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

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。当燃料燃烧的发热量与蒸汽带走的热量平衡时，过热汽温最终趋于稳定。

2、给水流量扰动下的动态特性

给水流量阶跃增加时，由于受热面热负荷未变化，故一开始锅炉的加热段和蒸发段都要伸长，从而推出部分蒸汽，使蒸汽流量增加，最终等于给水流量。主汽压力开始时由于给水压力的提高和蒸汽流量增加而提高，但后来由于给水量增加后导致过热汽温下降，容积流量下降，主汽压力又有所下降。实际蒸汽的容积流量比扰动前增加不多，所以主汽压力保持在比初始值稍高的水平。随着蒸汽流量的逐渐增大和过热段的减小，过热汽温逐渐降低。但在汽温降低时金属放出蓄热，对汽温变化速度有一定的减缓作用。故过热汽温经延时后下降，

这显然是燃水比降低的反映。

3、负荷扰动时的动态特性

当汽轮机调节汽门阶跃开大时减少了汽轮机侧的流动阻力，主蒸汽压力稳定在较扰动

前低的水平上。若燃料量和给水流量未变，过热蒸汽的焓值未变，过热汽温随压力下降会略

有下降。而且汽水分界点后移，过热段减少，过热吸热量减少，亦造成汽温下降。

实际上，若给水压力不变，由于汽压降低，给水流量是会自发增加的。这样，稳定后

给水流量和蒸汽流量会有所增加。在燃料量不变的情况下，这意味着单位工质吸热量必定减

小，过热汽温必然会明显下降。

从上面的分析可以看出：

（1）负荷扰动时，汽压的变化没有迟延，变化很快，且变化幅度较大，这是因为直

流锅炉没有汽包，蓄热能量小。若给水流量能保持不变，负荷扰动时汽温变化较小。

（2）单独改变燃烧率货给水流量时，动态过程中对汽温、汽压、蒸汽流量都有显著

影响，尤其是对汽温的影响更加突出。汽温变化的特点是具有很长的迟延时间和很大的变化

幅度。若等到汽温已经明显变化后再用改变燃烧率或改变给水流量的方法进行汽温控制，必

然引起严重超温或汽温大幅下跌。因此，变负荷过程中，给水量必须与燃料量保持适当比例

协调动作。

（3）过热汽温对燃料量和给水量扰动都有很大的迟延，为了稳定汽温，必须有提前

反映燃料量和给水量扰动的汽温信号。燃水比例改变后，汽水流程中各点工质焓值都随着改

变，离锅炉末级过热器出口越近，变化越大，同时迟延也越大。所以虽然锅炉末级过热器出

口汽温可用反映燃水比例变化，但由于迟延很大，不宜以此作为燃水比的校正信号，即不能采用改变燃料量或给水流量的方法来直接控制锅炉末级过热器出口过热汽温。因此，一般选择锅炉受热面中间位置某点蒸汽温度，称为中间点温度，作为燃水比是否适当的校正信号。在直流锅炉中，一般取汽水分离器入口或出口蒸汽温度作为中间点温度。燃水比例变化之后，中间点汽温变化的迟延比过热蒸汽温度变化的迟延要小得多，这对于稳定过热汽温，提高锅炉调节过程品质是非常重要的。

三：直流炉汽温的调节特点

1）故从直流炉的静态和动态特性中可以看出，直流炉过热汽温的调节以煤水比作为主调手段,在直流锅炉中汽温调节主要是通过给水量和燃料量的调整来进行，一般来说，在汽温调节中，将B/G 比值做为过热汽温的一个粗调，然后用过热器喷水减温做为汽温的细调手段。对于直流锅炉来说依据中间点温度的变化对燃料量和给水量进行微调。给水指令的控制逻辑是这样的：给水量按照燃水比跟踪燃料量，用中间点温度对给水量进行修正。直流锅炉一定要严格控制好水煤比和中间点过热度。一般来说在机组运行工况较稳定时只要监视好中间点过热度就可以了，不同的压力下中间点温度是不断变化的，但中间点过热度可维持恒定，一般在10℃左右（假设饱和温度最高不是374℃，过临界后仍然上升），中间点过热度是水煤比是否合适的反馈信号，中间点过热度变小，说明水煤比偏大，中间点过热度变大，说明水煤比偏小。在运行操作时要注意中间点过热度变化对主汽温影响大小，以便超前调节时有一个度的概念。但在机组出现异常情况时，如给煤机、磨煤机跳闸等应及时减小给水，保持水煤比基本恒定，防止水煤比严重失调造成主蒸汽温度急剧下降。总之，水煤比和中间点过热度是直流锅炉监视和调整的重要参数。从转入直流到锅炉满负荷，水燃比因煤质变化、燃烧状况不同、炉膛及受热面脏污程度等不同有较大变化，一般从7～9℃不等。如果机组协调性能不好，可在锅炉转入直流状态后手动控制，通过手动增减小机转速来调节给水，控制中间点温度。负荷变动过程中，利用机组负荷与主蒸汽流量做为前馈粗调，一般用机组负荷每一万kW。H乘以30t，得出该负荷所对应的大致给水流量，然后根据分离器出口温度细调给水流量。调整分离器出口温度时，包括调节给水时都要兼顾到过热器减温水的用量，使之保持在一个合适的范围内，不可过多或过少，留有足够的调节余地。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。屏式过热器出口温度和主蒸汽温度在额定值的情况下，一、二级减温水调门开度应在40～60%范围内。如果减温水调门开度超过正常范围可适当修正煤水