直流鍋爐的靜態(tài)和動態(tài)特性以及運行參數(shù)的調(diào)節(jié)特點

直流鍋爐的靜態(tài)和動態(tài)特性以及運行參數(shù)的調(diào)整特點概述爐長期連續(xù)安全經(jīng)濟運行。鍋爐的靜態(tài)特性。特性。性與動態(tài)特性說明各種狀態(tài)參數(shù)隨時偏離設(shè)計值自動調(diào)整，以確保靜態(tài)與動態(tài)過程各種狀態(tài)參數(shù)的偏離在允許范圍內(nèi)。鍋爐正常運行還要留意爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，防止受熱面結(jié)渣、積灰，凹凸溫腐蝕、磨損，防止各級受熱面管金屬超溫。正常運行還要監(jiān)視給水、鍋水與蒸汽品質(zhì)，并進展正確的鍋水處理。過熱汽溫靜態(tài)特性式中——鍋爐輸入熱量，kJ/kg;——鍋爐效率％；式中——鍋爐輸入熱量，kJ/kg;——鍋爐效率％；、——給水焓、過熱器出口焓，kJ/kg;——再熱器相對吸熱量，；——再熱器吸熱量，kJ/kg。G——給水流量，等于蒸汽流量，kg／s；B——鍋爐燃料量，kg／s；直流鍋爐保持燃料量和給水流量比例，主蒸汽焓(溫度直流鍋爐保持燃料量和給水流量比例，主蒸汽焓(溫度)可保持不變。對于亞臨界鍋爐，。假設(shè)保持給水流量不變，燃料量增加10%,則過熱蒸汽出口焓將增加216kJ/kg，相應的溫升約為100℃；假設(shè)熱負荷不變，而工質(zhì)流量削減10%，則過熱蒸247kJ/kg110℃。燃料發(fā)熱量燃料發(fā)熱量變大，主蒸汽溫度上升；鍋爐效率當鍋爐效率降低時，過熱汽溫將下降。運行中爐膛結(jié)焦、過熱器結(jié)焦、風量偏大，都會使排煤水比發(fā)生變化。給水溫度〔汽溫將隨之降低。只有調(diào)大煤水比，使之與增大了的過熱蒸汽總焓升相對應，才能保持汽溫穩(wěn)定。過量空氣系數(shù)爐內(nèi)過量空氣系數(shù)主要是通過再熱器相對吸熱量的變化而影響過熱汽溫的口汽溫將降低。運行中也需要轉(zhuǎn)變設(shè)定的煤水比。變壓運行理論熱量〔從給水加熱至額定出口汽溫所必需吸取的熱量〕下降。如保持汽溫，則煤水比按比例增加。對于再熱汽溫穩(wěn)定工況下，再熱器出口焓值(kJ/kg)對于再熱汽溫穩(wěn)定工況下，再熱器出口焓值(kJ/kg)按下式計算式中——再熱器進口焓值，kJ/kg；d——再熱汽流量占主蒸汽流量的份額。主汽溫調(diào)整的要求是全都的。比定壓運行更易于穩(wěn)定再熱汽溫。煤發(fā)熱量煤發(fā)熱量增加，在煤水比不變時再熱汽溫上升過量空氣系數(shù)過量空氣的增加，在煤水比不變時再熱汽溫上升受熱面結(jié)焦爐膛水冷壁或過熱器受熱面結(jié)焦時在煤水比不變時再熱汽溫降低。高排溫度高排溫度上升時，在煤水比不變時再熱汽溫上升?；鹧嬷行母叨?kg工質(zhì)在鍋爐內(nèi)的總吸熱量削減，由于再熱蒸汽的吸熱是增加的，所以過熱蒸汽吸熱削減，過熱汽溫降低。汽壓靜態(tài)特性直流鍋爐壓力是由系統(tǒng)的質(zhì)量平衡、熱量平衡以及工質(zhì)流淌壓力降等因素打算的。燃料量擾動假設(shè)燃料量增加ΔB，汽輪機調(diào)速汽閥開度不變，下面從三種狀況分析工況汽壓。給水流量隨燃料量增加，保持煤水比不變，則由于蒸汽流量增大使汽壓上升。給水流量保持不變，煤水比上升，為維持汽溫必需增加減溫水流量，同樣由于蒸汽流量增大使汽壓上升。給水流量和減溫水流量都不變，則汽溫上升，蒸汽容積增大，汽壓也有些上升。如汽溫上升在許可小范圍內(nèi)，則汽壓無明顯變化。給水流量擾動給水流量增加ΔG，汽輪機調(diào)速汽閥開度不變，也有三種狀況。燃料量隨給水流量增加，保持煤水比不變，由于蒸汽流量增大使汽壓上升。燃料量不變，減小減溫水流量保持汽溫，則汽壓不變。燃料量和減溫水量都不變，如汽溫下降在許可范圍內(nèi)，則汽壓上升。