锅炉运行控制

锅炉运行控制

锅炉工况变动的影响

锅炉工况是指锅炉运行工作状况，锅炉工况可以通过一系列有关的运行

参数来反映。如锅炉的蒸发量、工质的压力和温度、烟气温度、燃料量

O

锅炉在一定条件下运行时，用来反映锅炉工作状况的各个参数都具有确

定的数值，如果运行条件改变，则这些工况参数就要相应地发生变化。

如果工况参数一直保持不变，则这时的工况称为稳定工况。事实上绝对

的稳定是没有的，在实际运行中，即使在所谓稳定工况下，锅炉的各工

况参数也不断地发生微小的变化。

从锅炉运行角度来看，蒸汽负荷的变动是来自外界的一种干扰，或称为

外扰，此外，即使没有蒸汽负荷的变动，锅炉工况也不是一成不变的。

例如燃料量、燃料水分、烟道漏风、受热面积灰等的变动也都会影响锅

炉的工作。这类变化是由锅炉设备本身所引起的，故称为内扰。锅炉的

工况经常因受到外扰和内扰而发生变动，任何工况的变动都将引起某些

指标和参数的变化，如汽压、汽温和效率等。因此，充分了解工况变动

时锅炉工作所受到的影响对运行人员来说是十分重要的。

每一个因素的改变都会对锅炉工况产生一定的影响，几个因素同时改变

时，各种影响则相互交错，不易清晰地反映出变化的规律。为了便于分

析，下面就一个因素改变时对锅炉静态特性的影响的简单情况进行定性

讨论，同时假定其它条件均保持不变，这时，我们可以认为，几个因素

同时改变时给锅炉工作所带来的总的影响，就是每一因素单独改变E寸的

影响的总和。

一.燃料量变动的影响

L炉内辐射传热特性

当送入炉膛的燃料量变动时，炉膛内的温度和燃料在炉内的逗留时间均

将发生变化，这两种变化对燃烧效率有相反的影响，在一定范围内，它

们的影响是不大的。倡当负荷过大或过低时，将使燃烧效率降低很多，

对本炉来说，由于燃用低挥发分煤，燃烧损失将增加很多。

燃料量增加时，炉膛出口烟温随之升高，当理论燃烧温度不变而炉膛出

口烟浊升高时，炉内的平均温度水平也升高，炉内总的辐射传热量增加。

炉膛出口烟温升高表明炉膛出口烟气焰II”相应增大，然而单位燃料量送

入炉膛的热量Qi未变，故单位燃料量在炉内的辐射热量Q减少了。

Q=£(QL-II")

式中E―保热系数

2、对流传热特性

由上述可知，当增大燃料量B时，炉膛出口烟温和烟气量均将增大，必

然会增大对流受热面的传热量。

单位燃料的对流传热量为

Qd=KHAt/B

式中K——传热系数。K=I|J(ad+af)

