直流锅炉运行调节

锅炉运行调整的任务就是要根据用户（汽轮机）的要求，保质（压力、温度和蒸汽品质）、保量（蒸发量）并适时地供给汽轮机所需要的过热蒸汽，同时锅炉机组本身还必须做到安全与经济。第1页/共52页第一页，共53页。使锅炉的蒸发量适应外界负荷的需要。保持锅炉过热蒸汽压力和温度在规定的范围内。保持经济燃烧和适当的炉膛压力。保持汽水行程中某些中间点的温度。锅炉进行监视和调整的主要内容有：

第2页/共52页第二页，共53页。直流锅炉蒸汽参数的稳定主要取决于两个平衡：汽轮机功率和锅炉蒸发量的平衡燃料量与给水量的平衡。第一个平衡能稳住汽压；第二个平衡能稳住汽温。第一节直流锅炉蒸汽参数的调节

第3页/共52页第三页，共53页。

一、汽压波动的影响

汽压降低使蒸汽做功能力下降，减少其在汽轮机中膨胀做功的焓降。汽压过高，机械应力大，将危及锅炉、汽轮机和蒸汽管道的安全。第4页/共52页第四页，共53页。汽压的变化速率对锅炉也有影响（汽包炉将可能造成蒸汽大量携带锅水，使蒸汽品质恶化和过热汽温降低。）

（汽包炉汽压的急剧变化可能影响锅炉水循环的安全性）

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应力的作用下。

第5页/共52页第五页，共53页。1影响汽压变化速率的因素负荷变化速度

锅炉的蓄热能力

燃烧设备的惯性

二、蒸汽压力的调节第6页/共52页第六页，共53页。锅炉的蓄热能力：当外界负荷变化而燃烧工况不变时，锅炉能够放出热量或吸收热量的大小。

燃烧设备的惯性：从燃料开始变化到炉内建立起新的热负荷平衡所需要的时间。与调节系统的灵敏度、燃料的种类和制粉系统的形式有关。

第7页/共52页第七页，共53页。2影响汽压变化的主要因素（1）外部扰动外扰是指外部负荷的正常增减及事故情况下的甩负荷，它具体反映在汽轮机所需蒸汽量的变化上。

汽压的稳定取决于锅炉产汽量与汽轮机的需要汽量的平衡。第8页/共52页第八页，共53页。

（2）内部扰动内扰是指锅炉机组本身的因素引起的汽压变化。在外界负荷不变时，汽压的变化主要决定于炉内燃烧工况的稳定。锅炉热交换情况的改变也会影响汽压的稳定。

第9页/共52页第九页，共53页。（3）怎样判断内扰或外扰

如果蒸汽压力p与蒸汽流量D的变化方向相反，那么此时就是外扰的影响。

如果蒸汽压力p与蒸汽流量D的变化方向一致时，这通常是内扰影响的表现。第10页/共52页第十页，共53页。二、汽压的控制与调节

1汽包炉的汽压控制与调节当负荷增加使汽压下降时，必须强化燃烧工况，即增加燃料供给量和风量。当然此时还必须相应地增加给水量和改变减温水量。当负荷减少使汽压升高时，则必须减弱燃烧。此时应先减少燃料供给量，然后再减少送风量

第11页/共52页第十一页，共53页。压力调节的任务，实质上就是经常保持锅炉出力和汽轮机所需的蒸汽量相等。在直流锅炉中，炉膛内放热量的变化并不直接引起锅炉出力的变化。直流锅炉的出力首先应当由给水量保证，然后对燃料量进行相应的调整，以保持其他参数。在采用自动调节的直流锅炉上，往往还利用调节汽轮机的调速汽门的开度来稳定汽压。2直流炉的压力调节第12页/共52页第十二页，共53页。三、过热蒸汽温度的调节（一）、影响汽温的因素1、煤水比

若G不变而增大B，由于受热面热负荷q成比例增加，热水段长度Lrs和蒸发段长度Lsf必然缩短，而过热段长度Lgr相应延长，过热汽温就会升高；若B不变而增大G，由于q并未改变，所以（Lrs+Lzf）必然延伸，而过热段长度Lgr随之缩短，过热汽温就会降低。第13页/共52页第十三页，共53页。2.

