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文檔簡介
鍋爐運行控制
鍋爐工況變動的影響
鍋爐工況是指鍋爐運行工作狀況,鍋爐工況可以通過一系列有關(guān)的運行
參數(shù)來反映。如鍋爐的蒸發(fā)量、工質(zhì)的壓力和溫度、煙氣溫度、燃料量
O
鍋爐在一定條件下運行時,用來反映鍋爐工作狀況的各個參數(shù)都具有確
定的數(shù)值,如果運行條件改變,則這些工況參數(shù)就要相應(yīng)地發(fā)生變化。
如果工況參數(shù)一直保持不變,則這時的工況稱為穩(wěn)定工況。事實上絕對
的穩(wěn)定是沒有的,在實際運行中,即使在所謂穩(wěn)定工況下,鍋爐的各工
況參數(shù)也不斷地發(fā)生微小的變化。
從鍋爐運行角度來看,蒸汽負(fù)荷的變動是來自外界的一種干擾,或稱為
外擾,此外,即使沒有蒸汽負(fù)荷的變動,鍋爐工況也不是一成不變的。
例如燃料量、燃料水分、煙道漏風(fēng)、受熱面積灰等的變動也都會影響鍋
爐的工作。這類變化是由鍋爐設(shè)備本身所引起的,故稱為內(nèi)擾。鍋爐的
工況經(jīng)常因受到外擾和內(nèi)擾而發(fā)生變動,任何工況的變動都將引起某些
指標(biāo)和參數(shù)的變化,如汽壓、汽溫和效率等。因此,充分了解工況變動
時鍋爐工作所受到的影響對運行人員來說是十分重要的。
每一個因素的改變都會對鍋爐工況產(chǎn)生一定的影響,幾個因素同時改變
時,各種影響則相互交錯,不易清晰地反映出變化的規(guī)律。為了便于分
析,下面就一個因素改變時對鍋爐靜態(tài)特性的影響的簡單情況進(jìn)行定性
討論,同時假定其它條件均保持不變,這時,我們可以認(rèn)為,幾個因素
同時改變時給鍋爐工作所帶來的總的影響,就是每一因素單獨改變E寸的
影響的總和。
一.燃料量變動的影響
L爐內(nèi)輻射傳熱特性
當(dāng)送入爐膛的燃料量變動時,爐膛內(nèi)的溫度和燃料在爐內(nèi)的逗留時間均
將發(fā)生變化,這兩種變化對燃燒效率有相反的影響,在一定范圍內(nèi),它
們的影響是不大的。倡當(dāng)負(fù)荷過大或過低時,將使燃燒效率降低很多,
對本爐來說,由于燃用低揮發(fā)分煤,燃燒損失將增加很多。
燃料量增加時,爐膛出口煙溫隨之升高,當(dāng)理論燃燒溫度不變而爐膛出
口煙濁升高時,爐內(nèi)的平均溫度水平也升高,爐內(nèi)總的輻射傳熱量增加。
爐膛出口煙溫升高表明爐膛出口煙氣焰II”相應(yīng)增大,然而單位燃料量送
入爐膛的熱量Qi未變,故單位燃料量在爐內(nèi)的輻射熱量Q減少了。
Q=£(QL-II")
式中E―保熱系數(shù)
2、對流傳熱特性
由上述可知,當(dāng)增大燃料量B時,爐膛出口煙溫和煙氣量均將增大,必
然會增大對流受熱面的傳熱量。
單位燃料的對流傳熱量為
Qd=KHAt/B
式中K——傳熱系數(shù)。K=I|J(ad+af)
W---受熱面平均熱有效系數(shù);
H——對流傳熱面積;
△t——傳熱溫壓。At=0-1
當(dāng)燃料量增大時,放熱系數(shù)ad和af及傳熱溫壓均增加,而且,KAt的
增加幅度一般要超過燃料量本身的增加,因此使單位燃料的對流傳熱增
大,而且對流受熱面離爐膛出口愈近,對流傳熱量增加得愈多。
實際上,當(dāng)燃料量變動不大時,鍋爐的效率可假定不變,這時燃料量B
與鍋爐蒸發(fā)量成正比。這樣燃料量增大時,單位燃料量的對流放熱增大,
也就說明提高負(fù)荷時,單位工質(zhì)在對流區(qū)中的吸熱量增多,其特性恰好
同前述輻射傳熱特性相反。見圖11-le圖中Aif和Aid分別表示工質(zhì)輻
射吸熱和對流吸熱。鍋爐負(fù)荷變化對其它參數(shù)的影響示圖11-2中,由
圖可知,當(dāng)負(fù)荷變化時,效率也隨之變化,在某一負(fù)荷時可以到達(dá)最高
的效率,這一負(fù)荷叫做經(jīng)濟負(fù)荷,在經(jīng)濟負(fù)荷以下時,爐內(nèi)溫度隨著負(fù)
荷的降低,使不完全燃燒損失顯著增大,鍋爐效率也隨之降低;在經(jīng)濟
負(fù)荷以上時,如鍋爐負(fù)荷降低,則由于排煙損失和燃料不完全燃燒損失
的減小,鍋爐效率相應(yīng)地提高。
二、過量空氣系數(shù)改變的影響