W---受热面平均热有效系数；

H——对流传热面积；

△t——传热温压。At=0-1

当燃料量增大时，放热系数ad和af及传热温压均增加，而且，KAt的

增加幅度一般要超过燃料量本身的增加，因此使单位燃料的对流传热增

大，而且对流受热面离炉膛出口愈近，对流传热量增加得愈多。

实际上，当燃料量变动不大时，锅炉的效率可假定不变，这时燃料量B

与锅炉蒸发量成正比。这样燃料量增大时，单位燃料量的对流放热增大,

也就说明提高负荷时，单位工质在对流区中的吸热量增多，其特性恰好

同前述辐射传热特性相反。见图11-le图中Aif和Aid分别表示工质辐

射吸热和对流吸热。锅炉负荷变化对其它参数的影响示图11-2中，由

图可知，当负荷变化时，效率也随之变化，在某一负荷时可以到达最高

的效率，这一负荷叫做经济负荷，在经济负荷以下时，炉内温度随着负

荷的降低，使不完全燃烧损失显著增大，锅炉效率也随之降低；在经济

负荷以上时，如锅炉负荷降低，则由于排烟损失和燃料不完全燃烧损失

的减小，锅炉效率相应地提高。

二、过量空气系数改变的影响

当送风量变化或各部漏风量变化时，都会引起过剩空气系数的变动。

1、送风量改变

炉内过量空气系数是指炉膛出口处的过量空气系数Cd”。当空气量增多

时，所生成的烟气的热容VC增大，因而绝热燃烧温度Ta降低;空气

量增多还会使炉膛黑度减小，并使火焰中心位置升高，所有这些均将影

响炉内的辐射传热，绝热燃烧温度降低，将导致炉膛出口烟温降低，但

炉内辐

射传热的减少又会使炉膛出口烟温升高。图10-3示出过量空气系数同

各处烟温的关系。当炉内过量空气系数cd”增大时，燃烧生成的烟气量

增多，烟气在对流区中的温降减小使排烟温度升高，烟气量的增多和排

烟温度的升高，将使排烟热损失q2增大（图10-4）。在一定范围内

过量空气的增多有利于燃烧，使未燃尽损失q3和q4有所减小。对应各

项热损失最小（热效率最高）的过量空气系数称为最佳过量空气系数。

加大炉内过量空气系数对锅炉的影响同增大燃料量相近，同样会减少炉

内单位辐射传热量并增大单位对流传热量。

2、各部漏风量变化

漏风同上述过量空气系数增大的影响是一样的，只是漏入的是冷空气，

危害性更为严重，漏风的地点不同，产生的影响也不相同。燃烧器附近

或炉膛下部的漏风,对燃烧和辐射传热损失。

对流烟道的漏风将降低漏风点的烟气温度，使该段的传热温差和传热量

降低，至于离开该段的烟温可能比无漏风时更高或更低。但无论如何，

有漏风时,都会增大锅炉的排烟热损失。

三、给水温度变动的影响

锅炉的给水是由除氧器经过给水泵，高压加热器送来的，所以当高压加

热器的运行状况（如是否投用或发生故障，以及加热器受热面的清洁程

度等）改变时，将会引起给水温度的变化。另外，汽轮机负荷变化时，

也会导致给水温度的变化。

当给水温度降低时，燃料量的增加会使炉膛出口烟温比同样负荷下要高,

加之烟气流速的增加，因而增加了每公斤燃料在对流受热面区域的放热

量Qd，因此单位重量的工质在对流受热面的吸热B-Qa/D必然增加。

因而具有对流特性的过热器，其出口蒸汽温度将升高。此外给水温度降

低会增大省煤器中的传热温压，又会进一步增加省煤器的吸热量，并降

低出口烟温。

四、燃料性质变动的影响

在运行中，进入锅炉的燃料的性质可能发转动，在某些情况下还需改

用其它燃料，当燃料品种改变时，燃料的发热量、挥发分、水分、灰分

以及灰渣性质等都会改变，对锅炉工作有多种不同影响。如挥发分会影

响燃料的着火和燃烧，灰分含量和性质会影响未燃尽损失受热面污染、

磨损和环保；燃料水分不仅影响着火、燃烧和受热面腐蚀，而且还会使

各区的烟温和传热发生显著变化。

1、燃料灰分的变动

当燃料灰分增大时，其可燃物含量减少，故发热量、燃烧所需的空气量

和燃烧后所生成的烟气量都比设计值降低。如果保持燃料量不变，则由

于燃料发热量降低，使炉内总放热量随之降低因而锅炉蒸发量降低，同

时将使炉膛出口的烟气温度降低，以致对流受热面的传热温差减少，燃

料灰分增大之后，燃烧产物的体积也缩小，因此对流受热面的吸热量显

著降低。

要保持蒸发量不变，则必须增加燃料消耗量，烟气中的飞灰含量将大幅

度增加，就会加剧受热面的磨损并容易造成堵灰。

2、燃料水分的变动

图10・5示出燃料折算水分对锅炉工作的影响。燃料的水分对炉内烟温、

传热和排烟热损失的影响正如过量空气的影响一样。燃料水分增加则烟

气窖增大，而绝热燃烧温度降低，但是由于水分的比热较空气大得多，

影响程度就更为严重。随燃料水分的增加，绝热燃烧温度会显著降低，

因而炉膛出口烟温也将降低这时，炉内辐射传热减少和对流传热增大的

程度，要比增大炉内过量空气时更为显著。

锅炉运行参数的调节

锅炉机组运行的好坏在很大程度上决定了电厂运行的安全经济性。

锅炉机组的运行，必须与外界负荷相适应，由于外界负荷是经常变动的，

因此锅炉机组的运行，实际上只能维持相对地稳定。当外界负荷变动时，

必须对锅炉进行一系列的调整操作，使供给锅炉机组的燃料量、空气量、

给水量等作相应的改变，使锅炉的蒸发量与外界负荷相适应，否则，锅

炉运行参数就不能保持在规定的范围内，严重时，将对锅炉机组和电厂

的安全经济运行产生重大影响，甚至给人身安全和国家财产带来严重危

害。同时，即使在外界负荷稳定的情况下，锅炉机组内部某一因素的改

变，也会引起锅炉运行参数的变化，因而必须经常地监视其运行情况，

并及时正确地进行适当的调节工作。

在运行中对锅炉进行监瓶口调整的主要任务是：

(1)使锅炉的蒸发量随时适应外界负荷变化的需要;

