锅炉动静态特性

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第三节 静 态 特 性
一、燃料量——传热型式与传热量分配
锅炉负荷↑→锅炉燃料量↑
燃料量↑↓ →锅炉辐射、对流传热型式的热传量份额在各级受 热面中的分配发生变化→各级受热面的吸热量与工质焓增发生 变化。
锅炉烟温、汽温静态特性的基础。
1．锅炉传热型式传热量分配
锅炉辐射传热型式和对流传热型式的传热量份额分配决定于炉 膛出口分界面处的烟气温度θl’’(℃)和烟气容积Vy (m3／kg)。 θl’’ ↑ →辐射传热型式的传热量份额↓ 对流传热型式的传热量 份额↑ 。炉膛出口处的过量空气系数↑，使Vy ↑辐射传热型 式传热量份额↓，对流传热型式传热量份额↑ 。
5．负荷一烟温、汽温静态特性
不大的负荷变化范围内，可认为锅炉热效率、工质焓增不 变，则燃料量正比于负荷D。因此，分析锅炉运行特性用燃 料量或负荷作为自变量是等价的。 (1)负荷---烟温静态特性。负荷D增加，相应燃料量也增多， 上述分析已得出结论： Bj增加，理论燃烧温度Ta不变，炉 膛出口烟气温度θl’’上升，排烟温度也略有上升。
一般情况下，高参数机组材料的许用温度上限值都较接近锅炉 受热面部件的金属正常工作温度(参见图2—8)，故锅炉汽温不 大的超限就会使受热面、联箱、蒸汽管道、阀门、汽轮机等金 属温度超过材料的许用温度，材料的机械强度下降，高温腐蚀 和蠕变速度加快，材料松弛，寿命缩短，严重时材料短期内损 坏。
三、汽包水位 汽包锅炉水位控制值实况见表5—l。 汽包水位分正常水位、报警水位、保护动作水位三种。 正常运行汽包水位→应在正常水位范围内波动。 汽包水位到达报警水位→应采取紧急措施恢复正常水位。 汽包水位到达保护动作水位→保护动作自动降低负荷直至机 组停止运行。
(2)负荷一汽温静态特性。图5—5为锅炉负荷与主蒸汽温度、 再热汽温度静态特性。
负荷一汽温静态特性是根据上述传热型式传热量份额分配 分析结论以及在以下条件下得到的；
1)过热器是对流辐射联合型传热面，以对流型式为主；
2)过热器进口为汽包出口的饱和蒸汽，在负荷变化范围内认 为饱和蒸汽焓值不变；
3)再热器为对流型式传热面；
炉膛漏风的温度很低，它对炉膛辐射传热量的影响更大。
2． αl’’一BQd αl’’ ↑ →烟气容积Vy ↑ ，烟气在烟道中的流速↑，使对流 传热量BjQd (kJ／h)、Qd(kJ／kg) ↑ 。 对流传热量增大幅度小于烟气容积量的增大幅度，故烟气温 度沿烟道流程下降速度比原来的相对较小(图5—6)。静态特 性示于图5—7。
一、主蒸汽压力 单元机组蒸汽压力沿流程变化如图5—1所示。
过热器出口压力称为主蒸汽压力。主蒸汽压力是蒸汽质量的重 要指标，定压运行时各负荷都要维持主蒸汽压力额定值，允许 小范围内波动。
1000t ／ h 亚 临 界 压 力 自 然 循 环 锅 炉 主 蒸 汽 额 定 压 力 为 16.7MPa，允许波动范围为土0.196MPa。
2．燃料量——辐射传热型式传热量 Bj增大将使Bj Qf增大， Qf下降；并可进一步看出Bj Qf 增大小于的Bj增大。
3．燃料量一对流传热型式传热量 Bj Qd增大是由于Bj与Qd两项同时增大的结果，故Bj Qd增大f下降，故辐射传热型式传热量份额随Bj增 多而下降。 由于Bj增多时Qd上升，故对流传热型式传热量份额随Bj增 多而上升。
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3． △α一BQd 、θ
烟道漏风对对流传热量BQd 、烟温θ的影响决定于漏风点 的位置。如漏风在炉膛出口处，则该处的烟温下降，对流传 热量减少，但是随着烟气流程烟温逐渐接近原来值，某一位 置后超过原来值，对流传热量也随着烟温升高而增大。上述 烟温变化规律示于图5—8。如果漏风发生在尾部烟道某位 置，其变化规律与上述相同，有可能烟温还未到达原来值烟 气已离开最后一级受热面了。
三、蒸汽温度静态特性影响因素
锅炉定压运行主蒸汽压力维持不变，主蒸汽温度与焓值是单 一函数，由蒸汽焓值就可定蒸汽温度。
锅炉变压运行主蒸汽压力随负荷变化，故主蒸汽温度必须由 蒸汽焓值和压力共同确定。
例如，主蒸汽温度为 540℃，主蒸汽压力为3.5MPa，如果维 持该状态下的焓值，主蒸汽压力升至17MPa，主蒸汽温度为 590℃，升高了50℃。
4)汽轮机高压缸排汽为再热器进口蒸汽，其汽温随着负荷增 高而上升；
5)受热面的传热量主要决定于烟气侧的条件。
二、过量空气系数一传热型式与传热量分配
1．αl’’一BQf 炉膛入口过量空气系数αl’ ↓↑和炉膛漏风△αl ↓↑ →炉膛 出口过量空气系数变化αl’’ 。 αl’’上升将使理论燃烧温度↓ ，火焰黑度af ↓ →造成炉膛辐 射传热量BjQf (kJ／h)、Qf(kJ／kg) ↓。 烟气量增加↑ →炉膛出口烟温变化很小。
锅炉正常运行调整以及静态和动态 特性
锅炉正常运行是指单元机组启动后的锅炉运行过程。
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。
第二节 锅炉状态参数监控要求
锅炉状态参数主要有主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温 度、汽包水位、炉膛风压等。在运行中必须对各种状态参数 进行连续的监视和控制。
过热器压力降随机组负荷而变化 。
机组负荷D↑→过热器压力降↑。
主蒸汽压力一定时，汽包压力随机组负荷增加而上升。
燃烧扰动和负荷扰动→主蒸汽压力变化。
二、主蒸汽与再热蒸汽温度
过热器出口蒸汽温度称为主蒸汽温度。主蒸汽温度与再热蒸汽 温度统称为锅炉汽温。
正常运行中锅炉汽温应维持在额定值，允许波动范围一般为 +5～一10℃。汽温高限由制造厂选用钢材品种、设计特点而定。