直流锅炉调节特点

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论直流锅炉的汽温调节

论直流锅炉的汽温调节摘要：汽温是660MW级超超临界直流锅炉主要控制指标，与汽轮机热效率和有效焓降有直接关系，控制稳定的汽温关乎锅炉、汽轮机的安全经济运行。

直流锅炉燃烧率直接影响锅炉汽温变化,按要求控制水煤比，保证各负荷工况中间点温度处于正常，是直流锅炉汽温控制的主要调整原则。

关键词：过热度中间点温度静态特性水煤比喷水减温一、概述京能五间房煤电一体化项目2×660MW超超临界空冷机组的锅炉为北京巴布科克•威尔科克斯有限公司生产，锅炉型号B&WB-2117/29.4-M。

锅炉型式采用П型、超超临界参数、变压直流炉、单炉膛、前后墙对冲燃烧，一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、紧身全封闭布置，设有无循环泵的内置式启动系统。

前后烟道底部设置烟气调温挡板来调节烟温。

来自高加的给水首先进入省煤器进口集箱，然后经过省煤器管组和悬吊管进入省煤器出口集箱。

水从省煤器出口集箱经一根炉膛下降管被引入位于炉膛下部的水冷壁进口集箱，然后沿炉膛向上经螺旋水冷壁进入水冷壁中间集箱。

从水冷壁中间集箱出来的工质再进入上部的垂直水冷壁，由水冷壁出口集箱经连接管进入出口混合集箱，充分混合后进入锅炉前部的汽水分离器。

锅炉在最小直流负荷点（本生点）以下运行时，进入分离器的工质是汽水混合物，分离器处于湿态运行。

分离出的水经贮水箱排入疏水扩容器。

汽水分离器分离出的蒸汽依次流过锅炉顶棚、水平烟道侧包墙、尾部烟道包墙、低温过热器、屏式过热器、后屏过热器和末级过热器。

各级过热器之间共设两级（4个）减温器。

汽机高压缸排汽经冷再管道进入低温再热器进口集箱，依次流过低温再热器管组、高温再热器管组，最后经热再管道进入汽机中压缸。

再热器设有两级减温器，必要时可用它来控制再热汽温，但正常情况下再热汽温应由尾部烟气调温挡板来控制以提高电厂的经济性。

二、汽温调节特性1、汽温的静态调整特性直流锅炉各级受热面串联布置，水在加热蒸发、汽化和过热过程中没有明显的临界点，随着锅炉运行工况的变化，各受热面吸热比例发生变化，导致该临界点时刻在变化，直接影响出口蒸汽参数。

直流锅炉燃烧及给水调整

直流锅炉燃烧及给水调整一、直流锅炉给水控制的特点与给水控制对象动态特性1、锅炉启动阶段（湿态运行），为了水冷壁的安全，启动一开始就必须以最小安全流量向锅炉连续上水，同时维持储水罐水位正常，以保证机组的安全运行。

2、转干态以后，蒸发量不仅决定于燃烧率同时也决定于给水流量，给水调节的任务是满足机组负荷的需要同时维持中间点温度有合适的过热度，防止返回湿态和水冷壁及过热器超温，对过主汽温进行粗调。

给水投自动后，锅炉负荷经动态延迟函数器、函数器得出相应锅炉负荷下需要的给水流量再加上经中间点温度修正的信号（机组负荷大于55%时中间点温度给定值被喷水比修正）作为给水流量最终给定值，给水流量测量值（经给水温度修正后）与其给定值的偏差经PID计算后作为给水控制信号送给给水泵转速控制系统。

3、给水流量扰动下的动态特性：给水流量阶跃增加时，蒸发量、汽温、汽压的变化都存在迟延，运行时要注意分析总结了解其动态特性，尤其是对主汽温的延迟较大，这对正常调整和异常工况的处理很有帮助。

二、过热汽温的调节1、蒸汽流量扰动下过热汽温对象的动态特性：燃烧率增加对流式过热器出口的汽温升高，辐射式过热器出口的汽温降低，最终末级过热器出口的汽温仍随着负荷的增加/减少而升高/降低。

当蒸汽流量扰动时，由于过热器上各点的汽温几乎同时变化，因此过热器出口汽温变化的延迟很小，如果蒸汽流量的增加是汽机侧引起的，则在锅炉燃烧率调整之前，过热汽温是随着蒸汽流量的上升而下降，这就是为什么超温的时候开大汽机调门能快速把主汽温度降下来的道理（严重超温时可利用锅炉的蓄热适当加负荷：CCS或TF方式下将滑压开关退出，适当将主汽压力给定值设小，让汽机开调门）。

