锅炉系统运行-锅炉运行调整（锅炉设备运行）

锅炉系统运行任务10.2锅炉运行调整锅炉运行调节01汽压的调整02汽温的调节03汽压的调整汽压的调整1.定压运行和滑压运行单元机组的基本运行方式定压运行方式是指当外界负荷变动时，汽轮机前主蒸汽压力维持在额定压力范围内不变，依靠改变汽轮机调节门开度来适应外界负荷的变化。定压运行滑压运行方式是指当外界负荷变动时，保持汽轮机调节门开度不变（全开或部分全开），依靠改变汽轮机前的主蒸汽压力来适应外界负荷的变化。滑压运行汽压的调整定压运行方式下，汽压的变化幅度和速度都应严格限制；在负荷变化过程中，应维持其在规定的范围内。汽压的调整2.汽压变化的原因1外部原因在外扰作用下，锅炉汽压与蒸汽流量（发电负荷）的变化方向是相反的。汽压与流量反向变化，是外因外界负荷变化，蒸汽流出量变化；引起汽压变动的外部扰动因素主要是外界负荷的正常增减及事故情况下的甩负荷；汽压的调整2内部原因在内扰的作用下，锅炉汽压与蒸汽流量的变化方向开始时相同，然后又相反（汽轮机调节汽门变动以维持电功率不变）。汽压与流量同向变化，是内因燃烧工况变动。内部扰动因素主要是炉内燃烧工况的变化；如燃料量、煤粉细度、煤质等的变化，或风粉配合不当、炉膛结渣、漏风等异常情况；汽压的调整3.汽压的调节单元机组滑压运行时，主汽压力根据滑压运行曲线来控制，汽压降低，说明锅炉燃烧率小于外界负荷的要求；汽压升高，说明锅炉燃烧率大于外界负荷的要求。要求主汽压力与压力定值保持一致，压力定值与发电负荷在滑压运行曲线上是一一对应的关系。汽压的调整3.汽压的调节调整燃烧，适应负荷变化无论引起汽压变化的原因是外扰还是内扰，都可以通过改变锅炉燃烧率加以调节。即锅炉压力降低时应增加燃料量和风量；外界负荷增加，加强燃烧；外界负荷减少，减弱燃烧。反之，则减少燃料量和风量。汽压的调整1汽压调节时内扰与外扰判断汽压与流量变化方向相同，内扰。汽压与流量变化方向相反，外扰。2不同运行方式下压力调节方法机跟炉，外扰先燃料后调调速汽阀稳定压力，内扰调调速汽阀。炉跟机，外扰先调调速汽阀后燃料稳定压力，内扰调燃料。汽压的调整汽压的控制与调节以改变锅炉蒸发量作为基本的调节手段。在异常情况下，若汽压急剧升高，只有当锅炉蒸发量已超出允许值或有其它特殊情况，才用增减汽轮机负荷的方法来调节。单靠锅炉燃烧调节来不及时，可开启汽轮机旁路或过热器疏水、排水门，以尽快降低汽压。锅炉系统运行任务10.2锅炉运行调整锅炉运行调节01汽压的调整02汽温的调节0303汽温的调节汽温的调节汽温要求正常运行中，蒸汽温度应维持在额定值，允许波动范围一般为+5℃～-10℃。汽温的调节每次允许偏差值下的运行持续时间不得大于2分钟，对于允许偏差值下运行的持续时间和汽温变化时允许的变化速度大多数锅炉沿用如下规程：在24小时内允许偏差值下运行的累计时间不得大于10分钟；蒸汽温度允许变化速度应≤3℃/min。汽温的调节假如某受热面管材为12Cr1MoV，在585℃时能连续运行十万小时，但是如果长期在595℃运行，其寿命就只有三万小时。可见，其工作温度提高10℃，寿命就只有原来的30％。汽温的调节影响主蒸汽温度的主要因素有：锅炉负荷给水温度燃料性质炉膛出口过量空气系数炉膛出口烟温及受热面的污染情况锅炉给水量燃料量和送风量的扰动也会引起锅炉汽温波动汽温的调节01020303影响再热汽温的因素：高压缸排汽焓锅炉负荷增加，再热器为对流型受热面时，使再热汽温随负荷上升。再热器的吸热量受锅炉工况的影响比过热器的大，因为再热器的对流传热成分比过热器的大。此外，再热蒸汽的压力低、比热小，在同样的蒸汽焓变化幅度下，蒸汽温度的变化幅度较大。汽温的调节汽温调节方法：汽包锅炉过热器温一般在蒸汽侧用喷水调节，再热汽温一般在烟气侧用烟气旁路挡板、分隔烟道挡板、燃烧器摆动角度等进行调节。喷水调节汽温有一定的延迟时间和时间常数，一般情况下延迟时间为30～60s，时间常数为40～100s，它使喷水调节阀过调量大，汽温动态偏离大，引起汽温的振荡。锅炉系统运行任务10.2锅炉运行学习汽包水位调节04锅炉燃烧调整05二、给水控制系统给水运行方式一般采用两台可调速汽动给水泵和一台可调速电动给水泵。