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1、关于超临界锅炉运行特性及调整第一张，PPT共八十六页，创作于2022年6月主要内容1 概述1.1 名词定义1.2 超临界直流炉的特点2 超临界直流锅炉的典型结构2.1 蒸发受热面2.2 启动系统2.3 燃烧系统第二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月主要内容3 超临界直流炉的运行特性3.1 启动前的水冲洗阶段3.2 点火、升温、升压阶段3.3 干、湿态转换4 超临界直流炉的运行调节4.1 蒸汽压力的控制与调节4.2 蒸汽温度的控制与调节4.3 锅炉燃烧调整第三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.1 名词定义临界点、超临界、直流炉的定义临界点、超临界、直流炉的定义临界点：水在加热
2、过程中存在一个状态点。临界点的主要影响参临界点：水在加热过程中存在一个状态点。临界点的主要影响参数是压力，水的临界点压力为数是压力，水的临界点压力为22.115MPa,22.115MPa,对应的温度对应的温度374.15374.15。（1 1）低于临界点压力，从低温下的水加热到过）低于临界点压力，从低温下的水加热到过热蒸汽的过程中要经过加热、汽化、过热的过程，即经过热蒸汽的过程中要经过加热、汽化、过热的过程，即经过水和水蒸汽共存的状态；水和水蒸汽共存的状态；（2 2）如果压力在临界压力或临界压力以上时，）如果压力在临界压力或临界压力以上时，水在加热的过程中就没有汽水共存状态而直接水在加热的过程
3、中就没有汽水共存状态而直接从水转变为蒸汽。从水转变为蒸汽。第四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.1 名词定义l超临界：当流体的压力和温度超过一定的值（临界点）时，流体会处于一种介乎于液态和气态的中间态，称为超临界态。对锅炉来说,主蒸汽压力超过（大于）临界点压力（22.12MPa)的工况。l直流锅炉：锅炉中水或水蒸气在加热管道中的流动直流锅炉：锅炉中水或水蒸气在加热管道中的流动是依靠水泵的作用，而且与自然循环锅炉和强制循是依靠水泵的作用，而且与自然循环锅炉和强制循环锅炉不同的是直流锅炉没有汽包，水在一次经过环锅炉不同的是直流锅炉没有汽包，水在一次经过加热管道后就变成了饱和蒸汽或过热蒸
4、汽，故称之加热管道后就变成了饱和蒸汽或过热蒸汽，故称之为直流锅炉。为直流锅炉。第五张，PPT共八十六页，创作于2022年6月结论：结论：l超临界锅炉从压力上分类l直流锅炉从有无汽包分类l超临界锅炉一定是直流锅炉l直流锅炉不一定是超临界锅炉，可以是亚临界或以下压力锅炉l直流炉可以适用于任何压力，但如果压力太低，则不如自然循环锅炉，所以一般应用在P16MPa的锅炉上。当然超（超）临界参数锅炉必须采用直流型式第六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.2 超临界直流炉的特点超临界直流炉的主要特点1、热效率高，节约燃料l朗肯循环热效率随主蒸汽压力、温度的升高而提高，超临界压力机组比亚临界机组热效
5、率提高23%，而超超临界机组的热效率比常规超临界机组的高4左右。l在超超临界机组参数范围的条件下主蒸汽压力提高1MPa，机组的热耗率就可下降0.130.15%;主蒸汽温度每提高10，机组的热耗率就可下降0.250.3O；再热蒸汽温度每提高10，机组的热耗率就可下降0.150.20；在一定的范围内，如果增加再热次数，采用二次再热，则其热耗率可较采用一次再热的机组下降1.41.6。第七张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.2 超临界直流炉的特点2、污染排放低，保护环境、污染排放低，保护环境l低NOx排放l低CO2排放3、取消汽包，能快速启停、取消汽包，能快速启停l与自然循环锅炉相比，直流炉
6、从冷态启动到满负荷运行，变负荷速度可提高一倍左右。第八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.2 超临界直流炉的特点4、水泵压头高、水泵压头高l水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力约占全部阻力的2530。所需的给水泵压头高，既提高了制造成本，又增加了运行耗电量。5、金属耗量少金属耗量少l锅炉本体金属消耗量最少，锅炉重量轻。一台300MW自然循环锅炉的金属重量约为5500t7200t，相同等级的直流炉的金属重量仅有4500t5680t，一台直流锅炉大约可节省金属2000t。加上省去了汽包的制造工艺，使锅炉制造成本降低。第九张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.2 超临界
