02-1 (1-5)单元机组的运行调节

(4)汽包压力
汽包压力变化，将引起汽包内水状态的变化，从而引 起水位波动。汽包压力发生变动时，压力降低则水位 上升，压力升高则水位下降。变化速度越快，对水位 的影响也就越大。 蒸汽压力的快速变化引起水、汽容积的变化从而 影响汽包水位。 例如在单元机组锅炉跟随方式下，汽轮机调速汽门 开度突然增大，使汽压迅速下降，锅炉储热量变化所 产生的附加蒸发量使汽包的水容积增大，使汽包水位 升高，但此时的质量平衡关系决定了水位的下降趋势. 这种不是由于蒸发设备进出质量流量不平衡而引 起的水位暂时的反方向变化现象，称为“虚假水位” 。
2.给水控制系统
三冲量控制给水就是水位作为主信号，蒸汽流 量作为前馈信号，以制止虚假水位的调节偏差； 还考虑到改变给水流量到水位响应有一定的延 迟时间，再将给水流量信号作为反馈信号以保 持给水流量与蒸汽流量的平衡；当给水自发扰 动时给水流量信号有前反馈调节的作用，可迅 速消除内扰。
现代大型锅炉采用全程给水控制。锅炉启动过 程中，由于蒸汽流量和给水流量测量误差大， 两个流量之间的差值也大，故只能采用单冲量 控制给水，即在给水流量＜30％时用水位信号 单冲量控制。给水流量＞30％时自动从单冲量 切换到三冲量控制。
汽温突升或突降会使锅炉各受热面焊口及连接部分产 生较大的热应力
电站锅炉出口蒸汽温度的允许偏差值
出口蒸汽额定压力 （MPa） 2.5 3.9 9.8 13.7 16.7～18.3 25.3 锅炉负荷变化范围 （％） 75～100 70～100 70～100 70～100 70～100 70～100 出口蒸汽额定温度 （℃） 400 450 540 540/540 540/540 541/541 温度允许偏差值（℃） ＋ 10 10 5 5 5 5 － 20 25 10 10 10 10
100±50
305±50
±125
+317 -209 +254 -381
228.6±50
+127 -177.8
（一）．维持汽包水位的重要性 水位过高 增加蒸汽携带水分，容易造成过热器沉积盐垢 严重满水时，造成过热汽温急剧下降外，还会 引起在蒸汽管道和汽轮机内产生严重水冲击。 水位过低 可能影响锅炉水循环，使水冷壁管的安全受到 威胁。如果出现严重缺水而又处理不当时，则可 能造成炉管爆破。
水位以下蒸汽容积 变化 例如燃料量增 加，水冷壁吸 热增多，产汽 量增大，水位 以下汽容积增 大，水位上升。
（三）给水控制系统
1.给水运行方式 现代大型锅炉一般采用两台可调速汽动给 水泵和一台可调速电动给水泵。在机组启 动过程中，电动给水泵先在最低转速运行， CCS来的给水指令控制给水调节阀。
蒸发设备存水量随着锅炉容量增大而减小。例如 200MW 自然循环锅炉蒸发设备的存水量仅为锅炉蒸发 量的 2.5 ％。这个变化使蒸发设备进出质量流量有少 量的不平衡也会引起水位迅速变化，短时间内就会发 生水位事故。 在MCR负荷下，汽包处于正常水位，如果给水中断， 几十秒内汽包存水就会蒸干。例如，1000t/h亚临界 压力自然循环锅炉汽包存水蒸干时间为76.52秒， 1025t/h亚临界压力控制循环锅炉为35.76秒， 2008t/h亚临界压力控制循环锅炉为38.54秒。
(二) 蒸汽温度的监视与调节
允许变化范围一般为额定汽温十5℃。
汽温调节的主要任务，既要维持汽温在允许的范围内，又要随时 防止过热器、再热器超温而损坏。
汽温偏低 循环热效率降低 增大汽机排汽湿度 汽温偏高
过热汽温每下降1O℃，汽耗 量将增加1.3％-1.5％，循环 热效率降低0.3％