(2)均衡给水，并随时维持汽包水位正常；

(3)汽压、汽温稳定在规定的范围内；

(4)保证合格的蒸汽品质；

(5)减少各项热损失，提高锅炉的效率。

一、蒸汽压力的调节

L汽压变化的原因

引起锅炉汽压发生变化的原因可归纳为两个方面：一是锅炉外部的因素,

称为〃外扰〃；二是锅炉内部的因素，称为〃内扰〃，而汽压变化的实

质是由于锅炉蒸发量与外界负荷的平衡关系遭到了破坏。

(1)外扰

外扰是指外界负荷的正常增减以及事故情况下的电负荷，它具体反映在

汽轮机所需蒸汽量的变化上，譬如，外界负荷增加时，由锅炉送往汽轮

机的蒸汽量就增多，则在锅炉蒸汽管内的蒸汽分子数量就减少。适当地

增加燃料量和风量，使锅炉产生的蒸汽数量相应地增加，则汽压将能较

快地恢复至正常数值。

(2)内扰

即由锅炉机组本身的因素引起汽压变化，这主要是指炉内燃烧工况的变

动（如燃烧不稳定或燃烧失常等）和锅炉内工作情况（如热交换情况）

不正常。

在外界负荷不变的情况下，汽压的稳定或燃烧失常时，炉膛热强度将发

生变化，使蒸发受热面的吸热量发生变化，因而水冷壁管中产生的蒸汽

量将增多或减少，这就必然引起汽压发生较大的变化。

此外，锅炉热交换情况的改变也会影响汽压的稳定，水冷壁管外积灰或

结渣以及管内结垢时，由于灰、渣和水垢的导热系数很低，都会使水冷

壁受热面的热交换条件恶化，使受热面内的工质得不到所需要的热量，

则必然会影响产生的蒸汽量，而引起汽压的变化。

（3）内撷口外扰的判断

在锅炉运行中，当蒸汽压力发生变化时，一般可根据汽压与蒸汽流量的

变化关系，来判断引起汽压变化的是由于外扰或内扰的影响。

如果汽压P与蒸汽流量D的变化方向是相司的，则大多是由于内扰的

影响，譬如当汽机调门开度不变时，如燃料量减少，则锅炉产汽量减少，

最终导致汽压下降。

实际上，单元机组内扰的影响过程是这样的：外界负荷不变时，若锅炉

燃料量突然增加最初压力上升，同时蒸发量相应增加，但为与外界负荷

相适应，汽轮机关小调速汽门。使汽压继续上升，蒸发量适当减少；反

之亦然。

2、汽压波动的影响

汽压过高是很危险的，安全阀万一发生故障不动作，则可能发生爆炸事

故，对设备和人身安全都会带来严重的危害。另一方面，即使安全阀工

作正常。汽压过高时由于机械应力过大，也将危害锅炉设备各承压部件

的长期安全性，当安全阀动作时，排出大量高压蒸汽，也会造成经济上

的损失。

如果汽压低于额定值，则会降低发电厂运行的经济性，这主要是由于汽

压降低将减少蒸汽在汽轮机中作功的焰降，使蒸汽作功能力降低，因而

使汽耗增大，若汽压降低过多，以致不能保持汽轮机的额定负荷，甚至

影响发电厂的负荷，此外，汽压过低使汽轮机的轴向推力增加，容易发

生推力瓦烧毁事故。

(1)汽压变化速度的影响

当负荷变化引起汽压变化时，汽压变化的速度说明了锅炉保持或恢复规

定汽压的能力，汽压变化的速度主要与负融化速度，锅炉的储热能力

以及燃烧设备的惯性有关。

负荷变化速度越快，引起汽压变化的速度也较快，反之，汽压变化速度

越慢。

锅炉的储热能力越大，汽压变化的速度越慢；储热能力越少，汽压变化

的速度越快，所谓储热能力是指当外界负荷变动而燃烧工况不变时，锅

炉能够放出或吸收的热量的大小，锅炉的储热能力与锅炉的水容积和受

热面金属质量的大小及蒸汽参数有关。水容积和受热面金属量越大，则

储热能力越大；蒸汽压力越高，液体热的变化越小，工质和金属能储存

或释放的热量越小。

燃烧设备的惯性是指从燃料量开始变化到炉内建立起新的热负荷所需

要的时间，燃烧设备的惯性大，当负荷变化时，恢复汽压的速度也就慢，

燃烧设备的惯性与燃料种类和制粉系统的惯性比中间储仓式制粉系统

的惯性要大。

汽压变化速度对锅炉工作有下述影响：

汽包压力的变动速度过大，会使水循环恶化，当循环回路下降管中水的

下降流速不大，而汽包流速不大，而汽包压力又急剧降低时，水在下降

管中可能发生汽化，当汽包压力急剧上升时，由于饱和温度升高，上升

管中产生的汽量就会减少。

若由于负荷突然增加使汽压突然降低时，可能弓I起蒸汽大量带水，因而

使蒸汽品质恶化和过热汽温降低。

另外，当汽压急剧变化时，还会导致虚假水位现象。

(2)汽压的调节

前已说明：汽压的变化反映了锅炉蒸发量与外界负荷之间的平衡关系，

外界负荷的变化是客观存在的，而锅炉蒸发量的多少则是可以由运行人

员通过对锅炉燃烧的调节来控制的。因此，对汽压的控制与调节，就是

运行人员如何正确地调整锅炉燃烧，以控制好锅炉蒸发量，使之适应外

界负荷需要的问题。

当负荷变化时，例如当负荷增加使汽压下降时,必须强化燃烧,即增加

燃料量和风量。如果先增加燃料量而后增加风量，并且如果风量增加较

迟，则将造成不完全燃烧，但是，由于炉膛中总是保持有一定的过剩空

气量，所以在某些实际操作中，则可以先增加燃料量，然后再适当地增

