锅炉机组的运行调整

1、 锅炉的运行调整 中卫热电生产准备部姬伟华锅炉运行调整的主要任务 一、燃烧调整 1、燃烧量的调节 2风量调节 3炉膛负压调节 4负荷变化时的燃烧调整 5燃烧器运行方式 6燃烧调整试验锅炉运行调整的主要任务 锅炉机组的运行，必须与外界负荷相适应。 由于其被调参数及扰动因素很多，锅炉运行是一个多种参数相互影响的复杂动态变化过程。 为机组的安全经济运行，必须对其进行相应的控制和调整。 否则，运行参数不能保持在规定的范围内变化，严重时会危及锅炉机组，甚至电厂的安全。锅炉运行调整的主要任务保持锅炉蒸发量满足机组负荷需要，且不得超过最大蒸发量；保持蒸汽参数和汽水品质在规定范围内；稳定给水，保持汽温、汽压稳

2、定，防止金属壁温超限；保持燃烧稳定、良好，减少热损失，提高锅炉效率；降低污染物的排放。锅炉运行调整的主要任务 为达到要求，对运行的锅炉一般应进行燃烧调整、蒸汽压力调整、蒸汽温度调整、水煤比、过热度的调整等。 对大容量锅炉机组，锅炉运行的监视和调整应充分利用计算机控制、程序控制及自动调节装置，提高运行工况的稳定性和调节质量。一、燃烧调整 是指通过各种调节手段，保证送入炉膛的燃料及时、完全、稳定和连续地燃烧，并在满足机组负荷需要前提下使燃烧工况最佳(锅炉燃烧工况的优劣对锅炉设备及整个电厂运行的经济性、安全性以及大气环境保护都有很大影响)。 现代大型燃煤机组，锅炉效率每提高1，将使电厂的发电标准煤耗

3、下降34g(kWh)。 锅炉燃烧调整是否得当是决定锅炉效率很重要的因素。 炉内燃烧是否稳定，关系到整个单元机组运行的可靠性。一、燃烧调整 如燃烧不稳，将引起蒸汽参数的波动，不仅影响负荷的稳定性，还会对锅炉本身、蒸汽管道和汽轮机带来冲击； 如果炉膛灭火，后果就更严重； 如果炉膛温度过高或火焰偏斜引起水冷壁、炉膛出口受热面结渣，还有可能增大水平烟道受热面左右烟温偏差而造成热偏差，产生局部管壁超温爆管。 所以，燃烧调节稳定与否是确保单元机组安全可靠运行的重要条件。 在正常燃烧工况下，燃烧调整是指燃料量、风量和负压的调节。1、燃烧量的调节 即：入炉风量和煤量的调节。 在燃用煤种和燃烧装置为既定的条件下

4、，正常的燃烧工况通过恰当的配风和煤粉细度来维持。炉内的燃烧工况可通过诸如温度、氧浓度等的测量值作出判断。但由于在煤粉炉内煤粉在炉内停留时间很短，燃烧过程进行迅速、测量表计的时滞，因此燃烧工况很难单纯通过仪表作出及时地反映和判断。何况诸如火焰偏斜、冲墙、受热面结渣之类的现象更难通过表计作出测定。 迄今，对炉内燃烧工况还是通过运行人员所积累经验来观察炉内火焰情况，作出判断并进行及时处理。1、燃烧量的调节 燃烧量的调节通过改变入炉煤粉量和风量来进行。 在大容量机组中，需要通过给煤机、磨煤机、燃烧器的投运层数、各风烟道的挡板开度以及送、引风机的调节和协同配合来完成。 在低负荷条件下，还需要稳燃油枪的配