电动给水泵先在最低转速运行，CCS（COOPERATINGCONTROLSYSTEM），来的给水指令控制给水调节阀。现代大型锅炉在机组启动过程中01二、给水控制系统机组负荷约25％时第一台汽动给水泵投入运行，处于电动给水泵与汽动给水泵并列运行状态。当达到一定给水流量时给水调节阀全开，CCS指令控制电动泵液力偶合器转速。负荷再增大后第二台汽动给水泵启动，手动方式增速至与第一台汽动给水泵同步，可由手动切换自动。两台汽动给水泵都运行后，电动给水泵手动减速并停运。二、给水控制系统根据水位一个信号控制给水流量的方式称为单冲量控制。单冲量控制给水不能克服虚假水位引起的调节偏差。2.给水控制系统三冲量控制给水就是水位作为主信号，蒸汽流量作为前馈信号，以制止虚假水位的调节偏差还考虑到改变给水流量到水位响应有一定的延迟时间，再将给水流量信号作为反馈信号以保持给水流量与蒸汽流量的平衡当给水自发扰动时给水流量信号有前反馈调节的作用，可迅速消除内扰二、给水控制系统现代大型锅炉采用全程给水控制。锅炉启动过程中，由于蒸汽流量和给水流量测量误差大，两个流量之间的差值也大，故只能采用单冲量控制给水，即在给水流量＜30％时用水位信号单冲量控制。给水流量＞30％时自动从单冲量切换到三冲量控制。锅炉系统运行任务10.2锅炉运行学习汽包水位调节04锅炉燃烧调整05汽包水位调节汽包水位调节汽包水位分正常水位、报警水位和保护动作水位三种。汽包水位标准线一般在汽包中心线下100～150mm处，水位波动限制在标准水位上下50mm以内称正常水位。标准水位上下50mm以内称正常水位汽包水位达到报警水位时，应采取紧急措施恢复正常水位汽包水位达到保护动作水位时，保护装置动作，锅炉自动降低负荷直至机组停止运行010203汽包水位调节我国引进技术制造的300MW亚临界控制循环锅炉汽包水位标准线定在汽包中心线下228.6mm上下报警线分别为标准水位＋127mm和－177.8mm0102汽包水位调节200MW自然循环锅炉蒸发设备的存水量仅为锅炉蒸发量的2.5％。蒸发设备存水量随着锅炉容量增大而相对减小。这使蒸发设备进出质量流量有少量的不平衡也会引起水位迅速变化，短时间内就会发生水位事故。在MCR负荷下，汽包处于正常水位，如果给水中断，几十秒内汽包存水就会蒸干。例如，1000t/h亚临界压力自然循环锅炉汽包存水蒸干时间为76.52秒，1025t/h亚临界压力控制循环锅炉为35.76秒锅炉系统运行任务10.2锅炉运行学习汽包水位调节04锅炉燃烧调整05水位动态特性锅炉运行中，引起水位变化的根本原因是蒸发区内物质平缓的破坏或工质状态发生了变化。稳定工况下，给水量和蒸发量相等，水位不变。但当给水量与蒸发量不平衡时，水位会发生相应变化。运行中影响水位的具体因素如下：蒸发设备输入与输出质量的平衡，即锅炉给水流量与蒸汽流量的平衡关系。这是引起水位变化的根本原因。01一、水位动态特性02蒸汽压力变化引起水、汽容积的变化从而影响汽包水位。其中主要是蒸汽容积的变化，例如汽压上升，蒸汽密度增大，容积减小，汽包水位下降。不同压力下饱和水比容υ′和饱和蒸汽比容υ″如下表所示一、水位动态特性压力（MPa）8101214161820υ″(m3/kg)0.023490.0180.014250.011490.009330.0075340.005873υ′(m3/kg)0.0013840.0014530.0015270.001610.001710.0018380.002038比容倍数16.9712.399.337.135.464.102.88不同压力下，饱和蒸汽、饱和水比容及其倍数压力越高，比容越小，且随压力升高，比容变化越小，因此压力越低，比容对水位影响越大。一、水位动态特性水位以下蒸汽量变化，例如水冷壁吸热增多，产汽量增大，水位以下汽容积增大，水位上升。水变为蒸汽会使容积成倍增加，引起水位迅速变化。不同压力下，饱和蒸汽比容υ″是饱和水比容υ′的倍数如上表。