直流锅炉运行特点及调节问题.docx

直流锅炉运行特点及调 直流锅炉运行特点及调节问题 闫顺林 ,张 斌 (华北电力大学 动力工程系 ,河北 保定 071003) 摘要 :介绍直流锅炉的蓄热能力和热惯性以及直流锅炉的运行调节特点 ,根据实验数据具体分析超临界 直流锅炉的动态特性 ,并分析各种扰动对直流锅炉参数的影响 ,提出了具体的调节策略 。 关键词 :直流锅炉 ;动态特性 ;运行调节 中图分类号 : T K22915 + 4 文献标识码 :A 文章编号 :1004 - 7948 (2008) 11 - 0037 - 04 引言 阀突然开大 、功率突然增大时 ,直流锅炉受到扰动而 恢复到原来水平的时间一般为 1～2min 。由此可见 直流锅炉由于蓄热能力和热惯性小对扰动比较敏感 。 大容量超临界直流锅炉具有运行经济性高 、负 荷适应性强的特点 ,是我国未来大型火电机组应用 的发展方向 。 直流锅炉相对汽包锅炉而言 ,能够在超临界压 力下运行 ,而且效率高 ,煤耗率低 。超临界锅炉的汽 温变化特性比亚临界锅炉更为复杂 ,汽温调节和控 制的困难程度随之增大 。本文对超临界直流锅炉动 态特性进行讨论 ,用计算机模拟出了大功率直流锅 炉的动态特性曲线 ,分析了直流锅炉运行的特点以 及运行中的调节问题 。 1 直流锅炉的特点 111 直流锅炉的蓄热能力和热惯性 自然循环汽包锅炉由于有重型汽包 、大的水容 积 、较粗的下降管和联箱等 ,使金属和工质的蓄热量 都很大 ,它的蓄热能力是同出力的直流锅炉的 2～3 倍 。直流锅炉无汽包 ,一般又采用较小直径的管子 作受热面 ,管壁也较薄 ,因而蓄热能力就较小 。 自然循环汽包锅炉的蓄热能力大 ,当受到外界 扰动时自行保持负荷及参数的能力就大 ; 并且由于 蓄热放出或存储的速度慢 ,来得及对参数进行调节 , 锅炉原有的稳定工况易于维持 。但蓄热能力大 ,蓄 热放出及存储的速度慢 ,当主动变动锅炉负荷时 ,使 负荷及参数的反应较为迟钝 。直流锅炉由于蓄热能 力小 ,在受到扰动时 ,自行保持负荷及参数的能力就 差 ,对扰动比较敏感 ,这样就对调节提出了更高的要 求 。当主动变动负荷时 ,虽然每降低一个大气压所放 出的附加蒸发量少 ,但释放的速度快 ,允许的降压速 度也大 ,因而其蒸汽参数能迅速跟上变工况的需要 。 锅炉的蓄热能力和热惯性对锅炉性能的影响如 图 1 所示 。根据某 900M W 直流锅炉试验 ,当截流 图 1 超临界 900MW 煤粉直流锅炉的蓄热能力和热惯性 112 直流锅炉的调节特点 由于直流锅炉的结构和热工特性 ,使它的参数 调节和自动调节系统比汽包锅炉要复杂得多 。对汽 包锅炉 ,由于汽包水容积的存在 ,给水量的调节和汽 温调节互不相关 ;由于过热器受热面是固定不变的 , 也使汽温调节较方便 。对于直流锅炉 ,加热 、蒸发和 过热各区段之间无固定界限 ,一种扰动将对各种参 数起作用 。例如给水量的变化将同时影响到锅炉蒸 发量 、汽压和汽温 ; 燃料的变化将影响汽压 ,也影响 汽温和蒸发量 ,并且对汽温的影响远甚于汽包锅炉 中的情况 。再则 ,由于直流锅炉的蓄热能力差 ,使工 况变动时汽压和汽温变动剧烈 。 2 直流锅炉动态特性 动态特性是热工对象从一个平衡状态过渡到另 一个平衡状态的过渡特性 。对锅炉来说 ,是指锅炉 在突然受到内 、外扰动时 ,在不加操作的情况下 ,汽 水通道各参数 (汽温 、汽压 、流量等) 随时间变化的规 节能2008 年第 11 期(总第 31 节 能 2008 年第 11 期 (总第 316 期) EN ER GY CON SERVA T ION — 38 — 律 。根据锅炉的这些规律 ,就可以了解锅炉运行中 可能产生的扰动的反应 ; 可以确定在各种不同扰动 下操作的极限允许值 。因此掌握动态特性 ,对提高 锅炉运行水平 ,分析处理异常工况 ,以及合理设计和 运用热工调节系统都具有重大意义 。 211 功率扰动 由于汽轮机负荷变化而引起的对锅炉运行工况 的变化称为功率扰动 。汽轮机功率扰动动态特性曲 线如图 2 所示 。 图 3 给水量增加扰动时的动态特性 213 燃料量扰动 炉内热负荷的变化是促使锅炉运行工况变化的 一种主要扰动 。如图 4 给出了当给水量不变而燃料 量增加时的动态特性 。当燃料量增加时 ,由于给水 量没有变化 ,因而产生的蒸汽量只是在一段时间内 超过了给水量 ,几分钟后就恢复到原来的数值 ,仍等 于给水量 ;开始时的蒸发量的短暂突增 ,使过热汽温 的上升发生延迟 ;由于过热区段金属蓄热的作用 ,使 过热蒸汽出口温度较过热区段开始部分汽温的延迟 更大 。汽压在滑压运行时 ,随着燃料量的增大逐渐 上升 。因此燃料扰动主要是引起汽温的变化 ,其变