鍋爐運(yùn)行中的靜態(tài)特性

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上鍋爐運(yùn)行中的靜態(tài)特性一、前言鍋爐是單元機(jī)組中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它與汽輪發(fā)電機(jī)之間存在著相互聯(lián)系、相互影響、相互依賴的運(yùn)行關(guān)系。了解鍋爐運(yùn)行的靜態(tài)特性，熟悉鍋爐在各個(gè)工況的穩(wěn)定狀態(tài)下各狀態(tài)參數(shù)有相應(yīng)的確定的數(shù)值，這對(duì)火力發(fā)電廠中運(yùn)行值班員在鍋爐正常運(yùn)行各種運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)調(diào)整及保持鍋爐長(zhǎng)期連續(xù)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面有重要作用。二、燃料量傳熱型式與傳熱量分配鍋爐運(yùn)行中燃料量要與鍋爐負(fù)荷相適應(yīng)，負(fù)荷高燃料量多，負(fù)荷低燃料量少，改變負(fù)荷必須改變?nèi)剂狭?。而改變?nèi)剂狭繉⑹瑰仩t輻射、對(duì)流傳熱型式的熱傳量份額在各級(jí)受熱面中的分配發(fā)生變化，從而使各級(jí)受熱面的吸熱量與工質(zhì)焓增發(fā)生了變化。因此，燃料量

2、傳熱型式傳熱量分配特性是鍋爐運(yùn)行煙溫、汽溫靜態(tài)特性基礎(chǔ)。1、鍋爐傳熱型式傳熱量的分配鍋爐傳熱型式的傳熱量分配以鍋爐爐膛出口斷面為分界貴大至分為爐膛內(nèi)為輻射傳熱型式、煙道內(nèi)為對(duì)流傳熱型式兩種。因此鍋爐受熱面分為：爐膛內(nèi)受熱面為輻射受熱面、布置在煙道內(nèi)的受熱面為對(duì)流受熱面、布置在分界面的受熱面為半輻射受熱面。鍋爐輻射傳熱型式和對(duì)流傳熱型式的傳熱量份額決定因素：主要為分界面處的煙溫1（）、煙氣容積Vy(m3/kg)。即燃料煤種不變情況下，理論燃燒溫度基本不變，則1升高，輻射傳熱型式的傳熱量份額減少，對(duì)流傳熱型式的傳熱量份額增大；爐膛出口處的過(guò)量空氣系數(shù)增大，使Vy增大，輻射傳熱型式的傳熱量份額減少，

3、對(duì)流傳熱型式的傳熱量份額增大。2、燃料量輻射傳熱型式傳熱量傳熱型式分界面處的溫度公式為：1=TaCTa1.8Bj+1 273 式中Ta爐內(nèi)理論燃燒溫度，K；Bj計(jì)算燃料量，kh/h; C與爐膛黑度、受熱面積有關(guān)的常數(shù)。從公式得出：燃料量（Bj）增大，爐膛出口煙溫（1）上升。而爐膛出口平均溫為： Tl,pj =Ta+(1+273)2 K 從公式可得出結(jié)論為：（1）、鍋爐運(yùn)行中，如果理論燃燒溫度（Ta）不變，則爐膛出口平均煙氣溫（ Tl,pj）隨著爐膛出口煙溫（1）上升而上升，而爐膛內(nèi)輻射傳熱BjQf(kJ/h)與爐膛出口平均煙溫四次方（Tl,pj4）成正比，而增加燃料量(Bj)將使?fàn)t膛內(nèi)輻射傳熱

4、量（BjQf）增大。（2）、1kg料量的輻射傳熱量Qf（kJ/kg）決定（Ta-T1），公式說(shuō)明燃料量Bj增大，使?fàn)t膛出口煙溫T1上升，而理論燃燒溫度（Ta）基本不變，即（Ta-T1）下降，故Bj增大將使?fàn)t膛內(nèi)單位燃料量相對(duì)輻射傳熱量（Qf）下降。（3）綜上述，Bj增大將使BjQf增大，Qf下降，并可進(jìn)一步看出BjQf增大小于，Bj增大，即單位燃料量的增加輻射傳熱量份額相對(duì)減少，對(duì)流傳熱量份額相對(duì)增加。3、燃料量對(duì)流傳熱型式傳熱量由公式得出對(duì)流傳熱型傳熱量規(guī)律為：（1）、傳熱型式分界面煙溫（1）也是進(jìn)入對(duì)流傳熱型區(qū)域煙氣溫度，是隨著燃料量Bj增加而增大。（2）、燃料量增多也使總煙氣量Bj

