大型电站锅炉运行与调整

大型电站锅炉运行与调整目录锅炉运行调整特点和任务直流锅炉的运行与调整（汽温、汽压特性、运行控制）机组变压运行（机组运行方式）前后对冲锅炉燃烧调整（燃烧调整）“W”火焰锅炉的燃烧调整（燃烧调整）一、锅炉运行调整特点和任务对单元制机组，炉-机-电串联构成不可分割的整体，其中任何环节运行状态的改变都将引起其它环节运行状态的改变，因此，炉-机-电的运行与调整是相互联系的。

但是各环节的工作有其各自不同的特点：锅炉侧重于调整，汽轮机侧重于监视，电气侧重于与单元机组的其它环节以及与外界电网的联系。

锅炉是高温、高压蒸汽的生产者，而汽轮机、电气是蒸汽的使用者和消耗者，锅炉的运行与调整比汽轮机和电气要重要得多，锅炉运行状态决定着整过电厂运行的安全性和经济性。

锅炉机组的运行调整操作比汽轮机、电气的操作要复杂得多，频率也高得多。

锅炉的运行调整具有单一性的特点，同一电厂相同容量和型号的两台锅炉的运行调整的手段、方式和幅度都有差别，两者不能完全套用，因此，锅炉运行操作人员必须潜下心来摸清锅炉的“脾气”，了解锅炉的特点。

电站锅炉的产品是过热蒸汽，锅炉运行的任务就是要根据用户要求提供用户所需的一定压力和温度的过热蒸汽，同时锅炉机组本身还应做到安全和经济运行。

由于汽轮发电机组的运行状态随着外界负荷的变化而变化，锅炉也必然相应地进行一系列调整。

使供给锅炉的燃料量、空气量、给水量等与外界负荷变化相适应。

即使在外界负荷稳定的时候，锅炉内部因素的改变（如煤质变化）也会引起运行参数的变化，同样要求进行燃烧调整。

因此，锅炉机组的运行实际上是处在不断的调整之中，其稳定只是相对的。

在正常运行中，对锅炉进行监视和调整的主要内容有：●确保锅炉的安全运行●使锅炉蒸发量适应外界负荷需要●均匀给水保持汽包水位正常●保持正常的汽温、汽压，争取压红线运行●保持水、汽品质合格●保持燃烧稳定，减少锅炉各项损失，提高锅炉效率二、直流锅炉的运行与调整1、汽温的静态特性由于直流锅炉各级受热面是串联连接，水的加热与汽化、蒸汽的过热三阶段的分界点在受热面中的位置不固定而随工况变化。

对于没有再热器的直流锅炉，当锅炉负荷变化时，在锅炉燃料发热量、锅炉效率、给水焓不变条件下，保持适当的煤/水比，主蒸汽温度可保持稳定，而汽包锅炉没有此特性，其温度随负荷的变化大；如果燃料发热量增加，主蒸汽温度增加，如果锅炉效率下降，主汽温度下降，给水含下降，主蒸汽温度也下降。

