升降负荷过程中如何平稳控制炉侧参数

给水温度
蒸汽温度
锅炉受热面沾污，例如积灰、结焦等，将会大大影响 锅炉的传热。水冷壁积灰将使过热度下降。但由于水 冷壁吸热能力下降，烟气中热量将被过热器吸收。此 时锅炉呈现出过热度偏低，主汽温偏高的现象。
受热面沾污
蒸汽温度
火焰中心升高时，炉膛出口烟温显著上升，再热器出 口汽温升高．水冷壁受热面的下部利用不充分，过热 度下降。过热器吸收大量热量导致过热汽温偏高。
蒸汽压力的调节
• 压力调节，实际是保持锅炉蒸发量和汽轮机所需蒸发量相等。只 要保持住这个平衡，过热蒸汽压力就能稳定在给定数值上。直流 锅炉蒸发量等于进入的给水量，因而只有当给水量改变时才会引 起锅炉蒸发量的变化。直流锅炉汽压的稳定，从根本上说是靠调 节给水量实现的。 • 但如果只改变给水量而不改变燃料量，则将造成过热汽温的变化。 因此，直流锅炉在调节汽压时，必须使给水量和燃料量按一定的 比例同时改变，才能保证在调节负荷或汽压的同时确保汽温的稳 定。
• （4）送风量／给煤量（风煤比）
• 为了抑制NOx的产生，以及锅炉的经济、安全运行，需对各燃烧器的进风量 进行控制，具体是通过各层燃烧器的二次风门和燃尽风门控制风量，每层风 量根据负荷对应的风煤比控制。
锅炉运行中为什么要控制汽温稳定？
• 锅炉运行中控制稳定的汽温对机组的安全经济运行有着极其重要的意义。当 汽温过高时，将引起过热器、再热器、蒸汽管道及汽轮机汽缸、转子等部分 金属强度降低，导致设备的使用寿命缩短。严重超温时，还将使受热面管爆 破。若汽温过低，则影响热力循环效率，并使汽轮机未级叶片处蒸汽湿度过 大，严重时可能产生水击，造成叶片断裂损坏事故。若汽温大幅度突升突降， 除对锅炉各受热面焊口及连接部分产生较大的热应力外，还将造成汽轮机的 汽缸与转子间的相对位移增加，即膨胀差增加，严重时甚至发生叶轮与隔板 的动静摩擦，造成剧烈振动。因此，锅炉运行中对汽温要严密监视、分析、 调整，用最合理的方法控制汽温稳定。
锅炉超压的危害性有那些？
• （1）金属材料在特定的温度下有其特定的金属材料屈服强度， 超压力运行将导致，金属材料的热疲劳，超出疲劳极限工况下运 行将导致屈服强度下降，突破屈服极限将导致快速蠕变直至爆裂。 • （2） 金属材料的强度在特定条件下可以通过增加金属的壁厚得 到补偿。壁厚的增加将使内外壁温差增大，传热速度降低，壁温 差将会导致金属材料热应力增大。
单位
℃ ℃ ℃ ℃ Kpa KPA Kpa Kpa t/h t/h Kpa Kpa
定值
557 579 549 577 -2 2 -3 3 146.9 332.5 5.5 3
报警/跳闸
报警 报警 报警 报警 报警 报警 报警，信号三取二/延时3S MFT 报警，信号三取二/延时3S MFT 跳闸，信号三取二/MFT 跳闸，信号三取二/MFT 报警，联启备用风机 两台火检风机运行且火检冷却风压力低Ⅱ，延时600S MFT
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直流锅炉蒸汽参数的调节
• 直流锅炉蒸汽参数的稳定主要取决于两个平衡： • （1）燃料量与给水量的平衡。 • （2）汽轮机功率和锅炉蒸发量的平衡 • 第一个平衡能稳住汽温；第二个平衡能稳住汽压。
被控参数
• （1）给水流量/蒸汽流量 • 因为给水系统和蒸汽系统是直接连通的，且由于超临界锅炉直流蓄热能力较 小，给水流量和蒸汽流量比率的偏差过大将导致较大的汽压波动。 • （2）煤水比
• 稳定运行工况时，煤水比必须维持不变，以保证过热器出口汽温为设计值。 而在变动工况向，煤水比必须按照一定的规律改变，以便既充分利用锅炉蓄 热能力，又按要求增减燃料，把锅炉热负荷调到与机组新的负荷相适应的水 平。
被控参数
• （3）喷水流量／给水流量 • 超临界锅炉喷水仅能较快改变汽温但不能始终维持汽温，因为过热受热面的 长度和热焓都是不定的。为了保持通过改变水流量来校正汽温的能力，控制 系统必须不断地把喷水流量和总给水流量之比恢复到设计值。
备注
>35%BMCR >50%BMCR 开关量 开关量 开关量 开关量 延时1s 延时2s 开关量
直流锅炉布置
高温过热器 汽水分离器 垂直水冷壁 高温再热器 低温再热器 低温过热器
省煤器 储水罐
燃烧器
螺旋水冷壁
直流锅炉汽水流程
超临界锅炉运行调整的方法和手段
• （1）汽温调节的方法和手段 • （2）汽压调节的方法和手段
防止#2炉超温的调整方法