给水温度若给水温度降低，在同样给水量和煤水比的情况下，直流锅炉的加热段将延长，过热段缩短（表现为过热器进口汽温降低），过热汽温会随之降低；再热器出口汽温则由于汽轮机高压缸排汽温度的下降而降低。因此，当给水温度降低时，必须改变原来设定的煤水比，即适当增大燃料量，才能保持住额定汽温。第14页/共52页第十四页，共53页。3.受热面沾污炉膛结焦使锅炉传热量减少，排烟温度升高，锅炉效率降低。对工质而言，则1kg工质的总吸热量减少。而工质的加热热和蒸发热之和一定，所以，过热吸热（包括过热器和再热器）减少。故过热汽温降低。但再热器吸热因炉膛出口烟温的升高而增加，对于再热汽温，进口再热汽温的降低和再热器吸热量的增大影响相反，所以变化不大。对流式过热器和再热器的积灰使传热量减小，使过热汽温和再热汽温降低。在调节煤水比时，若为炉膛结焦，可直接增大煤水比；但过热器结焦，则增大煤水比时应注意监视水冷壁出口温度，在其不超温的前提下来调整煤水比。第15页/共52页第十五页，共53页。4．

过量空气系数当增大过量空气系数时，炉膛出口烟温基本不变。但炉内平均温度下降，炉膛水冷壁的吸热量减少，致使过热器进口蒸汽温度降低，虽然对流式过热器的吸热量有一定的增加，但前者的影响更强些。在煤水比不变的情况下，过热器出口温度将降低。若要保持过热汽温不变，也需要重新调整煤水比。随着过量空气系数的增大，辐射式再热器吸热量减少不多，而对流式再热器的吸热器增加。对于显示对流式汽温特性的再热器，出口再热汽温将升高。

第16页/共52页第十六页，共53页。5．

火焰中心高度当火焰中心升高时，炉膛出口烟温显著上升，再热器无论显示何种汽温特性，其出口汽温均将升高。此时，水冷壁受热面的下部利用不充分，致使1kg工质在锅炉内的总吸热量减少，由于再热蒸汽的吸热是增加的，所以过热蒸汽吸热减少，过热汽温降低。由上述分析可见，直流锅炉的给水温度、过量空气系数、火焰中心位置、受热面沾污程度对过热汽温、再热汽温的影响与汽包锅炉有很大的不同。有些影响是完全相反的。对于直流锅炉，上述后四种因素的影响相对较小，且变动幅度有限，它们都可以通过调整煤水比来消除。第17页/共52页第十七页，共53页。只要严格地保持给水量和燃料量的固定比例不变，就能使过热蒸汽温度稳定。但是，在燃用固体燃料的锅炉上，燃料量的测定是很不准确的。所以，一般采用前面讲过的锅炉蒸发量和汽压变动信号的综合信号(即热量信号)来反映锅炉燃料量。第18页/共52页第十八页，共53页。汽温信号燃料和给水流量发生扰动，主蒸汽温度的响应滞止时间与飞升时间都较长。第19页/共52页第十九页，共53页。中间点:为了提高调节质量，按照反应较快和便于检测等条件，通常在过热区的开始部分选取的一个合适的地点，根据该点工质温度来控制“煤水比”。在给定负荷下，与主蒸汽焓值一样，中间点的焓值（或温度）也是煤水比的函数。只要煤水比稍有变化，就会影响中间点温度，造成主蒸汽温度超限。而中间点的温度对煤水比的指示，显然要比主蒸汽温度的指示快得多。第20页/共52页第二十页，共53页。

中间点的选择：一般为具有一定过热度的微过热蒸汽（如分离器出口）。第21页/共52页第二十一页，共53页。低负荷时炉膛单位辐射热增加且煤水比稍稍变大，将使中间点的焓值升高。因此，不同负荷下中间点焓值的设定值并不是一个固定值。

