04锅炉动静态特性1

1、汽包锅炉正常运行汽包锅炉正常运行第一节 概述 各种状态参数之间的运行关系、变化规律称为锅炉运行特性运行特性。锅炉在各个工况的稳定状态下，各种状态参数都有确定的数值。如，不同的燃料量就有相应的蒸汽流量、相应的受热面吸热量、相应的汽温与汽压等，这些都是锅炉的静态特性静态特性。锅炉从一个工况变到另一个工况的过程中，各种状态参数随着时间而变化，最终到达一个新的稳定状态。各种状态参数在变工况中随着时间变化的方向、历程和速度等称为锅炉的动态特动态特性。性。 第一节 锅炉运行特性负荷负荷D汽温汽温T时间时间汽温汽温T静态特性曲线静态特性曲线动态特性曲线动态特性曲线返回第一节 锅炉运行特性主汽压力、主汽温度、

2、再热蒸汽温度、汽包水位、炉膛风压。第二节第二节 锅炉状态参数监控要求锅炉状态参数监控要求u 保障锅炉蒸发量满足机组负荷需要；u 保持蒸汽参数（汽压、汽温），保证蒸汽品质；u 汽包锅炉维持汽包的正常水位；u 维持燃烧的经济性，尽量减少各项损失，提高锅炉效率；u 及时进行正确调整，消除各种隐患、异常和设备故障， 保证机组的正常运行。调整的主要任务：监视主要参数：第二节 锅炉主要监控参数一、主蒸汽压力一、主蒸汽压力 汽压降低，减少膨胀做功的焓降，运行的经济性降低。汽压过高，机械应力过大；转子轴向推力增加。第二节第二节 锅炉状态参数监控要求锅炉状态参数监控要求第二节 锅炉主要监控参数2221212 .

3、1 .DDppgrgr扰动：燃烧、负荷二、主蒸汽与再热蒸汽温度二、主蒸汽与再热蒸汽温度 温度上升：机械强度下降，高温腐蚀和蠕变，材料松弛，严重时材料短期内损坏。 温度降低：经济性降低，热耗、汽耗增大、转子、汽缸发生热变形，振动加剧，水击事故。 第二节第二节 锅炉状态参数监控要求锅炉状态参数监控要求第二节 锅炉主要监控参数一、燃料量一、燃料量- -传热型式与传热量分配传热型式与传热量分配燃料量-传热型式与传热量分配是锅炉烟温、汽温静态特性的基础。第三节第三节 静静 态态 特特 性性第二节 静态特性 烟气温度 烟气容积2燃料量辐射传热型式传热量 )(4,1401apjxtfjzTTFQBQ)(af

4、TfQ第三节 静 态 特 性第三节 静态特性3燃料量-对流传热型式传热量第三节 静 态 特 性第二节 静态特性4传热量份额 u由于Bj增多时Qf下降，故辐射传热型式传热量份额随Bj增多而下降。u由于Bj增多时Qd上升，故对流传热型式传热量份额随Bj增多而上升。第三节 静 态 特 性第三节 静态特性5、负荷一烟温、汽温静态特性第三节 静 态 特 性第三节 静态特性沿烟道长度恢复特性负荷一汽温静态特性依据：依据：传热型式传热量份额分配分析结论。过热器是对流辐射联合型传热面。以对流型式为主。再热器为对流型式传热面。第三节 静 态 特 性第二节 静态特性D %MCRABfBQ 1二、过量空气系数变动

5、炉膛出口过量空气系数变化多是由炉膛入口过量空气系数变化及炉膛漏风系数引起的。 1炉膛辐射传热量fjQB单位燃料辐射传热量fQ理论燃烧温度火焰黑度afa第三节 静 态 特 性第三节 静态特性djQB 1 1烟气容积烟气流速对流传热量增大幅度小于烟气容积量的增大幅度，故烟气温度沿烟道流程下降速度比原来的相对较小。对流传热量djQBdQ第三节 静 态 特 性第三节 静态特性沿烟道长度、djQB对、djQB的影响与漏风点的位置有关。第三节第三节 静静 态态 特特 性性第三节 静态特性沿烟道长度漏风点排烟点炉膛出口沿烟道长度三、蒸汽温度静态特性影响因素三、蒸汽温度静态特性影响因素第三节第三节 静静 态态