对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变化。

因此，为维持主汽温度不变，煤/水比应进行适当修正。

2、汽压静态特性直流锅炉压力是由系统的质量和热量平衡以及工质流动压力降等因素决定的。

2.1燃料量扰动当燃料量增加，汽机调门开度不变时，有以下3种情况：●给水量随燃料增加，使煤/水比不变→因蒸汽流量增加使汽压上升。

●给水流量保持不变，煤/水比上升→为维持汽温必须增加减温水量，同样因蒸汽流量增加使汽压上升。

●给水流量和减温水保持不变，则汽温升高，蒸汽容积增大，汽压也有所上升。

如果汽温升高在允许范围内，汽压上升不大。

2.2给水量扰动给水量增加，汽机调门开度不变时，也有以下3种情况：●燃料量随给水量增加，使煤/水比不变→因蒸汽流量增加使汽压上升。

●燃料量保持不变，减少减温水量保持汽温，汽压不变。

●燃料量和减温水保持不变，如果汽温下降，在允许范围内，则汽压上升。

3、动态特性3.1锅内工质储存量变化将直流锅炉受热面简化为省煤器、水冷壁、过热器三个受热管段串联组成。

水通过省煤器进行加热，水冷壁进口为未饱和水，在水冷壁中加热、汽化和蒸汽微过热，然后通过过热器过热。

燃料量或给水量的扰动，会造成水冷壁热水段、蒸发段和微过热段长度发生变化，从而使锅内工质储存量发生变化。

如燃料量增加→受热面热负荷增大、水冷壁热水段和蒸发段长度缩短、蒸汽微过热增长→部分空间的储水转变成蒸汽，短时间内蒸汽质量流量大于给水质量流量。

同样，给水流量增大→造成部分蒸汽空间转变成水空间，短时间内蒸汽质量流量小于给水质量流量。

由于锅内储存水量发生变化而使蒸汽流量增加或减少的部分称为附加蒸发量。

从以上所述可知，当直流锅炉热负荷与给水量不相适应时，出口汽温会显著变化。

因此运行中热负荷与给水应很好地配合，也就是要保持精确的煤/水比。

反之，只要保持适当的煤/水比，直流锅炉就可以在任何负荷与任何工况下维持一定的过热汽温。

这种情况与自然循环锅炉有较大的区别。

3.2汽温汽压变化特性3.2.1调门开度变化当调门开度突然增大时，蒸汽流量急剧增加，汽压迅速下降。

如果给水压力和给水阀开度不变，给水流量会自动增加，稍高于原来水平。

汽压降低使锅炉金属和工质释放热量，产生附加蒸发量。

随后蒸汽流量逐渐减少，最终与给水量相等，保持平衡。

同时汽压降低的速度也逐渐减缓，达到最终值。

由于燃料量不变，而给水量有所增加，锅炉出口汽温会有降低。

在最初阶段，蒸汽流量显著增大时，汽温应明显下降，但由于过热器金属释放储热起到补偿作用，因而汽温下降是比较平稳的。

3.2.2燃料量变化当燃料量突然增加时→蒸发量延时后发生增加的波动，随后蒸发量稳定下来与给水量保持平衡。

随着蒸发量增加，锅炉压力也逐渐升高，给水量自动减小。

煤/水比既使增加很小，蒸汽温度也会明显升高。

但是，在过渡初始阶段，由于蒸发量与燃烧放热量基本按比例变化，再加上管壁金属储热的延缓作用，过热蒸汽温度要经过一定的滞后才逐渐升高。

如果燃料增加速率和幅度大（煤/水增加快而多），可能造成热水段末端发生工质膨胀现象，锅炉瞬间排出大量蒸汽，蒸汽温度有一个先下降后逐渐上升的过程。

当煤/水比增加时，蒸汽压力延时后上升，最后保持在较高水平。

蒸汽压力最初的上升是因蒸发量增加引起，保持在较高水平是由于汽温升高后，蒸汽容积流量增大，而汽轮机调门开度不变致所。

3.2.3给水量变化给水量突然增加时，由于燃料量不变，热水段和蒸发段要延长，在最初阶段，蒸汽流量会逐渐增加。

最终稳定状态，蒸发量等于给水量，达到新平衡。

由于存在金属储热延缓作用，汽温变化与燃料量扰动相似，蒸汽温度是逐渐下降的。

过热蒸汽压力由于蒸汽流量增加而升高，当汽温下降、容积流量减少时，又有所降低，最后稳定在稍高水平。

3、直流锅炉蒸汽参数调节调节任务有：使蒸发量满足汽轮机要求；保持蒸汽压力和温度稳定；保持最佳风量，使锅炉效率最佳；保持炉膛负压；保持汽水流程中某些中间点温度。

要对直流锅炉进行正确可靠的操作和配用自动调节系统，正确选择调节信号和手段很重要。

3.1主调节信号的选择主调节信号——即被调参数或被调量。

在直流锅炉蒸汽参数调节中被调量是汽压和汽温。

但仅仅把锅炉出口汽温和汽压作为主调节信号，调节品质差。

因此还必须选择必要的辅助信号。

蒸汽参数调节主要通过煤/水比，通常可以用蒸汽温度间接判断。

由于煤/水比与蒸汽温度之间是累计关系，每一工况的扰动要通过一定的延时显现出来，即扰动后被调参数（蒸汽温度）有一段延时才发生变化，为提高调节品质和便于操作人员运行判断，除了采用煤/水比外，还要选择其它测量值作为主调节信号。