當(dāng)送風(fēng)量變化或各部漏風(fēng)量變化時,都會引起過剩空氣系數(shù)的變動。
1、送風(fēng)量改變
爐內(nèi)過量空氣系數(shù)是指爐膛出口處的過量空氣系數(shù)Cd”。當(dāng)空氣量增多
時,所生成的煙氣的熱容VC增大,因而絕熱燃燒溫度Ta降低;空氣
量增多還會使?fàn)t膛黑度減小,并使火焰中心位置升高,所有這些均將影
響爐內(nèi)的輻射傳熱,絕熱燃燒溫度降低,將導(dǎo)致爐膛出口煙溫降低,但
爐內(nèi)輻
射傳熱的減少又會使?fàn)t膛出口煙溫升高。圖10-3示出過量空氣系數(shù)同
各處煙溫的關(guān)系。當(dāng)爐內(nèi)過量空氣系數(shù)cd”增大時,燃燒生成的煙氣量
增多,煙氣在對流區(qū)中的溫降減小使排煙溫度升高,煙氣量的增多和排
煙溫度的升高,將使排煙熱損失q2增大(圖10-4)。在一定范圍內(nèi)
過量空氣的增多有利于燃燒,使未燃盡損失q3和q4有所減小。對應(yīng)各
項熱損失最小(熱效率最高)的過量空氣系數(shù)稱為最佳過量空氣系數(shù)。
加大爐內(nèi)過量空氣系數(shù)對鍋爐的影響同增大燃料量相近,同樣會減少爐
內(nèi)單位輻射傳熱量并增大單位對流傳熱量。
2、各部漏風(fēng)量變化
漏風(fēng)同上述過量空氣系數(shù)增大的影響是一樣的,只是漏入的是冷空氣,
危害性更為嚴(yán)重,漏風(fēng)的地點不同,產(chǎn)生的影響也不相同。燃燒器附近
或爐膛下部的漏風(fēng),對燃燒和輻射傳熱損失。
對流煙道的漏風(fēng)將降低漏風(fēng)點的煙氣溫度,使該段的傳熱溫差和傳熱量
降低,至于離開該段的煙溫可能比無漏風(fēng)時更高或更低。但無論如何,
有漏風(fēng)時,都會增大鍋爐的排煙熱損失。
三、給水溫度變動的影響
鍋爐的給水是由除氧器經(jīng)過給水泵,高壓加熱器送來的,所以當(dāng)高壓加
熱器的運行狀況(如是否投用或發(fā)生故障,以及加熱器受熱面的清潔程
度等)改變時,將會引起給水溫度的變化。另外,汽輪機負(fù)荷變化時,
也會導(dǎo)致給水溫度的變化。
當(dāng)給水溫度降低時,燃料量的增加會使?fàn)t膛出口煙溫比同樣負(fù)荷下要高,
加之煙氣流速的增加,因而增加了每公斤燃料在對流受熱面區(qū)域的放熱
量Qd,因此單位重量的工質(zhì)在對流受熱面的吸熱B-Qa/D必然增加。
因而具有對流特性的過熱器,其出口蒸汽溫度將升高。此外給水溫度降
低會增大省煤器中的傳熱溫壓,又會進(jìn)一步增加省煤器的吸熱量,并降
低出口煙溫。
四、燃料性質(zhì)變動的影響
在運行中,進(jìn)入鍋爐的燃料的性質(zhì)可能發(fā)轉(zhuǎn)動,在某些情況下還需改
用其它燃料,當(dāng)燃料品種改變時,燃料的發(fā)熱量、揮發(fā)分、水分、灰分
以及灰渣性質(zhì)等都會改變,對鍋爐工作有多種不同影響。如揮發(fā)分會影
響燃料的著火和燃燒,灰分含量和性質(zhì)會影響未燃盡損失受熱面污染、
磨損和環(huán)保;燃料水分不僅影響著火、燃燒和受熱面腐蝕,而且還會使
各區(qū)的煙溫和傳熱發(fā)生顯著變化。
1、燃料灰分的變動
當(dāng)燃料灰分增大時,其可燃物含量減少,故發(fā)熱量、燃燒所需的空氣量
和燃燒后所生成的煙氣量都比設(shè)計值降低。如果保持燃料量不變,則由
于燃料發(fā)熱量降低,使?fàn)t內(nèi)總放熱量隨之降低因而鍋爐蒸發(fā)量降低,同
時將使?fàn)t膛出口的煙氣溫度降低,以致對流受熱面的傳熱溫差減少,燃
料灰分增大之后,燃燒產(chǎn)物的體積也縮小,因此對流受熱面的吸熱量顯
著降低。
要保持蒸發(fā)量不變,則必須增加燃料消耗量,煙氣中的飛灰含量將大幅
度增加,就會加劇受熱面的磨損并容易造成堵灰。
2、燃料水分的變動
圖10?5示出燃料折算水分對鍋爐工作的影響。燃料的水分對爐內(nèi)煙溫、
傳熱和排煙熱損失的影響正如過量空氣的影響一樣。燃料水分增加則煙
氣窖增大,而絕熱燃燒溫度降低,但是由于水分的比熱較空氣大得多,
影響程度就更為嚴(yán)重。隨燃料水分的增加,絕熱燃燒溫度會顯著降低,
因而爐膛出口煙溫也將降低這時,爐內(nèi)輻射傳熱減少和對流傳熱增大的
程度,要比增大爐內(nèi)過量空氣時更為顯著。
鍋爐運行參數(shù)的調(diào)節(jié)
