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（一）、直流鍋爐的特點：水的臨界點、374.15 C,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。這要求更為嚴(yán)格保持 各種比值的關(guān)系

2、（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。（ 二）、直流爐的運行特性

3、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)吸熱量減小（出口汽溫降低）而已當(dāng)給水量擾動時

4、， 蒸發(fā)量、汽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

5、取代） 。燃料量增加，過熱段加長， 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

6、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。 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。（三）、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)

7、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)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

8、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

9、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）、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) 的幅度一般為土 5°C以內(nèi)，中間點微過熱度正常時保持在 10-20 °C。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

10、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

11、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

12、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

13、，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

14、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 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小（熱態(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

15、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%BMQR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