6、 特特 性性第三节 静态特性1主蒸汽温度影响因素 grjsjsbbgrjgrDGhhhQDBh)(QQ=+负荷增加烟气流量烟气流速烟气侧放热系数工质流量工质侧放热系数出口温度传热温差主汽温度grDB/不变Q第三节第三节 静静 态态 特特 性性第三节 静态特性grjsjsbbgrjgrDGhhhQDBh)(1、负荷增加2.如果高压加热器停用给水温度给水焓值燃料量不变，Dgr下降Dgr不变，燃料量增加grDB/主汽温度3.水冷壁发生结渣Dgr出口烟温Dgr不变BB不变同样，省煤器、空气预热器积灰也会导致炉膛传热恶化，主汽温度升高。grDB/Q第三节第三节 静静 态态 特特 性性第三节 静态特性gr

7、jsjsbbgrjgrDGhhhQDBh)(2.炉膛出口过量空气系数对流传热量Q主汽温度再热蒸汽温度影响因素再热蒸汽温度影响因素第三节第三节 静静 态态 特特 性性第三节 静态特性grjsjsbbgrjgrDGhhhQDBh)(第四节第四节 动动 态态 特特 性性第四节 动态特性 动态特性是热工对象从一个平衡态到另一个平衡态的过渡特动态特性是热工对象从一个平衡态到另一个平衡态的过渡特性。对锅炉来说，是指锅炉在受到扰动时，各个参数随时间性。对锅炉来说，是指锅炉在受到扰动时，各个参数随时间的变化规律。对运行人员掌握锅炉变工况下的调节规律、分的变化规律。对运行人员掌握锅炉变工况下的调节规律、分析处理

8、异常工况很有意义。析处理异常工况很有意义。 一、汽压动态特性 1热量平衡原理及汽压动态特性蒸发设备输入侧的能量变化称为内部扰动，输出侧的能量变化称为外部扰动。内部或外部扰动都会发生汽压的变化。 输入输出的不平衡引起压力的变化蒸发设备输入热量：汽包进水热量、水冷壁吸热量。蒸发设备输出热量：离开汽包蒸汽热量、连续排污等。第四节第四节 动动 态态 特特 性性第四节 动态特性燃料量燃料量B B扰动扰动汽轮机调门汽轮机调门扰动扰动BttpDpD第四节 动态特性 一、汽压动态特性 vvGGddqbsmjjjddqbqsmzftcGhvhvhGhhGQ xszfvvvvvv qbtqbpkG qbpdphd

9、h 第四节 动态特性 一、汽压动态特性jqbqbqbqbtqsmzfqbGVVpdphdGGpkhGQdpd504030.0.20.1 jGVVI50403 qbqbqbqbtsmqzfpdphdGGpkGhQE 0.0.20.1第四节 动态特性 水位动态特性二、水位动态特性二、水位动态特性 虚假水位虚假水位：不是由于蒸发设备进出质量流量不平衡引起的水位变化。汽轮机调门突然开大增加负荷，气压迅速降低，所产生的附加蒸汽量会使水位胀起。从调节上看，应该增加给水量，但是根据水位判断却需要减小给水量。第四节第四节 动动 态态 特特 性性原因：一、是汽包内的物质平衡被破坏；原因：一、是汽包内的物质平衡被