5、15;Vy（m3/h）增加，對(duì)流傳熱煙氣速度上升，放熱系數(shù)增大。（3）、綜合（1）（2）兩點(diǎn)可得出：Bj增多將使每小時(shí)對(duì)流傳熱量BjQd(kJ/h)與每kg燃料對(duì)流傳熱量Qd（kJ/kg）都增大；BjQd增大是由于Bj與Qd兩項(xiàng)同時(shí)增大的結(jié)果，故BjQd增大大于Bj。4、傳熱量份額鍋爐受熱面?zhèn)鳠崃浚杭礊檩椛鋫鳠嵝褪脚c對(duì)流傳熱型式的傳熱量總和，公式=BjQf+BjQd。(1)、輻射傳熱型式傳熱量份額： BjQfBjQf+BjQd 從上式可得出：當(dāng)Bj增多時(shí)，Qf下降，故輻射傳熱型式傳熱量份額隨Bj增多而下降，即總的輻射換熱量增加，但單位燃料量的輻射傳熱量減少了。（2）、對(duì)流傳熱型式傳熱量份額：

6、BjQdBjQf+BjQd 從上式可得出：由于Bj增多時(shí)Qd上升，所以對(duì)流傳熱型式傳熱量份額隨著Bj增多而上升。5、 負(fù)荷煙溫、汽溫靜態(tài)特性負(fù)荷變化不大范圍內(nèi)，可認(rèn)為鍋爐效率、工質(zhì)焓增不變，則燃料量Bj正比于負(fù)荷，故分析鍋爐運(yùn)行特性用燃料量或負(fù)荷作為自變量是等價(jià)的。（1）、負(fù)荷（燃料量Bj）煙溫靜態(tài)特性從上分析得結(jié)論：1）、負(fù)荷D增加，相應(yīng)燃料量Bj也增多，Bj增多，而理論燃溫度Ta不變，爐膛出口煙溫1上升，排煙溫度py也略有上升。它們靜態(tài)特性如下圖圖11圖所示： a溫1煙 pyD,%MC 圖11 2）、鍋爐排煙溫隨著負(fù)荷上升幅度小于爐膛出口溫度的上升幅度，這由于是負(fù)荷上升后煙道內(nèi)對(duì)流傳熱量份

7、額增加，使煙溫增加幅度沿著煙道逐漸下降的結(jié)果煙溫增加幅度沿?zé)煹赖淖兓鐖D12所示： () 2-增加D負(fù)荷后-增加D負(fù)荷后煙溫增加幅度1-增加負(fù)荷前爐膛出口沿?zé)煹篱L(zhǎng)度l,m 圖12負(fù)荷增加D后煙溫升高幅度沿?zé)煹雷兓瘜Ｐ?專注-專業(yè)（2）、負(fù)荷汽溫靜態(tài)特性根據(jù)：、上述傳熱型式傳熱量份額分配結(jié)論；、在下例條件下（以200MW汽包鍋爐為主）：a、過(guò)熱器是對(duì)流輻射聯(lián)合型傳熱受熱面，以對(duì)流型式為主；b、過(guò)熱器進(jìn)口為汽包出口飽和蒸汽，在負(fù)荷變化范圍內(nèi)認(rèn)為飽和蒸汽焓值不變；c、再熱器為對(duì)流型式傳熱面；d、汽輪機(jī)高壓缸排汽為再熱器進(jìn)口蒸汽，其汽溫隨著負(fù)荷升高而升高；e、受熱面的傳熱量主要決定于煙氣側(cè)的條件。從點(diǎn)

8、得到：a、 鍋爐負(fù)荷與主蒸汽溫度、再熱汽溫靜態(tài)特性如圖13圖所示： abD，%MRC 圖13負(fù)荷汽溫靜態(tài)特性a：負(fù)荷主汽溫度靜態(tài)特性；b：負(fù)荷再熱汽溫靜態(tài)特性b、從圖13可得出：主蒸汽溫度隨著負(fù)荷增加而上升，再熱蒸汽溫度負(fù)荷增加而上升，但是再熱器有較強(qiáng)的對(duì)流型傳熱面?zhèn)鳠崃糠蓊~分配特性和汽輪機(jī)高壓缸排汽溫度隨負(fù)荷升高特性，使得再熱蒸汽溫度隨負(fù)荷上升的幅度大于主蒸汽溫度。三、過(guò)量空氣系數(shù)傳熱型式與傳熱量分配1、1BQf（爐膛輻射型式傳熱量份額）（1）、爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)1：主要是由爐膛入口過(guò)量空氣系數(shù)1變化及爐膛爐風(fēng)1引起的。（2）、1變化對(duì)BQf影響： 1上升將使理論燃燒溫度a下降，火焰黑度f(wàn)