加风量，低负荷情况下，由于炉膛中的过剩空气一相对较多，因而在增

加负荷时也可先增加燃料量，后增加风量。

增加风量时，应先开大引风机入口静叶，然后再开大送风机调节动叶。

如果先加大送风，则火焰和烟气将可能喷出炉外伤人，并且恶化了锅炉

房的卫生条件。

增加燃烧量的手段是同时或单独地增加各运行燃烧器的燃料量（增加磨

煤通风量并相应增加给煤机转速）。或者是增加燃烧器的运行只数。

二、蒸汽温度的调节

汽温偏离额定值过大时，会影响锅炉和汽轮机运行的安全性和经济性。

汽温过高，会加快金属材料的蠕变，还会使过热器、蒸汽管道、汽轮机

高压部分等产生额外的热应力，因而缩短设备的使用寿命，当发生严重

超温时，甚至会造成过热器管爆破。

汽温过低，会使汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，对叶片的侵蚀作用加

剧，严重时将会发生水冲击，威胁汽轮机的安全，而且当压力不变汽温

降低时，蒸汽焰减小，蒸汽的作功能力相应减小，汽轮机的汽耗必然增

加，降低了电厂运行的经济性。

1、过热汽温的调节

本炉采用喷水式减温器，将给水直接喷射到过热蒸汽中以降低蒸汽温度,

这种调温方式只能使蒸汽减温而不能升温。为了保证在各种工况下汽温

维持额定值，过热器的受热面积都适当地设计得大一些，使在低负荷时

不投用减温器能得到正常的汽温，而在高负荷时则利用减温器来降低汽

:日

/mio

按设计要求，本锅炉应能在50%负荷至锅炉最大连续出力负荷范围内

保证过热汽温在额定值，为此，锅炉在50%负荷时，能够维持额定汽

温，并在此负荷点将减温器投入运行。随着负荷的增加，逐渐调整减温

水量，使得过热汽温在要求的范围之内。

本锅炉装置有两级喷水减温器。第一级作为粗调节，第二级作为细调节,

以此比较准确地控制过热器出口主蒸汽温度，使其符合规定数值。

此外，当汽温问题成为运行中的主要矛盾时，可以在燃烧工况允许的范

围由调节送风量，以改变流经过热器的烟气量，达到调节过热汽温的目

的。

2、再热汽温的调节

对于中间再热锅炉，与主蒸汽温度相似，再热汽温偏离额定值同样会影

响机组运行的经济性和可靠性。例如再热汽温偏低，将使汽轮机汽耗量

增加，再热汽温过高，可能会造成金属材料的损坏，特别是再热汽温的

急剧改变，将会导致中压缸与转子间的胀差发生显著变化，有可能引起

汽轮机的剧烈振动和事故，威胁设备的安全，因此，运行中也要采取必

要的调节措施，使再热汽温保持在规定的范围之内。

再热汽温与主蒸汽温度一样,也受到锅炉机组各种运行因素的影响，如

锅炉负荷、给水温度、燃料性质、燃烧工况以及受热面的清洁程度等工

况都将引起再热汽温发生变化，本炉再热器布置在水平烟道内，故再热

汽温的变化呈对流特性。但是，由于再热蒸汽的压力低，因而再热蒸汽

比热较主蒸汽为少，这样，等量的蒸汽在获得相同热量时再热汽温的变

化就比主汽温度大。此外，再热汽温还受到汽轮机工况的影响，在过热

器中，进口蒸汽温度始终等于汽包压力下的饱和温度，而在再热器中，

进口蒸汽温度则随汽机负荷的增加而升高，随负荷的减少而降低，所以,

再热汽温的波动要较主汽温度为大。

本炉的再热蒸汽温度主要是通过在炉膛底部注入热风予以调节的，在锅

炉最大连续出力时，热风注入挡板开度为零，随着负荷的降低，逐渐增

大炉底注入的热风量，并相应减少二次风和三次风量，使总风量与燃煤

量相适应，由于炉底热风的注入，抬高了炉膛火焰中心的位置"吏得炉

膛出口烟气温度升高，增加了再热器的吸热量，使再热汽温能够维持在

额定值。

在高负荷不正常运行条件下，可投入事故喷水减温，使再热汽温不至于

超过允许高限。

三、水位的调节

保持汽包内的正常水位是保证机组安全运行最重要的条件之一。

当水位过高时，由于汽包蒸汽室高度减小，会增加蒸汽携带的水分，使

蒸汽品质恶化。容易造成过热器积盐垢，使管子过热损坏，严重满水E寸，

会造成蒸汽大量带水，除造成过热汽温急剧下降外，还会引起蒸汽管道

和汽轮机内产生严重水冲击，甚至打坏汽轮机叶片。

水位过低，则可能引起锅炉水循环破坏，使水冷壁管的安全受到威胁,

如果出现严重缺水，而又处理不当时，则可能造成炉管爆破。

汽包的正常水位定在汽包中心线上51mm处，其正常变化范围为土

100mmo

L影响水位变化的主要因素

锅炉运行中，汽包水位是经常变化的，引起水位变化的根本原因，在于

工质平衡遭到破坏或工质状态发生改变，显然，当工质平衡（给水量与

蒸发量之间的平衡）遭到破坏时，必将引起蒸汽压力和饱和温度变化，

从而使水和蒸汽的比容以及水室中蒸汽泡数量发生变化。由此将引起水

位变化。根据上述引起水位变化的根本原因，可归纳出影响水位变化的

主要因素有锅炉负荷、燃烧工况和给水压力等。

（1）锅炉负荷

汽包中水位的稳定与锅炉负荷的变化有密切的关系，当负荷变化，也就