鍋爐機組運行的好壞在很大程度上決定了電廠運行的安全經(jīng)濟性。
鍋爐機組的運行,必須與外界負(fù)荷相適應(yīng),由于外界負(fù)荷是經(jīng)常變動的,
因此鍋爐機組的運行,實際上只能維持相對地穩(wěn)定。當(dāng)外界負(fù)荷變動時,
必須對鍋爐進(jìn)行一系列的調(diào)整操作,使供給鍋爐機組的燃料量、空氣量、
給水量等作相應(yīng)的改變,使鍋爐的蒸發(fā)量與外界負(fù)荷相適應(yīng),否則,鍋
爐運行參數(shù)就不能保持在規(guī)定的范圍內(nèi),嚴(yán)重時,將對鍋爐機組和電廠
的安全經(jīng)濟運行產(chǎn)生重大影響,甚至給人身安全和國家財產(chǎn)帶來嚴(yán)重危
害。同時,即使在外界負(fù)荷穩(wěn)定的情況下,鍋爐機組內(nèi)部某一因素的改
變,也會引起鍋爐運行參數(shù)的變化,因而必須經(jīng)常地監(jiān)視其運行情況,
并及時正確地進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)工作。
在運行中對鍋爐進(jìn)行監(jiān)瓶口調(diào)整的主要任務(wù)是:
(1)使鍋爐的蒸發(fā)量隨時適應(yīng)外界負(fù)荷變化的需要;
(2)均衡給水,并隨時維持汽包水位正常;
(3)汽壓、汽溫穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi);
(4)保證合格的蒸汽品質(zhì);
(5)減少各項熱損失,提高鍋爐的效率。
一、蒸汽壓力的調(diào)節(jié)
L汽壓變化的原因
引起鍋爐汽壓發(fā)生變化的原因可歸納為兩個方面:一是鍋爐外部的因素,
稱為〃外擾〃;二是鍋爐內(nèi)部的因素,稱為〃內(nèi)擾〃,而汽壓變化的實
質(zhì)是由于鍋爐蒸發(fā)量與外界負(fù)荷的平衡關(guān)系遭到了破壞。
(1)外擾
外擾是指外界負(fù)荷的正常增減以及事故情況下的電負(fù)荷,它具體反映在
汽輪機所需蒸汽量的變化上,譬如,外界負(fù)荷增加時,由鍋爐送往汽輪
機的蒸汽量就增多,則在鍋爐蒸汽管內(nèi)的蒸汽分子數(shù)量就減少。適當(dāng)?shù)?/p>
增加燃料量和風(fēng)量,使鍋爐產(chǎn)生的蒸汽數(shù)量相應(yīng)地增加,則汽壓將能較
快地恢復(fù)至正常數(shù)值。
(2)內(nèi)擾
即由鍋爐機組本身的因素引起汽壓變化,這主要是指爐內(nèi)燃燒工況的變
動(如燃燒不穩(wěn)定或燃燒失常等)和鍋爐內(nèi)工作情況(如熱交換情況)
不正常。
在外界負(fù)荷不變的情況下,汽壓的穩(wěn)定或燃燒失常時,爐膛熱強度將發(fā)
生變化,使蒸發(fā)受熱面的吸熱量發(fā)生變化,因而水冷壁管中產(chǎn)生的蒸汽
量將增多或減少,這就必然引起汽壓發(fā)生較大的變化。
此外,鍋爐熱交換情況的改變也會影響汽壓的穩(wěn)定,水冷壁管外積灰或
結(jié)渣以及管內(nèi)結(jié)垢時,由于灰、渣和水垢的導(dǎo)熱系數(shù)很低,都會使水冷
壁受熱面的熱交換條件惡化,使受熱面內(nèi)的工質(zhì)得不到所需要的熱量,
則必然會影響產(chǎn)生的蒸汽量,而引起汽壓的變化。
(3)內(nèi)擷口外擾的判斷
在鍋爐運行中,當(dāng)蒸汽壓力發(fā)生變化時,一般可根據(jù)汽壓與蒸汽流量的
變化關(guān)系,來判斷引起汽壓變化的是由于外擾或內(nèi)擾的影響。
如果汽壓P與蒸汽流量D的變化方向是相司的,則大多是由于內(nèi)擾的
影響,譬如當(dāng)汽機調(diào)門開度不變時,如燃料量減少,則鍋爐產(chǎn)汽量減少,
最終導(dǎo)致汽壓下降。
實際上,單元機組內(nèi)擾的影響過程是這樣的:外界負(fù)荷不變時,若鍋爐
燃料量突然增加最初壓力上升,同時蒸發(fā)量相應(yīng)增加,但為與外界負(fù)荷
相適應(yīng),汽輪機關(guān)小調(diào)速汽門。使汽壓繼續(xù)上升,蒸發(fā)量適當(dāng)減少;反
之亦然。
2、汽壓波動的影響
汽壓過高是很危險的,安全閥萬一發(fā)生故障不動作,則可能發(fā)生爆炸事
故,對設(shè)備和人身安全都會帶來嚴(yán)重的危害。另一方面,即使安全閥工
