过热蒸汽温度是火力发电厂锅炉设备的重要参数，在热电厂生产过程中，整个汽水通道中温度最高的是过热蒸汽温度，过热器正常工作时的温度一般要接近于材料允许的最高温度。如果过热蒸汽温度过高，则过热器易损坏，也会使汽轮机内部引起过度的热膨胀，从而严重影响生产运行的安全；过热蒸汽温度偏低，则设备的效率将会降低，同时使通过汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片的磨损。因此，必须控制过热器出口蒸汽温度。锅炉过热蒸汽温度控制系统的控制任务，就是为了维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围内，并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。

大型锅炉的过热器一般布置在炉膛上部和高温烟道中，过热器往往分成多段，中间设置喷水减温器，减温水由锅炉给水系统供给，如图11-1所示。

造成过热蒸汽温度变化的扰动因素有以下3点。

1）蒸汽流量的变化

蒸汽负荷变化会引起蒸汽流量变化，从而使得沿过热器管道长度方向上的各点温度几乎同时变化，表现出具有比较小的惯性和迟延，同时还具有自平衡特性。

2）烟气方面热量的变化

燃料量的增减、燃料种类的变化、送风量和引风量的改变都会引起烟气流速和烟气温度的变化，从而改变传热情况，导致过热器出口蒸汽温度的变化。由于烟气传热量的改变是沿着整个过热器长度方向上同时发生的，因此气温变化的延迟很小，一般在10～20 s之间。(www.daowen.com)

3）减温水流量的变化

采用减温水控制蒸汽温度是目前最广泛采用的方式，此时喷水量波动就是基本扰动。过热器是具有分布参数的对象，可以把管内的蒸汽和金属管壁看作无穷多个单容对象串联组成的多容对象。当喷水量发生变化后，需要通过这些串联单容对象，最终引起出口蒸汽温度的变化。因此，系统响应具有很大的迟延，减温器离过热器出口越远，迟延越大。

考虑到在入口蒸汽温度及减温水一侧的扰动作用下，主蒸汽温度T1有较大的容积迟延，而减温器出口处蒸汽温度T2却有明显的提前感知扰动的作用，故可以取过热蒸汽温度为主参数，选择过热器前的蒸汽温度为辅助参数，组成串级控制系统（或称双冲量气温控制系统），如图11-16所示。该系统可大大减小基本扰动对出口蒸汽温度的影响，提高控制品质。对应该气温串级控制系统的方框图如图11-17所示。

图11-16　气温串级控制系统

图11-17　气温串级控制系统的方框图