直流鍋爐的特性及運行調(diào)整

1、直流鍋爐的特性及運行調(diào)整直流鍋爐的特性及運行調(diào)整（ 1） 、直流鍋爐的特點：水的臨界點22.115MPa、374.15，大于這個壓力，超臨界機組。蒸汽壓力超過27MPa超超臨界火電機組。由于超臨界壓力下無法維持自然循環(huán)即不能采用汽包鍋爐，直流鍋爐成為唯一型式。超臨界機組不僅煤耗大大降低，污染物排污量也相應(yīng)減少，經(jīng)濟效益十分明顯。超臨界機組與亞臨界汽包鍋爐結(jié)構(gòu)和工藝過程有著顯著不同，其特點：1、超臨界直流爐沒有汽包環(huán)節(jié)，給水經(jīng)加熱、蒸發(fā)和變成過熱蒸汽時一次性連續(xù)完成，隨著運行工況不同，鍋爐將運行在亞臨界或超臨界壓力下，蒸發(fā)點會自發(fā)的在一個或多個加熱區(qū)段內(nèi)移動，汽水之間沒有一個明確的分界點。這要求

2、更為嚴(yán)格保持各種比值的關(guān)系（如給水量/蒸汽量、燃料量/給水量及噴水量/給水量等）。對直流鍋爐來說，熱水段、蒸發(fā)段和過熱段受熱面之間是沒有固定界限的。這是直流爐的運行特性與汽包爐有較大區(qū)別的基本原因。2、由于沒有儲能作用的汽包環(huán)節(jié)，鍋爐的蓄能顯著減小，負荷調(diào)節(jié)的靈敏性好，可實現(xiàn)快速啟停和調(diào)節(jié)負荷，適合變壓運行。但汽壓對負荷變動反映靈敏，變負荷性能差，汽壓維持比較困難。3、直流爐由于汽水是一次完成，因而不象汽包爐那樣。汽包在運行中除作為汽水分離器外，還作為煤水比失調(diào)的緩沖器。當(dāng)煤水比失去平衡時，利用汽包中的存水和空間容積暫時維持鍋爐的工質(zhì)平衡關(guān)系，以保持各斷受熱面積不變。（ 2） 、直流爐的運行特

3、性動態(tài)特性指給水量、燃料量、功率（調(diào)門開度）變化而其他條件不變情況下蒸汽流量、汽溫、汽壓的變化。1給水量給水量擾動時，在其他條件不變的情況下，給水量增加。由于壁面熱負荷未變化，故熱水段都要延長，蒸汽流量逐漸增大到擾動后的給水流量。過渡過程中，由于蒸汽流量小于給水流量，所以工質(zhì)貯存量不斷增加。隨著蒸汽流量的逐漸增大和過熱段的減小，出口過熱汽溫漸漸降低，但在汽溫降低時金屬放出貯熱，對汽溫變化有一定的減緩作用。汽壓則隨著蒸汽流量的增大而逐漸升高。值得一提的是，雖然蒸汽流量增加，但由于燃料量并未增加，故穩(wěn)定后工質(zhì)的總吸熱量并未變化，只是單位工質(zhì)吸熱量減?。ǔ隹谄麥亟档停┒?。當(dāng)給水量擾動時，蒸發(fā)量、汽

4、溫和汽壓的變化都存在時滯。這是因為自擾動開始，給水自入口流動到原熱水段末端時需要一定的時間，因而蒸發(fā)量產(chǎn)生時滯，蒸發(fā)量時滯又引起汽壓和汽溫的時滯。2. 燃料量燃料量擾動時，在其他條件不變的情況下，燃料量增加，蒸發(fā)量在短暫延遲后先上升，后下降，最后穩(wěn)定下來與給水量保持平衡。其原因是，在變化之初，由于熱負荷立即變化，熱水段逐步縮短；蒸發(fā)段將蒸發(fā)出更多的飽和蒸汽，使過熱蒸汽流量增大，其長度也逐步縮短，當(dāng)蒸發(fā)段和熱水段的長度減少到使過熱蒸汽流量重新與給水量相等時，即不再變化。在這段時間內(nèi)，由于蒸發(fā)量始終大于給水量，鍋爐內(nèi)部的工質(zhì)儲存量不斷減少（一部分水容積漸漸為蒸汽容積所取代）。燃料量增加，過熱段加長