7、直流炉的特点6、需要专门的启动系统需要专门的启动系统l直流锅炉启动时约有30额定流量的工质经过水冷壁并被加热，为了回收启动过程的工质和热量并保证低负荷运行时水冷壁管内有足够的重量流速，直流锅炉需要设置专门的启动系统，而且需要设置过热器的高压旁路系统和再热器的低压旁路系统。加上直流锅炉的参数比较高，需要的金属材料档次相应要提高，其总成本不低于自然循环锅炉。l需要汽水分离器在低负荷时起汽水分离作用并维持一定的水位，在高负荷时切换为纯直流运行，汽水分离器作为通流承压部件。第十张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.2 超临界直流炉的特点7、需要较高的质量流速、需要较高的质量流速l为了达到较高的
8、质量流速，必须采用小管径水冷壁。这样，不但提高了传热能力而且节省了金属，减轻了炉墙重量，同时减小了锅炉的热惯性。8、热惯性小热惯性小l水冷壁的金属储热量和工质储热量最小，即热惯性最小，使快速启停的能力进一步提高，适用机组调峰的要求。l但热惯性小也会带来问题，它使水冷壁对热偏差的敏感性增强。当煤质变化或炉内火焰偏斜时，各管屏的热偏差增大，由此引起各管屏出口工质参数产生较大偏差，进而导致工质流动不稳定或管子超温。第十一张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.2 超临界直流炉的特点9、流动阻力大流动阻力大l为保证足够的冷却能力和防止低负荷下发生水动力多值性以及脉动，水冷壁管内工质的重量流速在M
9、CR负荷时提高到2000/（s）以上。加上管径减小的影响，使直流锅炉的流动阻力显著提高。l600MW以上的直流锅炉的流动阻力一般为5.4MPa6.0MPa第十二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.2 超临界直流炉的特点10、汽温调节、汽温调节l汽温调节的主要方式是调节燃料量与给水量之比，辅助手段是喷水减温或烟气侧调节。由于没有固定的汽水分界面，随着给水流量和燃料量的变化，受热面的省煤段、蒸发段和过热段长度发生变化，汽温随着发生变化，汽温调节比较困难。11、容易发生水动力不稳定容易发生水动力不稳定l低负荷运行时，给水流量和压力降低，受热面入口的工质欠焓增大，容易发生水动力不稳定。由于给
10、水流量降低，水冷壁流量分配不均匀性增大；压力降低，汽水比容变化增大；工质欠焓增大，会使蒸发段和省煤段的阻力比值发生变化。第十三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.2 超临界直流炉的特点12、水冷壁可灵活布置、水冷壁可灵活布置l水冷壁可灵活布置，可采用螺旋管圈或垂直管屏水冷壁。采用螺旋管圈水冷壁有利于实现变压运行。13、热偏差影响大、热偏差影响大l超临界压力直流锅炉水冷壁管内工质温度随吸热量而变，即管壁温度随吸热量而变。因此，热偏差对水冷壁管壁温度的影响作用显著增大。14、存在传热恶化的可能、存在传热恶化的可能l变压运行的超临界参数直流炉，在亚临界压力范围和超临界压力范围内工作时，都存
11、在工质的热膨胀现象。在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾；在超临界压力范围内可能出现类膜态沸腾。第十四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月2 超临界直流锅炉的典型结构锅炉典型结构锅炉典型结构 大型超临界煤粉锅炉的整体大型超临界煤粉锅炉的整体布置主要布置主要采用采用型布置和塔式布置，也型布置和塔式布置，也有有T型布型布置方式。置方式。第十五张，PPT共八十六页，创作于2022年6月型布置是传统普遍采用的方式，型布置是传统普遍采用的方式，烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟道，在尾部烟道通过各受热面后排出。道，在尾部烟道通过各受热面后排出。其主要优点是锅炉高度较低，尾部
12、烟其主要优点是锅炉高度较低，尾部烟道烟气向下流动有自生吹灰作用，各道烟气向下流动有自生吹灰作用，各受热面易于布置成逆流形式，对传热受热面易于布置成逆流形式，对传热有利等。有利等。第十六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月省煤器去高压缸去高压缸去中压缸去中压缸来自高加来自高加来自高压缸炉膛低过屏过末过低再高再分离器贮水罐过热器一级减温过热器一级减温再热器事故减温再热器事故减温过热器二级减温过热器二级减温分离器出口分离器出口高压缸排汽高压缸排汽第十七张，PPT共八十六页，创作于2022年6月启动分离器启动分离器顶棚过热器顶棚过热器包墙过热器包墙过热器 低温过热器低温过热器 一级减温一级减温
