发电厂生产过程锅炉热平衡及启动课件

二、蒸汽温度的调节
（一）蒸汽温度变化的原因 • 锅炉过热蒸汽温度是影响锅炉生产过程安全
性和经济性的重要参数。 • 过热蒸汽温度的控制任务：维持过热器出口
蒸汽温度在生产允许的范围内，一般要求过 热蒸汽温度的偏差不超过额定值(给定值)的 －10～＋5℃。
二、蒸汽温度的调节
• 汽温过高：直接危及设备的安全； • 汽温过低：使循环热效率降低，并增大汽轮
Wa1(t)、Wa2(t)：分别为过热汽温控制系统的副调节 器和主调节器；
WH1(t)、WH2(t)：分别为导前汽温和过热汽温的测 量单元。
1.蒸汽侧调节方法
• 蒸汽侧调节的特点是降温调节，即仅能使蒸汽温度 降低而不能使其升高，因而过热器的换热面积，通 常设计得要大一些，使其吸热能力大于额定需要值。
➢含灰量越大， q6越大。 ➢多数固态排渣煤粉炉， q6大致为0.5～1％；液
态排渣炉的此项热损失要显著增大。
第二节 锅炉的运行调节
第二节 锅炉的运行调节
• 锅炉运行调节的主要任务： ➢使蒸发量适应外界负荷的需要； ➢保证输出蒸汽的品质(包括蒸汽压力、温 度等)； ➢维持正常的汽包水位； ➢维持高效率的燃烧与传热，保证设备长 期安全经济运行。
➢当蒸汽温度降低时，应能使减温水量随之减少； ➢当汽温升高时，则能使减温水量增大， • 从而获得双向调节汽温的手段，以始终保持锅炉出 口的过热蒸汽温度为额定值。减温器投入的负荷范 围为70％～100％。
2.烟气侧调节方法
烟气侧调节的原理 • 通过改变掠过过热器和再热器的烟气温度和流量
来改变过热蒸汽和再热蒸汽的温度。 (1)改变火焰中心位置：改变炉膛火焰中心位置(即
初级对流
一级 减温器
屏式过热器
二级 减温器
高温对流
一级减温水
二级减温水
主汽温
设置两级减温水的对象结构示意图
过热蒸汽温度控制系统的基本方案
过热汽温串级控制系统
θ1 变送器
θ
变送器
Iθ0
- Iθ + 主调节器
Iθ1
+ - IT 副调节器
IT2 执行器
减温器出口温度 (导前汽温)
TT
过热器出口温度 (主汽温)
第六章 电厂锅炉运行
第六章 电厂锅炉运行
• 锅炉热平衡问题：
进入锅炉的能量
输出锅炉的能量（蒸汽）
平衡问题
热经济性
•参数调节：运行参数、蒸汽压力、温度 •启动和停炉
第一节 锅炉热平衡
第一节 锅炉热平衡
• 锅炉的热损失：未释放和末被吸收的热量。 • 锅炉热平衡
• Q1：锅炉所有效利用了的热量 • Q2：排烟损失 • Q3：化学不完全燃烧热损失 • Q4：机械不完全燃烧热损失 • Q5：散热损失 • Q6 ：1.排烟损失q2 • 最大的一项热损失，通常可达4～8％。 • 主要取决于：排烟温度、排烟容积。 • 排烟温度每增高12～15℃，q2约增大1％。 • 大、中型电厂锅炉的排烟温度通常控制在
130℃左右。 • 影响因素：燃料性质；受热面积灰、结渣或
结垢；过量空气系数；漏风。
• 外扰：外界负荷的变化。 ➢蒸汽压力与蒸汽流量的变化反向。
• 内扰：炉内燃烧工况及换热条件的变化。 ➢蒸汽压力与蒸汽流量的变化同向。
2.蒸汽压力调节的一般方法
• 蒸汽压力的变化实际上是锅炉蒸发量与外界负荷 之间的平衡关系被破坏的结果。
• 负荷变化对于锅炉是客观存在的，因此蒸汽压力 的调节就是锅炉蒸发量的调节。
• 由于固体可燃物在炉内燃烧不彻底或根本 未曾燃烧所造成的。
• 多数煤粉炉的q4一般0.5～5％。 • 影响因素：燃料性质、燃烧器结构和布置、
锅炉负荷、过量空气系数等。
• 最佳过量空气系数：综合考虑q2、 q3 、q4
4.散热损失q5
• 由于锅炉本体外表面的温度高于环境温度， 通过对流和辐射的方式向外散热而引起的。
一、蒸汽压力的调节
1.蒸汽压力变化的原因 • 蒸汽压力：过热器的出口压力。
➢直接影响汽轮机设备的安全性和经济性，偏差 范围不超过0.05～0.1MPa。
• 分析时可将蒸汽压力作为汽包压力。 蒸汽压力变化的实质：反映了锅炉蒸发量
与外界负荷(即汽轮机进汽量)之间的平衡 关系。
一、蒸汽压力的调节
TT
设定值
Δ
PID 主调节器 Δ PID 副调节器
Wj
减温水指令
串级控制系统具有内外两个回路。
r
-
Wa 2 ( s) -
u(t)
y1(t)
Wa1 ( s)
W01 ( s)
W02 ( s)
y(t)
WH 1 ( s)
WH 2 ( s)
W01(t)、W02(t)：分别为调节对象的导前区和惰性区 的传递函数；
机的排汽湿度，进而影响汽轮机的安全。 • 引起蒸汽温度变化的因素：
➢蒸汽侧：锅炉负荷、给水温度的变化 ➢烟气侧：燃料性质和数量、送风量、受热
面清洁程度等。
（二）蒸汽温度的调节方法
1.蒸汽侧调节方法 • 喷水减温法
➢用低温给水作为冷却水喷入蒸汽，直接吸收蒸 汽热量，使其温度降低。
• 承担蒸汽喷水调节任务的设备称为喷水减温 器。设计喷水量一般为锅炉额定蒸发量的3 ％～5％。大型锅炉采用1~3级喷水减温器不 等。
2.化学不完全燃烧热损失q3
• 由于烟气中所含的CO 、氢气和甲烷等可燃 气体）最终未能发生燃烧而造成的。
• 主要取决于：炉膛内的过量空气系数、空 气与燃料的混合情况。
• 煤粉炉的q3一般不超过0.5％。 • 影响因素：燃料的挥发分、过量空气系数、
燃烧器结构和布置、炉膛温度、炉内空气 动力场。
3.机械不完全燃烧热损失q4
• 影响因素：锅炉散热表面积。 • 一般，容量越大的锅炉，相对于每千克燃
料耗量来说，其表面积反而愈小。 • 按照经验估计，大容量电厂锅炉的q5约占
0.2～0.6％
5.灰渣带走的物理热损失q6
• 燃用固体燃料时，从炉底排出的灰渣温度远 远高于环境温度，由此造成热量损失。
• 主要取决于：排渣方式、煤的含灰量。
• 蒸发量的大小主要取决于燃烧工况，所以蒸汽压 力调节实际上就是燃料量与风量的调节。
• 无论何种扰动使蒸汽压力变化，都应改变燃煤量 及送风量，同时兼顾汽包水位及蒸汽温度的调节。
2.蒸汽压力调节的一般方法
• 蒸汽压力调节的具体方法 ➢蒸汽压力下降时 先与引风机配合，增大送风量，再增大 燃料量。 ➢蒸汽压力升高时 先减少燃料量，再减少送风量，同时相 应减少给水量，并兼顾到其他参数的调节。