汽輪機調(diào)門擾動假設(shè)汽輪機調(diào)門開大Δk，而燃料量和給水流量均不變，由于工況穩(wěn)定后，汽輪機排汽量仍等于給水流量，并未變化。依據(jù)汽輪機調(diào)門的壓力一流量特性可知，汽壓降低。直流鍋爐動態(tài)特性動態(tài)過程鍋內(nèi)工質(zhì)貯存量變化物理現(xiàn)象(圖6—1)。水通過過過熱器加熱。省煤器受熱管段長度為lsmlrslzf和微過熱段lq三段，過熱器受熱管段長度為lgr。工質(zhì)貯存量發(fā)生變化。例如，燃料量增加使受熱面熱負荷增大，lrs縮短、lzf縮短、lq增長，大，使lrs增長、lzf增長、lq縮短，局部蒸汽空間轉(zhuǎn)變成水空間，貯存水量增大，短時間內(nèi)蒸6—2為燃料量擾動ΔB、附加蒸發(fā)量ΔDGgs與Ggr之間的陰影面積表示鍋內(nèi)工質(zhì)貯存量的變動。給水流量增大，使lrs增長、lzf增長、lq縮短，局部蒸汽空間轉(zhuǎn)變成水空間，貯存水量增大，短時間內(nèi)蒸汽質(zhì)量流量小于給水質(zhì)量流量。儲水空間由工況12。如以下圖所示：規(guī)律：壓力高的鍋爐，汽水密度差小，在一樣的鍋爐燃料量和給水質(zhì)量流量擾動下，貯水量ΔM值較小。此外，如給水流量擾動ΔG，動態(tài)過程中由于ΔG與ΔM對蒸汽流量有相反的作用，故開頭ΔM(6—4)；在燃料量與給水流量同時比例增加的狀況下，蒸汽流量較快地增加，直至與給水流量相等。汽溫汽壓動態(tài)特性燃料量擾動燃料量擾動ΔB>0，動態(tài)過程鍋內(nèi)貯存水量削減，使蒸汽質(zhì)量流量Ggr先上升而后回復至等于給水流量Ggs。主蒸汽溫度tgr開頭時由于Ggr上升而下降，后來由于ΔB作用而上升。主蒸汽壓力pgr開頭時由于Ggr上升而上升，后來由于主蒸汽溫度上升而保持在較高數(shù)值。6—5。給水流量擾動給水流量擾動ΔG>0，鍋內(nèi)貯存水量增加和給水流量增加的共同作用，使蒸汽流量Ggr過一Ggs。tgrGgrGgr上升而下降。pgrGgr增大而上升，后來由于主蒸汽溫度下降而有些回落。6—6。汽輪機調(diào)速汽閥開度擾動汽輪機調(diào)速汽閥開度擾動Δμ>0Ggrpgr下降而漸漸回復至等于給水質(zhì)量流量Ggs。慢，最終穩(wěn)定在較低數(shù)值。水質(zhì)量流量和燃料量沒有變化，主蒸汽溫度恢復至原來值。熱量必定減小，或者說出口汽溫〔焓〕必定減小。6—7。鍋爐壓力對動態(tài)特性的影響小，故鍋爐低壓時附加蒸發(fā)量對動態(tài)特性的影響大，鍋爐高壓時小。在超臨界區(qū)運行時，動B增加時，鍋爐熱水、過熱段的邊中有所減小。因此出口蒸汽量稍大于入口給水量直至穩(wěn)態(tài)下建立的平衡。因而過熱汽溫變化得就快一些；而汽壓的波動則根本上產(chǎn)生于汽溫的變化，變得較為和緩。直流爐的運行調(diào)整直流鍋爐的調(diào)整特點燃料量。下面主要分析直流鍋爐主蒸汽壓力與主蒸汽溫度的調(diào)整特點。燃料量／給水質(zhì)量流量比例BG，保持B比例，才能在滿足負G(或受熱面積)發(fā)生變化，因而必定會引起過熱汽溫的變化。例如，給水量不變，而燃料量增加時，由于各區(qū)段受熱面的吸熱量增加，開頭蒸發(fā)點和開頭過熱點都提前，使加熱和蒸發(fā)區(qū)段縮短，而過熱區(qū)段變長，因而出口過熱汽溫上升；相反，給水量不變而燃料量削減時，出口過熱汽溫降低。點都推后，使加熱段和蒸發(fā)段延長，而過熱段縮短，因而出口過熱汽溫降低；相反，燃料量不變而給水量削減時，出口過熱汽溫上升。假設(shè)上述兩種不平衡同時發(fā)生或發(fā)生其中之一，都會引起主蒸汽壓力與主蒸汽溫度的變化。燃料量和給水質(zhì)量流量的比例。汽溫信號 發(fā)生燃料量或給水流量擾動，主蒸汽溫度的響應滯遲時間z與飛升時間c都較長，這對調(diào)節(jié)很不利。為了改善直流鍋爐主蒸汽溫度調(diào)整品質(zhì)號。一般微過熱蒸汽的動態(tài)特性稱為中間點溫度z。