是所需要产生的蒸汽量变化时，若给水量不变或者不能及时地相应增加,

则蒸发设备中的水量逐渐被消耗，其最终结果将使水位下降，反之，则

将使水位上升。此外，由于负荷变化而造成的压力变化，将引起炉水状

态发生改变，促使它的体积也相应改变，从而也引起水位发生变化，此

即为虚假水位现象。

在正常情况下，当负荷增加时，其最终结果将使水位下降；当负荷降低

时，其最终结果将使水位上升。但是，当负荷剧烈变化时，水位的变化

还有一个明显的过渡过程，在这个过程中反映出来的水位变化并不立即

就是如上述的最终结果。譬如当负荷急剧增加时，汽压将很快下降，由

于炉水温度就是锅炉当时压力下的饱和温度，所以随着汽压的下降，炉

水温度就要从原来较高压力下的饱和温度下降到新的、较低压力下的饱

和温度，这时炉水（和金属）要放出大量的热量，这些热量又用来蒸发

炉水，于是炉水内的汽泡数量大大增加，汽水混合物的体积膨胀，所以

促进水位很快上升，当炉水中多产生的汽泡逐渐逸出水面后，汽水混合

物的体积又收缩，所以水位又下降，这时如果不及时地、适当地增加给

水量，则由于负荷急剧增加，蒸发量大于给水量，因而水位将很快地下

降。负荷急剧增加而给水量未作出调整时，汽包水位的变动见图10・6。

图中曲线1表示给水量小于蒸发量时的水位变化情况，曲线2表示汽压

突降对水位的影口味虚假水位)。水位的实际变动为曲线1和2的叠加，

如曲线3所示，水位先上升然后又迅即下降。

(2)燃烧工况

燃烧工况的改变对水位的影响也很大。在外界负荷不变的情况下，燃烧

强化时，水位将暂升高，然后又下降；燃烧减弱时，水位将暂降低，然

后又升高，这是由于燃烧工况的改变使炉内放热量改变，因而引起工质

状态发生变化的缘故。例如，当送入炉内的燃料量突然增加时，炉内放

热量增多，体积膨胀，因而使水位暂升高，由于产汽量不断增加，使汽

压上升，相应地提高了饱和温度，炉水中的蒸汽泡数量有所减少，水位

又会下降。如果这时汽压不能及时恢复，则由于蒸汽作功能力的提高而

外界负荷又没有变化，因而汽轮机调节机构将关小调速汽门，减少进汽

量，由于锅炉蒸汽量减少而给水量却没有变，因而使得水位又要升高。

(3)给水压力

如果给水系统运行不正常使给水压力变化时，将使送入锅炉的给水量发

生变化，从而破坏了给水量与蒸发量的平衡，必然引起汽包水位的波动。

在其它条件不变的情况下，给水压力高使给水量加大时，水位升高，给

水压力低使给水量减少时，水位下降。

2、水位的调节

对水位的控制调节比较简单，它是依靠改变给水调节阀的开度，即改变

给水量来实现的水位高时，关小调节阀；水位低时，开大调节阀。现代

大型锅炉机组，都采用一套比较可行的给水自动调节器来自动调节送入

锅炉的给水量，调节器执行机构除能投入自动外，还可以切换到远方手

动操作。

本锅炉的水位调节由二套自动调节系统来实现，即在低负荷

(<20%BMCR)时采用单冲量自动调节系统,当负荷大于20%BMCR

时，通常采用三冲量自动调节系统。

图10-7(a)为单冲量调节系统原理图，它是按汽包水位的偏差来调

节给水阀的开度，图中H表示汽包水位信号。这种调节方式的主要缺

点是：当蒸汽负荷和蒸汽压力突然变化时，由水容积中的蒸汽含量和蒸

汽比容改变产生虚假水位，从而使给水调节阀有错误动作。因此它只用

于低锅炉负荷下的水位调节。

图10-7(b)示出三冲量给水调节系统，在这种系统中，除水位信号

外，又增加了蒸汽流量信号D和给水流量信号G。它综合考虑了蒸汽量

与给水量相等的原则，又考虑了水位偏差的大小，既能补偿虚假水位的

瓜，又能纠正给水量的扰动。

四、燃烧调节

燃烧调节的任务是：

(1)燃烧供热适应负荷的需要，以维持稳定的汽压；

(2)保证良好燃烧，减少未燃烬损失，同时要防止锅炉金属烟气侧的

腐蚀和减少对大气的污染。

(3)维持炉膛内有稳定的负压。

燃烧过程是否稳定直接关系到锅炉运行的可靠性。例如：燃烧过程不稳

将引起蒸汽参数发生波动；炉膛温度过低将影响燃料的着火和正常燃烧,

容易造成炉膛灭火；炉膛温度过高或火焰中心偏斜将可能引起水冷壁、

凝渣管结渣或烧损设备，并可能增大过热器的热偏差。造成局部管壁超

:日笺笺

/nn^jo

燃烧过程的经济性要求保持合理的风、煤配合就是要保持最佳的过剩空

气系数；合理的一、二次风配合就是要保证着火迅速、燃烧完全；合理

的送、引风配合就是要保持适当的炉膛负压,减少漏风。

L燃料量的调节

本锅炉具有6套正压直吹式制粉系统，由于无中间储粉仓，因而制粉系

统出力的大小将直接影响到锅炉蒸发量，当锅炉负荷有较大的变动时，

需要启动或停止一套(或几套)制粉系统。若锅炉负荷变化不大，则可

通过调节运行的制粉系统的出力来解决。当锅炉负荷增加，要求制粉系

统的出力增加时应先开大磨煤楣口一次风机的进口风量挡板，增加磨煤

机的通风量，以选用磨煤机内的少量存粉量作为增荷开始时的缓冲调节;

