锅炉的运行调整教程.ppt

七台河职业学院 七台河职业学院 第十三章 锅炉的运行调整 第一节 汽包锅炉的运行特性 第二节 锅炉汽压调节 第三节 锅炉汽温调节 第四节 汽包水位调节 第五节 燃烧调节 第六节 直流锅炉的运行特性 第七节 直流锅炉的运行调节 七台河职业学院 锅炉的运行调整的任务 继续 锅炉 汽轮机 发电机 侧重于调整 侧重于监视 侧重于单元机组与外界电网的联系  锅炉运行调整的任务 根据用户(汽轮机)的要求 保质 (P、T和蒸汽品质) 保量 (蒸发量) 产生合格的过热蒸汽安全经济运行 七台河职业学院 ô 使锅炉的蒸发量适应外界负荷的需要； ô 均衡给水并维持汽包的正常水位； ô 保持锅炉汽压和汽温在正常的范围内； ô 保持炉水和蒸汽品质合格； ô 维持经济燃烧，尽量减少热损失，提高锅炉机组的热效率 运行调整的任务 返回  锅炉运行调整的主要内容 七台河职业学院 第十三章 锅炉的运行调整 第一节 汽包锅炉的运行特性 一、静态特性分析 ㈠锅炉负荷的变动 ㈡过量空气系数的变化 ㈢给水温度的变动 ㈣煤质的变动 二、动态特性分析 ㈠汽压的动态特性 ㈡水位的动态特性 ㈢汽温的动态特性 返回 七台河职业学院 运行特性的概念 ô运行工况：锅炉运行条件的集合称为工况，通过一系列工况参数来反映 ô稳定工况：锅炉运行中工况参数一直保持不变的工况。

ô变工况：锅炉运行中一个或几个参数偏离设计值时的工况 ô最佳运行工况：锅炉效率达到最高值时的稳定工况 ô静态特性：当锅炉从一个工况变化到另一个工况时，相应参数（ ） 之间的变化关系 ô动态特性：锅炉从一个工况变化到另一个工况时各个参数（ ） 随时间的变化关系 继续 七台河职业学院 负荷D 汽温T 时间 汽温T 静态特性曲线动态特性曲线 注意：静态过程重在描述变化的结果 动态特性重在描述变化的过程 返回 七台河职业学院 ㈠锅炉负荷的变动 õ1.对锅炉效率的影响 õ2.对燃料消耗量的影响 õ3.对锅炉传热的影响    返回 七台河职业学院 锅炉负荷D（%） q2 q3+q4 说明： ◎随着负荷的增加，炉膛内温度水平升高，燃烧效率提高，（q3+q4）减小； ◎当燃料量增加时，排烟温度稍有增加，即q2增大； ◎所以：存在一个锅炉效率最高的负荷，称为“经济负荷” ηgl 返回 ㈠锅炉负荷的变动 õ 1.对锅炉效率的影响 七台河职业学院 说明： ◎在经济负荷以下时，燃料增加比B2/B1略小于负荷增加比D2/D1； ◎在经济负荷以上时，燃料增加比B2/B1略大于负荷增加比D2/D1； 所以：B2/B1随D2/D1变化不大，可粗略认为B随D呈正比增减。

返回 ㈠锅炉负荷的变动 õ2.对燃料消耗量的影响 七台河职业学院 ◎ 对辐射传热的影响 随锅炉负荷的增加，炉内温度升高，炉内总的辐射传热量增加，但 是对于1kg燃料来讲，单位负荷的辐射传热量却减少了； ◎ 对对流传热的影响 随锅炉负荷的增加，炉膛出口温度的升高使对流受热面的传热温差 增大，同时燃料量的增加使烟气流量增大、烟气流速增加、对流受热面 的传热系数也增大，所以锅炉总的对流传热增大，而单位负荷的对流传 热量也增大 继续 ㈠锅炉负荷的变动 õ3.对锅炉传热的影响 七台河职业学院 负荷D 烟温 对流受热面H 烟温 变化后 变化前 返回 ㈠锅炉负荷的变动 õ对锅炉传热的影响 七台河职业学院 ㈡过量空气系数的变动 õ 送风量改变（即炉膛出口过量空气系数变改） ◎炉膛出口过量空气系数对烟温和传热的影响 ◎炉膛出口过量空气系数对锅炉效率的影响 õ 漏风量改变（与漏风点位置有关) ◎燃烧器和炉膛下部漏风，理论燃烧温度降低，炉内传热减少，如果漏风 过大，可能危及燃料的着火和稳定燃烧，并降低炉膛出口烟气温度 ◎炉膛上部漏风，对燃料着火与燃烧及炉内辐射传热影响较小，但对炉膛 出口烟温降低作用较大 ◎对流烟道的漏风，将降低漏风点及以后烟道的烟温，受热面吸热减少， 锅炉效率降低。