作正常。汽壓過高時由于機械應(yīng)力過大,也將危害鍋爐設(shè)備各承壓部件
的長期安全性,當(dāng)安全閥動作時,排出大量高壓蒸汽,也會造成經(jīng)濟上
的損失。
如果汽壓低于額定值,則會降低發(fā)電廠運行的經(jīng)濟性,這主要是由于汽
壓降低將減少蒸汽在汽輪機中作功的焰降,使蒸汽作功能力降低,因而
使汽耗增大,若汽壓降低過多,以致不能保持汽輪機的額定負(fù)荷,甚至
影響發(fā)電廠的負(fù)荷,此外,汽壓過低使汽輪機的軸向推力增加,容易發(fā)
生推力瓦燒毀事故。
(1)汽壓變化速度的影響
當(dāng)負(fù)荷變化引起汽壓變化時,汽壓變化的速度說明了鍋爐保持或恢復(fù)規(guī)
定汽壓的能力,汽壓變化的速度主要與負(fù)融化速度,鍋爐的儲熱能力
以及燃燒設(shè)備的慣性有關(guān)。
負(fù)荷變化速度越快,引起汽壓變化的速度也較快,反之,汽壓變化速度
越慢。
鍋爐的儲熱能力越大,汽壓變化的速度越慢;儲熱能力越少,汽壓變化
的速度越快,所謂儲熱能力是指當(dāng)外界負(fù)荷變動而燃燒工況不變時,鍋
爐能夠放出或吸收的熱量的大小,鍋爐的儲熱能力與鍋爐的水容積和受
熱面金屬質(zhì)量的大小及蒸汽參數(shù)有關(guān)。水容積和受熱面金屬量越大,則
儲熱能力越大;蒸汽壓力越高,液體熱的變化越小,工質(zhì)和金屬能儲存
或釋放的熱量越小。
燃燒設(shè)備的慣性是指從燃料量開始變化到爐內(nèi)建立起新的熱負(fù)荷所需
要的時間,燃燒設(shè)備的慣性大,當(dāng)負(fù)荷變化時,恢復(fù)汽壓的速度也就慢,
燃燒設(shè)備的慣性與燃料種類和制粉系統(tǒng)的慣性比中間儲倉式制粉系統(tǒng)
的慣性要大。
汽壓變化速度對鍋爐工作有下述影響:
汽包壓力的變動速度過大,會使水循環(huán)惡化,當(dāng)循環(huán)回路下降管中水的
下降流速不大,而汽包流速不大,而汽包壓力又急劇降低時,水在下降
管中可能發(fā)生汽化,當(dāng)汽包壓力急劇上升時,由于飽和溫度升高,上升
管中產(chǎn)生的汽量就會減少。
若由于負(fù)荷突然增加使汽壓突然降低時,可能弓I起蒸汽大量帶水,因而
使蒸汽品質(zhì)惡化和過熱汽溫降低。
另外,當(dāng)汽壓急劇變化時,還會導(dǎo)致虛假水位現(xiàn)象。
(2)汽壓的調(diào)節(jié)
前已說明:汽壓的變化反映了鍋爐蒸發(fā)量與外界負(fù)荷之間的平衡關(guān)系,
外界負(fù)荷的變化是客觀存在的,而鍋爐蒸發(fā)量的多少則是可以由運行人
員通過對鍋爐燃燒的調(diào)節(jié)來控制的。因此,對汽壓的控制與調(diào)節(jié),就是
運行人員如何正確地調(diào)整鍋爐燃燒,以控制好鍋爐蒸發(fā)量,使之適應(yīng)外
界負(fù)荷需要的問題。
當(dāng)負(fù)荷變化時,例如當(dāng)負(fù)荷增加使汽壓下降時,必須強化燃燒,即增加
燃料量和風(fēng)量。如果先增加燃料量而后增加風(fēng)量,并且如果風(fēng)量增加較
遲,則將造成不完全燃燒,但是,由于爐膛中總是保持有一定的過剩空
氣量,所以在某些實際操作中,則可以先增加燃料量,然后再適當(dāng)?shù)卦?/p>
加風(fēng)量,低負(fù)荷情況下,由于爐膛中的過??諝庖幌鄬^多,因而在增
加負(fù)荷時也可先增加燃料量,后增加風(fēng)量。
增加風(fēng)量時,應(yīng)先開大引風(fēng)機入口靜葉,然后再開大送風(fēng)機調(diào)節(jié)動葉。
如果先加大送風(fēng),則火焰和煙氣將可能噴出爐外傷人,并且惡化了鍋爐
房的衛(wèi)生條件。
增加燃燒量的手段是同時或單獨地增加各運行燃燒器的燃料量(增加磨
煤通風(fēng)量并相應(yīng)增加給煤機轉(zhuǎn)速)。或者是增加燃燒器的運行只數(shù)。
二、蒸汽溫度的調(diào)節(jié)
汽溫偏離額定值過大時,會影響鍋爐和汽輪機運行的安全性和經(jīng)濟性。
汽溫過高,會加快金屬材料的蠕變,還會使過熱器、蒸汽管道、汽輪機
高壓部分等產(chǎn)生額外的熱應(yīng)力,因而縮短設(shè)備的使用壽命,當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重
超溫時,甚至?xí)斐蛇^熱器管爆破。
