制輸出疊加于燃盡風擋板(13)控制指令上，通過增大燃機風量進行屏式過熱器(1)的降溫；二級監控回路設置的限幅幅值較高，控制輸出疊加于減溫噴水調門(14)上，通過增大減溫噴水量，進行屏式過熱器(1)的降溫；較輕微的超溫風險會觸發一級監控回路，通過增大燃機風量實現屏式過熱器超溫的控制，較嚴重的超溫風險會同時觸發一級和二級監控回路，通過增大燃機風量和減溫噴水量，共同實現屏式過熱器超溫的控制；這樣可在屏式過熱器(1)出現超溫之前，自動預判發生超溫的風險，綜合利用增大燃機風量和減溫噴水量的方式，實現主動降低屏過超溫風險的目標，從而避免屏過超溫的發生，維護屏式過熱器(1)金屬管的安全。

5.根據權利要求4所述的控制方法，其特征在于：具體方法如下：

當任一壁溫傳感器(2)的溫度尚未出現超溫，但超過一次限幅模塊(6)設置的較低限制幅值或任一壁溫傳感器(2)的溫度變化率超過一級限速模塊(5)設置的較低限速值時，一級或運算模塊(7)輸出為真，并觸發電站分散控制系統DCS(4)內的一級輸出脈沖模塊(8)，在燃盡風擋板(13)原有控制指令的基礎上疊加一級輸出脈沖模塊(8)輸出的降溫控制脈沖，控制與電站分散控制系統DCS(4)相連的燃盡風擋板(13)進一步開大，提高爐膛頂部的燃盡風流量，從而降低流過屏式過熱器(1)的煙氣溫度，緩解甚至避免屏式過熱器(1)出現超溫；

當任一壁溫傳感器(2)的溫度進一步升高，雖尚未出現超溫，但超過二次限幅模塊(10)設置的較高限制幅值或任一壁溫傳感器(2)的溫度變化率超過二級限速模塊(9)設置的較高限速值時，二級或運算模塊(11)輸出為真，并觸發電站分散控制系統DCS(4)內的二級輸出脈沖模塊(12)，在減溫噴水調門(14)原有控制指令的基礎上疊加二級輸出脈沖模塊(12)輸出的降溫控制脈沖，控制與電站分散控制系統DCS(4)相連的減溫噴水調門(14)進一步開大，增加進入屏式過熱器(1)的減溫噴水，從而快速降低屏式過熱器(1)內的過熱蒸汽溫度，快速緩解甚至避免屏式過熱器(1)出現超溫。