2、烟气传热量扰动下过热汽温对象的动态特性：沿着过热器整个长度方向上，烟气的传热是同时发生变化的，所以过热汽温的变化很快，迟延时间很小，其动态特性较好，但作为调温手段较困难。

3、减温水量扰动下过热汽温对象的动态延迟和惯性较大，手动操作时不要大起大落。

超超临界直流炉的汽温调节

超超临界直流炉的汽温调节（针对干态运行时）一、超超临界直流锅炉影响汽温变化的主要因素1、煤水比在直流锅炉中，过热汽温的调节主要是通过给水量G与燃料量B的调整来实现的。

要保持稳定汽温的关键是要保持固定的燃水比，若给水量G不变而增大燃料量B，受热面热负荷q成比例增加，热水段长度和蒸发段长度必然缩短，而过热段长度延长，过热汽温会升高，若B不变而增大G，由于q并未改变，所以热水段和蒸发段必然延伸，而过热段长度会缩短，过热汽温就会降低。

2、给水温度因高加解列等造成的给水温度降低，在同样给水量和煤水比的情况下，直流炉的加热段将延长，过热段缩短，过热汽温会随之降低，再热汽温也会因为高压缸排汽温度的降低而随之降低。

3、锅炉受热面结焦玷污煤水比不变的情况下炉膛结焦会使过热汽温降低。

因为炉膛结焦是锅炉传热量减少，排烟温度升高，锅炉效率降低，工质的总吸热量减少，而工质的加热热和蒸发热之和一定，所以过热吸热（包括过热器和再热器）减少。

主蒸汽温会降低，但再热器吸热因炉膛出口烟温升高而增加而影响相对较小。

4、锅炉过量空气系数增大过量空气系数时，炉膛出口烟温基本不变。

但炉内平均温度下降，炉膛水冷壁吸热减少，使过热器进口汽温降低，虽对对流式过热器的吸热量有一定增加，但前者影响更大，在煤水比不变的情况下，过热器出口温度将降低，反之依然。

5、炉膛火焰中心高度炉膛火焰高度的不同对辐射、对流换热特性不同的各受热面起到相反的作用，提高火焰中心，水冷壁辐射吸热减少，而使得蒸发段延长，但过热器再热器等对流特性的换热面吸热增加，但对于过热器而言，蒸发段延长影响更大，所以上提火焰中心主蒸汽温度整体呈降低趋势，而再热汽温则会升高。

6、引起汽温波动的因素分内扰及外扰两种情况，内部扰动因素包括：启停、切换制粉系统，投退油枪，炉膛或烟道吹灰，煤质变化，高加投退等，外扰包括负荷的波动等。

二、直流锅炉汽温调节的特点及原则特点：无固定的汽水分界面，且锅炉循环倍率为1，热惯性小，水冷壁的吸热变化会使热水段、蒸发段和过热段的比例发生变化。

直流锅炉汽温的调节特性

直流锅炉汽温的调节特点一：直流锅炉汽温静态特性在直流炉中，汽温的调节是和汽包炉有很大的区别的，首先我们先来看看直流炉汽温的静态特性：由于直流锅炉各级受热面串联连接，水的加热与汽化、蒸汽的过热三个阶段的分解点在受热面中的位置不固定而随工况变化。

因此，直流锅炉汽温的静态特性不同与汽包锅炉。

对有再热器的直流锅炉，建立热平衡式：G(h gr—h gs)=BQ ar,netηgl式中 G ——给水流量，等于蒸汽流量，kg/s;h gr——主蒸汽焓，kj/kg;h gs——给水焓，kj/kg;B ——锅炉燃料量，kg/s;Q ar,net——燃料收到基低位发热量，kj/kg；ηgl ——锅炉热效率，%对上面公式分析如下：1)假设新工况的燃料发热量、锅炉热效率、给水焓都和原工况相同，而负荷不同。

则有以下几种情况：B'/G'=B/G,即新工况的燃料量和给水量比例和原工况相等（也就是说燃水比保持不变），则h´gr =h gr。

因此，在上述假定条件下，主蒸汽温度保持不变。

所以，直流锅炉负荷变化时，在锅炉燃料发热量、锅炉热效率、给水焓不变的条件下，保持适当的燃水比，主汽温度可保持稳定。

这也是直流锅炉运行特性与汽包锅炉的运行特性不同之一。

2)如果新工况的燃料发热量变大,则h´gr >h gr，主蒸汽温度增高；假如新工况锅炉热效率下降,则h´gr <h gr，主蒸汽温度下降；新工况给水焓下降,则h´gr <h gr，主汽温度下降。