13、屏式过热器屏式过热器 二级减温二级减温 高温过热器高温过热器水平烟道侧包后竖井前包后竖井侧包后竖井中隔后竖井后包水平烟道侧包启动分离器启动分离器低过屏过高过至高压缸一级减温一级减温二级减温器二级减温器顶顶棚棚过过热热器器第十八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月低温再热器低温再热器 再热器事故喷水减温再热器事故喷水减温 高温再热器高温再热器低再高再高再至中压缸至中压缸事故减温器事故减温器事故减温器事故减温器第十九张，PPT共八十六页，创作于2022年6月2.1 蒸发受热面现代直流锅炉蒸发受热面的主要型式现代直流锅炉蒸发受热面的主要型式l螺旋管螺旋管+垂直垂直(光管光管)l垂直垂直+垂直垂
14、直(内螺纹管内螺纹管)螺旋管螺旋管+垂直（内螺纹管）垂直（内螺纹管）第二十张，PPT共八十六页，创作于2022年6月螺旋管+垂直炉膛水冷壁采用螺旋管圈垂直管圈方式【即下部炉膛的水冷壁采用螺旋管圈，上部炉膛的水冷壁为垂直】第二十一张，PPT共八十六页，创作于2022年6月第二十二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月第二十三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月第二十四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月垂直+垂直(内螺纹管)第二十五张，PPT共八十六页，创作于2022年6月内螺纹管 第二十六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月装水冷壁节流圈以防上炉膛四角和中心部位管子的吸热
15、偏差；第二十七张，PPT共八十六页，创作于2022年6月螺旋管+垂直（内螺纹管）螺旋管圈+内螺纹管漩涡效果 重力作用管子内表面充满了液体 第二十八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月内螺纹螺旋管圈水冷壁:管间吸热偏差小，适应变压运行燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器水冷壁出口水冷壁出口介质温度介质温度垂直管布置水冷壁垂直管布置水冷壁螺旋上升式水冷壁螺旋上升式水冷壁热负荷热负荷前墙侧墙后墙侧墙前墙侧墙后墙侧墙流向流向流向流向流向流向流向流向螺旋管在盘旋上升的过程中，每根管子都经过炉膛下部高热负荷区域的整个周界，途经宽度方向不同热负荷分布的区域。因此，螺旋管的每个管子，以整个长
16、度而言，热偏差很小 第二十九张，PPT共八十六页，创作于2022年6月内螺纹垂直水冷壁优点：内螺纹垂直水冷壁优点：l水水冷冷壁壁阻阻力力较较小小，可可降降低低给给水水泵泵耗耗电电量量，其其水水冷冷壁壁的的总总阻阻力力仅仅为为螺螺旋旋管圈的一半左右。管圈的一半左右。l与光管相比，内螺纹管的传热特性较好。与光管相比，内螺纹管的传热特性较好。l安装焊缝少，减少了安装工作量和焊口可能泄漏机率，同时缩短了安装工期。安装焊缝少，减少了安装工作量和焊口可能泄漏机率，同时缩短了安装工期。l水水冷冷壁壁本本身身支支吊吊，且且支支承承结结构构和和刚刚性性梁梁结结构构简简单单，热热应应力力小小，可可采采用用传传统统
17、的的支吊型式。支吊型式。l维护和检修较易，检查和更换管子较方便。维护和检修较易，检查和更换管子较方便。l比螺旋管圈结渣轻。比螺旋管圈结渣轻。缺点：缺点：l水水冷冷壁壁管管径径较较细细，内内螺螺纹纹管管相相对对于于光光管管来来说说价价格格较较高高，一一般般高高出出1015。需需装装设设节节流流孔孔圈圈，增增加加了了水水冷冷壁壁和和下下集集箱箱结结构构的的复复杂杂性性，节节流流圈圈的加工精度要求高，调节较为复杂。的加工精度要求高，调节较为复杂。l机机组组容容量量会会受受垂垂直直管管屏屏管管径径的的限限制制，对对容容量量较较小小机机组组，其其炉炉膛膛周周界界相相对较大，无法保证质量流速。对较大，无法
18、保证质量流速。第三十张，PPT共八十六页，创作于2022年6月2.2 启动系统启动系统启动系统作用作用建立启动压力和启动流量建立启动压力和启动流量回收工质和热量回收工质和热量实现锅炉各受热面之间和锅炉与汽轮机之间工质实现锅炉各受热面之间和锅炉与汽轮机之间工质状态的配合。状态的配合。主要设备主要设备（1）炉水循环泵）炉水循环泵（2）启动分离器）启动分离器（3）分离器储水罐）分离器储水罐（4）疏水扩容器）疏水扩容器第三十一张，PPT共八十六页，创作于2022年6月2.3 燃烧系统l燃烧方式 l煤粉的燃烧方式，主要有四角切园燃烧方式（墙式切圆），前、后墙对冲燃烧和W型火焰燃烧方式（也称拱式燃烧）三种