5、合。 投运燃烧器的配置方式还需根据过热器，再热器的出口蒸汽的温度来决定。 在入炉风量中还需计入一、二次风以及燃尽风间的合理匹配，这就影响到着火的稳定以及着火后的混合；对于旋流燃烧器来说特别重要，因为火焰是以燃烧器为单位的，不像切圆燃烧那样，各燃烧器出口射流之间还有相互引燃、混合的作用。1、燃烧量的调节 燃烧的稳定性，要求燃烧器出口处的粉量与风量改变同时发生，使风煤比可以稳定，并使着火与燃烧工况可以稳定。过大的时间差和过大的变化幅度，容易使着火与燃烧工况产生过大的变化幅度，容易使着火与燃烧工况产生不稳定，甚至严重时会产生熄火。因此掌握从对给煤量开始调节到燃烧器煤粉量产生改变的时滞是重要的，掌握从

6、送风机的风量开始调节到燃烧器风量改变的时滞，同样是重要的。燃烧器出口风煤量的同时变化，可根据这一时滞时间差操作达到解决。一般情况下，制粉系统的时滞总是远大于风系统的，所以要求制粉系统的响应迅速，另一方面既然系统有一定负荷响应速度，超越这一速度的过大调节是不适宜的。 2风量调节 风量调节是燃烧调节的组成部分，入炉风量与入炉煤量共同维持炉内燃烧过程的风煤比。 前者影响或决定炉内燃烧过程所处的氧浓度条件和温度条件，决定炉膛出口的过量空气系数与温度。入炉风量或过量空气系数，除对燃烧工况以及排烟损失q2、可燃气体未完全燃烧损失q3、固体未完全燃烧损失q4和锅炉效率产生影响外，还将对过热器、再热器的工作和

7、出口蒸汽的温度产生影响。2风量调节 风量的调节是锅炉运行中一个重要的调节项目，它是稳定燃烧、完全燃烧的重要因素之一。当锅炉负荷发生变化时，随着燃料量的改变，必须同时对送风量进行相应的调节。 送风量的调节，在大容量锅炉中，都采用改变轴流送风机的动叶安装角大小来调节炉内送风量。当锅炉负荷增加或减小时，若风机运行工作点在稳定区域内，在出力允许的情况下，一般只需要通过调节送风机动叶的安装角大小来调节送风量。但风机严禁在喘振区工作，喘振报警时应立即关小动叶降低负荷运行，直至喘振消失为止。 3炉膛负压调节 一般锅炉都采用平衡通风方式，炉膛与烟道是处于负压。炉膛负压应维持在烟气不外逸的前提下，其值小些好，一

8、般保持在(-100土50)Pa。运行中即使送、引风量保持不变(平衡)，但由于燃烧工况总会有少量的变动，故炉膛负压也总是脉动的。炉膛负压指示应该是略有波动的，但如有强烈的波动，则意味着炉内的燃烧工况失去稳定，应迅速分析情况，防止炉内熄火等情况发生。3炉膛负压调节 炉膛负压通过引风机的静叶或动叶开度来调节，当锅炉负荷增减，入炉风煤量变化时，若引风量未能及时跟上，炉膛负压将发生变化。因此，炉膛负压的调节，实际上就是对引风量的调节。为避免炉膛正压，送、引风量的调整应该是同时的，在负荷增大时，引风量调节应略有超前；负荷减小时，略有滞后。 4负荷变化时的燃烧调整 为适应负荷的变化，需要调整燃料量。 对于直

9、吹式制粉系统，在负荷变化不大时，则采用同步改变各给煤机的转速来改变燃烧器的煤粉量。 当锅炉负荷变化大时，则采用启停磨煤机，即改变投停燃烧器层数的方法来改变燃料量。 锅炉负荷变化时，在调整燃料量的同时，应调整送、引风量，保持蒸汽压力，蒸汽温度的稳定。4负荷变化时的燃烧调整 增加负荷时，应先增加引风量，及时增加送风量，随之再增加煤量；减小负荷时，应先减给煤量，随之减少送风量，并减少引风量，维持炉膛负压。 随锅炉负荷的增减应及时调整送风量，以保持炉内合适的过量空气系数(即维持省煤器出口氧量值为规定值)，达到经济燃烧的目的。并通过保持炉膛负压自动控制引风机的运行工况，炉膛负压的设定值可在DCS盘面上手