9、下降，造成爐膛輻射傳熱量BQf（KJ/kg）、Qf（KJ/kg）都下降；但是，煙氣量增加因素使?fàn)t膛出口煙溫變化很小，即爐膛漏風(fēng)溫度很低，它對(duì)爐膛輻射的傳熱量的影響更大。2、1BQd（對(duì)流傳熱型式傳熱量份額） 1對(duì)對(duì)流傳熱型式傳熱份額的影響：（1）、 1對(duì)流型式傳熱量的影響為：1上升使1kg燃料產(chǎn)生的煙氣容積Vy增大，煙氣在煙道中的流速上升，使對(duì)流傳熱量BQd（KJ/kg）、Qd（KJ/kg）都增大，但對(duì)流傳熱增大幅度小于煙氣容積量的增大幅度，故煙汽溫度沿著煙道流程下降速度比原來(lái)的相對(duì)較小，其趨勢(shì)如下圖14。2-1+11-1圖14 煙道內(nèi)煙溫下降曲線（2）、過(guò)量空氣系數(shù)1與煙溫靜態(tài)特性如圖15圖

10、所示：a1py圖15 1靜態(tài)特性四、蒸汽溫度靜態(tài)特性影響因素（一）負(fù)爐定壓運(yùn)行與滑運(yùn)行對(duì)汽溫的影響：定壓運(yùn)行主蒸汽壓力維持不變，主蒸汽溫度與焓值是單一函數(shù)，由蒸汽焓值就可定蒸汽溫度?；瑝哼\(yùn)行主蒸汽壓力隨負(fù)荷變化，故主蒸汽溫必須由蒸汽焓值和壓力共同確定。如主蒸汽溫度540，主蒸汽壓力為3.5Mpa，如果維持該狀態(tài)下的焓值，主蒸汽壓力升至17 Mpa，則主汽溫要升至590，溫度需提高50。（二）蒸汽溫度的影響（從影響蒸汽焓值分析即鍋爐定壓運(yùn)行時(shí)因素，故變壓運(yùn)行時(shí)考慮壓力的影響）1、主蒸汽溫度影響因素（1）、過(guò)熱器的進(jìn)出口熱流程如下圖16：Dgr hgrGjs hjshjhj Db hbQ傳熱執(zhí)量Q

11、傳熱熱量圖16其中：Db過(guò)熱器進(jìn)口飽和蒸汽流量；Dgr過(guò)熱器出口蒸汽流量；Gjs減溫水流量；hj、 hj 減溫器進(jìn)、出口蒸汽焓；hjs減溫水焓；Bj計(jì)算燃料量；Q過(guò)熱器吸熱量。（2）由上圖16，可得到熱流平衡式：（hj -hb）Db+（hgr- hj） Dgr=BjQ hjs GJs+ hj Db= hj Dgr 由上可得：hgr=BjDgrQ+ hb-（hb- hjs）GjsDgr (3)從式等號(hào)右面各項(xiàng)就是影響主蒸汽溫度的因素，分析如下： 由BjDgrQ為1kg蒸汽在過(guò)熱器中的吸熱量是過(guò)熱蒸汽焓增的主體部分，分析為：a、 鍋爐負(fù)荷增大，Bj、Dgr均上升若1、2兩種負(fù)荷下鍋爐熱效不變，則有

12、：B1Dgr,1=B2Dgr,2即在此兩負(fù)荷下BjDgr不影響鍋爐主蒸汽溫度。若兩種負(fù)荷下效率1>2，則有：B1Dgr,1<B2Dgr,2即負(fù)荷由1變到2，由于BDgr''增大而使hgr上升即主汽溫上升，另外最主要是Q過(guò)熱器都是輻射對(duì)流聯(lián)合式，并以對(duì)流傳熱型式為主，故Bj增多使Q、hgr上升。b、給水溫度的影響：如果高壓加熱器停用，則給水溫度下降，給水焓值也降低，為維持Dgr''不變，則必須增加Bj，結(jié)果hgr上升；若Bj不變，則Dgr''必下降，BDgr''上升，結(jié)果還是hgr上升。C、積灰、結(jié)渣響影：水冷壁結(jié)渣，則

13、Dgr下降，則BjDgr上升，爐膛出口煙溫1也上升，Q也增大，這些都使hgr；若要使Dgr不變，則Bj必須增加，結(jié)果也使hgr上升；另外省煤器積灰影響同高壓加熱器停用影響相同；空氣預(yù)熱器積灰，熱空氣溫度下降，也會(huì)使Q也增大，結(jié)果也使hgr上升；鍋爐熱效率降低，也使hgr上升。d、爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)影響：空氣過(guò)量系數(shù)1上升，使Q，結(jié)果使hgr上升。由hb項(xiàng)分析：鍋爐定壓運(yùn)行汽包壓力隨負(fù)荷而上升，變壓運(yùn)行汽包壓力變化更大。汽包壓力與飽和蒸汽焓值hb如下表格所示，hb隨壓力升高而下降。汽包壓力與飽和蒸汽焓值壓力Mpa57911131517焓值KJ/kg2794.22773.52744.62709.