19、。l由于切向燃烧中四角火焰的相互支持，一、二次风的混合便于控制等特点，其煤种适应性更强。四角切向燃烧型炉在应用中最为突出的问题是炉膛出口的水平烟道左右侧的烟温偏差大，以及某些锅炉局部过、再热器超温爆管和左、右侧主蒸汽及再热蒸汽温差甚大。景德镇电厂哈锅对于热偏差，利用喷嘴上部二次风反相切圆进行消除旋转，减少热偏差。第三十二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月四角切圆示意图第三十三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月第三十四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1、高温烟气卷吸到煤粉气流中有利于煤粉着火。含有熔化灰粒的热烟气冲刷水冷壁 灰粒在水冷壁上堆积形成结渣 燃烧器炉膛水冷壁第
20、三十五张，PPT共八十六页，创作于2022年6月墙式切圆（景电锅炉）低NOX强化单切园燃烧方式，燃烧器布置为墙式布置、直流摆动PM燃烧器。第三十六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月墙式切圆燃烧器布置图第三十七张，PPT共八十六页，创作于2022年6月墙式布置切圆燃烧的主要特点l上游邻角气流的加热作用，加之本身卷吸，着火条件优越，着火稳定性好l在整个炉内形成强烈的旋转，挠动混合好，利于燃烧及燃尽l强烈的湍流扩散和良好的恋内空气动力结构，烟气在炉内充满程度好，炉内热负荷颁布均匀l负荷的调节灵活，对煤种的适应性强，控制和调节的手段也较多l炉膛结构简单，便于大容量锅炉的布置l采用摆动式燃烧器时
21、，可通过上下摆动调节汽温l便于实现分段送风，组织分级燃烧，从而抑制NOx生成第一阶段低空气系数，还原性气氛抑制NOx生成第二阶段高空气系数，保证燃烧的完全燃尽第三十八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月前后墙对冲：省煤器电电除除尘尘A空空预预器器B空空预预器器引风机引风机第三十九张，PPT共八十六页，创作于2022年6月后墙前墙热烟气和灰粒冲刷的几率较小侧墙布置的吹灰器可有效控制水冷壁的积灰技术特点：消除烟气旋转，单个燃烧器具有良好的燃料、空气分布，独特的燃烧器喉口设计结构，能够避免燃烧器区域结渣和腐蚀。第四十张，PPT共八十六页，创作于2022年6月第四十一张，PPT共八十六页，创作于
22、2022年6月燃烧器分类：l旋流燃烧器旋流燃烧器前后墙布置前后墙布置直流燃烧器直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式四角布置切圆燃烧方式燃烧器的要求：燃烧器的要求：l着火后，良好的混合着火后，良好的混合l充满度充满度 与与 刷墙刷墙(配风、角度配风、角度)l燃料适应性燃料适应性l负荷调节负荷调节(稳燃技术稳燃技术)l低低NOxNOx燃烧器燃烧器l流动阻力小流动阻力小第四十二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月旋流燃烧器 第四十三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月旋流燃烧器剖视图第四十四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月旋流燃烧器工作示意图第四十五张，PPT共八十六页，创作于202
23、2年6月第四十六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月直流燃烧器第四十七张，PPT共八十六页，创作于2022年6月3 超临界直流炉的运行特性l3.1 启动前的水冲洗阶段 l 直流锅炉除了对给水品质要求严格以外，启动阶段还要进行冷水和热水的清洗，以便确保受热面内部的清洁和传热安全。l锅炉进水至分离器内有水位出现，控制清洗水量为启动流量。清洗分低压系统和高压系统两步进行。l 低压系统清洗路线为：凝汽器凝结水泵低压加热器除氧器凝汽器（或地沟）l l 高压系统清洗路线为凝结水泵低压加热器除氧器给水泵高压加热器省煤器水冷壁启动分离器扩容器疏水箱凝汽器（或地沟）。含铁量小于100ug/L时结束清洗，锅
24、炉点火。第四十八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月3 超临界直流炉的运行特性3.2 点火升温、升压阶段点火升温、升压阶段l 直流锅炉启动时，由于没有自然循环回路，所以直流锅炉水冷壁冷却的唯一方式是从锅炉开始点火就不断地向锅炉进水，并保持一定的工质流量，以保证受热面良好的冷却。该流量应一直保持到蒸汽达到相应负荷（称启动流量），然后随负荷的增加而增加。第四十九张，PPT共八十六页，创作于2022年6月3 超临界直流炉的运行特性l启动流量的选择，直接关系到直流锅炉启动过程的安全经济性。l启动流量为25%MCR，锅炉总风量大于35%，高压旁路控制方式置启动位置，锅炉可点火。零压点火后，启动分离