5、，過熱汽溫升高，已如前述。但在過渡過程的初始階段，由于蒸發(fā)量與燃燒放熱量近乎按比例變化，再加以管壁金屬貯熱所起的延緩作用，所以過熱汽溫要經(jīng)過一定時滯后才逐漸變化。如果燃料量增加的速度和幅度都很急劇，有可能使鍋爐瞬間排出大量蒸汽。在這種情況下，汽溫將首先下降，然后再逐漸上升。蒸汽壓力在短暫延遲后逐漸上升，最后穩(wěn)定在較高的水平。最初的上升是由于蒸發(fā)量的增大，隨后保持較高的數(shù)值是由于汽溫的升高（汽輪機調(diào)速閥開度未變）。3功率（調(diào)門開度）這里功率擾動是指主汽調(diào)門動作取用部分蒸汽，增加汽輪機功率，而燃料量、給水量不變化的情況，若調(diào)速汽門突然開大，蒸汽流量立即增加，汽壓下降。汽壓沒有像蒸汽流量那樣急劇變化

6、。這是由于當(dāng)汽壓下降時，飽和溫度下降，鍋爐工質(zhì)“閃蒸”、金屬釋放貯熱，產(chǎn)生附加蒸發(fā)量，抑制汽壓下降。隨后，蒸汽流量因汽壓降低而逐漸減少，最終與給水量相等，保持平衡，同時汽壓降低速度也趨緩，最后達到一穩(wěn)定值。（ 3） 、直流爐運行參數(shù)調(diào)節(jié)直流鍋爐監(jiān)視和調(diào)整的主要內(nèi)容有：蒸發(fā)量適應(yīng)外界負荷的需要，過熱蒸汽壓力和溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)，保持經(jīng)濟燃燒和適當(dāng)?shù)臓t膛壓力，保持汽水行程中某些中間點的溫度。1、蒸汽壓力的調(diào)節(jié)直流鍋爐壓力調(diào)節(jié)的任務(wù)，實際是經(jīng)常保持鍋爐蒸發(fā)量和汽輪機所需蒸發(fā)量相等。只要時刻保持住這個平衡，過熱蒸汽壓力就能穩(wěn)定在給定數(shù)值上。汽包爐要調(diào)節(jié)蒸發(fā)量，先是依靠調(diào)節(jié)燃燒來達到的，與給水量無直接關(guān)

7、系，給水量是根據(jù)汽包水位來調(diào)節(jié)的。但直流爐，爐內(nèi)燃燒率的變化并不最終引起蒸發(fā)量的改變，而只是使出口汽溫變化。由于鍋爐送出的汽量等于進入的給水量，因而只有當(dāng)給水量改變時才會引起鍋爐蒸發(fā)量的變化。直流鍋爐汽壓的穩(wěn)定，從根本上說是靠調(diào)節(jié)穩(wěn)定給水量實現(xiàn)的。但如果只改變給水量而不改變?nèi)剂狭?，則將造成過熱汽溫的變化。因此，直流爐在調(diào)節(jié)汽壓時，必須使給水量和燃料量按一定的比例同時改變，才能保證在調(diào)節(jié)負荷或汽壓的同時，確保汽溫的穩(wěn)定，這說明汽壓的調(diào)節(jié)與汽溫的調(diào)節(jié)是不能相對獨立進行的。從動態(tài)過程來看，爐內(nèi)燃燒率的變化卻可以暫時改變蒸發(fā)量，且與給水量的擾動相比，燃燒率的擾動要更快使蒸發(fā)量（汽壓）反映。因此，在外界

8、需要鍋爐變負荷時，如先改變?nèi)剂狭?，再改變給水量，就有利于保證在過程開始時蒸汽壓力的穩(wěn)定。所以直流爐一般選燃料為鍋爐負荷的主調(diào)而不是選給水量。當(dāng)給水流量增加時，推出一部分蒸汽，使機前壓力和功率都有瞬時增加，如果燃燒率保持不變，功率將逐漸回落到原來水平，基本保持不變，壓力最后由于過熱汽溫的下降而有所回落，穩(wěn)定在較原先壓力稍高的水平。（若協(xié)調(diào)投入，它對壓力和功率的調(diào)節(jié)作用會短時間內(nèi)改變?nèi)紵?，并再對中間點溫度造成擾動，有可能導(dǎo)致不穩(wěn)定狀況的發(fā)生。在燃料量的調(diào)節(jié)回路中引入中間點溫度控制器的微分環(huán)節(jié)修正實際燃料量，將給水量和燃燒率的相互作用減小，穩(wěn)定機組運行。）2、蒸汽溫度的調(diào)節(jié)（1）、影響汽溫的因素1