10、破坏； 二、是汽包内的工质状态发生了变化。二、是汽包内的工质状态发生了变化。 燃料扰动：燃料扰动：水冷壁产气量增加，汽包水侧蒸汽容积增大，导致水位上升。蒸汽流量(正比于汽包压力)增加，所以压力增加，使水位下降。蒸汽流量大，使离开与进入的汽包蒸汽量差值增大，导致水位下降。第四节第四节 动动 态态 特特 性性第五节 状态参数调节第五节 状态参数调节汽压变化的实质汽压变化的实质: :锅炉产汽量与汽轮机需汽量之间的物质平衡锅炉产汽量与汽轮机需汽量之间的物质平衡外扰外扰：即外界负荷：即外界负荷D Dj j的变化（汽轮机调速汽门开度的变化）的变化（汽轮机调速汽门开度的变化） D Dj增加时，增加时，P P

11、降低降低内扰内扰：即锅炉内部工况的变化（燃烧工况和受热面的热交换）：即锅炉内部工况的变化（燃烧工况和受热面的热交换） 燃烧增强时，产汽量燃烧增强时，产汽量D Dq q增多，汽压增多，汽压P P升高升高 水冷壁污染，产汽量水冷壁污染，产汽量D Dq q减少，汽压减少，汽压P P降低降低外扰和内扰得判据外扰和内扰得判据：蒸汽压力：蒸汽压力P P和蒸汽流量和蒸汽流量D D的变化方向的变化方向 变化方向相反变化方向相反 外扰外扰 变化方向相同变化方向相同 内扰内扰 第五节 状态参数调节 汽压的调节是以汽压的调节是以改变锅炉蒸发量改变锅炉蒸发量作为基本的调节手段，汽包锅作为基本的调节手段，汽包锅炉，锅炉

12、蒸发量的改变可以通过对炉，锅炉蒸发量的改变可以通过对燃烧工况燃烧工况的调节来实现。的调节来实现。汽压调节两种方法： 机跟炉、炉跟机机跟炉、炉跟机 3燃料调节原理燃料调节：燃料量调节、风量调节和炉膛风压调节。增减燃料量信号同时调节燃料量与送风量，使风煤流量风煤流量匹配。 送风量作为风压调节前馈信号，使引风量跟随送风量增减。 氧量反馈信号用以纠正送风量，使风煤流量最佳配合。 炉膛风压反馈信号用以纠正引风量，使炉膛风压最佳状态。 锅炉主控锅炉主控给煤量给煤量调节装置调节装置送风量送风量调节装置调节装置引风量引风量调节装置调节装置比较器比较器V Vk kO O2 2P PB BB Bg gV VS S

13、v vy y给水运行调节大型锅炉一般配置两台调速汽动给水泵和一台调速电动给水泵。两台汽动给水泵容量各为50MCR，电动给水泵容量(3050)MCR。单冲量给水自动调节系统单冲量给水自动调节系统双冲量给水自动调节系统双冲量给水自动调节系统三冲量给水自动调节系统三冲量给水自动调节系统全程给水自动调节系统全程给水自动调节系统当锅炉负荷和压力变动时，自动控制系统无法识别产生的当锅炉负荷和压力变动时，自动控制系统无法识别产生的虚假水位现象。虚假水位现象。 不适用于大容量锅炉。不适用于大容量锅炉。返回过热器过热器蒸汽流量蒸汽流量（负荷）（负荷）D D给水给水调节阀调节阀汽包汽包省煤器省煤器给水流量给水流量

14、W W调节器调节器水位水位H H不能及时反映和纠正给水方面的扰动不能及时反映和纠正给水方面的扰动(如由如由于给水压力变化所引起的给水量的增减于给水压力变化所引起的给水量的增减)。 返回过热器过热器蒸汽流量蒸汽流量（负荷）（负荷）D D给水给水调节阀调节阀汽包汽包省煤器省煤器给水流量给水流量W W调节器调节器D DH H特点：既能补偿虚假水位的影响，又能纠正给水量的扰动。特点：既能补偿虚假水位的影响，又能纠正给水量的扰动。 过热器过热器蒸汽流量蒸汽流量（负荷）（负荷）D D给水给水调节阀调节阀汽包汽包省煤器省煤器给水流量给水流量W W调节器调节器D DH HW W过热器过热器蒸汽流量蒸汽流量（负