25、器内最初无压，随着燃料量的增加，当启动分离器中有蒸汽时，即开始起压。随着继续增加投入燃料量，分离器内的压力逐渐升高，由启动分离器和高温过热器出口集箱的内外壁温差控制直流锅炉的升压速度。第五十张，PPT共八十六页，创作于2022年6月3 超临界直流炉的运行特性l控制燃料投入速度不宜过快、过大，调节分离器各排放通道的排放量，以防止水冷壁超压和启动分离器水位失控。l 对外置式分离器的系统，冷态启动时水冷壁压力高出分离器压力许多，工质膨胀时燃烧率已较高，分离器的产汽量超过冲转所需要的耗汽量，故汽轮机冲转在膨胀之前进行（但热态启动仍是膨胀后冲转）。这样既有利于协调蒸汽参数、减小启动热损失，又可避免低温再
26、热器因旁路容量限制了蒸汽流量而引起管子超温。第五十一张，PPT共八十六页，创作于2022年6月3 超临界直流炉的运行特性l点火以后，随着炉膛热负荷的增加，水冷壁的工质温度逐渐升高，在不稳定加热过程中，中部某点工质首先汽化，体积突然增大，引起局部压力突然升高，急剧地将后面的工质推向出口，造成锅炉排出量大大超过锅炉给水量，这种现象（称工质膨胀）将持续一段时间，直至出口为湿饱和蒸汽时为止。l 如膨胀量过大，将使锅炉内的工质压力和启动分离器水位都一时难以控制。l 影响工质膨胀的因素主要有启动流量、给水温度、燃料的投入速度等。启动流量越大，膨胀量越大；给水温度越低，膨胀到来越迟，膨胀量越小；投入的燃料量
27、大，投燃料速度快，工质先达到沸点的位置在炉膛下辐射区，膨胀点后的存水量就多，总的膨胀量大；同时局部压力升高快，因而瞬时的最大排出量也愈大。第五十二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月3 超临界直流炉的运行特性l3.3 干湿态转换l 最低直流负荷是锅炉进入干态运行的起始点（一般转换在30%负荷左右，对于600MW的机组来说给水流量大概在650t/h左右），在此负荷以下，当燃烧率增加的时候,省煤器和水冷壁内的给水流量固定不变。转换的过程如下:l 带炉水循环泵锅炉l 当燃料逐渐增加的时候,由于进入省煤器和水冷壁的给水流量不变,产生的蒸汽量逐渐增加,由炉水泵返回的再循环水量减少,由给水泵来的给水
28、量逐渐增加,保持省煤器入口给水流量不变,燃料的增加只是提高分离器入口湿蒸汽的焓值。l从干态转换到湿态与湿态转换到干态刚好相反.第五十三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月3 超临界直流炉的运行特性l不带炉水泵锅炉的干湿态的转换 l 两种炉型最大的区别在炉水泵自身有一定的回流量，带有炉水泵的超临界机组工质有一定量的回收，损失较少，相反成本增加，系统相对应复杂。没有炉水泵的超临界机组有一套水启动疏水回收系统，一般回收到排汽装置或凝汽器，工质损失较大。l 超临界直流锅炉启动初期有一个最小给水流量500t/h左右（根据设计要求不同有所改变）以保证水冷壁水动力循环，以防止传热恶化造成水冷壁局部超温
29、爆管，由此可见超临界直流锅炉启动初期有一个最小给水流量尤为关键（所以带有MFT保护）也就是说干湿态的转换省煤器入口流量要大于最小给水流量且此时锅炉燃烧要稳定，在逐步加大燃烧量，实现逐步转换，防止因为操之过急导致超温、超压等一系列问题的出现。第五十四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月3 超临界直流炉的运行特性 我们把两种启动系统布置不同的锅炉因炉水泵的循环增加的省煤器给水流量可以看作是主给水的旁路系统，这样问题就简单而明了化了。其实两者的干湿态的转换过程是基本一致的就是维持省煤器入口流量在一定范围内，而逐步增加燃料量使分离器出口温度逐步达到微过热蒸汽而没有水再分离出来的一个过程。第五十五
30、张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节 锅炉运行调整的任务就是要根据用户（汽轮机）的要求，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、温度和保质（压力、温度和 蒸汽品质）、保量（蒸发量）并适时蒸汽品质）、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。须做到安全与经济。直流锅炉蒸汽参数的稳定主要取决于两个平衡：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汽轮机功率和锅炉蒸发量的平衡 燃料量与给水量的平衡。燃料量与给水量的平衡。第一个