10、动设定。负压设定完成后，不要频繁改变设置，因为负压自动调整需要一定时间和过程，频繁设定对自动调整不利。）5燃烧器运行方式 为了保持正确的火焰中心位置和避免发生火焰偏斜等现象，一般应力求使各燃烧器承担的负荷均匀对称，即将四个燃烧器的煤粉分配要均匀，风粉配合要适当。 对于直吹式制粉系统，它的四个煤粉调平手段主要依靠磨煤机出口的一次风管上节流孔板。由于节流孔板在运行一段时间后，易被煤粉磨损，使孔板特性发生变化，也即改变管路的阻力特性，引起四个煤粉分配的不均匀性，由此产生四个风粉配合的不均匀性，这一点在运行中特别要注意。如果节流孔板特性对四个煤粉调平产生问题的话，应及时更换节流孔板，以免影响锅炉正常的

11、燃烧工况。5燃烧器运行方式 燃烧器工况的好坏，不仅受配风工况的影响，而且与炉膛热负荷及燃料在炉内分布有关，即与燃烧器的运行方式(燃烧器的负荷分配、投停方式)有关。 对于前后墙布置的旋流燃烧器，改变前后墙布置的燃烧器的上下排煤粉喷嘴和辅助风量，也是调整火焰中心，改善气粉混合物和增加燃烧效果的常用措施。避免炉膛出口受热面结渣，并提高燃烧经济性。5燃烧器运行方式 低负荷时要少投燃烧器，采用较高的给煤机转速，保持较高的燃烧器出口的煤粉浓度。因为在低负荷运行时，炉膛热负荷低，容易灭火，首先应考虑燃烧的稳定性，其次才是经济性。为了防止灭火，除在燃烧器的出口保持较高的煤粉浓度之外，还可适当降低负压，调整好各

12、燃烧器的风煤配比，避免风速过大的波动，必要时可投入油枪助燃，以稳定火焰。 投停燃烧器一般可参考以下原则： 只有在为了稳定燃烧以及适应锅炉负荷和保证锅炉参数的情况下， 才投停燃烧器，这时经济性方面的考虑是次要的； 停上投下，可降低火焰中心，有利于煤粉燃尽，但要使蒸汽温度有所降低(与停下投上相比)；5燃烧器运行方式 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燃烧器，以防止中断和减弱燃烧； 在投、停或切换燃烧器时，必须全面考虑对燃烧、蒸汽温度等方面的影响，不可随意进行。 在投、停燃烧器或改变燃烧器负荷(即改变其来粉量)的过程中，应同时注意其风量与煤量的配合。运行中对于停用的燃烧

13、器，要通入少量的空气进行冷却，以保证喷口不易被烧坏(磨煤机冷风挡板开5)。 6燃烧调整试验 对新投产的锅炉，使用燃料发生较大变化或燃烧设备作了重大改造的锅炉，都应进行燃烧调整试验。燃烧调整试验的目的是提高锅炉燃烧调整的科学性，为自控设备提供合理整定参数，为日常运行操作调整提供依据。 由于锅炉燃烧系统的可调参数较多，燃烧调整试验应有目的有计划地选择对炉内燃烧工况有影响的若干个主要可调参数，先根据经验设定几个不同的数值，按单因素轮换方式或正交法安排试验，逐一进行有关经济性、安全性和排烟特性数据的全面测量。对所得数据进行科学处理与分析比较，求得该锅炉对试验煤种的燃烧特性及不同负荷下的合理燃烧方式、控

