直流锅炉的运行调节.演示教学.ppt
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1、直流锅炉的运行调节.使锅炉的蒸发量适应外界负荷的需要。保持锅炉过热蒸汽压力和温度在规定 的范围内。保持经济燃烧和适当的炉膛压力。保持汽水行程中某些中间点的温度。锅炉进行监视和调整的主要内容有:锅炉进行监视和调整的主要内容有:直流锅炉蒸汽参数的稳定主要取决于两个直流锅炉蒸汽参数的稳定主要取决于两个平衡:平衡:l汽轮机功率和锅炉蒸发量的平衡汽轮机功率和锅炉蒸发量的平衡l燃料量与给水量的平衡。燃料量与给水量的平衡。第一个平衡能稳住汽压;第二个平衡能稳第一个平衡能稳住汽压;第二个平衡能稳住汽温。住汽温。第一节第一节 直流锅炉蒸汽参数的调节直流锅炉蒸汽参数的调节 一、汽压波动的影响一、汽压波动的影响汽压
2、降低使蒸汽做功能力下降,减汽压降低使蒸汽做功能力下降,减少其在汽轮机中膨胀做功的焓降少其在汽轮机中膨胀做功的焓降。汽压过高,机械应力大,将危及锅炉、汽压过高,机械应力大,将危及锅炉、汽轮机和蒸汽管道的安全汽轮机和蒸汽管道的安全。汽压的变化速率对锅炉也有影响汽压的变化速率对锅炉也有影响(汽包炉将可能造成蒸汽大量携带锅(汽包炉将可能造成蒸汽大量携带锅水,使蒸汽品质恶化和过热汽温降水,使蒸汽品质恶化和过热汽温降低。)低。)(汽包炉汽压的急剧变化可能影响锅(汽包炉汽压的急剧变化可能影响锅炉水循环的安全性)炉水循环的安全性)汽压经常反复地变化,使锅炉承压受汽压经常反复地变化,使锅炉承压受热面金属经常处于
3、交变应力的作用下。热面金属经常处于交变应力的作用下。1影响汽压变化速率的因素影响汽压变化速率的因素负荷变化速度负荷变化速度 锅炉的蓄热能力锅炉的蓄热能力 燃烧设备的惯性燃烧设备的惯性 二、蒸汽压力的调节二、蒸汽压力的调节 锅炉的蓄热能力:当外界负荷变化而燃烧锅炉的蓄热能力:当外界负荷变化而燃烧工况不变时,锅炉能够放出热量或吸收热工况不变时,锅炉能够放出热量或吸收热量的大小。量的大小。燃烧设备的惯性:从燃料开始变化到炉内燃烧设备的惯性:从燃料开始变化到炉内建立起新的热负荷平衡所需要的时间。与建立起新的热负荷平衡所需要的时间。与调节系统的灵敏度、燃料的种类和制粉系调节系统的灵敏度、燃料的种类和制粉
4、系统的形式有关。统的形式有关。2影响汽压变化的主要因素影响汽压变化的主要因素(1)外部扰动外部扰动外扰是指外部负荷的正常增减及事外扰是指外部负荷的正常增减及事故情况下的甩负荷,它具体反映在故情况下的甩负荷,它具体反映在汽轮机所需蒸汽量的变化上。汽轮机所需蒸汽量的变化上。汽汽压压的的稳稳定定取取决决于于锅锅炉炉产产汽汽量量与与汽汽轮机的需要汽量的平衡。轮机的需要汽量的平衡。(2)内部扰动)内部扰动内内扰扰是是指指锅锅炉炉机机组组本本身身的的因因素素引引起起的的汽压变化。汽压变化。在外界负荷不变时,汽压的变化主在外界负荷不变时,汽压的变化主要决定于炉内燃烧工况的稳定。要决定于炉内燃烧工况的稳定。锅