汽溫過低,會使汽輪機最后幾級的蒸汽濕度增加,對葉片的侵蝕作用加
劇,嚴(yán)重時將會發(fā)生水沖擊,威脅汽輪機的安全,而且當(dāng)壓力不變汽溫
降低時,蒸汽焰減小,蒸汽的作功能力相應(yīng)減小,汽輪機的汽耗必然增
加,降低了電廠運行的經(jīng)濟性。
1、過熱汽溫的調(diào)節(jié)
本爐采用噴水式減溫器,將給水直接噴射到過熱蒸汽中以降低蒸汽溫度,
這種調(diào)溫方式只能使蒸汽減溫而不能升溫。為了保證在各種工況下汽溫
維持額定值,過熱器的受熱面積都適當(dāng)?shù)卦O(shè)計得大一些,使在低負(fù)荷時
不投用減溫器能得到正常的汽溫,而在高負(fù)荷時則利用減溫器來降低汽
:日
/mio
按設(shè)計要求,本鍋爐應(yīng)能在50%負(fù)荷至鍋爐最大連續(xù)出力負(fù)荷范圍內(nèi)
保證過熱汽溫在額定值,為此,鍋爐在50%負(fù)荷時,能夠維持額定汽
溫,并在此負(fù)荷點將減溫器投入運行。隨著負(fù)荷的增加,逐漸調(diào)整減溫
水量,使得過熱汽溫在要求的范圍之內(nèi)。
本鍋爐裝置有兩級噴水減溫器。第一級作為粗調(diào)節(jié),第二級作為細(xì)調(diào)節(jié),
以此比較準(zhǔn)確地控制過熱器出口主蒸汽溫度,使其符合規(guī)定數(shù)值。
此外,當(dāng)汽溫問題成為運行中的主要矛盾時,可以在燃燒工況允許的范
圍由調(diào)節(jié)送風(fēng)量,以改變流經(jīng)過熱器的煙氣量,達(dá)到調(diào)節(jié)過熱汽溫的目
的。
2、再熱汽溫的調(diào)節(jié)
對于中間再熱鍋爐,與主蒸汽溫度相似,再熱汽溫偏離額定值同樣會影
響機組運行的經(jīng)濟性和可靠性。例如再熱汽溫偏低,將使汽輪機汽耗量
增加,再熱汽溫過高,可能會造成金屬材料的損壞,特別是再熱汽溫的
急劇改變,將會導(dǎo)致中壓缸與轉(zhuǎn)子間的脹差發(fā)生顯著變化,有可能引起
汽輪機的劇烈振動和事故,威脅設(shè)備的安全,因此,運行中也要采取必
要的調(diào)節(jié)措施,使再熱汽溫保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)。
再熱汽溫與主蒸汽溫度一樣,也受到鍋爐機組各種運行因素的影響,如
鍋爐負(fù)荷、給水溫度、燃料性質(zhì)、燃燒工況以及受熱面的清潔程度等工
況都將引起再熱汽溫發(fā)生變化,本爐再熱器布置在水平煙道內(nèi),故再熱
汽溫的變化呈對流特性。但是,由于再熱蒸汽的壓力低,因而再熱蒸汽
比熱較主蒸汽為少,這樣,等量的蒸汽在獲得相同熱量時再熱汽溫的變
化就比主汽溫度大。此外,再熱汽溫還受到汽輪機工況的影響,在過熱
器中,進(jìn)口蒸汽溫度始終等于汽包壓力下的飽和溫度,而在再熱器中,
進(jìn)口蒸汽溫度則隨汽機負(fù)荷的增加而升高,隨負(fù)荷的減少而降低,所以,
再熱汽溫的波動要較主汽溫度為大。
本爐的再熱蒸汽溫度主要是通過在爐膛底部注入熱風(fēng)予以調(diào)節(jié)的,在鍋
爐最大連續(xù)出力時,熱風(fēng)注入擋板開度為零,隨著負(fù)荷的降低,逐漸增
大爐底注入的熱風(fēng)量,并相應(yīng)減少二次風(fēng)和三次風(fēng)量,使總風(fēng)量與燃煤
量相適應(yīng),由于爐底熱風(fēng)的注入,抬高了爐膛火焰中心的位置"吏得爐
膛出口煙氣溫度升高,增加了再熱器的吸熱量,使再熱汽溫能夠維持在
額定值。
在高負(fù)荷不正常運行條件下,可投入事故噴水減溫,使再熱汽溫不至于
超過允許高限。
三、水位的調(diào)節(jié)
保持汽包內(nèi)的正常水位是保證機組安全運行最重要的條件之一。
當(dāng)水位過高時,由于汽包蒸汽室高度減小,會增加蒸汽攜帶的水分,使
蒸汽品質(zhì)惡化。容易造成過熱器積鹽垢,使管子過熱損壞,嚴(yán)重滿水E寸,
會造成蒸汽大量帶水,除造成過熱汽溫急劇下降外,還會引起蒸汽管道
和汽輪機內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重水沖擊,甚至打壞汽輪機葉片。
水位過低,則可能引起鍋爐水循環(huán)破壞,使水冷壁管的安全受到威脅,
如果出現(xiàn)嚴(yán)重缺水,而又處理不當(dāng)時,則可能造成爐管爆破。