14、制方式和最佳运行参数等。6燃烧调整试验 燃烧调整试验的基本内容如下： 在不同锅炉负荷下(包括额定最大出力负荷和稳燃的最小负荷) 燃料量与燃烧空气量的配比，即过量空气系数的调整，这是各种锅炉燃烧调整的最基本内容； 燃烧器的配风工况，即调整燃烧器的可调参数，如直流燃烧器的一、二、三次风量与风速的大小，旋流燃烧器调风器的开度或轴向位置等； 煤粉细度的调整，通常采用改变粗粉分离器折向门的开度、旋转分离器转速的大小来变更煤粉细度；6燃烧调整试验 各燃烧器之间煤粉分配量的调整，对中间储仓式制粉系统，就是各给粉机给粉量的调整(一般要求各燃烧器给粉量的偏差在土5以内)，对直吹式制粉系统，除煤粉管道上带有可调缩

15、孔外，运行中无法调整，只能在运行中对煤粉管道内的煤粉进行等速取样试验，然后根据试验结果，在锅炉停运期间改进煤粉分配器或更换均流孔板等； 燃烧器不同组合投运方式试验，对直吹式制粉系统也就是磨煤机组合方式的试验； 为其他目的而进行的专门燃烧调整试验，如锅炉出力不足、炉内燃烧不稳定、火焰偏斜、水冷壁严重结渣或腐蚀等，以便查明原因寻求改进措施。二、运行参数的调节 (一)锅炉运行参数调节 锅炉在正常运行过程中由于外扰和内扰作用会使参数不断地发生变化，因此对运行参数进行调节是保证锅炉正常运行最基本的任务。除此之外，还需调整锅炉的燃烧状态，保证燃烧的稳定性和经济性；减少炉膛的结渣和对流受热面的积灰，确保受热

16、面传热正常；控制锅炉的连续排污和定期排污，以确保蒸汽品质；严格监视锅炉机组各个系统、部件和所有的辅机，排除各种隐患，确保它们处于正常运行状态。二、运行参数的调节 1主蒸汽压力的调节 主蒸汽压力的调节与单元机组运行方式有关。 定压运行时，汽轮机主汽门前蒸汽压力保持在额定的范围内，用改变汽轮机调速汽门的开度，来满足外界负荷的变化。滑压运行时，汽轮机调速汽门开度保持不变(全开或部分全开)，用改变汽轮机主汽门前蒸汽压力，来满足外界负荷的变化。我国生产的300MW和600MW机组，无论是自然循环锅炉、控制循环锅炉或直流锅炉，都可以两种方式运行。二、运行参数的调节 (1)定压运行时的调节 在负荷变化过程中

17、，对于定压运行的锅炉，应当严格控制主蒸汽压力变化的幅度和变化的速度。蒸汽压力的变化是由锅炉蒸发系统能量不平衡引起的。 输出能量的变化为外扰，外扰通常是正常运行负荷的增减或事故状态下大幅度地甩负荷。当外界负荷突然增加时，汽轮机调速汽门开大，主蒸汽流量增加。但由于燃料未能及时变化或燃烧系统的惯性，炉内辐射吸热量不能及时增长。蒸发系统输出能量大于输入能量，主蒸汽压力下降。由于锅筒锅炉蒸发系统热惯性，蒸汽压力下降时产生部分附加蒸发量，弥补了锅炉蒸发量的不足，对压力下降的幅度和速度都有缓冲作用。二、运行参数的调节 输入能量的变化为内扰，内扰通常是水冷壁辐射吸热量的变化。送入炉膛的燃料量、煤粉细度、煤质、

18、风量以及燃烧状态的改变，都会引起水冷壁辐射吸热量的变化，都属于内扰。 如果汽轮机调速汽门的开度不变，锅炉燃料量增加，水冷壁辐射吸热量随之增加，蒸发系统输入能量大于输出能量，蒸发系统内部能量增加，蒸汽压力升高。由于锅筒锅炉蒸发系统热惯性，产生负的附加蒸发量，弥补了锅炉蒸发量的过剩，对压力升高的幅度和速度都有缓冲作用。 无论内扰或是外扰，都可以通过改变送入炉内燃料量和风量来进行调节，主蒸汽压力降低。增加燃料量和风量；反之，主蒸汽压力升高，减少燃料量和风量。这是锅炉正常运行的基本调节手段。 二、运行参数的调节 如果锅炉的蒸发量已超过了允许值，或在其他特殊情况下，才用增减汽轮机调速汽门的开度来进行调节