然后，再增加给煤量，同时开大相应的二次风门，反之，当锅炉负荷降

低时，则减少给煤量和磨煤机通风量以及二次风量。

2、送风的调节

风量的调节是锅炉运行中一个重要的调节项目，它是使燃烧稳定、完全

的一个重要因素。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。

正常稳定的燃烧说明风、煤配合比较恰当，这时，炉膛内应具有光亮的

金黄色火焰，火焰中心应在炉膛的中部，火焰均匀地充满炉膛但不触及

四周水冷壁，火色稳定，火焰中没有明显的星点（有星点可能是煤粉分

离现象，此外炉膛温度过低或煤粉太粗时也会有星点），从烟囱排出的

烟气应呈浅灰色。

如果火焰炽白刺眼，表示风量偏大加果火焰暗红不稳,则有两种可能：

一种可能是风量偏小，另一种可能是送风量过大或漏风严重，致使炉膛

温度大大降低。

风量的具体调节，是通过液压执行机构调节送风机动叶的角度实现的。

3、炉膛负压及引风调节

本锅炉采用平衡通风方式，即炉膛烟气压力稍低于外面大气压，由于炉

膛内高温烟气产生自拔风力的作用。使炉内不同高度处的烟气压力不一

样，自炉底到炉顶，烟气压力是逐渐增高的；另外，由于烟气离开炉膛

时沿烟道克服流动阻力的结果，使烟气压力又逐渐降低下来，直到最终

由引风机提高压头后，才从烟囱排出，因此，整个锅炉炉膛和烟道内的

烟气压力都呈负压状态，其中以炉膛顶部的烟气压力最大（负压值最小）,

炉膛负压表的风压测点就装在炉膛靠近炉顶的出口处，只要炉膛顶部的

烟气保持着合适的负压值（一般为-50Kpa左右），即使炉墙有不严密

之处，也无烟气外泄之虑。

在单位时间里，如果从炉膛排出的烟气量等于燃料燃烧产生的烟气量，

则炉膛的负压就保持不变，否则炉膛负压就要发生变化。例如，在引风

量未增加前，先增加送风量，就会使炉膛出现正压。

当锅炉负荷改变而燃料量和风量发生改变时，随着烟气流速的改变，各

部负压也相应改变，锅炉负荷增加，各部分的负压也相应增大；反之，

各部分负压相应减小。

炉内燃烧工况一旦发生变化，必将迅速引起炉膛压力相应改变，当锅炉

的燃烧系统有故障或异常情况发生时，最先反映的就是炉膛负压发生变

化，如锅炉灭火，从仪表盘上最先反映出的现象是炉膛风压曲线的指示

急剧波动并向负摆到底，然后才是汽包水位、蒸汽流量等指示的变化，

在运行中，即使在送、引风机调节挡板开度保持不变的情况下，由于燃

烧工况总有少量的变动，故炉风压是脉动的，反映在炉膛风压曲线上就

是经常在控制值的左右轻微晃动。

当燃烧不稳时，炉膛风压将产生强烈的脉动，炉膛风压表的指针也相应

作大幅度的剧烈晃动。运行经验说明，当炉腹风压发生强烈脉动时，往

往是灭火的预兆。这时，必须加强监视和检查炉内火焰情况，分析原因，

并及时地进行适当的调整和处理。

锅炉引风量是根据送入炉内燃料量和送风量的变动情况来进行调节的，

引风机的具体调节方法是通过电动执行机构操纵引风机入口导向挡板,

以改变其开度来实现的。

锅炉的启动和停运

锅炉的启动分为冷态启动和热态启动两种。所谓冷态启动，是指锅炉经

过检修或较长时间备用后，在没有压力而其温度与环境温度相接近情况

下的启动；热态启动，则是指锅炉经较短时间的停用，还保持有一定压

力和温度情况下的启动。热态启动时的工作内容与冷态启动大致相同，

为了能了解锅炉启动工作的全过程，我们将以冷态启动作为讨论的基本

内容。

锅炉启动的时间，是指从点火到带额定负荷所需要的时间，在确定锅炉

启动时间时，应考虑以下两个原则：

(1)使锅炉机组各部件逐渐和均匀地得到加热,不致产生过大的热应

力；

(2)在保证设备安全的前提下，尽量缩短启动时间，并减少启动中的

工质损失和热量损失。

在启动过程中，水循环不良、过热器、再热器冷却不够和省煤器中水不

流动，可能会造成爆管事故；另外，由于炉温较低，也容易出现灭火爆

燃事故。启动过程中，燃烧损失较大，又不可避免地要排汽和放水，以

致造成工质和热量损失，因此，锅炉启动时要注意安全问题和经济问题。

锅炉停运是一个冷却过程，同样存在着设备部件的安全保护问题,如果

冷却速度过快，也可能产生危险的热应力，损伤设备。

一、单元制锅炉的启动

按着汽轮机冲转时蒸汽参数的不同，单元制机组分为额定参数启动和滑

参数启动两种。

额定参数启动是指锅炉首先启动，蒸汽参数升至额定值，然后再冲动汽

轮机，汽轮机从冲转至带额定负荷，电动主闸门前的蒸汽参数始终保持

在额定值，由于这种启动方式存在诸多缺点，大型机组已不再采用这种

启动方式。

滑参数启动是指在锅炉点火、蒸汽升压升温的过程中，利用低温压蒸汽

来进行暖管，并随着汽温汽压的升高逐步提高到一定参数，汽轮机组冲

转，待发电机并网后逐步升温、升压增加负荷，在整个启动过程中，自

动主汽门前的蒸汽参数随机组转速或负荷的变化而滑升。

单元机组采用滑参数启动的优越性表现在以下几方面：

(1)缩短了启动时间，因而增加了运行调度的灵活性，因为滑参数启

动时，蒸汽管道的暖管和汽轮机的启动过程与锅炉的升压过程同时进行,

使整个机组的启动时间得以缩短。

(2)增加了机组的安全可靠性，滑参数启动时，整个机组的加热过程

是从较低的参数下开始的，因而各部件的融膨胀比较均匀，对锅炉而

言，可使水循环工况改善，过热器的冷却条件亦得以改善；对汽轮机而

言，由于开始进入汽轮机的是低压低温蒸汽，蒸汽的容积流量较大，容