5、炉热交换情况的改变也会影响汽锅炉热交换情况的改变也会影响汽压的稳定。压的稳定。(3)怎样判断内扰或外扰)怎样判断内扰或外扰l如果蒸汽压力如果蒸汽压力p与蒸汽流量与蒸汽流量D的变化方向相反,的变化方向相反,那么此时就是外扰的影响。那么此时就是外扰的影响。l如果蒸汽压力如果蒸汽压力p与蒸汽流量与蒸汽流量D的变化方向一致时,的变化方向一致时,这通常是内扰影响的表现这通常是内扰影响的表现。二、汽压的控制与调节二、汽压的控制与调节 1汽包炉的汽压控制与调节汽包炉的汽压控制与调节l当负荷增加使汽压下降时,必须强化燃烧工况,当负荷增加使汽压下降时,必须强化燃烧工况,即增加燃料供给量和风量。当然此时还必须相即
6、增加燃料供给量和风量。当然此时还必须相应地增加给水量和改变减温水量。应地增加给水量和改变减温水量。l当负荷减少使汽压升高时,则必须减弱燃烧。当负荷减少使汽压升高时,则必须减弱燃烧。此时应先减少燃料供给量,然后再减少送风量此时应先减少燃料供给量,然后再减少送风量 压力调节的任务,实质上就是经常保持锅压力调节的任务,实质上就是经常保持锅炉出力和汽轮机所需的蒸汽量相等。炉出力和汽轮机所需的蒸汽量相等。在直流锅炉中,炉膛内放热量的变化并不在直流锅炉中,炉膛内放热量的变化并不直接引起锅炉出力的变化。直流锅炉的出力首直接引起锅炉出力的变化。直流锅炉的出力首先应当由给水量保证,然后对燃料量进行相应先应当由给
7、水量保证,然后对燃料量进行相应的调整,以保持其他参数。在采用自动调节的的调整,以保持其他参数。在采用自动调节的直流锅炉上,往往还利用调节汽轮机的调速汽直流锅炉上,往往还利用调节汽轮机的调速汽门的开度来稳定汽压。门的开度来稳定汽压。2 直流炉的压力调节直流炉的压力调节三、过热蒸汽温度的调节三、过热蒸汽温度的调节(一)、影响汽温的因素(一)、影响汽温的因素1、煤水比、煤水比 若若G不变而增大不变而增大B,由于受热面热负荷由于受热面热负荷q成比例增加,热成比例增加,热水段长度水段长度Lrs和蒸发段长度和蒸发段长度Lsf必然缩短,而过热段长度必然缩短,而过热段长度Lgr相应延长,过热汽温就会升高;相应
8、延长,过热汽温就会升高;若若B不变而增大不变而增大G,由于由于q并未改变,所以(并未改变,所以(Lrs+Lzf)必然延伸,而过热段长度必然延伸,而过热段长度Lgr随之缩短,过热汽温就会随之缩短,过热汽温就会降低。降低。2.给水温度给水温度 若若给给水水温温度度降降低低,在在同同样样给给水水量量和和煤煤水水比比的的情情况况下下,直直流流锅锅炉炉的的加加热热段段将将延延长长,过过热热段段缩缩短短(表表现现为为过过热热器器进进口口汽汽温温降降低低),过过热热汽汽温温会会随随之之降降低低;再再热热器器出出口口汽汽温温则则由由于于汽汽轮轮机机高高压压缸缸排排汽汽温温度度的的下下降降而而降降低低。因因此此
9、,当当给给水水温温度度降降低低时时,必必须须改改变变原原来来设设定定的的煤煤水水比比,即即适适当增大燃料量,才能保持住额定汽温。当增大燃料量,才能保持住额定汽温。3.受热面沾污受热面沾污 炉炉膛膛结结焦焦使使锅锅炉炉传传热热量量减减少少,排排烟烟温温度度升升高高,锅锅炉炉效效率率降降低低。对对工工质质而而言言,则则1kg工工质质的的总总吸吸热热量量减减少少。而而工工质质的的加加热热热热和和蒸蒸发发热热之之和和一一定定,所所以以,过过热热吸吸热热(包包括括过过热热器器和和再再热热器器)减减少少。故故过过热热汽汽温温降降低低。但但再再热热器器吸吸热热因因炉炉膛膛出出口口烟烟温温的的升升高高而而增增