汽包的正常水位定在汽包中心線上51mm處,其正常變化范圍為土
100mmo
L影響水位變化的主要因素
鍋爐運行中,汽包水位是經(jīng)常變化的,引起水位變化的根本原因,在于
工質(zhì)平衡遭到破壞或工質(zhì)狀態(tài)發(fā)生改變,顯然,當(dāng)工質(zhì)平衡(給水量與
蒸發(fā)量之間的平衡)遭到破壞時,必將引起蒸汽壓力和飽和溫度變化,
從而使水和蒸汽的比容以及水室中蒸汽泡數(shù)量發(fā)生變化。由此將引起水
位變化。根據(jù)上述引起水位變化的根本原因,可歸納出影響水位變化的
主要因素有鍋爐負(fù)荷、燃燒工況和給水壓力等。
(1)鍋爐負(fù)荷
汽包中水位的穩(wěn)定與鍋爐負(fù)荷的變化有密切的關(guān)系,當(dāng)負(fù)荷變化,也就
是所需要產(chǎn)生的蒸汽量變化時,若給水量不變或者不能及時地相應(yīng)增加,
則蒸發(fā)設(shè)備中的水量逐漸被消耗,其最終結(jié)果將使水位下降,反之,則
將使水位上升。此外,由于負(fù)荷變化而造成的壓力變化,將引起爐水狀
態(tài)發(fā)生改變,促使它的體積也相應(yīng)改變,從而也引起水位發(fā)生變化,此
即為虛假水位現(xiàn)象。
在正常情況下,當(dāng)負(fù)荷增加時,其最終結(jié)果將使水位下降;當(dāng)負(fù)荷降低
時,其最終結(jié)果將使水位上升。但是,當(dāng)負(fù)荷劇烈變化時,水位的變化
還有一個明顯的過渡過程,在這個過程中反映出來的水位變化并不立即
就是如上述的最終結(jié)果。譬如當(dāng)負(fù)荷急劇增加時,汽壓將很快下降,由
于爐水溫度就是鍋爐當(dāng)時壓力下的飽和溫度,所以隨著汽壓的下降,爐
水溫度就要從原來較高壓力下的飽和溫度下降到新的、較低壓力下的飽
和溫度,這時爐水(和金屬)要放出大量的熱量,這些熱量又用來蒸發(fā)
爐水,于是爐水內(nèi)的汽泡數(shù)量大大增加,汽水混合物的體積膨脹,所以
促進(jìn)水位很快上升,當(dāng)爐水中多產(chǎn)生的汽泡逐漸逸出水面后,汽水混合
物的體積又收縮,所以水位又下降,這時如果不及時地、適當(dāng)?shù)卦黾咏o
水量,則由于負(fù)荷急劇增加,蒸發(fā)量大于給水量,因而水位將很快地下
降。負(fù)荷急劇增加而給水量未作出調(diào)整時,汽包水位的變動見圖10?6。
圖中曲線1表示給水量小于蒸發(fā)量時的水位變化情況,曲線2表示汽壓
突降對水位的影口味虛假水位)。水位的實際變動為曲線1和2的疊加,
如曲線3所示,水位先上升然后又迅即下降。
(2)燃燒工況
燃燒工況的改變對水位的影響也很大。在外界負(fù)荷不變的情況下,燃燒
強化時,水位將暫升高,然后又下降;燃燒減弱時,水位將暫降低,然
后又升高,這是由于燃燒工況的改變使?fàn)t內(nèi)放熱量改變,因而引起工質(zhì)
狀態(tài)發(fā)生變化的緣故。例如,當(dāng)送入爐內(nèi)的燃料量突然增加時,爐內(nèi)放
熱量增多,體積膨脹,因而使水位暫升高,由于產(chǎn)汽量不斷增加,使汽
壓上升,相應(yīng)地提高了飽和溫度,爐水中的蒸汽泡數(shù)量有所減少,水位
又會下降。如果這時汽壓不能及時恢復(fù),則由于蒸汽作功能力的提高而
外界負(fù)荷又沒有變化,因而汽輪機調(diào)節(jié)機構(gòu)將關(guān)小調(diào)速汽門,減少進(jìn)汽
量,由于鍋爐蒸汽量減少而給水量卻沒有變,因而使得水位又要升高。
(3)給水壓力
如果給水系統(tǒng)運行不正常使給水壓力變化時,將使送入鍋爐的給水量發(fā)
生變化,從而破壞了給水量與蒸發(fā)量的平衡,必然引起汽包水位的波動。
在其它條件不變的情況下,給水壓力高使給水量加大時,水位升高,給
水壓力低使給水量減少時,水位下降。
2、水位的調(diào)節(jié)
對水位的控制調(diào)節(jié)比較簡單,它是依靠改變給水調(diào)節(jié)閥的開度,即改變
給水量來實現(xiàn)的水位高時,關(guān)小調(diào)節(jié)閥;水位低時,開大調(diào)節(jié)閥?,F(xiàn)代
大型鍋爐機組,都采用一套比較可行的給水自動調(diào)節(jié)器來自動調(diào)節(jié)送入