14、32667.02615.02551.6由（hb- hjs）GjsDgr 項(xiàng)分析：a、過(guò)熱器減溫水使主蒸汽焓值下降，其原理是在Dgr不變的下，噴入低焓值水（hjs GJs）代替高焓值（hb GJs），使hgr上升。2、再熱蒸汽溫度影響因素：（1）、再熱器進(jìn)出口熱流如圖17所示：Dzr 、hzr Dzr、hzr Q圖17 再熱器熱流圖（2）、由圖17可得如下平衡式：hzr= hzr+BjDzrQ 其中：hzr、 hzr再熱器進(jìn)、出口蒸汽焓；Bj、Dzr、Q分別為鍋爐燃料量、再熱器蒸汽流量、再熱蒸汽吸熱量。（3）、再熱器進(jìn)口蒸汽焓hzr為汽機(jī)高壓缸排汽焓，下圖17為定壓運(yùn)行與變壓運(yùn)行汽機(jī)高壓缸排汽焓

15、隨負(fù)荷的變化曲線：焓tzr（再熱汽溫）h100% 75% 50% 25%MRCtgg滑壓運(yùn)行線（高缸排汽溫） tgg定壓運(yùn)行線（高缸排汽溫）熵s，kJ/(kg.k)圖17 高壓缸排汽焓隨負(fù)荷變化曲線(4)從上分析得出：a、定壓運(yùn)行hzr隨負(fù)荷降低而下降，變壓運(yùn)行hzr隨負(fù)荷下降略有上升；b、再熱器的Q有較強(qiáng)的對(duì)流傳熱型式傳熱量分配特性，故負(fù)荷升高Q上升幅度大；c、再熱器的蒸汽壓力低，比熱小，同樣蒸汽焓增幅下汽溫的變化幅度較大。五、火電站鍋爐實(shí)際運(yùn)行中靜態(tài)參數(shù)變化因素及運(yùn)行調(diào)整應(yīng)對(duì)措施（一）、影響鍋爐運(yùn)行靜態(tài)參數(shù)變化因素。1、引起燃料變化方面：（1）、煤質(zhì)突然變差或變好；（2）、給煤機(jī)斷煤、排粉

16、機(jī)帶粉、制粉系統(tǒng)啟停；（3）、給粉機(jī)卡跳、斷銷或給粉機(jī)控制系統(tǒng)故障全速；（4）、單元機(jī)組加、減負(fù)荷；（5）、汽機(jī)高加解列給水溫度低、省器積灰、水冷壁結(jié)焦、過(guò)熱蒸汽管道泄漏；（6）、鍋爐效低和：如效率最高負(fù)荷點(diǎn)往上加或往下減負(fù)荷或鍋爐用風(fēng)、配風(fēng)不當(dāng)?shù)纫疱仩t率效下降。2、過(guò)量空氣系數(shù)1，變化方面：（1）、送風(fēng)機(jī)入口溫度升高或降低（主要針對(duì)環(huán)境溫度變化或熱風(fēng)再循環(huán)門內(nèi)漏引起送風(fēng)機(jī)入口風(fēng)溫變化）；（2）空預(yù)器漏風(fēng)或積灰；（3）、爐底漏風(fēng)特別是采用撈渣機(jī)排渣方式的鍋爐爐底關(guān)斷門運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)后腐蝕嚴(yán)重平時(shí)漏風(fēng)極大，另外爐底水封中斷；（4）、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)主要包括防爆門破損、因調(diào)整需要開冷風(fēng)門、清理木塊分離器