直流锅炉主调节信号有：过热器出口烟温、锅炉蒸发量、过热器出口压力。

利用过热器出口烟温作为主调节信号的优点在于它的变化延时很小。

利用过热器出口烟温和锅炉蒸发量可以迅速判断出燃料发热量的变化情况。

锅炉蒸发量的变化并不一定由燃料量变化引起，汽轮机功率变化同样会引起锅炉蒸发量暂时的增减，因此，要正确判断是燃料扰动引起还是外界负荷变化引起，就必须加入过热器出口压力这一主调信号。

由此可见，过热器出口烟温、锅炉蒸发量和过热器出口压力这三个主调信号，在锅炉带不同负荷时可以用来调整燃料量；当锅炉负荷变动时可以用来调节给水量。

由于直流锅炉出口和蒸汽、水管路所有中间截面是相互联系的，界面是移动的，因此，直流锅炉的调节质量不仅在于准确地保持给定的蒸发量及额定的汽温、汽压，同时还应该保持住中间工质的截面温度，这样才能稳定锅炉出口温度。

所以，还必须选择适当的中间温度点作为主调信号。

该点一般是指汽水分离器出口温度。

3.2蒸汽参数调节原理锅炉运行必须保证汽轮机所需要的蒸汽量和过热蒸汽压力和温度的稳定。

锅炉蒸汽参数的稳定取决于：汽轮机功率与锅炉蒸发量的平衡、燃料量与给水量的平衡。

第一个平衡可以稳定汽压，第二个平衡可以稳定汽温。

但是由于加热、蒸发和过热三个过程无固定的界面，使得汽压、汽温和蒸发量之间又是相互依赖和关联的，一个调节手段不仅仅只影响一个被调参数。

3.2.1汽压调节汽压调节就是保持锅炉出力和汽轮机所需蒸汽相等。

汽压变化是汽轮机负荷或锅炉出力变动引起。

其变动反映了两者的不平衡。

而直流锅炉的出力首先应由给水量来保证，然后相应调整燃料量以保持其它参数稳定。

在带基本负荷的直流锅炉上，如果采用自动调节，还可以采用调节汽机调门的方法来稳定汽压。

3.2.2过热汽温调节过热汽温调节主要是调整燃料量与给水量。

由于锅炉效率、燃料发热量和给水焓（温度）在运行中也会变化，加上给煤量和燃料量在运行中有波动，在实际锅炉运行中要保证煤/水比的精确值很难。

因此，直流锅炉除采用煤/水比作为粗调的手段外，还必须采用喷水减温作为辅助调节手段。

有些锅炉也采用烟气再循环、烟气挡板和燃烧器摆动等作为调节手段。

但国内常用这些方法调节再热汽温。

为了维持锅炉出口汽温的稳定，通常在过热汽区段取一温度测点，将它固定在相应的数值上，这就是通常所说的中间点温度。

该点目前一般采用汽水分离器出口温度。

由此得出直流锅炉的操作经验：给水调压，燃料配合给水调温，抓住中间点温度，微量喷水。

3.2.3再热汽温调节再热汽温过低，会增加汽轮机汽耗，再热汽温过高，对金属材料有损坏，特别是再热汽温的急剧变化会导致中压缸与转子间胀差发生显著变化，引起汽轮机振动和事故。

因此，必须调节再热汽温。

但再热汽温调节不能采用煤/水比调节，因为再热器布置在烟温较低的区域，主要表现为对流传热特性而非辐射传热特性。

再热汽温调节一般通过烟气调节挡板为主，微量喷水作为辅助手段。

3.2.4汽温调节注意事项●加强汽温监视，特别注意中间点温度监视，分析变化趋势，调节超前，以减少波动；●掌握各减温水调门开度与喷水量之间关系，熟悉过热器、再热器的汽温特性，为手动调节打下坚实基础。

●在调温时，避免操作应平稳均匀，大开大关；加强燃烧侧的烟温偏差调整，尽量减少烟温偏差。

3.3直流锅炉蒸汽参数手动调节由于直流锅炉蓄热能力小，工况扰动后被调参数往往变化快而剧烈，因此必须掌握规律才能进行有效操作。

3.3.1负荷不变时蒸汽参数的调节对于带固定负荷直流锅炉，主要是调节汽温。

因而在煤/水比确定后，操作中应尽量减少燃料量的改变。

燃料量一般取自磨煤机进口的负荷风量（双进双出磨）或给煤机进口给煤量（中速磨），给水流量以省煤器进口流量为准。