加快金属材料的蠕变，缩短设备的使用寿命
汽包尺寸 锅炉名称 内径 筒体
正常水位 （mm） 汽包中心线 下距离
报警水位 （mm） 正常水位基 准线上下距 离 ±100
保护动作水 位（mm） 正常水位基 准线上下距 离 ±250
（mm） 长 （m） 1000t/h 亚 临 界 压力自 然循 环锅炉 1025t/h 亚 临 界 压力控 制循 环锅炉 2008t/h 亚 临 界 压力控 制循 环锅炉 1778 25.76 1675 21 1778 20
对于强制循环锅炉汽包水位的要求，虽然没有自然 循环锅炉那么严格，但最低水位也必须保证下降管不带 汽，如果循环泵人口带汽，循环泵将发生汽蚀现象，影 响泵的正常工作，进而影响水冷壁正常的水循环。为保 证循环泵正常工作，一般允许水位到一250mm左右。 汽包水位过高和过低都会威胁机组的正常运行，汽 包水位的最高和最低允许值，应通过热化学试验和水循 环试验来确定，最高允许水位应不致引起蒸汽带水，最 低允许水位应不影响水冷壁的正常水循环。
(2)给水压力
现代大型单元机组大部采用汽动给水泵，即用汽 轮机的某段抽汽来带动汽动给水泵小汽轮机运行。机 组运行中，由于蒸汽压力的变化，改变了小汽轮机的 转速，从而使给水压力发生变化。给水压力的波动将 使送入锅炉的给水量发生变化，从而破坏了蒸发量与 给水量的平衡，将引起汽包水位的波动。在其他条件 不变时，给水压力高，给水量增大，水位升高；给水 压力低，给水量减小，水位下降。给水压力的波动大 都是由给水泵的流量控制机构不稳定工作或转速波动 引起的。
现代锅炉给水品质改善，汽水分离装置改进， 并采取加强水循环等措施，可使正常水位扩大。 例如我国引进技术制造的 300MW 亚临界控制循 环锅炉，汽包水位标准线定在汽包中心线下 228.6mm，上下报警线分别为标准水位＋127mm 和－177.8mm。
锅炉汽包水位控制值实例
锅炉汽包水位控制值实例
(1)锅炉负荷
汽包水位变化与锅炉负荷有着密切关系。锅炉运行 中，汽包水位的变化，首先取决于锅炉负荷的变化量 及其变化的速度，实际上是反映了给水量与蒸汽流量 之间的物质平衡关系。锅炉负荷变化缓慢，燃烧调整 与给水量调整在与锅炉负荷及其变化速度相适应时， 汽包水位波动就小，反之就大。例如锅炉的负荷突然 升高，在给水和燃料量末及调整之前，会位水位先升 高(虚假水位，如图2—9所示)，最终则降低。前者是 由于水面下蒸汽容积增大，后者是由于给水量小于蒸 发量所造成的物质不平衡。锅炉负荷变动速度越快， 水位的波动也就越大。
蒸发设备输入与输出质量的平衡
(3)燃烧工况
机组运行中，在锅炉负荷和给水量没有变化的情况 下，燃烧工况变化，对水位的影响也很大。燃烧工况 的变化，主要是由于燃烧不良、送入燃料量不均匀等 引起。在外界负荷及给水量不变的情况下，当燃料量 突然增多时，水位暂时升高而后下降；当燃料量突然 减少时，情况则相反。这是因为燃烧强化会使水位面 下汽泡增多，水位胀起，但随着汽压及饱和温度的上 升，炉水中汽泡又会随之减少，水位有所降低。因此， 水位波动的大小，也与燃烧工况改变的强烈程度以及 运行调节的及时性有关。
4．汽压的调节
汽压变化反映了锅炉蒸发量与机组负荷的平衡关系 汽压在一定范围内波动，只影响汽轮机的经济性 汽压变化超过规定范围时，则影响机组运行安全性
负荷↑
风量 ↑
↑ 蒸发量 ↓
汽压
燃料量↑ 给水量↑
主蒸汽压力的调节就是蒸发量的调节.一般先增加风 量,再增加燃料量.在低负荷时,可先增加燃料量,再增 加风量. 注意:如果增加风量,需先增加引风,再增加送风.