  返回 七台河职业学院 炉膛出口过量空气系数 烟气温度 理论燃烧温度 炉膛出口烟温 排烟温度 说明： ◎当过量空气系数增加时，风量的增大使理论燃烧温度有所降低 （即炉膛火焰中心的最高温度水平）； ◎火焰的黑度下降，火焰中心上移，使炉内的辐射传热有所减弱，故炉 膛出口烟温变化不大； ◎烟气流量增大，对流传热系数增加，使烟道的对流传热增强，排烟温 度有所升高 返回 七台河职业学院 炉膛出口过量空气系数 锅炉效率 返回 q2 q4 q3 ηgl 七台河职业学院 ㈢给水温度的变动 õ 对锅炉蒸发量的影响 给水温度降低，锅炉蒸发量减小 õ 对燃料消耗量的影响 给水温度降低，燃料消耗量增大 õ 对炉膛出口烟温和排烟温度的影响 给水温度降低，炉膛出口烟温升高，排烟温度降低 õ 对单元机组经济性的影响 给水温度降低，q2的减小不能抵消B增加的损失和凝汽器 冷源损失的增加 返回 七台河职业学院 ㈣煤质的变动 õ 发热量的变动 当燃用低发热量煤时，燃料消耗量增大，烟气量增多，对流传热增 强，汽温升高；燃烧器区域温度水平下降，燃烧损失增大 õ 灰分的变动 灰分增大时，保持蒸发量不变，则必须增加燃料的消耗量；q4损失 可能增大，锅炉热效率会稍有降低；会加剧对流受热面的磨损，并容易 造成积灰甚至堵灰。

õ 水分的变动 水分增加时，低位发热值显著降低 ；着火热增加 ；未完全燃烧损失 增加；排烟损失的增大 返回 七台河职业学院 二、锅炉的动态特性分析 动态特性是热工对象从一个平衡态到另一个平衡态的过渡 特性对锅炉来说，是指锅炉在受到扰动时，各个参数随时间的变 化规律对运行人员掌握锅炉变工况下的调节规律、分析处理异常 工况很有意义 ô 一、汽压的动态特性 ô 二、水位的动态特性 ô 三、汽温的动态特性 返回   七台河职业学院 燃料量B 扰动汽轮机调门μ扰动 B t p t μ t p t ㈠汽压动态特性——主蒸汽压力的高低主要取决于锅炉的汽包压力，而汽包 压力又与锅炉本身燃烧工况的变化和外界负荷的变化有关 返回 七台河职业学院 B 时间 D 时间 锅炉负荷扰动 燃料量扰动 1 2 3 H 时间 H 时间 ㈡水位的动态特性 虚假水位：即水位升高或降低不是由于存水量的多少，而是因为工质状态的 变化导致其体积膨胀或压缩而引起的，这种水位称为“虚假水位” 引起水位变化的原因：①汽包内的物质平衡被破坏；②汽包内的工质状态发生变化 七台河职业学院 pgs 时间 给水压力扰动 H 时间 1 2 3 向后返回 给水压力的变化也会引起水位的变化 在实际运行中，当炉内燃烧工况组织不良时，汽包水位会持续波动，不稳定 七台河职业学院 ㈢汽温动态特性—— 图13-5（a）所示为过热器出口温度的典型动态特性。

汽温从初值到终值的 变化曲线称为飞升曲线曲线的拐点（A点）是汽温变化最大的点，通过该点 做一条切线，与汽温的初值线、终值线分别交于B、D两点从扰动开始到B点 的时间称为延迟时间，记为Tz——表示汽温在多长时间后才“感受到”扰动 从B点到D点的时间称为时间常数，记为Tc——表示从初值变化到终值“大 体上”经历的时间对于调节动态过程，总是希望Tz、Tc越小越好，这样调 节才灵敏迅速图13-5（b）所示为汽温动态过程的简化曲线 七台河职业学院 §2 锅炉汽压调节 æ一、汽压波动的原因 æ二、汽压的调节 æ三、锅炉汽压调节过程中应注意的问题 返回    七台河职业学院 控制汽压的意义 õ 汽压降低 减少蒸汽在汽轮机中膨胀作功的焓降，使汽耗增大；汽轮机的轴向推力增加容 易发生推力瓦烧坏等事故；汽压过低甚至会使汽轮机被迫减负荷运行，影响正常发 电 õ 汽压过高 机械应力过大，将危及机、炉和蒸汽管道的安全运行；安全门动作会造成大量 的排汽损失，而且由于磨损和污物沉积在阀座上，也容易产生关闭不严，造成经常 性的泄漏损失，严重时还需停炉检修；安全门的动作会引起汽包水位发生较大的波 动，并影响送往汽轮机的蒸汽品质，若调节不当或误操作，也容易引起满水或缺水 事故。