9、) 、煤水比：直流爐是以調(diào)節(jié)煤水比作為基本的調(diào)溫手段，以噴水作為精確調(diào)節(jié)。煤水比主要是維持中間點溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，即啟動分離器出口汽溫。正常運行時重點監(jiān)視的是該點的微過熱度。為了防止出現(xiàn)大的擾動，該溫度允許運行人員調(diào)節(jié)的幅度一般為5以內(nèi)，中間點微過熱度正常時保持在10-20。2) 、給水溫度：變化劇烈時，要注意加強監(jiān)視調(diào)整，某電廠曾在高加切除后曾出現(xiàn)過嚴(yán)重的超溫事故。給水溫度降低，其他不變，直流爐汽溫會下降，相當(dāng)于減少燃料熱量。3) 、受熱面沾污：與汽包爐不同，直流爐爐膛結(jié)焦會使鍋爐效率下降，在煤水比保持不變的情況下使過熱汽溫會下降。再熱汽由于過熱汽下降的影響和爐膛出口煙溫的上升的影響因素部分

10、相抵消而變化不大，偏向于升高。在過、再熱器區(qū)域結(jié)焦或積灰會使汽溫下降。在調(diào)節(jié)煤水比時，若是爐膛結(jié)焦，可直接增大煤水比；但過熱器結(jié)焦，則增大煤水比時應(yīng)注意監(jiān)視水冷壁出口溫度，防止水冷壁超溫，應(yīng)加大吹灰力度。4) 、過量空氣系數(shù)：過量空氣系數(shù)增大時會引爐膛溫度下降，鍋爐輻射吸熱量減少，而對流吸熱量有所增加，實際運行中后者影響略大些，過熱汽溫會上升。由于鍋爐再熱器主要呈對流特性，所以再熱汽溫會有所上升。5) 、火焰中心高度：當(dāng)火焰中心升高時，爐膛出口煙溫顯著上升，再熱器無論顯示何種汽溫特性，其出口汽溫均將升高。此時，水冷壁受熱面的下部利用不充分，致使1kg工質(zhì)在鍋爐內(nèi)的總吸熱量減少，所以過熱蒸汽吸熱

11、減少，過熱汽溫降低，不是很明顯。由上述分析可見，直流鍋爐的給水溫度、過量空氣系數(shù)、火焰中心位置、受熱面沾污程度對過熱汽溫、再熱汽溫的影響與汽包鍋爐有很大的不同。對于直流鍋爐，上述后四種因素的影響相對較小，且變動幅度有限，它們都可以通過調(diào)整煤水比來消除。所以，直流鍋爐只要調(diào)節(jié)好煤水比，在相當(dāng)大的負荷范圍內(nèi)，過熱汽溫和再熱汽溫均可以保持在額定值。(2)、過熱汽溫的調(diào)節(jié)：過熱汽溫的調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細調(diào)兩種方法，粗調(diào)是用調(diào)煤水比進行調(diào)節(jié)，細調(diào)是用一、二級噴水減溫進行調(diào)節(jié)。1)過熱汽溫粗調(diào)(煤水比調(diào)節(jié))過熱汽溫的粗調(diào)是用煤水比進行調(diào)節(jié)，為了減小調(diào)節(jié)的滯后，需要在汽水行程中選取一個能快速、準(zhǔn)確地反映汽溫變化

12、趨勢的中間點。一般選具有一定過熱度的分離出口蒸汽溫度為中間點溫度。（1、能快速響應(yīng)汽溫的變化。2、具有一定過熱度的微過熱蒸汽。3、便于測量。）根據(jù)中間點溫度的變化來調(diào)節(jié)煤水比，大致維持汽溫的穩(wěn)定。中間點溫度值隨負荷的上升而上升，但其過熱度變化不大，煤水比隨負荷的增大而減小。2）過熱汽溫細調(diào)（噴水調(diào)節(jié)）過熱汽溫的細調(diào)是用一、二級噴水減溫進行調(diào)節(jié)，過熱器設(shè)有兩級噴水減溫器，一級噴水布置在二級過熱器入口，二級噴水布置在三級過熱器入口（分甲、乙側(cè)布置）。兩級噴水分別根據(jù)過熱汽溫作精確調(diào)節(jié)。減溫水取自高加出口（未經(jīng)過給水測量孔板）。高負荷投用時，（3：1）應(yīng)盡可能多投一級減溫水，少投二級減溫水，以保護過