17、等；（5）、爐膛看火孔、打焦孔、人孔門不嚴(yán)或打開；（6）、煙道漏風(fēng)。（二）根據(jù)本文分析鍋爐靜態(tài)特性中運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律，對(duì)上述影響情況采取的應(yīng)對(duì)運(yùn)行調(diào)整措施。1、燃料量變化方面應(yīng)采取運(yùn)行調(diào)整措施：（1）引起燃料量增加方面，如單元機(jī)組機(jī)負(fù)荷、煤質(zhì)變好、給煤機(jī)斷煤、排粉機(jī)帶粉、給煤機(jī)卡跳斷銷、鍋爐效率下降等。由于燃料量升高則引起、鍋爐爐膛出口煙溫升高、鍋爐爐膛輻射傳熱量份額減少、過(guò)再熱器對(duì)流傳熱量增加增加，故為了及時(shí)控制各受熱面入口煙溫、過(guò)再熱器蒸汽溫度，防止鍋爐受熱面管壁超溫影響安全，則應(yīng)采取的運(yùn)行調(diào)整措施：、根據(jù)單元機(jī)組負(fù)荷情況、主汽壓變化情況，適時(shí)減弱燃料量；、采取調(diào)整配風(fēng)、給粉機(jī)負(fù)荷分

18、配方面降低鍋爐火焰中心溫度，控制爐膛出口煙溫過(guò)高上升，配風(fēng)方面應(yīng)開大上層二次風(fēng)關(guān)小下層二次風(fēng)，一、二次風(fēng)配比方面在風(fēng)管不堵管情況下一次風(fēng)壓不宜過(guò)高，另外氧量也不宜控制過(guò)大，給粉機(jī)負(fù)荷分配方面盡量投入下層給粉機(jī)或加大下層給粉機(jī)速減小上層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速，但給粉機(jī)轉(zhuǎn)速偏差不應(yīng)過(guò)大；、提前準(zhǔn)備用好減溫水，防止主再汽溫超溫；、再熱器對(duì)流換熱強(qiáng)于過(guò)熱器，所以燃料量增大情況下，根據(jù)汽溫變化情況，及時(shí)關(guān)小再熱器煙氣擋板開度，關(guān)開大過(guò)熱器煙氣擋扳開度，以便更好控制主、再熱蒸汽溫度。（2）引起鍋燃料量減少方面，如機(jī)組減負(fù)荷、給粉機(jī)卡跳、煤質(zhì)變好等，此時(shí)應(yīng)采取的運(yùn)行調(diào)整措施應(yīng)和燃料量相反。2、過(guò)量空氣系數(shù)變化方面應(yīng)采取

19、的運(yùn)行調(diào)整措施（主要指過(guò)量空氣系數(shù)增大或減小及過(guò)量空氣風(fēng)溫的變化方面）：（1）過(guò)量空氣系數(shù)增大或風(fēng)量風(fēng)溫下降方面，由于過(guò)量空氣系數(shù)增大或風(fēng)溫降低而其他方面不變情況下，則引起爐膛理論燃燒溫度下降，爐膛溫度下降，爐膛輻射傳熱量減少，而爐膛出口煙溫基本不變或略有上升，煙道內(nèi)煙氣量增多，各處煙道煙溫上升，對(duì)流受熱面?zhèn)鳠崃吭黾?，總之影引起排煙溫度升高，鍋爐排煙損失增大，鍋爐蒸汽溫度上升，受熱面管壁溫度上升嚴(yán)重引起超溫，為此運(yùn)行應(yīng)采取調(diào)整措施：、漏風(fēng)大或風(fēng)量大則根據(jù)爐內(nèi)燃燒狀況、氧量情況適當(dāng)減少送風(fēng)量；、風(fēng)溫下降，則根據(jù)受熱面積灰情況進(jìn)行吹灰或增加定期吹灰次數(shù)，保證空預(yù)器表面清潔，以提高熱風(fēng)溫度；、控制爐膛負(fù)壓不宜過(guò)大，防止漏風(fēng)加劇，特別是爐底關(guān)斷門如果漏風(fēng)嚴(yán)重或爐底水封中斷，則爐膛負(fù)壓最好控制稍微正壓運(yùn)行；、通過(guò)燃燒調(diào)整，降低爐膛火焰中心溫位置：控制一、二次風(fēng)最佳配比，一次風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)速不宜過(guò)大；合理進(jìn)行各層二次風(fēng)配比，開大上層二次風(fēng)，關(guān)小下層二次風(fēng)；各層燃燒器合理分配負(fù)荷，應(yīng)下層高負(fù)荷上層少負(fù)荷運(yùn)行，但偏差不宜過(guò)大；、預(yù)見性提前開大減溫水，防止主再熱蒸汽超溫及過(guò)、再熱器管壁超溫；、及時(shí)開大過(guò)熱器煙氣擋扳，關(guān)小再熱器煙氣擋扳，以便控帽主、再熱蒸汽溫度。（2）、過(guò)量空氣系數(shù)減小或風(fēng)量風(fēng)溫上升