õ 汽压变化对汽温的影响 汽压升高时，过热蒸汽温度也要升高燃料量没改变时蒸发量将减少） 继续 七台河职业学院 控制汽压的意义 õ 汽压变化速度对锅炉的影响 ç 汽压的突然变化，例如外界负荷突然增加使汽压突然降 低、使蒸汽品质恶化且过热汽温降低 ç 汽压的急剧变化，还可能影响锅炉水循环的安全性 ç 汽压经常反复地变化，使锅炉承压受热面金属经常处于 交变压力的作用下，可能导致受热面发生疲劳损坏 返回 七台河职业学院 汽压变化的实质:锅炉产汽量与汽轮机需汽量之间的物质平衡（ Dj = Dq）遭到破坏其主要原因来自两个方面： 外扰：即锅炉外界负荷Dj的变化（汽轮机调速汽门开度的变化 ） Dj增加时，P降低 内扰：即锅炉内部工况的变化（燃烧工况和受热面的热交换） 燃烧增强时，产汽量Dq增多，汽压P升高 水冷壁污染，产汽量Dq减少，汽压P降低 外扰和内扰的判据：蒸汽压力P和蒸汽流量D的变化方向 变化方向相反 — 外扰 变化方向相同 — 内扰 影响汽压变化的主要因素 返回 七台河职业学院 影响汽压变化速度的因素 õ 负荷变化速度 负荷变化速度是影响汽压变化速度最主要、最大的因素 外界负荷变化速度越快，引起锅炉汽压变化速度也越快。

õ 锅炉的蓄热能力 锅炉的储热能力是指当外界负荷变化而燃烧率不变时，锅炉能够放出 或吸收热量的大小 锅炉的储热能力越大，汽压变化的速度越慢 õ 燃烧设备的惯性 燃烧设备的惯性是指从燃料量开始变化到炉内建立起新的热负荷平衡 所需要的时间 燃烧设备的惯性大，当负荷变化时，汽压变化的速度就快 燃烧设备的惯性与调节系统的灵敏度、燃料的种类和制粉系统的形式 有关 返回 七台河职业学院 汽压的调节 汽压的调节是以改变锅炉蒸发量作为基本的调节手段，只 有当锅炉蒸发量超出允许值或其他特殊情况发生时，采用增减 汽轮机负荷的方法来调节汽压对于汽包锅炉，锅炉蒸发量的 改变可以通过对燃烧工况的调节来实现 ô 汽压的调节的原则 ô 汽压的自动调节系统   返回 七台河职业学院 汽压调节的原则 õ 机组变压运行时，应按变压运行时的汽压一负荷曲线进行 调节； õ 当外界负荷变化引起主汽压力变化时，通过增减燃烧工况 的方法进行调节 õ 若由于锅炉燃烧原因引起的主汽压力波动，应立即查明原 因，稳定锅炉燃烧； õ 主汽压力超压后，应及时降低燃料量；当汽压继续升高达 到PCV整定值时，PCV打开泄压，若继续升高，则安全门打 开泄压。

当发生安全门拒动，压力仍继续上升至定值时， 应立即手动MFT停炉，严防锅炉超压返回 七台河职业学院 汽压（负荷）的自动调整系统 õ 定压运行时的汽压调节方法 ô锅炉跟随方式——锅炉跟随汽轮机的调节系统 ô汽轮机跟随方式——汽轮机跟随锅炉的调节系统 ô机炉协调方式——汽轮机、锅炉协调控制系统 õ 滑压运行时的汽压调节方法 õ 单元机组协调控制系统（CCS）      返回 七台河职业学院 锅炉跟随的调节系统（定压） 返回 汽轮机调机组功率，锅炉调主蒸汽压力 特点：对外界负荷响应迅速，但汽压波动大 —— 适用于调峰机组 七台河职业学院 汽轮机跟随的调节系统（定压） 返回 锅炉调机组功率，汽轮机调主蒸汽压力 特点：汽压稳定，但负荷响应慢 ——适用于承担基本负荷的机组 七台河职业学院 机炉协调控制系统（定压） 返回 功率偏差信号和压力偏差信号同时作用于锅炉和汽轮机 特点：既有较快的负荷跟踪能力， 又能使主汽压力控制在允许范围之内 七台河职业学院 滑压运行时的汽压调节方法 滑压运行，压力给定值是一个变量（即锅炉负荷的函数），根 据滑压运行曲线来控制 ，运行中要求主蒸汽压力与该给定值保 持一致。

具体的调节方式也分为炉跟机、机跟炉和机炉 协调控制三种 一个协调主控制器 机炉协调控制系统 一个压力给定值生成回路 “协调主控制器 ”负责改变锅炉 的燃料量和改变 汽轮机调门开度 “压力给定值生成。