由表可知随压力升高饱和水变为饱和蒸汽容积增加的倍数减少，说以压力越低水位以下蒸汽量变化对水位影响越大03一、水位动态特性凡是影响给水流量、蒸汽流量、蒸汽压力及水位以下蒸汽量变化的扰动都会引起水位的变化，例如机组负荷、燃烧工况和给水压力等。由上可知由于炉水处于饱和状态，在压力变化时不仅工质比容变化，也会造成水位以下蒸汽量的变化，例如外界负荷降低，压力升高，对应饱和温度升高，水位以下蒸汽量会减少，水位降低，同时水、汽容积也会减少使水位下降。一、水位动态特性虚假水位影响水位的因素中，工质比容和水位以下蒸汽量变化均会引起水位变化，这种不是由于蒸发设备进出质量流量不平衡引起的水位变化现象称为“虚假水位”。一、水位动态特性但它是确实存在的，能够测量和看到的，有时虚假水位会非常严重，如果发现不及时，调整不果断，常常会发生水位事故。“虚假水位是真实存在的水位，并非想象出来的看不见的水位，之所以说其虚假，只是说该水位是暂时的，不是长久的，是针对汽包进出口平衡而言，不应发生的水位变化。“锅炉系统运行任务10.2锅炉运行学习汽包水位调节04锅炉燃烧调整05锅炉燃烧调整燃烧调整的任务锅炉燃烧调整的任务归纳保证燃烧供热量适应外界负荷的需要，以维持蒸汽压力、温度在正常范围内01保证着火和燃烧稳定，火焰中心适当、分布均匀、不烧损燃烧器，炉内不结渣，煤粉燃烧完全02对平衡通风的锅炉，应当维持一定的炉膛负压03燃烧调整的任务锅炉燃烧调整的好坏，直接影响锅炉运行的安全性和经济性如果燃烧不稳定，将引起锅炉参数的波动；炉膛火焰偏斜会造成炉内温度场和热负荷不均匀，引起水冷壁局部区域温度过高，出现结渣甚至超温爆管。在燃烧过程中，如果风粉配合不当，一、二、三次风配合不好，等都会引起燃烧效率下降，使锅炉效率下降。0102燃烧调整好坏的影响一、燃烧调节锅炉运行中，燃烧调整的主要对象是燃料量（煤粉锅炉的煤粉量）、送风量、炉膛氧量和炉膛风压，相应保持合理的风粉配合、燃烧器出口风速及风率等，保证燃烧过程的稳定性和经济性。锅炉系统运行任务10.2锅炉运行学习汽包水位调节04锅炉燃烧调整05一、燃烧调节煤粉量的调节（1）配中间储仓式制粉系统锅炉的煤粉量调节当锅炉的负荷变化不大时，改变给粉机转速就可以达到调节的目的。01当锅炉的负荷变化较大时，改变给粉机转速不能达到调节的幅度，此时应先采用投入或停止燃烧器的只数做粗调，然后再用改变给粉机的转速做细调。但投停燃烧器时应对称，以免破坏炉膛内的空气动力工况。02一、燃烧调节煤粉量的调节（1）配中间储仓式制粉系统锅炉的煤粉量调节当投入备用的燃烧器和相应的给粉机时，应先开启一次风门至所需开度，并对一次风管进行吹扫，风压指示正常后才启动给粉机送粉，开启二次风门并调整其开度，观察火焰是否正常。03在停运燃烧器时，应先停给粉机并关闭二次风门，而一次风门应在继续吹扫数分钟后再关闭，防止一次风管内出现煤粉沉积。停运的燃烧器应微开一、二次风风门进行冷却。04一、燃烧调节煤粉量的调节（1）配中间储仓式制粉系统锅炉的煤粉量调节给粉机的转速调节应按转速—出力特性进行，平衡操作，保持给粉均匀，避免大幅度的调节。注意一、燃烧调节配直吹式制粉系统锅炉的煤粉量调节直吹式制粉系统的出力与锅炉蒸发量直接匹配，当锅炉的负荷变化不大时，改变系统出力就可以达到调节的目的。01当锅炉的负荷变化较大（即各磨煤机出力均达到最低或最大值）时，应先采用投入或停止制粉系统套数做粗调，然后再用改变系统的出力做细调。02投停制粉系统时，应注意燃烧器的均衡，以免破坏炉膛内的空气动力工况。03（2）锅炉系统运行任务10.2锅炉运行学习汽包水位调节04锅炉燃烧调整05一、燃烧调节风量的调整（1）送风调整送入炉膛的总风量应按最佳过量空气系数所对应的氧量表读数来调整，对于离心式送风机，可以通过电动执行机构操纵进口导向挡板，改变其开度来实现；对于轴流式送风机，可以通过改变风机动叶的安装角进行调节。除了改变总风门外，个别情况下需要借助个别二次风挡板的开度来调节。一、燃烧调节送风机并联运行时一般只要调整送风机进口挡板开度改变送风量即可。当锅炉的负荷变化不大时如负荷变化较大需要启停一台送风机时，合理的风机运行方式应按经济技术对比试验结果确定