外扰
炉底漏风严重（炉膛烟气温度和燃烧效率下降）
3．影响汽压变化速度的因 素
（1）负荷变化速度 （2）锅炉的储热能力
所谓锅炉储热能力，是指当外界负 荷变动而燃烧工况不变时，锅炉能够 放出或吸收的热量的大小。
（3）燃烧设备的惯性 燃烧设备的惯性是指从燃料量需求开始变化到炉内建 立起新的热负荷所需要的时间。
汽包锅炉的汽压调节
汽压偏低பைடு நூலகம்蒸汽做功能力下降
汽压降低5％时，汽耗率增加1％
外界负荷不变时，汽耗量增大，转子轴向推力增加
汽压偏高 机械应力大，危及锅炉、
T 1‘ 1
汽轮机和蒸汽管道的安全
引起调节级叶片过负荷 机组末几级的蒸汽湿度增大
2‘ 2 S
2汽压变化的主要因素
汽压变化实质上反映了锅炉的蒸发量与外界负荷之间 供求关系的变化。供大于求，则汽压上升；供不应求， 则汽压下降。 内扰 燃料量的变化 风量变化或配风方式的变化 水冷壁管外积灰或结渣以及管内结垢（热阻增大） 汽轮机高压加热器切除，给水温度降低
二、汽包水位的调节
汽包水位分正常水位、报警水位和保护动作水 位三种。汽包水位标准线一般在汽包中心线下 100～150mm处，水位波动限制在标准水位上下 50mm以内称正常水位。 汽包水位达到报警水位时，应采取紧急措施恢 复正常水位。汽包水位达到保护动作水位时， 保护装置动作，锅炉自动降低负荷直至机组停 止运行。
在规定允许偏差值的同时，还应规定允许偏差 值下运行的持续时间和汽温变化时允许的变化 速度。目前我国对此尚无统一的规定，而大多 数锅炉沿用如下规程： 每次允许偏差值下的运行持续时间不得大 于2分钟，在24小时内允许偏差值下运行的 累计时间不得大于10分钟；蒸汽温度允许 变化速度应≤3℃/min。
2.1.3.汽包锅炉的运行调节
(一）蒸汽压力调节 1.汽压变化的影响
主蒸汽压力是单元机组运行过程中监视的重要参数 之一，汽压过高或过低对机组运行的济性和安全性均有 影响。 机组定压运行时，要求锅炉蒸汽压力维持在额定附 近相对稳定；机组变压运行时，则要求蒸汽压力随负荷 的变化而变化。 显然，不同的运行方式对汽压调节要求不同，所以运 行过程中要求汽压波动幅值不要太大，而应相对稳定。
水位变化的主要因素
引起水位变化的根本原因有两个：
（1）物质平衡遭到破坏；
（2）工质状态发生改变。
机组负荷↑，水位 先↑后↓
给水压力↑，给水量↑，水位↑
燃烧量↑，水位 先↑后↓
(二）．引起汽包水位变化的因素
汽包水位（被调量）受到四个方面的扰动： （流入和流出被调对象的物质和能量） 过热器 D (1)锅炉负荷 (2)给水压力 省煤器 P W (3)燃烧工况 H B (4)汽包压力
水位监视与调节
就地水位计、电接点水位计、DCS画面
水位监视与调节
水位的调整
机组负荷约25％时第一台汽动给水泵投入运行，处于 电动给水泵与汽动给水泵并列运行状态。当达到一定 给水流量时给水调节阀全开， CCS 指令控制电动泵液 力偶合器转速。 负荷再增大后第二台汽动给水泵启动，手动方式增速 至与第一台汽动给水泵同步，可由手动切换自动。两 台汽动给水泵都运行后，电动给水泵手动减速并停运。
第二章 单元机组的运行调节
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 汽包锅炉的运行调节 直流锅炉的运行调节 汽轮机的运行维护 汽发电轮机组的振动 发变机组与厂用设备的运行监视 单元机组调峰运行 单元机组的经济运行
单元机组运行调节
单元机组运行状态监视和调节是运行技术人员工作的 主要内容。 根据外界负荷变化和设备运行状况，及时、正确地对 运行方式和设备运行参数进行调整，以提高机组的安全 性和经济性。 单元机组机炉电的运行维护与调节相互联系，又各有 特点。锅炉重在调整，汽轮机重在监视，电气重在保护。
第一节 锅炉的运行调节
2.1 锅炉的运行调节
一.汽包锅炉运行调节特点及任务 锅炉设备调节特性：
热惯性较大，反应较慢，从燃料量改变到产汽量 的改变时间间隔长。因此当快速调节汽轮机进汽量以 适应电网负荷的需要时，就会引起主蒸汽压力产生较 大的波动，影响机组的稳定运行。
汽包锅炉运行调节的任务：
☆ 保障锅炉的蒸发量满足汽轮机负荷的需要; ☆ 保持蒸汽参数在规定的范围内温度运行; ☆ 保持锅炉汽包水位正常; ☆ 保证锅炉蒸汽和给水品质在合格范围内; ☆ 提高锅炉热效率,减少各种热损失.
假如某受热面管材为 12Cr1MoV ，在 585℃时 能连续运行十万小时，但是如果长期在 595℃运行，其寿命就只有三万小时。可见， 其工作温度提高10℃，寿命就只有原来的30 ％了。
例子
1000t/h 亚临界压力自然循环锅炉额定汽温为 550℃，允许波动范围为+5℃～-10℃，最高限 值为560℃，最低限值为540℃。 汽温超过 560℃ 应降低负荷运行， 565℃ 时 应减负荷至零，超过565℃应立即停机。 大于 555℃ 超温运行时间每次不超过 15 分钟， 年累计不超过 20 小时。汽温低于 540℃应降 低负荷运行， 480℃ 时应减负荷至零，低于 480℃应立即停机。