对于有再热器的直流锅炉，不同工况下，锅炉辐射吸热量与对流吸热量的份额会发生改变。

因此，对于直流锅炉，为维持主蒸汽温度不变，不同负荷下的B/G（燃水比）比值应进行适当修正。

二：直流锅炉汽温的动态特性1、燃烧率扰动时的动态特性在其他调节不变、燃料量阶跃增加时，过热段加长，必然引起过热汽温升高。

但在过渡过程的初始阶段，经燃料量传输和燃烧迟延后，炉内燃烧中心的热负荷急剧增加，蒸发量与燃烧发热量近乎按比例变化，由于过热器管壁金属储热所起的延缓作用，所以过热汽温要经过一段迟延后彩逐渐上升。

直流锅炉的运行调节

汽温信号
燃料和给水流量发生扰动，主蒸汽温度的响应滞止时间与飞升时间都较长。
中间点:为了提高调节质量，按照反应较快和便于检测等条件，通常在过热区的开始部分选取的一个合适的地点，根据该点工质温度来控制 “煤水比”。在给定负荷下，与主蒸汽焓值一样，中间点的焓值（或温度）也是煤水比的函数。只要煤水比稍有变化，就会影响中间点温度，造成主蒸汽温度超限。而中间点的温度对煤水比的指示，显然要比主蒸汽温度的指示快得多。
4．过量空气系数当增大过量空气系数时，炉膛出口烟温基本不变。但炉内平均温度下降，炉膛水冷壁的吸热量减少，致使过热器进口蒸汽温度降低，虽然对流式过热器的吸热量有一定的增加，但前者的影响更强些。在煤水比不变的情况下，过热器出口温度将降低。
随着过量空气系数的增大，辐射式再热器吸热量减少不多，而对流式再热器的吸热器增加。对于显示对流式汽温特性的再热器，出口再热汽温将升高。
3．中间点温度偏差大当中间点的温度保持超出对应负荷下预定值较多时，有可能是给水量信号或磨煤机煤量信号故障导致自控系统误调节而使煤水比严重失调，此时应全面检查、判断给煤量、给水量的其他相关参数信号，并及时切换至手动。因此，即使采用了协调控制，也不能取代对中间点温度和煤水比进行的必要监视。

一、汽压调节
1 影响汽压变化的主要因素（1）外部扰动外扰是指外部负荷的正常增减及事故情况下的甩负荷，它具体反映在汽轮机所需蒸汽量的变化上。
汽压的稳定取决于锅炉产汽量与汽轮机的需要汽量的平衡。
（2）内部扰动内扰是指锅炉机组本身的因素引起的汽压变化。在外界负荷不变时，汽压的变化主要决定于炉内燃烧工况的稳定。锅炉热交换情况的改变也会影响汽压的稳定。
2、汽压的控制与调节

有关直流锅炉的一些调节分析

有关直流锅炉的一些运行分析1没有水位调节问题，但要控制蒸发段直流锅炉的主要特点是汽水流程中不设置汽包，给水泵强制一定流量的给水进入炉内，一次性地通过省煤器、水冷壁、过热器。