第22页/共52页第二十二页，共53页。调节中间点汽温的方法有两种：

一种是使给水量基本不变而调节燃料量；另一种是保持燃料量不变而调节给水量。前者称为以水为主的调节方法；后者称为以燃料为主的调节方法。一般燃煤的直流锅炉，由于煤量不易准确控制，常采用以水为主的调节方法。第23页/共52页第二十三页，共53页。细调:在直流锅炉的汽水通道上布置几处调节灵敏的喷水减温器，作为调节手段。一般在直流锅炉过热器的级与级之间设有2～3级喷水减温器，其作用除了调节过热汽温以外，还保证过热器金属的安全。过大或过小的喷水量都应当用调节“煤水比”来校正。第24页/共52页第二十四页，共53页。四、再热蒸汽温度的调节煤水比烟气侧调节事故喷水中间点温度设定值改变第25页/共52页第二十五页，共53页。对于再热汽温长期偏高或偏低问题，可通过改变中间点温度设定值的方法加以解决，降低中间点温度，则再热汽温降低，提高中间点温度，再热汽温升高。该方法的实质依然是变动煤水比的控制值。

第26页/共52页第二十六页，共53页。一、汽压、汽温的协调调节1．汽压、汽温同时降低外扰时如外界加负荷，在燃料量、喷水量和给水泵转速不变的情况下，汽压、汽温都会降低。这时，虽给水泵转速未变，但给水量自行增加。运行经验表明，外扰放应最快的是汽压，其次才是汽温的变化，而且汽温变化幅度较小。此时的温度调节应与汽压调节同时进行，在增大给水量的同时，按比例增大燃料量，保持中间点温度（煤水比）不变。

第27页/共52页第二十七页，共53页。内扰时如燃料量减小，也会引起汽压、汽温降低。但内扰时汽压变化幅度小，且恢复迅速；汽温变化幅度较大，且在调节之前不能自行恢复。内扰时汽压与蒸汽流量同方向变化，可依此判断是否内扰。在内扰时不应变动给水量，而只需调节燃料量，以稳定参数。应指出，此种情况下，中间点温度（煤水比）相应变化。第28页/共52页第二十八页，共53页。2．

汽压上升、汽温下降一般情况下，汽压上升而汽温下降是给水量增加的结果。如果给水阀开度未变，则有可能是给水压力升高使给水量增加。更应注意的是，当给水压力上升时，不但给水量增加，而且喷水量也自动增大。因此，应同时减小给水量和喷水量，才能恢复汽压和汽温。第29页/共52页第二十九页，共53页。3．

中间点温度偏差大当中间点的温度保持超出对应负荷下预定值较多时，有可能是给水量信号或磨煤机煤量信号故障导致自控系统误调节而使煤水比严重失调，此时应全面检查、判断给煤量、给水量的其他相关参数信号，并及时切换至手动。因此，即使采用了协调控制，也不能取代对中间点温度和煤水比进行的必要监视。

第30页/共52页第三十页，共53页。第二节

锅炉燃烧的调整炉内燃烧调整的任务可归纳为三点：

维持蒸汽压力、温度在正常范围内。

着火和燃烧稳定，燃烧中心适当，火焰分布均匀，燃烧完全。对于平衡通风的锅炉来说，应维持一定的炉膛负压第31页/共52页第三十一页，共53页。直流锅炉燃烧调节本身和汽包炉一样，但是燃料量调节依据和汽包锅炉不同。

煤粉的正常燃烧，应具有限的金黄色火焰，火色稳定和均匀，火焰中心在燃烧室中部，不触及四周水冷壁；火焰下不低于冷灰斗一半的深度，火焰中不应有煤粉分离出来，也不应有明显的星点，烟囱的排放呈淡灰色。第32页/共52页第三十二页，共53页。如火焰亮白刺眼，表示风量偏大，这时的炉膛温度较高；如火焰暗红，则表示风量过小，或煤粉太粗、漏风多等，此时炉膛温度偏低；火焰发黄、无力，则是煤的水分高或挥发分低的反应。

第33页/共52页第三十三页，共53页。第34页/共52页第三十四页，共53页。来自机组负荷协调控制系统中锅炉主控制器发出的指令，直接按预先设置的静态配合同时去调整燃料量和进风量，并以送风机的位置指令作为引风调整的前馈信号，使引风机同时按比例动作，达到使锅炉机组负荷变化尽量作出快速响应的目的。

第35页/共52页第三十五页，共53页。燃烧过程是否正常，直接关系到锅炉运行的可靠性。燃烧过程的经济性要求保持合理的风、煤配合，一、二、三次风配合，送、引风机配合，同时还要求保持较高的炉膛温度。