易充满汽机，而且流速也可增大，使汽轮机各部分得到均匀而迅速的温

升，故热应力工况可以得到改善。

(3)能提高经济性。启动时间的缩短可以减少启动过程中的燃料消耗

和工质的损失，并使机组早发电。

单元机组的滑参数启动分为真空法和压力法两种。压力法滑参数启动应

用较广，所谓压力法滑参数启动，是指待锅炉所产生的蒸汽具有一定的

压力和温度后，才冲转汽轮机，下面我们对压力法滑参数启动时锅炉的

操作步骤作一简单说明。

L启动前的检查和准备

做这项工作的目的是使所有设备和系统均处于准备起动状态。以便达到

随时可以投入启动的条件。

启动前检查与准备的主要内容如下：

(1)炉内检查

包括燃烧室及烟道内部的受热面、燃烧器、炉墙、风烟档板、等。

(2)炉外检查

包括燃烧系统的送、引风机出口挡板，一、二、三次风挡板，二次风总

风门，其它各处挡板及传动装置、开度指示；炉墙各孔门等。

(3)汽水系统检查

包括主蒸汽及给水管道中的汽水阀门、空气门、排污门、事故放水门、

再循环门、汽包、联箱的膨胀指示器、汽包水位计、汽水系统中的远方

控制机构等。

(4)各种电气设备的检查和电动阀门的遥控试验。

(5)热工仪表、信号装置、指示灯、操作开关和自动调节设备的检查。

(6)各转动机械的检查与试转。

(7)燃料储存量应充分，制粉系统应处于准备启动状态。

2、锅炉进水

当高温水进入常温汽包时，汽包上下壁、内外壁之间会出现温度差，从

而引起热应力，因此，一般规定：冷炉的进水温度不得超过90℃（-

般电厂都用大约94V的除氧水作为进水，当水流经省煤器和连接管道

进入汽包时的温度最初约为70（左右）。高压以上锅炉的进水持续时

间一般为2〜4小时，冬季应较夏季长。

考虑到在锅炉点火以后，炉水将受热膨胀和汽化，故点火前，汽包进水

高度一般只需加到水位计的最低可见水位，以免启动过程中由于水位太

高而大量排放，进水结束后，如水位有上升或下降的现象，则应检查给

水阀、排放阀和排污阀的开关状态以及锅炉各处的严密性，不正常的情

况应予以组正。

3、点火

锅炉点火前，首先启动回转式空气预热器，以使预热器受热面能受到均

匀的加热，然后投入暖风器，并开启弓I、送风机，对炉膛和烟道进行吹

扫，以清除可能残存的可燃物，防止点火时发生爆燃，吹扫时通风时间

不少于5分钟，通风的容积流量应大于额定值的25%,对一次风管应

吹扫3~5分钟，油枪利用蒸汽吹扫,以保证管路畅通。

本锅炉采用0号轻柴油作为点火燃料，应根据燃烧工况、各部温度情况

和燃烧性质等条件羟过一定的时间以后再投入煤粉燃烧器，投粉以后,

如发生炉腔灭火，应立即停止送粉，并对炉膛进行适当的通风，然后再

重新点火。以免未点燃的煤粉突然燃烧，形成爆燃，以致损坏设备和伤

人。

点火时的喷油量和投煤粉以后的喷粉量均应控制恰当，既要考虑尽量使

炉膛受热均匀。又要防止升温速度过快而造成汽包壁温差过大和过热器

管金属超温等。

4、升温升压

(1)升压过程

锅炉点火以后，炉水温度逐渐升高并产生蒸汽，汽压逐渐升高，从锅炉

点火直到汽压升至工作压力的过程，称为升压过程。

就升压而言，锅炉很容易做到，只要炉内燃烧，暂不送或少送蒸汽，压

力就很快地升高，然而升温的问题就比较复杂。升温速度取决于燃烧率。

为了保证设备的安全，升温速度和燃烧率都有严格的控制，但是对锅炉

来说，汽轮机要求冲转的参数总是压力较低而温度较高，因此，在锅炉

的启动中必须设法缓和压力的上升，而尽可能加快汽温的升高。

由于水和蒸汽在饱和状态下温度和压力存在一定的对应关系，所以蒸发

设备的升压过程也就是升温过程，通常以控制升压速度来维持升温速度。

为使汽包和受热面的温升不致过快，以免由于温差过大产生较大的热应

力而引起设备发生变形，故锅炉的升压速度不能太快。

根据运行实践高压以上锅炉升压过程中的平均温升速度大约为1.5〜

2.0℃/mino

(2)升压升温过程中的定期工作

锅炉点火以后，随着压力的逐渐升高，锅炉运行人员应按照一定的要求，

在不同的压力下进行有关操作和检查工作。

①当汽压升至0.15~0.2MPa左右，空气已排完，应关闭空气门,冲洗

一次水位计，冲洗后应仔细校对水位，以保证指示正确。

②当压力升至0.2〜0.4MPa时，可进行锅炉下部放水，以使蒸发面各

部分受热均匀，并放出沉淀物提高炉水品质，同时也可检查水冷壁放水

系统是否畅通，在放水过程中，应密切注意汽包水位的变化，为尽早建

立正常的水循环，在点火升压的开始阶段，对水冷壁下联箱的放水时间

可长一些，此外，在升压中其应根据汽包壁温差及水冷壁膨胀情况，可

再放水1~2次，放水时应区别不同情况，对于膨胀能量小的联箱,放

水应加强。

③当压力升至0.3~0.5MPa时,应稳压一己殳时间，以便拧紧检修中拆

卸过的螺栓，如汽包人孔门螺栓等，因为部件受热膨胀后螺栓可能松动。

④当汽压升至0.4~0.5MPa时，可以开始进行主蒸汽管的暖管工作。

⑤当汽压升到接近额定压力之前(约80~90%额定压力)，应再次冲

洗水位计，并校对二次水位计是否正确可靠。

⑥检修过的安全门，在额定压力以前应进行校验工作。

(3)受热面热膨胀的监视

在升压过程中，必须注意监视汽包，各联箱和管道的热膨胀情况，定期

检查和记录各监视点壁温和各处膨胀指示器的指示值，以判断其膨胀是

否正常。

对于膨胀量小的水冷壁，可加强下联箱的放水,把汽包中较热的水引下