他的循环倍率始终为1，与负荷无关。

在直流锅炉中，给水加热成蒸汽一次完成，汽水通道可看作由加热段、蒸发段、过热段三部分组成。

其中蒸发段是汽、水混合物，随着管道的往后推移，工质由饱和水逐渐被加热成饱和蒸汽。

三段受热面没有固定的分界线，随着给水流量、燃烧率的变化而前、后移动，使三段受热面的吸热量分配比例及与之有关的三段受热面面积的比例却发生了变化。

但蒸发段的前移会使过热汽温偏高，蒸发段后移则引起汽温偏低，甚至品质下降，这对机组运行极为不利，所以要控制蒸发段的位置。

一般来说，要控制蒸发段出口的微过热汽温t，若t偏离规定值，则说明由于燃烧率与给水比例不当致使蒸发段发生移动，应及时调节燃烧率和给水流量。

直流锅炉的工质是一次地通过各受热面的，而三段受热面面积又不是固定不变的。

所以当燃水比失调后，三段受热面吸热量比例发生变化，对出口汽温影响很大，对蒸汽压力和流量的影响方式也较为复杂。

当给水流量变化破坏了原来的平衡状态时，例如给水流量减少了，则蒸发段向锅炉汽水流程入口方向流动，汽水流程中各点工质的焓值都有所提高。

工质焓值上升是由两个原因引起的：一是因为受热面吸热量不变，而工质流量减少，引起流经本区的工质焓值上升；另一个原因是工质焓值随工质流过的受热面面积而增加。

所以离锅炉出口越近，工质的焓增越大，汽温变化也越大。

2直流锅炉动态特性分析汽轮机调节汽阀的扰动，对直流锅炉是一种典型的负荷扰动。

当调节汽阀阶跃开大时，蒸汽流量D和机组输出功率P立即增加，随即逐渐减少，并恢复初始值，汽轮机阀前压力P T一开始立即下降，然后逐渐下降至新的平衡压力。

由于直流锅炉的蓄热系数比汽包锅炉小，所以直流锅炉的汽压变化比汽包锅炉大得多。

当负荷扰动时，过热汽温T2近似不变，这是由于给水流量和燃烧率保持不变，过热汽温就基本保持不变。

浅析直流锅炉运行特点及调节问题

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山泰工案术
工业技术
浅析直流锅炉运行特点及调节问题
赵常青，孙建（呼和浩特热电厂，呼和浩特０１００００）
摘要：本文以呼电热厂的直流锅炉为例，介绍直流锅炉的蓄热能力、热惯性以及直流锅炉运行中的特点，根据相关实验信息，对直流锅炉的调节问题进行简要分析，提出相关的调节方法。这里，涉及了直流锅炉的工作机理，从质量守恒、能量守恒、动量守恒三大定律为依据作为研究，对直流锅炉控制系统的运行特点及调节问题具有一定的指导意义关键词：直流锅炉；运行特点；调节问题
０前言
流锅炉的优点，而也正因为如此，直流锅炉在我国得到了较为广泛的应用。除此之外，相对于汽包锅炉比较，直流锅炉运行所产生的能源消耗，也远比汽包锅炉要低。但直流锅炉汽温变化特性，却更为复杂，汽温控制难度也比汽包锅炉大行特点，保证直流锅炉能够适应未来大型火电机组的应用发展方向。２．１直流锅炉的蓄热能力直流锅炉没有汽包，所以他的蓄热能力小，也正因如此，直流锅炉的降热速度快。而汽包锅炉则相反，它拥有大汽包，降压降热的速度慢，容易导致下降管中的水循环遭到破坏。由于直流锅炉的蓄热能力小，这就可以更好更方便的进行调节，尤其是在受到外界干扰的时候，可以适应电热机组的调峰要求。２．２直流锅炉蒸发受热时出现的不稳定等问题直流锅炉在蒸发受热时出现流动不稳定和脉动问题，主要来自于蒸发和过热受热面没有明显的界线。在蒸发受热面中会出现气泡来不及脱离而形成汽膜的现象，不利于热传导，从而造成管壁超温，影响锅炉运行安全。对此，可采取烟气再循环或调整燃烧器等措施降低炉内最高的热负荷。

直流锅炉的调节原理

直流锅炉的调节原理
直流锅炉是一种以直流电供电的电热锅炉，其调节原理主要包括温度控制、功率控制和水位控制。

1. 温度控制：直流锅炉的温度控制是通过不断监测锅炉内的水温，并通过调节加热器的电流来控制水温的变化。

当锅炉温度低于设定温度时，控制系统会增加加热器的电流，以提高水温；当锅炉温度高于设定温度时，控制系统会减小加热器的电流，以降低水温。

2. 功率控制：直流锅炉的功率控制是通过调节加热器的电流来控制锅炉的功率输出。

加热器的电流可通过调节器件（如可控硅）的导通角来控制，导通角越大，电流越大，功率输出越大；导通角越小，电流越小，功率输出越小。

通过控制加热器电流的大小，可以实现对锅炉功率的精确控制。

3. 水位控制：直流锅炉的水位控制是通过水位传感器来监测锅炉内的水位情况，并通过控制进水阀的开启和关闭来控制水位的变化。

当水位过低时，控制系统会打开进水阀，补充水分；当水位过高时，控制系统会关闭进水阀，减少水分进入。

通过精确控制进水阀的开启和关闭，可以确保锅炉内的水位保持在合适的范围内。

总之，直流锅炉的调节原理通过对温度、功率和水位进行监测和控制，实现对锅炉的稳定运行和性能调节。

直流锅炉的特点分析

问：什么是直流锅炉？有什么特点？具体参数是什么？答：最主要的是直流炉没有汽包，水全部转化为汽，不存在炉水循环。

对水质要求也高点。

具体如下：1.1 给水品质的要求高直流锅炉由于没有汽包，因而不能象汽包锅炉那样进行排污、炉内水处理，给水中的盐分没有出路，所有的盐分都将沉积在锅炉受热面上或随过热蒸汽带入汽轮机。