• 磨煤机的投运。大幅度升负荷时，及时调整磨煤机，可瞬时关小运行中磨煤 机分离器的开度，调整入磨风压、风温。把握好投运备用磨的时机。 • 注意事项
• 注意对磨煤机振动的调整及煤粉细度的控制 • 投运不同磨煤机对参数的影响 • 投运备用磨时加强对锅炉燃烧的调整、监视 • 根据各参数（过热度、主汽压力等）变化及时投运备用磨 • 参数控制一定要有底线
升降负荷过程中 如何平稳控制炉侧参数
2018.09
主要内容
• 锅炉运行调整的任务
• 直流锅炉的布置
• 直流锅炉汽水流程
• 超临界锅炉运行调整的方法和手段
锅炉运行调整的任务
• （1）维持蒸发量满足负荷要求。 • （2）按照机组运行曲线维持正常汽温、汽压。
• （3）保持炉水和蒸汽品质合格。
• （4）调整燃烧，减少热损失、提高锅炉热效率。
• 升负荷过程中，升10ＭＷ的负荷，燃烧指令会增加煤量15— 20t/h，进入炉膛燃料量较多，但送风量、一次风量、给水流量 的调整跟不上煤量波动，造成短时间风煤比、水煤比失调，汽温 超温。
• 磨煤机的运行方式，上排磨组运行时，易造成汽温超温。
防止#2炉超温的调整方法
• 负荷稳定运行时，通过一减控制二减前温度530℃以下，一减二减有一定的调整余度。 • 由于煤量的过调，所以风、水也要匹配着煤量过调，要维持水煤比、风煤比相对稳定，维 持在合理范围内。在负荷指令刚增加时，可将燃料量减5t/h偏置，将一、二级过热器减温 水开大，观察过热度趋势，只要过热度不迅速下降，暂维持给水偏置，手动增大送风量偏 置，必要时开大二次风挡板，防止炉膛氧量低于3.5%，造成燃烧滞后，等氧量回头后，造 成汽温超限。 • 低负荷期间适当增加点滑压偏置，防止负荷突加期间，压力升不动，影响机组出力。压力 升不动会造成煤量持续增加，由于煤燃烧的滞后性，会造成煤量过量，等煤粉燃烧完全后， 造成汽温超温。
• （5）正确调整烟风系统各参数，降低NOx，减少结渣，防止出现空预器低温腐蚀。
• （6）及时调整机组运行工况，使机组在安全、经济、环保的最佳工况下运行。
锅炉运行参数限额
参数
主蒸汽温度低 主蒸汽温度高 再热器出口温度低 再热器出口温度高 炉膛压力低报警 炉膛压力高报警 炉膛压力低MFT 炉膛压力高MFT 给水流量极低跳闸 炉膛风量低低跳闸 火检冷却风压力低Ⅰ 火检冷却风压力低Ⅱ
引起蒸汽压力变化的基本原因
• 外部扰动：外部负荷变化引起的蒸汽压力变化称外部扰动，简称“外扰”。 当外界负荷增大时，机组用汽量增多，而锅炉尚未来得及调整到适应新的工 况，锅炉蒸发量将小于外界对蒸汽的需要量，物料平衡关系被打破，蒸汽压 力下降。 • 内部扰动：由于锅炉本身工况变化而引起蒸汽压力变化称内部扰动，简称 “内扰”。运行中外界对蒸汽的需要量并未变化，而由于锅炉燃烧工况变动 (如燃烧不稳或燃料量、风量改变)以及锅内工况(如传热情况)的变动，使蒸 发区产汽量发生变化，锅炉蒸发量与蒸汽需要量之间的物料平衡关系破坏， 从而使蒸汽压力发生变化。
火焰中心高度
二次风
蒸汽温度
增大过量空气系数时，炉膛出口烟温上升。炉内平均 温度下降，炉膛水冷壁吸热量减小，使过热器进口汽 温降低，虽然对流式过热器的吸热量有一定的增加， 但前者的影响更大。在煤水比不变的情况下，过热器 出口温度将降低。过量空气系数减小时结果相反。
过量空气系数
#2炉易超温原因
• 主再热气温超温多发生在升负荷过程中。
防止#2炉超温的调整方法
• 在加负荷时，尽量开大减温水、增大给水偏置，由于给水流量的增大，可以 保持压力不下降，压力回头迅速，由于压力的回升，可以使煤量加速回落， 由于煤量的减少，给水流量也相对减少，减少汽温、汽压的上升速度，将汽 温、汽压的涨势幅度控制在可控范围内。 • 脱硝参数在正常范围内，可根据负荷适当关小NOX风门，250MW以下，下层 NOX风门在70%左右，上层NOX控制在60%，250MW以上时，控制在80%左右，尽 量下层二次风充足一些，使煤粉在下层能燃烧充分，水冷壁吸热多一些。 • 一二减调门开展时，主汽温仍上升，可将再热烟气挡板开展，过热烟气挡板 关小，通过再减控制再热汽温。
蒸汽温度
直流锅炉是以调节煤水比作为基本的调温手段，以喷 水减温作为精确的调节。只要燃料、给水比的值不变， 过热汽温就不变。只要保持适当的煤水比，在任何负 荷和工况下，直流锅炉都能维持一定的过热汽温。
煤
水
煤水比
蒸汽Baidu Nhomakorabea度
锅炉给水温度降低若保持煤水比不变，锅炉的加热段 会延长，过热段会缩短，过热汽温会降低。再热汽温 由于进口温度的下降而下降。