10、加加,对对于于再再热热汽汽温温,进进口口再再热热汽汽温温的的降降低低和和再再热热器器吸吸热热量量的的增增大大影影响相反,所以变化不大。响相反,所以变化不大。对对流流式式过过热热器器和和再再热热器器的的积积灰灰使使传传热热量量减减小小,使使过热汽温和再热汽温降低。过热汽温和再热汽温降低。在在调调节节煤煤水水比比时时,若若为为炉炉膛膛结结焦焦,可可直直接接增增大大煤煤水水比比;但但过过热热器器结结焦焦,则则增增大大煤煤水水比比时时应应注注意意监监视视水水冷壁出口温度,在其不超温的前提下来调整煤水比。冷壁出口温度,在其不超温的前提下来调整煤水比。4过量空气系数过量空气系数 当当增增大大过过量量空空气
11、气系系数数时时,炉炉膛膛出出口口烟烟温温基基本本不不变变。但但炉炉内内平平均均温温度度下下降降,炉炉膛膛水水冷冷壁壁的的吸吸热热量量减减少少,致致使使过过热热器器进进口口蒸蒸汽汽温温度度降降低低,虽虽然然对对流流式式过过热热器器的的吸吸热热量量有有一一定定的的增增加加,但但前前者者的的影影响响更更强强些些。在在煤煤水水比比不不变变的的情情况况下下,过过热热器器出出口口温温度度将将降降低低。若若要要保保持持过过热热汽汽温温不不变变,也也需需要要重新调整煤水比。重新调整煤水比。随着过量空气系数的增大,辐射式再热器吸热量减少随着过量空气系数的增大,辐射式再热器吸热量减少不多,而对流式再热器的吸热器增
12、加。对于显示对流式汽不多,而对流式再热器的吸热器增加。对于显示对流式汽温特性的再热器,出口再热汽温将升高。温特性的再热器,出口再热汽温将升高。5火焰中心高度火焰中心高度 当当火火焰焰中中心心升升高高时时,炉炉膛膛出出口口烟烟温温显显著著上上升升,再再热热器器无无论论显显示示何何种种汽汽温温特特性性,其其出出口口汽汽温温均均将将升升高高。此此时时,水水冷冷壁壁受受热热面面的的下下部部利利用用不不充充分分,致致使使1kg工工质质在在锅锅炉炉内内的的总总吸吸热热量量减减少少,由由于于再再热热蒸蒸汽汽的的吸吸热热是是增增加的,所以过热蒸汽吸热减少,过热汽温降低。加的,所以过热蒸汽吸热减少,过热汽温降低
13、。由由上上述述分分析析可可见见,直直流流锅锅炉炉的的给给水水温温度度、过过量量空空气气系系数数、火火焰焰中中心心位位置置、受受热热面面沾沾污污程程度度对对过过热热汽汽温温、再再热热汽汽温温的的影影响响与与汽汽包包锅锅炉炉有有很很大大的的不不同同。有有些些影影响响是是完完全全相相反反的的。对对于于直直流流锅锅炉炉,上上述述后后四四种种因因素素的的影影响响相相对对较较小小,且且变变动动幅幅度度有有限限,它它们们都都可可以以通通过过调调整整煤水比来消除。煤水比来消除。只要严格地保持给水量和燃料量的固定比只要严格地保持给水量和燃料量的固定比例不变,就能使过热蒸汽温度稳定。但是,在例不变,就能使过热蒸汽
14、温度稳定。但是,在燃用固体燃料的锅炉上,燃料量的测定是很不燃用固体燃料的锅炉上,燃料量的测定是很不准确的。所以,一般采用前面讲过的锅炉蒸发准确的。所以,一般采用前面讲过的锅炉蒸发量和汽压变动信号的综合信号量和汽压变动信号的综合信号(即热量信号即热量信号)来来反映锅炉燃料量。反映锅炉燃料量。汽温信号汽温信号 燃料和给水流量发生扰动,主蒸汽温度的响应滞止燃料和给水流量发生扰动,主蒸汽温度的响应滞止时间与飞升时间都较长。时间与飞升时间都较长。中间点中间点:为了提高调节质量,按照反应较快和便为了提高调节质量,按照反应较快和便于检测等条件,通常在于检测等条件,通常在过热区的开始部分过热区的开始部分选取选