所以，为防止机组长期运行盐分沉积于各处受热面影响传热效果，严重时可能造成炉管爆破等情况的发生，必须对给水品质提出更高的要求。

1.2 自动调节控制的要求高直流锅炉没有汽包，不能借助汽包来储水、存汽和蓄热，因此当外部负荷变动时，汽压波动大。

此外，给水的加热、蒸发、过热过程在各受热面没有固定的分界线，当给水或燃料扰动时，都将会引起汽温的波动。

因此，为使直流锅炉能有良好的静态和动态调节特性，直流锅炉需采用较优异的自动控制系统。

1.3 汽水系统的阻力大，给水泵消耗的功率大直流锅炉是依靠给水泵的压力来克服蒸发受热面中工质的流动阻力从而推动工质在水冷壁中稳定流动，而直流锅炉为保障水冷壁工作的安全，水冷壁中工质的重量流速γw值要大，这样，水阻力就大，致使给水泵消耗的功率也大。

1.4 启停速度快直流锅炉没有汽包，不会因为快速启停而象汽包那样受到厚壁的限制而产生弯曲变形和过高的热应力。

因此，能较快地启停。

其启停时间仅受到汽缸缸胀、振动的限制。

1.5 直流锅炉控制过热汽温的主要手段，是通过保持给水量和燃料量的比值一定即煤水比一定。

因为，直流炉没有汽包，给水的加热、蒸发、过热过程在省煤器、水冷壁、过热器各受热面之间没有固定的分界线，其界线随运行工况变化而变动。

当锅炉的热负荷及其他条件不变时，若减少给水量，由于工质在受热面内的蒸发点、过热点提前，过热器出口的汽温将会升高；反之，增加给水量则过热汽温将下降。

多级喷水减温只是在该基础上，对汽温作细调。

1.6 蒸发受热面的膜态沸腾在直流锅炉蒸发受热面中，由于工质的含汽率X从0开始不断增大到1，管内汽水混合物的含汽率增大到一定数值，贴在管子内壁上的水膜被汽流撕破或水膜被蒸干，贴在管内壁的水膜被一层汽膜所代替时，由于蒸汽的放热系数比水低得多，管壁温度就会因传热恶化而急剧上升，严重时便会烧坏管子，直流炉蒸发受热面内的这种沸腾称为膜态沸腾。

过热汽温调节特点)

超临界直流锅炉汽温调节特点三、1．过热汽温调节特点：在直流锅炉中，过热汽温的调节主要是通过给水量G与燃料量B的调整来实现的。

考虑到实际运行中锅炉负荷的变化，给水温度、燃料品质、炉膛过量空气系数以及受热面结渣等因素的变化，对过热汽温变化均有影响，因此在实际运行中要保证比值B/G的精确值是不容易的。