31、平衡能稳住汽压；第二个平衡能稳住汽温。第一个平衡能稳住汽压；第二个平衡能稳住汽温。第五十六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节在正常运行过程中，对锅炉进行监视和调整的主要内容有：在正常运行过程中，对锅炉进行监视和调整的主要内容有：l1)确保锅炉机组的安全运行；确保锅炉机组的安全运行；l2)使锅炉的蒸发量适应外界负荷的需要；使锅炉的蒸发量适应外界负荷的需要；l3)均匀地给水并保持煤水比；均匀地给水并保持煤水比；l4)保持正常的汽压和汽温；保持正常的汽压和汽温；l5)保证水和蒸汽品质合格；保证水和蒸汽品质合格；l6)保持良好燃烧，尽量减少热损失，提高锅炉机组的保持良
32、好燃烧，尽量减少热损失，提高锅炉机组的热效率。尽量维持各参数在最佳工况下运行。热效率。尽量维持各参数在最佳工况下运行。第五十七张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节汽压波动的影响：l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。l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。l汽压的变化速率对锅炉也有影响l（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。）l汽包炉汽压的急剧变化可能影响锅炉水循环的安全性）l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第五十八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4
33、超临界直流炉的运行调节l直流炉压力调节直流炉压力调节：l 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。过热蒸汽压力就能稳定在给定数值上。l 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。在汽包锅炉上，要调节蒸发量，先是依靠调节燃烧来达到的，与给水量无直接关系。给水量是根据汽包水位来调节的。但在直流锅炉内，炉内燃烧率的变化并不最终引起蒸发量的改变，而只是使出口汽温升高。由于锅炉送出的汽量等于进入的给水量，
34、因而只有当给水量改变时才会引起锅炉蒸发量的变化。直流锅炉汽压的稳定，从根本上说是靠调节给水量实现的。第五十九张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节l如果只改变给水量而不改变燃料量，则如果只改变给水量而不改变燃料量，则将造成过热汽温的变化。因此，直流锅将造成过热汽温的变化。因此，直流锅炉在调节汽压时，必须使给水量和燃料炉在调节汽压时，必须使给水量和燃料量按一定的比例同时改变，才能保证在量按一定的比例同时改变，才能保证在调节负荷或汽压的同时，确保汽温的稳调节负荷或汽压的同时，确保汽温的稳定。这说明汽压的调节与汽温的调节是定。这说明汽压的调节与汽温的调节是不能相对独立进
35、行的。不能相对独立进行的。第六十张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节过热蒸汽温度的调节：（一）、影响汽温的因素 1、水煤比l若给水流量不变而增大燃料量，由于受热面热负荷成比例增加，热水段长度和蒸发段长度必然缩短，而过热段长度相应延长，过热汽温就会升高；l若燃料量不变而增大给水流量，由于总热量并未改变，所以（热水段+蒸发段）必然延伸，而过热段长度随之缩短，过热汽温就会降低。第六十一张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节 2、给水温度l 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
36、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。第六十二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节3、受热面沾污、受热面沾污l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。l对流式过热器和再热器的