13、熱器，防止超溫。（ 3） 、再熱汽的調(diào)節(jié)：再熱汽的調(diào)節(jié)：由于過熱汽溫用控制煤水比進行調(diào)節(jié)，也就同時使再熱器內(nèi)的蒸汽流量與燃料量大致成比例地變化，對再熱汽溫也起了粗調(diào)作用。這與汽包鍋爐的情況沒有差別。因此，直流鍋爐的再熱汽溫調(diào)節(jié)以燃燒器擺角和調(diào)整過量空氣系數(shù)為主要調(diào)節(jié)，噴水減溫只作為微調(diào)和事故情況時噴水之用。對于再熱汽溫長期偏高或偏低問題，可通過改變中間點溫度設(shè)定值的方法加以解決，降低中間點溫度，則再熱汽溫降低，提高中間點溫度，再熱汽溫升高。該方法的實質(zhì)也是變動煤水比的控制值，運行中需綜合考慮。（四）、啟動階段注意事項：1、爐水沖洗（防止熱力設(shè)備金屬結(jié)垢、積鹽和腐蝕，葉片粗糙、葉型改變通流面積減

14、小將致汽機效率出力降低、軸向推力增大甚至影響轉(zhuǎn)子平衡）；隨著鍋爐壓力的升高，水和蒸汽中雜質(zhì)沉積，各成分、階段溶解度不同：1）蒸汽壓力越高，鹽類在蒸汽中的溶解度越大（SiO2在過熱汽中溶解度很大；超臨界爐銅的氧化物在蒸汽中的溶解度較大；鐵的氧化物在過熱蒸汽中溶解度很?。釕B(tài)清洗溫度不能高，易重新沉積）。2）雜質(zhì)（鈣鹽、鎂鹽及硫酸納）在高溫水中隨水溫的升高而降低，易析出沉積。2、燃料量的控制：初期、增加燃料量速度（汽水膨脹問題）、磨一次風(fēng)量和煤量的配比、一次風(fēng)速及煤粉細度、爐膛出口煙溫監(jiān)視。3、汽壓、汽溫的控制：煙氣擋板、高低旁調(diào)節(jié)汽壓、風(fēng)量的調(diào)整、濕態(tài)運行時水量的控制、減溫水的調(diào)節(jié)。4、總風(fēng)量的

15、控制：風(fēng)量測點準(zhǔn)確、氧量值的顯示及變化趨勢、二次風(fēng)門的調(diào)整、風(fēng)箱壓差、一次風(fēng)壓的偏低控制不用開啟過多通道、盡可能提高爐膛溫度及燃燒效率。5、上水前后、升溫升壓過程定期檢查記錄膨脹指示，膨脹要順暢。6、啟動流量、儲水箱水位的控制：水冷壁安全質(zhì)量流速（30%BMCR爐水泵的監(jiān)控、燃料量波動、汽壓波動、溢流閥自動情況、切換給水主、旁路時、切換泵、投退高低加等。（五）、燃燒調(diào)整（燃料及風(fēng)）1、制粉系統(tǒng)運行調(diào)整：組合方式、一次風(fēng)速及調(diào)平、風(fēng)煤比、出口溫度、煤粉細度、各磨煤量的分配及自動監(jiān)視跟蹤。2、爐膛配風(fēng)、氧量控制：燃燒器各風(fēng)門位置的確定、二次風(fēng)門、風(fēng)箱壓差、總風(fēng)量、鍋爐效率、防結(jié)焦及高溫腐蝕（硫分高、缺氧）、降Nox（低氧量），經(jīng)濟性環(huán)保指標(biāo)影響大。3、爐膛負壓：自動、手動控制。4、燃料量的控制：增減燃料量速度（汽水膨脹問題）、磨一次風(fēng)量和煤量的配比。5、飛灰爐渣可燃物：煤粉細度、氧量、配風(fēng)、煤質(zhì)。6、排煙損失：漏風(fēng)、總風(fēng)量、吹灰、煤質(zhì)及細度。（六）、異常工況的調(diào)整1、運行給水泵跳閘：鍋爐各受熱面工質(zhì)溫度