z=40～100s，

c=100～300s。這個微過熱蒸汽的汽溫信號中間點溫度的過熱度很重要，選擇高了，z與c變大，調(diào)整品質(zhì)變差；選擇低了，變負荷時可能落入飽和區(qū)，就失去了溫度信號意義。我廠直流鍋爐中間點溫度選在汽水分別器出口，它有以下好處：擾動響應快，如燃料量擾動ΔB>0，爐膛輻射傳熱量變化遠比煙道對流傳熱量變化快；中間點在兩級噴水減溫之前，根本上不受減溫水流量變化的影響；在鍋爐負荷(35％～100％)MCR范圍內(nèi)，汽水分別器出口始終處于微過熱狀態(tài)，溫度反響靈敏。減溫水2～3個減溫水噴水點(減溫器)MCR工況蒸汽流量的4％～10點前的工質(zhì)焓上升，在總體上抵消了減溫水的作用。相反，減溫水噴水點前的汽溫上升，管的減溫水外，作為調(diào)整汽溫為目的的減溫水應少用或不用為好。要有較好的自動調(diào)整設(shè)備(儲)熱力量較大。鍋爐的儲熱力量就是當運行工況轉(zhuǎn)變時，鍋爐在肯定的時間內(nèi)自行保持平衡的力量。譬如，壓力降低時，鍋爐放出蓄熱，從而產(chǎn)生“附加蒸發(fā)量”，以臨時平衡(補充)蒸發(fā)量的缺乏，減緩壓力下降的速度；壓力上升時，鍋爐增加蓄熱而起著削減蒸發(fā)量的作用。直流鍋爐承受薄管壁，小管徑的管子，沒有厚壁汽包、下降管，因此其水容積小，因而其工也有有利的一面。正由于貯熱力量小，當主動調(diào)整時，參數(shù)變化比較快速的變動。汽溫順汽壓的調(diào)整汽溫調(diào)整給水與燃料復合擾動時的動態(tài)特性是兩者單獨擾動時動態(tài)特性之和D(額定汽溫)。這就是說明嚴格掌握煤水比是直流爐參數(shù)調(diào)整的關(guān)鍵。保持煤水比BGBG減溫作為細調(diào)整，當汽溫偏低時，首先應適當增加燃料量或削減給水量，使汽溫上升然后再以噴水量來調(diào)整汽溫。由于直流爐蒸發(fā)管內(nèi)的不穩(wěn)定動態(tài)過程中交變區(qū)內(nèi)交變工質(zhì)(水變汽)的變化以及過熱器管壁金屬儲熱的影響，過熱汽溫變化有較大的拖延(時滯)，而且越接近過熱器出口、拖延時間越大。所以，假設(shè)用過熱器出口汽溫作為調(diào)整煤水比，則調(diào)整過遲，不行能保持穩(wěn)定的汽溫，必需間點溫度在肯定值(相當于汽包爐過熱器人口端固定)。而中間點至過熱器出口之間的，則承受噴水減溫器來適應過熱器的工況變化及維持規(guī)定的過熱器出口汽溫過熱器人口，則汽溫調(diào)整的靈敏度越高，但應保持中間點工質(zhì)狀態(tài)在規(guī)定負荷內(nèi)(保持額定過熱汽溫的負荷范圍)應處于微過熱蒸汽，因而不宜過于提前，應選于合理的位置。汽壓調(diào)整對燃料的燃燒調(diào)整(轉(zhuǎn)變?nèi)剂狭?來到達的，由于汽包有肯定儲水容積，而與給水量無直接關(guān)系，而給水量按水位變化進展調(diào)整。但對于直流鍋爐，其產(chǎn)汽量直接由給水量來定，G=D，爐膛內(nèi)放熱量的變化并不直接引起鍋爐出力的變化汽壓。須校正過熱汽溫。也即給水調(diào)壓，給水與燃料協(xié)作調(diào)溫，即煤水比粗調(diào)，抓住中間點，噴水微調(diào)，這是直流鍋爐運行調(diào)整的根本原則。汽壓、汽溫的協(xié)調(diào)調(diào)整a 內(nèi)、外部擾動的概念外擾是指外部負荷的正常增減及事故狀況下的甩負荷化上。爐內(nèi)燃燒工況的穩(wěn)定。鍋爐熱交換狀況的轉(zhuǎn)變也會影響參數(shù)的穩(wěn)定。假設(shè)蒸汽壓力p與蒸汽流量D的變化方向相反，那么此時就是外擾的影響。假設(shè)蒸汽壓力p與蒸汽流量D的變化方向全都時，這通常是內(nèi)擾影響的表現(xiàn)。b 汽壓、汽溫同時降低這時，雖給水泵轉(zhuǎn)速未變，但泵的