直流锅炉升负荷煤水比

 　　直流锅炉升负荷煤水比

　　煤水比，是指锅炉中每燃烧一公斤煤所产生的蒸气量，代表了给煤量与锅炉给水量之比，也可以蒸发量。煤水比是锅炉运行中非常重要的一项工艺指标，也是直流锅炉调整很重要的一个概念，是直流炉的主要控制点之一。

　　直流锅炉的主要优点：

　　(1)金属耗量小;(2)启停时间短，调节灵敏;(3)不受压力限制，既可用于亚临界压力锅炉，也可用于超临界压力锅炉。

　　直流锅炉的主要缺点：

　　(1)对给水品质要求高;(2)给水泵电耗量大;(3)对自动控制系统要求高;(4)必须配备专用的启动旁路。

　　直流锅炉的特点：

　　水的临界点22.15MPa、374.15℃，大于这个压力，超临界机组。蒸汽压力超过27MPa，超超临界火电机组。由于超临界压力下无法维持自然循环即不能采用汽包锅炉，直流锅炉成为唯一型式。超临界机组不仅煤耗大大降低，污染物排污量也相应减少，经济效益十分明显。超临界机组与亚临界汽包锅炉结构和工艺过程有着显著不同，其特点：

　　1、超临界直流炉没有汽包环节，给水经加热、蒸发和变成过热蒸汽时一次性连续完成，随着运行工况不同，锅炉将运行在亚临界或超临界压力下，蒸发点会自发的在一个或多个加热区段内移动，汽水之间没有一个明确的分界点。这要求更为严格保持各种比值的关系(如给水量/蒸汽量、燃料量/给水量及喷水量/给水量等)。对直流锅炉来说，热水段、蒸发段和过热段受热面之间是没有固定界限的。这是直流炉的运行特性与汽包炉有较大区别的基本原因。

　　2、由于没有储能作用的汽包环节，锅炉的蓄能显著减小，负荷调节的灵敏性好，可实现快速启停和调节负荷，适合变压运行。但汽压对负荷变动反映灵敏，变负荷性能差，汽压维持比较困难。

　　3、直流炉由于汽水是一次完成，因而不象汽包炉那样。汽包在运行中除作为汽水分离器外，还作为煤水比失调的缓冲器。当煤水比失去平衡时，利用汽包中的存水和空间容积暂时维持锅炉的工质平衡关系，以保持各断受热面积不变。

　　直流炉的运行特性

　　动态特性指给水量、燃料量、功率(调门开度)变化而其他条件不变情况下蒸汽流量、汽温、汽压的变化。

　　1.给水量

　　给水量扰动时，在其他条件不变的情况下，给水量增加。由于壁面热负荷未变化，故热水段都要延长，蒸汽流量逐渐增大到扰动后的给水流量。过渡过程中，由于蒸汽流量小于给水流量，所以工质贮存量不断增加。随着蒸汽流量的逐渐增大和过热段的减小，出口过热汽温渐渐降低，但在汽温降低时金属放出贮热，对汽温变化有一定的减缓作用。汽压则随着蒸汽流量的增大而逐渐升高。值得一提的是，虽然蒸汽流量增加，但由于燃料量并未增加，故稳定后工质的总吸热量并未变化，只是单位工质吸热量减小(出口汽温降低)而已。


　　当给水量扰动时，蒸发量、汽温和汽压的变化都存在时滞。这是因为自扰动开始，给水自入口流动到原热水段末端时需要一定的时间，因而蒸发量产生时滞，蒸发量时滞又引起汽压和汽温的时滞。

　　2. 燃料量

　　燃料量扰动时，在其他条件不变的情况下，燃料量增加，蒸发量在短暂延迟后先上升，后下降，最后稳定下来与给水量保持平衡。其原因是，在变化之初，由于热负荷立即变化，热水段逐步缩短;蒸发段将蒸发出更多的饱和蒸汽，使过热蒸汽流量增大，其长度也逐步缩短，当蒸发段和热水段的长度减少到使过热蒸汽流量重新与给水量相等时，即不再变化。在这段时间内，由于蒸发量始终大于给水量，锅炉内部的工质储存量不断减少(一部分水容积渐渐为蒸汽容积所取代)。

　　燃料量增加，过热段加长，过热汽温升高，已如前述。但在过渡过程的初始阶段，由于蒸发量与燃烧放热量近乎按比例变化，再加以管壁金属贮热所起的延缓作用，所以过热汽温要经过一定时滞后才逐渐变化。如果燃料量增加的速度和幅度都很急剧，有可能使锅炉瞬间排出大量蒸汽。在这种情况下，汽温将首先下降，然后再逐渐上升。

　　蒸汽压力在短暂延迟后逐渐上升，最后稳定在较高的水平。最初的上升是由于蒸发量的增大，随后保持较高的数值是由于汽温的升高(汽轮机调速阀开度未变)。

　　3.功率(调门开度)

　　这里功率扰动是指主汽调门动作取用部分蒸汽，增加汽轮机功率，而燃料量、给水量不变化的情况，若调速汽门突然开大，蒸汽流量立即增加，汽压下降。汽压没有像蒸汽流量那样急剧变化。这是由于当汽压下降时，饱和温度下降，锅炉工质“闪蒸”、金属释放贮热，产生附加蒸发量，抑制汽压下降。随后，蒸汽流量因汽压降低而逐渐减少，最终与给水量相等，保持平衡，同时汽压降低速度也趋缓，最后达到一稳定值。

　　直流炉运行参数调节

　　1、直流锅炉汽压控制

　　机组负荷增加时，汽机调门开大，蒸汽流量立即增加，使得汽轮机功率也同样立即增加。由于锅炉给水流量和燃烧率还未变化，蒸汽流量和汽轮机功率的暂时增加是由于蒸汽压力下降而使锅炉放出蓄热引起。由于直流锅炉蓄热能力小，压力下降的速度大一些。稳定后汽压维持在偏低的数值，这是需要增加给水量和燃料量来维持主汽压力的下降，保持汽机的调门开度不能波动太大。

　　2、直流锅炉汽温控制

　　汽温调节的主要方式是调节给煤量与给水量之比，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。

　　过热汽温控制。过热蒸汽温度是由煤/水比和两级喷水减温来控制。取自过热器的减温水取自高加出口和省煤器的出口联箱，每级减温器喷水量为该负荷下的3%主蒸汽流量。系统在35%～100%BMCR负荷范围内维持出口汽温在569±5℃。在20%BMCR负荷以下不允许投喷水。如果喷水调节阀关闭超过10秒之后且过热汽温低于控制的目标值，则应关闭每个隔离阀。

　　再热汽温控制。滑压运行时，在50%～100%BMCR负荷之间，再热器出口蒸汽温度控制在569±5℃。正常运行期间，再热蒸汽温度由布置在尾部烟道中的烟气挡板控制。两个烟道的挡板以相反的方向动作。烟气挡板的连杆有一个执行器，可调节满行程限制值，使之在关闭位置下至少有20%的烟气量通过。再热汽温偏低时，再热器烟道挡板向全开位置调整，以减小再热器烟道阻力，增加通过再热器烟道烟气量，提高再热汽温。在负荷低于约85%时再热器挡板全开。过热器烟道挡板向关闭位置调整可增大过热器烟道阻力，这样将增加通过再热器对流受热面的烟气量以提高再热器出口汽温。(过再热器烟气挡板正常运行时两个开度之和必须大于120)

　　烟气挡板系统的响应有一定的滞后性，在瞬变状态时，可以投布置在冷再管道上的事故减温器。

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