37、积灰使传热量减小，使过热汽温和再热汽温降低。l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。第六十三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节4、过量空气系数l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。在水煤比不变的情况下，过热器出口温度将降低。若要保持过热汽温不变，也需要重新调整水煤比。l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
38、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。第六十四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节5、火焰中心高度l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。l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
39、，它们都可以通过调整煤水比来消除。第六十五张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节（二）汽温的调节（二）汽温的调节l 燃料和给水流量发生扰动，主蒸汽温度的响应滞后时间与飞升时间都较长。l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”。l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。l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
40、器出口）。第六十六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节调节中间点汽温的方法有两种：调节中间点汽温的方法有两种：l一种是使给水量基本不变而调节燃料量；l另一种是保持燃料量不变而调节给水量。l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。l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23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“水煤比”来校正。第六十七张，PPT共八十六
41、页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节再热汽温的调节：l（1）煤水比l（2）烟气侧调节（调节烟气挡板）l（3）事故喷水l（4）中间点温度设定值改变第六十八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节汽压、汽温的协调调节：汽压、汽温的协调调节：1汽压、汽温同时降低l 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（水煤比
42、）不变。第六十九张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节l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。l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（水煤比）相应变化。第七十张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节l2、汽压上升、汽温下降l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
43、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。第七十一张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节3、中间点温度偏差大l 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。第七十二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节锅炉燃烧的调整：锅炉燃烧的调整：l炉内燃烧调整的任务可归纳为四
44、点：l（1）维持蒸汽压力、温度在正常范围内。l（2）着火和燃烧稳定，燃烧中心适当，火焰分布均匀，燃烧完全。l（3）保持最高经济性l（4）减少污染物排放l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。第七十三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节影响炉内燃烧的因素影响炉内燃烧的因素a)煤质煤质（挥发分）（挥发分）b)煤粉细度煤粉细度c)煤粉浓度煤粉浓度d)切圆直径切圆直径e)锅炉负荷锅炉负荷f)一、二次风的配合一、二次风的配合g)一次风煤粉气流初温一次风煤粉气流初温第七十四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节l煤