19、。当主蒸汽压力急剧增高时，燃烧调节不可能及时控制蒸汽压力，必须打开旁路系统、过热器出口联箱的疏水门或排汽门，以确保安全。 机组定压运行时，主蒸汽压力的调节方式有三种：炉跟机方式、机跟炉方式、机炉协调控制方式。二、运行参数的调节 (2)滑压运行时的调节 机组滑压运行时，事先已制定滑压运行曲线。对于一定的汽轮机调速汽门开度定值，在滑压运行曲线上，主蒸汽压力与发电机负荷有一一对应的关系，根据发电机负荷便可确定主蒸汽压力的蒸汽压力定值。运行时，调节主蒸汽压力与蒸汽压力定值保持一致。二、运行参数的调节 主蒸汽压力的调节方式也同样有三种：炉跟机方式、机跟炉方式、机炉协调控制方式。 无论是定压运行或是滑压运

20、行，在主蒸汽压力的调整中必须调整锅炉燃料消耗量。它是由燃烧控制系统来完成，燃烧控制系统由三部分组成：燃料消耗量调节、送风量调节和炉膛负压调节。三个调节系统之间存在相互关系，燃烧控制系统必须使三者实现协调控制。二、运行参数的调节 2主蒸汽温度和再热蒸汽温度的调节 (1)主蒸汽温度的调节 通过炉膛火焰中心位置的调整，或改变喷水减温器的喷水量及其他手段都可以调节主蒸汽温度，目前大型锅炉大都采用控制减温器的喷水量来调节主蒸汽温度，能在一定的负荷范围内维持额定的主蒸汽温度。对于定压运行锅炉，调温范围为(60100)MCR；对于滑压运行锅炉，调温范围为(30100)MCR。对于减温水量等于零时的负荷称为蒸

21、汽温度控制点。 锅炉设计时为了获得较为平稳的主蒸汽温度特性，大型锅炉过热器受热面通常由辐射式过热器半辐射屏式过热器和多级对流式过热器组成，并将过热器受热面分成若干级。二、运行参数的调节 主蒸汽温度的控制系统有两种：分段式控制系统和温差式控制系统，如图2所示。 图图2 主蒸汽温度的控制系统主蒸汽温度的控制系统 二、运行参数的调节 分段式控制系统主要应用在屏式过热器的辐射特性和对流过热器的对流特性都不是很强的过热系统中。 对于屏式过热器的辐射特性和对流过热器的对流特性都很强的过热器系统，则采用过热蒸汽温度的温差式控制系统。 典型的由低温对流过热器、辐射屏式过热器和高温对流过热器组成的过热器系统，共

22、有两级喷水减温器，其分段式控制系统有两个调节器，分别为A1和A2。其中A1主要用来调节屏式过热器出口蒸汽温度，A2主要用来调节高温段对流式过热器出口蒸汽温度。图中d1和d2为微分器。二、运行参数的调节 A1以屏式过热器出口蒸汽温度和给定值的温差作为主要信号，以一级减温器出口蒸汽温度的变化率作为导前信号，来控制一级喷水减温器的喷水量(D1)。设置导前信号的目的是为了保证蒸汽温度调节过程中的稳定性。同样，A2以高温对流过热器出口蒸汽温度和给定值的温差作为主要信号，以二级减温器出口蒸汽温度的变化率作为导前信号，来控制二级喷水减温器的喷水量(D2)。 对于辐射特性和对流特性都很强的过热器系统，倘若仍然采用分段式控制系统，当负荷降低时，一级减温器喷水增高过多，而二级减温器喷水减少过大，会产生一、二级减温器喷水量严重失