鍋爐的給水量,調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)除能投入自動外,還可以切換到遠(yuǎn)方手
動操作。
本鍋爐的水位調(diào)節(jié)由二套自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實現(xiàn),即在低負(fù)荷
(<20%BMCR)時采用單沖量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng),當(dāng)負(fù)荷大于20%BMCR
時,通常采用三沖量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
圖10-7(a)為單沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖,它是按汽包水位的偏差來調(diào)
節(jié)給水閥的開度,圖中H表示汽包水位信號。這種調(diào)節(jié)方式的主要缺
點是:當(dāng)蒸汽負(fù)荷和蒸汽壓力突然變化時,由水容積中的蒸汽含量和蒸
汽比容改變產(chǎn)生虛假水位,從而使給水調(diào)節(jié)閥有錯誤動作。因此它只用
于低鍋爐負(fù)荷下的水位調(diào)節(jié)。
圖10-7(b)示出三沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng),在這種系統(tǒng)中,除水位信號
外,又增加了蒸汽流量信號D和給水流量信號G。它綜合考慮了蒸汽量
與給水量相等的原則,又考慮了水位偏差的大小,既能補償虛假水位的
瓜,又能糾正給水量的擾動。
四、燃燒調(diào)節(jié)
燃燒調(diào)節(jié)的任務(wù)是:
(1)燃燒供熱適應(yīng)負(fù)荷的需要,以維持穩(wěn)定的汽壓;
(2)保證良好燃燒,減少未燃燼損失,同時要防止鍋爐金屬煙氣側(cè)的
腐蝕和減少對大氣的污染。
(3)維持爐膛內(nèi)有穩(wěn)定的負(fù)壓。
燃燒過程是否穩(wěn)定直接關(guān)系到鍋爐運行的可靠性。例如:燃燒過程不穩(wěn)
將引起蒸汽參數(shù)發(fā)生波動;爐膛溫度過低將影響燃料的著火和正常燃燒,
容易造成爐膛滅火;爐膛溫度過高或火焰中心偏斜將可能引起水冷壁、
凝渣管結(jié)渣或燒損設(shè)備,并可能增大過熱器的熱偏差。造成局部管壁超
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燃燒過程的經(jīng)濟性要求保持合理的風(fēng)、煤配合就是要保持最佳的過???/p>
氣系數(shù);合理的一、二次風(fēng)配合就是要保證著火迅速、燃燒完全;合理
的送、引風(fēng)配合就是要保持適當(dāng)?shù)臓t膛負(fù)壓,減少漏風(fēng)。
L燃料量的調(diào)節(jié)
本鍋爐具有6套正壓直吹式制粉系統(tǒng),由于無中間儲粉倉,因而制粉系
統(tǒng)出力的大小將直接影響到鍋爐蒸發(fā)量,當(dāng)鍋爐負(fù)荷有較大的變動時,
需要啟動或停止一套(或幾套)制粉系統(tǒng)。若鍋爐負(fù)荷變化不大,則可
通過調(diào)節(jié)運行的制粉系統(tǒng)的出力來解決。當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加,要求制粉系
統(tǒng)的出力增加時應(yīng)先開大磨煤楣口一次風(fēng)機的進(jìn)口風(fēng)量擋板,增加磨煤
機的通風(fēng)量,以選用磨煤機內(nèi)的少量存粉量作為增荷開始時的緩沖調(diào)節(jié);
然后,再增加給煤量,同時開大相應(yīng)的二次風(fēng)門,反之,當(dāng)鍋爐負(fù)荷降
低時,則減少給煤量和磨煤機通風(fēng)量以及二次風(fēng)量。
2、送風(fēng)的調(diào)節(jié)
風(fēng)量的調(diào)節(jié)是鍋爐運行中一個重要的調(diào)節(jié)項目,它是使燃燒穩(wěn)定、完全
的一個重要因素。當(dāng)鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化時,隨著燃料量的改變,必須同