45、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。l如火焰亮白刺眼，表示风量偏大，这时的炉膛温度较高；l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；l火焰发黄、无力，则是煤的水分高或挥发分低的反应。第七十五张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节燃烧调整试验：燃烧调整试验：锅炉负荷特性试验锅炉负荷特性试验:a、锅炉最大负荷试验 b、锅炉最低稳燃负荷试验 c、锅炉经济负荷试验一次风粉均匀性调整一次风粉均匀性调
46、整最佳过量空气系数最佳过量空气系数经济煤粉细度经济煤粉细度风量测量机标定风量测量机标定燃烧器负荷分配与投运方式燃烧器负荷分配与投运方式配煤掺烧配煤掺烧通过以上试验的结果，指导锅炉燃烧以达到锅炉的经济运行。通过以上试验的结果，指导锅炉燃烧以达到锅炉的经济运行。第七十六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节燃烧调整时要注意：燃烧调整时要注意：l1）锅炉正常运行中，尽量将给煤机控制投入锅炉正常运行中，尽量将给煤机控制投入“自动自动”，接受，接受CCS指令。将总风量及炉膛指令。将总风量及炉膛负压投入负压投入“自动自动”，在解除，在解除“自动自动”时要慎重进行手动调整，保证
47、负荷及燃烧的稳定。时要慎重进行手动调整，保证负荷及燃烧的稳定。l2）保证燃油压力在正常范围之间，并使各层点火器都具备投入条件。保证燃油压力在正常范围之间，并使各层点火器都具备投入条件。l3）了解燃煤、燃油品种及其化学分析报告，以便根据燃料特性及时调整运行工况。经常了解燃煤、燃油品种及其化学分析报告，以便根据燃料特性及时调整运行工况。经常对燃烧系统运行情况进行全面检查，发现燃烧不良时应及时调整。对燃烧系统运行情况进行全面检查，发现燃烧不良时应及时调整。l4）低负荷工况运行，由于各种原因造成锅炉燃烧不稳时，应及时投入油枪、稳定燃烧，低负荷工况运行，由于各种原因造成锅炉燃烧不稳时，应及时投入油枪、稳
48、定燃烧，并查明原因，及时消除燃烧不稳的因素。并查明原因，及时消除燃烧不稳的因素。l5）锅炉进行燃烧调整或增加负荷时，除了保证汽温、汽压正常外，还应使水冷壁出口温锅炉进行燃烧调整或增加负荷时，除了保证汽温、汽压正常外，还应使水冷壁出口温度维持在正常值范围内。度维持在正常值范围内。l6）锅炉正常运行中，应定期就地观查炉内煤粉燃烧情况，并核对就地二次风门锅炉正常运行中，应定期就地观查炉内煤粉燃烧情况，并核对就地二次风门开度与开度与CRT画面上指示一致。画面上指示一致。l7）锅炉正常运行中，应保证排烟温度和省煤器前的氧量在规定的范围之内。锅炉正常运行中，应保证排烟温度和省煤器前的氧量在规定的范围之内。
49、第七十七张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节l燃烧器运行方式燃烧器运行方式 l低负荷时要少投燃烧器，采用较高给煤机转速，低负荷时要少投燃烧器，采用较高给煤机转速，保持较高的煤粉浓度。因为在低负荷运行时，炉保持较高的煤粉浓度。因为在低负荷运行时，炉膛的热负荷低，容易灭火，首先应考虑是燃烧的膛的热负荷低，容易灭火，首先应考虑是燃烧的稳定性，其次才是经济性。为了防止灭火，除在稳定性，其次才是经济性。为了防止灭火，除在燃烧器出口保持较高的煤粉浓度之外，还可适当燃烧器出口保持较高的煤粉浓度之外，还可适当降低炉膛负压，调整好各燃烧器的风煤配合，避降低炉膛负压，调整好各燃烧器
50、的风煤配合，避免风速过大的波动。必要时，可投入油枪助燃，免风速过大的波动。必要时，可投入油枪助燃，以稳定火焰。以稳定火焰。第七十八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4 超临界直流炉的运行调节投、停燃烧器一般可参考以下原则：投、停燃烧器一般可参考以下原则：l只有在为了稳定燃烧以及适应锅炉负荷和保设锅炉参数的情况下才投停燃烧器，这时经济性方面的考虑是次要的。l停上投下，可降低火焰中心，有利于煤粉燃烬。l需要对燃烧器进行切换时，应先投入备用的燃烧器，待运行正常后再停用运行的燃烧器，以防止中断和减弱燃烧。l在投、停或切换燃烧器时，必须全面考虑对燃烧、汽温等方面的影响，不可随意进行。在投、停燃烧