15、荷）（负荷）D D给水给水调节阀调节阀汽包汽包省煤器省煤器给水流量给水流量W WD DH HW W特点：启动初期切换至单冲量，当特点：启动初期切换至单冲量，当D30MCR时切换时切换 到三冲量。到三冲量。切换器切换器单冲量单冲量调调节器节器三冲量三冲量调调节器节器H H第六章第六章 直流锅炉状态参数特性直流锅炉状态参数特性与调节特点与调节特点第一节 直流锅炉静态特性 主汽温度与燃料发热量、锅炉效率、给水焓成正比。 只要保持B/GB/G不变,主蒸汽温度就不变。 对于有再热器，不同工况会影响辐射、对流传热型式传热量的分配，要保持主汽温需要调整B/G.B/G.一、汽温静态特性由质量平衡、热量平衡以及

16、工质流动压力降等因素决定。1燃料量扰动 给水流量随燃料量增加，保持B/GB/G比值 则由于蒸汽流量增大使汽压上升。 给水流量保持不变，B/GB/G比值上升，为维持汽温必须增加减温水流量 同样由于蒸汽流量增大使汽压上升。 给水流量和减温水流量都不变 则汽温升高，蒸汽容积增大，汽压也有些上升。二、汽压静态特性第一节 直流锅炉静态特性2给水流量扰动 燃料量随给水流量增加，保持B/GB/G比值 由于蒸汽流量增大使汽压上升。 燃料量不变，减小减温水流量保持汽温 则汽压不变。 燃料量和减温水量都不变 如汽温下降在许可范围内，则汽压上升。 第一节 直流锅炉静态特性第二节 直流锅炉动态特性 一、动态过程锅内工

17、质贮存量变化1物理现象过程过程：水通过省煤器进行加热，水冷壁进口为欠焓水，在水冷壁中进行加热、汽化和蒸汽微过热，蒸汽通过过热器加热。rslzflqlB受热面热负荷部分空间的贮水变成蒸汽rslzflql给水流量部分蒸汽空间变成水空间第二节 直流锅炉动态特性 压力高的锅炉，汽水密度差小，在相同的 扰动下， 值较小。 锅炉负荷高， 大，在相同的 扰动下， 值较小。 给水流量扰动G，动态过程中由于G与M对蒸汽流量有相反的作用。GGBB/、MGB、GB 、M第二节 直流锅炉动态特性二、汽温汽压动态特性1燃料量扰动 使蒸汽质量流量G Ggrgr先上升而后回复至等于给水流量G Ggsgs。 主蒸汽温度t t

18、grgr蒸先降后升。 汽压力p pgrgr开先上升，后保持不变。2给水流量扰动 蒸汽流量Ggr过一段时间后才逐渐上升至等于G Ggsgs。 主蒸汽温度t tgrgr，开始时由于G Ggrgr不变面不变，后来由于G Ggrgr上升而下降。 主蒸汽压力p pgrgr随着G Ggrgr增大而上升，后来由于主蒸汽温度下降而有些回落。3汽轮机调速汽阀开度扰动 蒸汽质量流量G Ggrgr随着增大，后随汽压力下降逐渐回复G Ggsgs。 主蒸汽压力开始时下降较快，随后下降速度减慢，最后稳定在较低数值。 主蒸汽温度先下降，最终蒸汽质量流量等于给水质量流量，主蒸汽温度恢复至原来值。 第三节 直流锅炉的调节特点一、燃料量给水质量流量比例直流锅炉负荷调节应同时调节燃料量B B与给水质量流量G G，保持比例不变，才能在满足负荷要求的同时，维持主蒸汽压力与主蒸汽温度稳定。质量能量的平衡。二、汽温信号取靠近过热器进口处的