15、取的一个合适的地点,根据该点工质温度来控制的一个合适的地点,根据该点工质温度来控制“煤水比煤水比”。在在给给定定负负荷荷下下,与与主主蒸蒸汽汽焓焓值值一一样样,中中间间点点的的焓焓值值(或或温温度度)也也是是煤煤水水比比的的函函数数。只只要要煤煤水水比比稍稍有有变变化化,就就会会影影响响中中间间点点温温度度,造造成成主主蒸蒸汽汽温温度度超超限限。而而中中间间点点的的温温度度对对煤煤水水比比的的指指示示,显然要比主蒸汽温度的指示快得多。显然要比主蒸汽温度的指示快得多。中间点的选择:一般为具有一定过热度的微过中间点的选择:一般为具有一定过热度的微过热蒸汽(如分离器出口)。热蒸汽(如分离器出口)。低
16、负荷时炉膛单位辐射热增加且煤水比稍稍低负荷时炉膛单位辐射热增加且煤水比稍稍变大,将使中间点的焓值升高。因此,不同负荷变大,将使中间点的焓值升高。因此,不同负荷下中间点焓值的设定值并不是一个固定值。下中间点焓值的设定值并不是一个固定值。调节中间点汽温的方法有两种:调节中间点汽温的方法有两种:一种是使给水量基本不变而调节燃料量;一种是使给水量基本不变而调节燃料量;另一种是保持燃料量不变而调节给水量。另一种是保持燃料量不变而调节给水量。前者称为以水为主的调节方法;后者称为前者称为以水为主的调节方法;后者称为以燃料为主的调节方法。一般燃煤的直流锅炉,以燃料为主的调节方法。一般燃煤的直流锅炉,由于煤量不
17、易准确控制,常采用以水为主的调由于煤量不易准确控制,常采用以水为主的调节方法。节方法。细调细调:在直流锅炉的汽水通道上布置几处调节灵在直流锅炉的汽水通道上布置几处调节灵敏的喷水减温器,作为调节手段。一般在直流敏的喷水减温器,作为调节手段。一般在直流锅炉过热器的级与级之间设有锅炉过热器的级与级之间设有23级喷水减温级喷水减温器,其作用除了调节过热汽温以外,还保证过器,其作用除了调节过热汽温以外,还保证过热器金属的安全。热器金属的安全。过大或过小的喷水量都应当用调节过大或过小的喷水量都应当用调节“煤水煤水比比”来校正。来校正。四、再热蒸汽温度的调节四、再热蒸汽温度的调节 煤水比煤水比 烟气侧调节烟
18、气侧调节 事故喷水事故喷水 中间点温度设定值改变中间点温度设定值改变对于再热汽温长期对于再热汽温长期偏高或偏低问题,偏高或偏低问题,可通过改变中间点可通过改变中间点温度设定值的方法温度设定值的方法加以解决,降低中加以解决,降低中间点温度,则再热间点温度,则再热汽温降低,提高中汽温降低,提高中间点温度,再热汽间点温度,再热汽温升高。该方法的温升高。该方法的实质依然是变动煤实质依然是变动煤水比的控制值。水比的控制值。一、汽压、汽温的协调调节一、汽压、汽温的协调调节1汽压、汽温同时降低汽压、汽温同时降低 外外扰扰时时如如外外界界加加负负荷荷,在在燃燃料料量量、喷喷水水量量和和给给水水泵泵转转速速不不
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