第36页/共52页第三十六页，共53页。一、煤粉量的调整

1、对配有中间仓储式制粉系统的锅炉

只要通过改变给粉机转速和燃烧器投入的只数（包括相应的给粉机）即可。当负荷变化较小时，改变给粉机转速就可以达到凋节的目的。当锅炉负荷变化较大时，此时应先采用投入或停止燃烧器的只数做粗调，然后用改变给粉机的转速做细调。

第37页/共52页第三十七页，共53页。

给粉机转速的正常调节范围不宜过大，若调得过高，不但煤粉浓度过大容易引起不完全燃烧，而且也容易使给粉机过负荷发生事故；若转速调得太低，在炉膛温度不高的情况下煤粉浓度低，着火不稳，容易发生炉膛灭火。

第38页/共52页第三十八页，共53页。2、配有直吹式制粉系统的锅炉当锅炉负荷有较大变动时，即需启动或停止一套制粉系统。锅炉负荷变化不大时，可通过调节运行中的制粉系统出力来解决。

对于带直吹式制粉系统的煤粉炉，其燃料量的调节是用改变给煤量来实现的，因而对负荷改变的响应频率较仓储式制粉系统较慢。

第39页/共52页第三十九页，共53页。二、风量的调整

锅炉的负荷变化时，送人炉内的风量必须与送人炉内的燃料量相适应，同时也必须对引风量进行相应的调整。

1．送风调整进人锅炉的空气主要是有组织的一、二、三次风，其次是少量的漏风。

第40页/共52页第四十页，共53页。

送人炉内的空气量可以用炉内的过量空气系数

α来表示。α与烟气中的

RO2和

O2含量有如下近似关系：

及第41页/共52页第四十一页，共53页。锅炉控制盘上装有CO2表或O2量表．运行人员可直接根据这种表记的指示值来控制炉内空气量，使其尽可能保持炉内为最佳α

，以获得较高的锅炉效率。考虑到测点的可靠和方便，实际锅炉上CO2表或O2表的取样点通常是装在后面烟道而不是炉内。因此，在使用CO2表或O2量表监视炉膛送风量时，必须考虑测点至炉膛段的漏风Δα的影响。第42页/共52页第四十二页，共53页。最佳过量空气系数最佳过量空气系数值的大小与锅炉设备的型式和结构、燃料的种类和性质、锅炉负荷的大小及配风工况等有关，应通过在不同工况下锅炉的热平衡试验来确定。

一般固态排渣煤粉炉，在经济负荷范围内，炉膛出口过量空气系数最佳值：无烟煤、贫煤和劣质烟煤为1.20~1.25；烟煤和褐煤为1.15～1.20。

第43页/共52页第四十三页，共53页。如火焰炽白刺眼，风量偏大时，CO2表计指示值偏低，而O2量表计的指示值偏高，当火焰暗红不稳风量偏小时，CO2表计值偏大而O2量表计值偏小，此时火焰末端发暗且有黑色烟炱，烟气中含有

CO并伴随有烟囱冒黑烟等。CO2表计值偏低而O2量表计值过高，可能是送风量过大，也可能是锅炉漏风严重。

第44页/共52页第四十四页，共53页。就总风量调节而言，多数是通过电动执行机构操纵送风机进口导向挡板，改变其开度来实现的。有些情况下还需要借助改变二次风挡板的开度来调节。锅炉增、减负荷时，一般只要调整送风机进口挡板开度改变送风量即可。如负荷变化较大，需要变更送风机运行方式，即开启或停止一台送风机。当两台风机都在运行而需要调整风量时，一般应同时改变两台风机进口挡板开度，使烟道两侧流动工况均匀。第45页/共52页第四十五页，共53页。当锅炉的负荷增加时，燃料量和风量调整顺序一般应是先增加送风量，然后接着再增加燃料量。在锅炉减负荷时，则应先减燃料量，然后紧接着减送风量。

第46页/共52页第四十六页，共53页。当负荷增幅较大或增速较快时，为了保持汽压不致大幅度的下跌，在实际操作中，也可以酌情先增加燃料量，紧接着再增加送风量；在锅炉低负荷运行时，因炉膛中过量空气相对较多，因而在增负荷时，也可采取先增加燃料量后增加送风量的操作方式。第47页/共52页第四十七页，共53页。2．炉膛负压及引风调