来，以加快水冷壁的加热，同时促进水循环，放水可以增加汽包内水的

流动，这也是减小汽包上下壁金属温差的一种方法，但注意放水量适当，

放水点要选择适宜。

(4)升压时升温升压太快，汽包金属往往会受到过大的热应力，下面

对汽包在启动中受到的几种主要应力作简单分析。

在启动开始阶段，蒸发区内的自然循环尚不正常，汽包里的水流动很慢

或局部停滞，对汽包壁的放热系数很小，故汽包下部金属温度升高不多，

汽包上部与饱和蒸汽接触，蒸汽对金属凝结放热，此放热系数比汽包下

部的大很多，故汽包上部金属温度较高，这种上下温差将使汽包趋向于

拱背开头的变形。但由于有管子相连，汽包不能自由变形，因此汽包上

部金属受到轴向压应力，下部金属受到轴向拉应力，上下温差愈大，则

热应力愈大，一般规定，汽包上下金属的温差不许超过50℃

在起动过程中，汽包金属从工质吸收热量，温度逐渐升高，并不断通过

保温层向外界散热，汽包壁的内面温度较高，外面温度较低，这一温差

将使内面承受压应力，外面承受拉应力。

随着工质的受热，蒸汽压力逐渐升高，汽包壁将承受切向、轴向和径向

机械应力。

由上述的分析可知，汽包的上下温差和筒壁金属的内外温差，均会造成

热应力，这些温差的大小在很大程度上决定了工质的温升速度，速度越

大温差愈大，一般规定汽包内工质温度的平均升高速度不应超过L5~

2.（rC/min,一般电厂对每台锅炉根据试验或经验制定升压曲线，作为起

动时的依据。

在开始阶段，汽包内的压力很低，金属主要承受由温差引起的热应力，

但这时的各种温差往往很大，故升温速度应该小些；另一方面，压力愈

低，升高单位压力时的相应饱和温度的上升愈大（见表10-1）。因此，

开始时的升压应特别缓慢，在这个阶段内，应采取种种措施，如维持燃

烧稳定和均匀，进行水冷壁下部的定期放水等来促进水冷壁内正常的水

循环，以加强汽包水的流动，从而减少汽包上、下部的温差，在随后的

阶段，水循环渐趋正常，汽包上下壁温差逐渐减小，但仍应限制升压速

度，使汽包壁的内外温差不致过大，当压力接近额定值时，汽包金属的

机械应力接近设计值，这时仍应限制升压速度。

⑸过热器的保护

锅炉正常运行时,过热器管被高速蒸汽所冷却，管壁金属温度比蒸汽温度

高得不多，在启动过程中情况则大不相同.在冷炉启动以前,直立的过热器

管内一般都有停炉时蒸汽的凝结水或水压试验后留下的积水，点火以后,

这些积水将逐渐蒸发，锅炉起压以后，部分积水也会被蒸汽流所排除。在

积水全部蒸发或排除之前，某些管内没有蒸汽流过，管壁金属温度仍不

会比烟温低很多，因此一般规定，在锅炉蒸发量小于约9%额定值E寸，

必须限制过热器入口烟温，考虑到在启动初始阶段，烟气侧有较大的热

偏差，故烟温的限值应比过热器金属允许承受的温度还要低些，控制烟

温的手段是限制燃烧率或调整炉内火焰的位置。

随着汽包压力的提高，过热器内蒸汽流量增大，管壁得到较好的冷却，

这时可逐渐提高烟温，并用限制出口汽温的办法来保护过热器，此限值

通常比额定负荷时的汽温低50~90℃z升压过程中过热器的出口汽温

主要决定于当时的燃烧率和排汽量，也与炉内火焰位置和过量空气系数

有关。在启动过程中，有时也用喷水减温，但应注意，喷水量不能太大，

以防喷水不能全部蒸发而积存在过热器管内。

(6)省煤器的保护

一般锅炉启停时，利用汽包与省煤器下联箱的再循环管。形成经过省煤

器和自然循环回路，来保护省煤器，使之秘过热，对于本炉来说，省

煤器单级布置,相对吸热量减小，省煤顺入口烟温为495℃,在低合金

钢可以承受的温度范围内，在锅炉启停时，省煤器前烟温还低于上述温

度。此外单元机组启、停时，为了保证汽包水位，一般多采用小流量连

续给水方式，使省煤器受到冷却，故本锅炉不设置再循环管。

5、暖管

锅炉启动前，从锅炉未过出口到汽轮机自动主阀门之间的主蒸汽管道是

冷的，管内可能还有积水，管子与其附件的厚度相差较大，如果高温蒸

汽突然通入，将会使其产生破坏性的热应力，还可能发生严重的水击和

振动。因此，在锅炉点火后利用其所产生的低温蒸汽对主汽管道及管道

上的阀门进行预热和疏水，这个过程称为暖管，为避免产生很大的热应

力，暖管对温升速度一般不超过3~5oC/min。

二、锅炉的停用

把正常工作的锅炉停下来作为热备用或冷备用，或准备进行检修，称为

正常停炉，由于设备或系统发生事故而被迫停炉，则称为事故停炉。

正常停炉时，应逐渐减少煤量，同时相应地减少送引风量，当负荷低于

额定值50〜70%时，为了保持燃烧的稳定，防止突然灭火或爆燃事故，

应投入助燃油枪，待负荷和参数都比较低时，才将锅炉熄灭。熄火时的

锅炉负荷越低，熄火后系统的压力就愈稳定，熄火后应立即进行炉膛吹

扫，以清除炉膛和烟道内的可燃物。

锅炉停止燃烧后进入降压和冷却阶段，此时，必须防止汽包等部件因冷

却速度太快而产生过大的热应力，一般在最初4~8小时内，锅炉吹扫

后，停送、引风机，关闭锅炉各处门、孔和挡板，以免锅炉急剧冷却，

此后，可逐渐打开烟道挡板及炉膛各门、孔，进行自然通风冷却，同时

进行一次进水和放水,以促进锅炉内部水的流动，使各部件的冷却都比

较均匀，8~9小时后，如有必要加快锅炉冷却，可启动送引风机进行

强制通风冷却，并适当增加进水和放水次数。若需把炉水放净时，应待

锅炉汽压下降到规定的数值，炉水温度也不高时（一般应低于℃）