因此，除采用B/G作为粗的调节外，还必须采用蒸汽通道上设置喷水减温器作为细调（校正）的调节手段。

在直流锅炉运行中，为维持锅炉过热蒸汽温度的稳定，通常在过热区段中取一温度测点，将它固定在相应的数值上，这就是中间点温度。

在过热汽温调节中，若用过热器出口汽温作为调节煤水比，则调节过迟，不能保持稳定的汽温，必须用中间点汽温作为超前调节信号。

中间点温度实际是与锅炉负荷有关，两者存在一定的函数关系，锅炉的燃水比B/G按中间点温度来调整，中间点至过热器区段的过热汽温变化主要依靠喷水来调节。

但是，喷水减温只是一个暂时措施，要保持稳定汽温的关键是要保持固定的燃水比，这是因为直流炉G=D，如果过热区段有喷水量d,那么直流炉进口水量为（G—d）。

如果由于燃料量B增加、热负荷增加，而给水量G不变，这样过热汽温就要升高，喷水量d必然要增加，使进口水量(G—d)的数值就要减少，这样又会使过热汽温上升。

因此喷水量变化只是维持过热汽温的暂时稳定，最终使其过热汽温稳定，主要还是通过燃水比的调节来实现的。

而中间点的状态一般要求在各种工况下为微过热蒸汽，而不能处于蒸发区，否则中间点将失去调节信号的作用。

兰溪电厂选择在分离器出口，这样时滞小、反应明显，工况变化时便于测量，对过热汽温调节有利。

**发电厂锅炉过热器出口汽温的控制主要是通过调节煤水比B/G作为粗调，另外，为适应机组在变负荷过程中汽温变化特点，提高机组对负荷响应能力，过热器设置了三级减温，以便快速调节过热汽温。

在屏式过热器，中间级过热器及末级过热器入口均设置有减温器，分别为一级，二级及三级减温器（共6点）。

课题二直流锅炉运行调节

，在水冷壁温度不超限的条件下，后四种影响过热汽温的因素都可以通过调节煤水比来消除，所以只要控制、调节好煤水比，在相当大负荷范围内，直流炉过热汽温可保持在额定值附近。 2、过热汽温调节主要通过对煤水比来调节，但在实际中，保持煤水比不容易，一般以保持煤水比为粗调，喷水减温为细调。注意：在运行中，为了更好控制出口汽温，常在过热区段某中间部位取一测温点，将它固定在相应数值上，此点称为中间点，调节时保持中间点汽温稳定则出口汽温也稳定。一般采用三级喷水，喷水减温汽源、位置、原理
课题二直流锅炉运行调节
一、直流锅炉调节特点 1、要保持燃料量与给水量的固定比例 2、要有超前的信号 3、有有较好的自动调节设备二、直流锅炉的动态特性是锅炉发生扰动后，被调参数随时间而变化的特性。 1、功率扰动当锅炉在稳定工况下运行时，若突然增加汽轮机功率---蒸汽量增加--汽压下降、汽温下降 (由于工质和金属放出储热，使汽压和汽温的下降有所放缓) 当锅炉在稳定工况下运行时，若突然降低汽轮机功率---蒸汽量下降--汽压升高、汽温升高（与自然循环锅炉比较，直流锅炉储热量小，参数变化较快。） 2、给水扰动给水量增加—蒸发量增加—出口汽温降低，出口汽压增加；给水量降低相反
3、燃料量扰动加热、蒸发和过热三个区段长度的变化 4、给水与燃料的复合扰动动态特性是两者单独扰动时动态特性之和。控制煤水比是调节汽温主要手段。三、直流锅炉蒸汽参数的调节 1、过热蒸汽压力调节调节任务：调节锅炉蒸发量与汽轮机所需蒸汽量之间的平衡汽包炉：锅炉蒸发量调整首先依靠燃烧来调整，与给水无直接关系，给水量根据水位来调整。直流炉：炉内放热量的变化并不直接引起锅炉出力变化（除了扰动初始的短暂突变外），由于直流炉的蒸发量等于给水量（严格上还包括喷水量）；因此只有给水量变化才会引起蒸发量变化。注意：当调节给水量以保持汽压稳定时，必然要引起汽温的变化，所以在调压过程同时必须校正温度。影响因素：内扰和外扰

直流锅炉调节特点

直流锅炉调节特点直流锅炉的工作原理不同于汽包锅炉，因此在运行调节上有其特点。

1、要严格保持燃料量与给水量的固定比例汽包锅炉的负荷增减时，燃料量、给水量也要随之增减，这是没有疑问的。

但是，由于汽包水容积的作用，汽包锅炉在调节过程中不需要严格保持给水量与燃料量的固定比例。

当给水量与燃料量两者有一个变化时，只能引起锅炉出力或汽包水位的变化，而对过热汽温的影响不大。

这是因为汽包炉的过热器受热面是固定，过热器入口处蒸汽参数（饱和蒸汽）变化不大，一般用喷水减温的调节就可以保持汽温稳定。

但是在直流锅炉中，负荷变化时，应同时变更给水量和燃料量，并严格保持其固定比例，否则给水量或燃料量的单独变化或给水量、燃料量不按比例的同时变化都会导致过热汽温的大幅度变化。

这是因为直流炉的加热、蒸发和过热三区段的分界点有了移动，亦即三区段受热面长度（或受热面积）发生变化，因而必然会引起过热汽温的变化。

例如，给水量不变，燃料量增加时，由于各区段受热面的吸热量增加，开始蒸发点和开始过热点都提前，使加热和蒸发区段缩短，而过热区段变长，因而出口过热汽温t〞gr升高；相反，给水量不变而燃料量减少时，出口过热汽温t〞gr降低。

再如，燃料量不变而给水量增加时，由于工质总需要热量增多，以致开始蒸发点和开始过热点都推后，使加热段和蒸发段延长，而过热段缩短，因而出口过热汽温降低；相反，燃料量不变而给水量减少时，出口过热汽温升高。

在稳定工况下，出口过热蒸汽的热焓可以用下式表示h gr〞=h gs + BQ ar,netηgl/G式中h gr〞——过热器出口蒸汽焓；h gs——锅炉给水的焓；ηgl——锅炉效率；B——锅炉燃料量；Q ar,net——燃料低位发热量；G——工质流量（给水流量）。

当给水焓h gs、燃料发热量Q ar,net以及锅炉效率ηgl保持不变时，出口过热汽温（h gr〞相应t〞gr）只决定于燃料量B与给水流量G的比值B/G。

因此，一般地说，只要B/G有变化，出口过热汽温就有变化。

直流锅炉的运行调节.

锅炉的蓄热能力：当外界负荷变化而燃烧工况不变时，锅炉能够放出热量或吸收热量的大小。
燃烧设备的惯性：从燃料开始变化到炉内建立起新的热负荷平衡所需要的时间。与调节系统的灵敏度、燃料的种类和制粉系统的形式有关。
2 影响汽压变化的主要因素
（1）外部扰动
外扰是指外部负荷的正常增减及事故情况下的甩负荷，它具体反映在汽轮机所需蒸汽量的变化上。

燃烧过程是否正常，直接关系到锅炉运行的可靠性。燃烧过程的经济性要求保持合理的风、煤配合，一、二、三次风配合，送、引风机配合，同时还要求保持较高的炉膛温度。

一、煤粉量的调整
1、对配有中间仓储式制粉系统的锅炉只要通过改变给粉机转速和燃烧器投入的只数（包括相应的给粉机）即可。当负荷变化较小时，改变给粉机转速就可以达到凋节的目的。当锅炉负荷变化较大时，此时应先采用投入或停止燃烧器的只数做粗调，然后用改变给粉机的转速做细调。
2. 给水温度若给水温度降低，在同样给水量和煤水比的情况下，直流锅炉的加热段将延长，过热段缩短（表现为过热器进口汽温降低），过热汽温会随之降低；再热器出口汽温则由于汽轮机高压缸排汽温度的下降而降低。因此，当给水温度降低时，必须改变原来设定的煤水比，即适当增大燃料量，才能保持住额定汽温。
最佳过量空气系数
最佳过量空气系数值的大小与锅炉设备的型式和结构、燃料的种类和性质、锅炉负荷的大小及配风工况等有关，应通过在不同工况下锅炉的热平衡试验来确定。一般固态排渣煤粉炉，在经济负荷范围内，炉膛出口过量空气系数最佳值：无烟煤、贫煤和劣质烟煤为1.20~1.25；烟煤和褐煤为1.15～ 1.20。
二、风量的调整

锅炉的负荷变化时，送人炉内的风量必须与送人炉内的燃料量相适应，同时也必须对引风量进行相应的调整。

直流锅炉的静态和动态特性以及运行参数的调节特点

1.直流锅炉的静态和动态特性以及运行参数的调节特点1.1.概述锅炉正常运行是指单元机组启动后的锅炉运行过程。

锅炉是单元机组中的一个重要环节，锅炉与汽轮发电机之间存在着相互联系、相互影响、相互依赖的运行关系。

锅炉正常运行内容主要是监视和调整各种状态参数，满足汽轮发电机对蒸汽流量、蒸汽参数的要求，并保持锅炉长期连续安全经济运行。

锅炉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，它有静态特性和动态特性两种。

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，称为静态特性。

例如，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。

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性。

锅炉在正常运行中，各种状态参数的变化是绝对的，稳定不变是相对的。

因为，锅炉经常受到各种内外干扰，往往在一个动态过程尚未结束时，又来了另一个动态过程。

锅炉的静态特性与动态特性表明各种状态参数随时偏离设计值。

锅炉正常运行的任务就是要使各种状态参数不论在静态或动态过程都应在允许的安全、经济范围内波动，这必须要通过调节手段才能实现。

锅炉正常运行调节可分为自动调节和人工调节两种，高参数大型锅炉广泛采用高度的自动调节，以确保静态与动态过程各种状态参数的偏离在允许范围内。

锅炉正常运行还要注意炉内燃烧稳定，防止受热面结渣、积灰，高低温腐蚀、磨损，防止各级受热面管金属超温。

正常运行还要监视给水、锅水与蒸汽品质，并进行正确的锅水处理。

1.2.过热汽温静态特性直流锅炉各级受热面串联连接，水的加热与汽化、蒸汽的过热三个阶段的分界点在受热面中的位置不固定而随工况变化。

由此而形成了直流锅炉不同于汽包锅炉的汽温静态特性。

对有再热器的直流锅炉，建立热量平衡式稳定工况下，以给水为基准的过热蒸汽总焓升可按下式计算式中——锅炉输入热量，kJ/kg;——锅炉效率％；、——给水焓、过热器出口焓，kJ/kg;——再热器相对吸热量，；——再热器吸热量，kJ/kg。

一、直流锅炉

两段垂直上升管屏型（FW型）
迂回管圈式（苏尔寿式）：
传统的水冷壁基本形式（a）水平围绕管圈型；（b）垂直多管屏型；（c）回带管圈型
（二）螺旋管圈型水冷壁水冷壁管组成管带，沿炉膛周界四面倾斜螺旋上升优点：平行管热偏差小，可采用整体焊接膜式水冷壁。燃料的适应性广，适用滑压运行。
缺点：水冷壁支吊结构较复杂，制造、安装工艺要求较高，安装组合率低。
3.螺旋管圈围绕炉膛圈数Z
h Z Lt g
，一般情况下，Z=1.25~1.5圈
（三）垂直管屏型水冷壁
一次上升型（UP型）、两段垂直上升型（FW型）
一次上升型垂直管屏结构示意图
两次垂直上升管屏结构示意图
螺旋管圈型水冷壁与冷灰斗（a）螺旋管圈型冷灰斗；（b）螺旋管圈型水冷壁
1.水冷壁布置与支吊
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螺旋管与垂直管之间的连接（a）联箱连接方式；（b）分叉管连接接方式
螺旋管圈的支吊方式 1—定位块；2—吊板；3—螺旋管圈；4—垂直水冷壁管
2.螺旋管倾斜角
L n sin s
减小螺旋管圈的倾斜角 θ，可提高 ρw 例如，对于垂直管 θ=90，sinθ=1；螺旋管 θ=14~30，sinθ=0.242~0.5。可见垂直管的管数是螺旋管数的4.13~2倍，即在相同的炉膛周界与管子中心节距的情况下，螺旋管圈的并联管数可减少 1~3倍，亦即在管径不变的情况下，质量流速可提高1~3倍。
直流锅炉
一、直流锅炉的工作原理
给水泵给水→省煤器→水冷壁→过热器，蒸发受热面的循环倍率K=1，无汽包。
直流锅炉的工质状态和参数的变化规律 p—工质压力；h—工质焓；v—工质比体积；t—工质温度

直流锅炉的特性及运行调整

直流锅炉的特性及运行调整(一）、直流锅炉的特点：水的临界点22.115MPa、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。

(二)、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。

直流锅炉运行特点

直流锅炉运行特点直流锅炉的水工况和汽包锅炉存在原理上的不同，因此其启动、停止、正常运行控制、调整和汽包锅炉在和汽水系统相关的操作上有很大的不同。

其他烟风、燃烧、辅助系统则基本上是相同的。

直流锅炉是通过以给水泵为动力使炉水强制流动来达到受热面的冷却和蒸汽的产生。

在锅炉正常运行中蒸汽流量始终等于给水和减温水流量的和。

在直流锅炉的启动过程中为确保水冷壁的冷却，直流锅炉都设置有相应的启动分离系统，为保证锅炉启动的安全性和经济性，直流锅炉根据水冷壁的结构特点都限制有最小的点火给水流量,用来保证锅炉水动力工况的稳定和水冷壁的冷却。

沁北电厂的锅炉下部水冷壁采用螺旋水冷壁和内螺纹管,相对提高了水冷壁管内的工质质量流速，增强了工质在水冷壁管内的扰动，其锅炉的启动给水流量相对较小，为最大蒸发量的21％。

直流锅炉启动的初级阶段炉水通过水冷壁、启动分离器后汽水分离，蒸汽通过过热器后通过旁路系统排往凝汽器，水根据水质指标进行排放或回收。

当炉膛的热负荷和启动给水流量相适应后给水通过水冷壁全部蒸发，分离器排水阀关闭，锅炉转入直流工况。

锅炉进入直流工况后通过严格匹配给水流量和燃料量来控制主蒸汽温度。

启动分离器蒸汽温度是煤量和给水量是否匹配的超前控制信号,主蒸汽一、二级减温水是主汽温度调节的辅助手段，一级减温水用于保证屏式过热器不超温，二级减温水用于对主蒸汽温度的精确调整。

直流锅炉由于没有排污系统，为防止受热面结垢锅炉的给水必须品质要求非常高的除盐水.在锅炉的上水和启动阶段要通过冷态冲洗和热态冲洗来清除管道和受热面内存在的盐类和杂质。

在机组的正常运行中必须要有严格的化学监督并通过在凝结水系统的单元除盐系统清除受热面腐蚀或外界带入汽水系统的盐类。

沁北电厂给水指标：总硬度～0μmol/l；化水处理后溶解氧30～200μg/l；铁≤10μg/l；铜≤5μg/l;二氧化硅≤15μg/l；油～0mg/l；PH值8.0～9。

0；电导率25℃≤0。