時對送風(fēng)量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
正常穩(wěn)定的燃燒說明風(fēng)、煤配合比較恰當(dāng),這時,爐膛內(nèi)應(yīng)具有光亮的
金黃色火焰,火焰中心應(yīng)在爐膛的中部,火焰均勻地充滿爐膛但不觸及
四周水冷壁,火色穩(wěn)定,火焰中沒有明顯的星點(有星點可能是煤粉分
離現(xiàn)象,此外爐膛溫度過低或煤粉太粗時也會有星點),從煙囪排出的
煙氣應(yīng)呈淺灰色。
如果火焰熾白刺眼,表示風(fēng)量偏大加果火焰暗紅不穩(wěn),則有兩種可能:
一種可能是風(fēng)量偏小,另一種可能是送風(fēng)量過大或漏風(fēng)嚴(yán)重,致使?fàn)t膛
溫度大大降低。
風(fēng)量的具體調(diào)節(jié),是通過液壓執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)送風(fēng)機動葉的角度實現(xiàn)的。
3、爐膛負(fù)壓及引風(fēng)調(diào)節(jié)
本鍋爐采用平衡通風(fēng)方式,即爐膛煙氣壓力稍低于外面大氣壓,由于爐
膛內(nèi)高溫?zé)煔猱a(chǎn)生自拔風(fēng)力的作用。使?fàn)t內(nèi)不同高度處的煙氣壓力不一
樣,自爐底到爐頂,煙氣壓力是逐漸增高的;另外,由于煙氣離開爐膛
時沿?zé)煹揽朔鲃幼枇Φ慕Y(jié)果,使煙氣壓力又逐漸降低下來,直到最終
由引風(fēng)機提高壓頭后,才從煙囪排出,因此,整個鍋爐爐膛和煙道內(nèi)的
煙氣壓力都呈負(fù)壓狀態(tài),其中以爐膛頂部的煙氣壓力最大(負(fù)壓值最?。?
爐膛負(fù)壓表的風(fēng)壓測點就裝在爐膛靠近爐頂?shù)某隹谔?,只要爐膛頂部的
煙氣保持著合適的負(fù)壓值(一般為-50Kpa左右),即使?fàn)t墻有不嚴(yán)密
之處,也無煙氣外泄之慮。
在單位時間里,如果從爐膛排出的煙氣量等于燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣量,
則爐膛的負(fù)壓就保持不變,否則爐膛負(fù)壓就要發(fā)生變化。例如,在引風(fēng)
量未增加前,先增加送風(fēng)量,就會使?fàn)t膛出現(xiàn)正壓。
當(dāng)鍋爐負(fù)荷改變而燃料量和風(fēng)量發(fā)生改變時,隨著煙氣流速的改變,各
部負(fù)壓也相應(yīng)改變,鍋爐負(fù)荷增加,各部分的負(fù)壓也相應(yīng)增大;反之,
各部分負(fù)壓相應(yīng)減小。
爐內(nèi)燃燒工況一旦發(fā)生變化,必將迅速引起爐膛壓力相應(yīng)改變,當(dāng)鍋爐
的燃燒系統(tǒng)有故障或異常情況發(fā)生時,最先反映的就是爐膛負(fù)壓發(fā)生變
化,如鍋爐滅火,從儀表盤上最先反映出的現(xiàn)象是爐膛風(fēng)壓曲線的指示
急劇波動并向負(fù)擺到底,然后才是汽包水位、蒸汽流量等指示的變化,
在運行中,即使在送、引風(fēng)機調(diào)節(jié)擋板開度保持不變的情況下,由于燃
燒工況總有少量的變動,故爐風(fēng)壓是脈動的,反映在爐膛風(fēng)壓曲線上就
是經(jīng)常在控制值的左右輕微晃動。
當(dāng)燃燒不穩(wěn)時,爐膛風(fēng)壓將產(chǎn)生強烈的脈動,爐膛風(fēng)壓表的指針也相應(yīng)
作大幅度的劇烈晃動。運行經(jīng)驗說明,當(dāng)爐腹風(fēng)壓發(fā)生強烈脈動時,往
往是滅火的預(yù)兆。這時,必須加強監(jiān)視和檢查爐內(nèi)火焰情況,分析原因,
并及時地進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和處理。
鍋爐引風(fēng)量是根據(jù)送入爐內(nèi)燃料量和送風(fēng)量的變動情況來進(jìn)行調(diào)節(jié)的,
引風(fēng)機的具體調(diào)節(jié)方法是通過電動執(zhí)行機構(gòu)操縱引風(fēng)機入口導(dǎo)向擋板,
以改變其開度來實現(xiàn)的。
鍋爐的啟動和停運
鍋爐的啟動分為冷態(tài)啟動和熱態(tài)啟動兩種。所謂冷態(tài)啟動,是指鍋爐經(jīng)
過檢修或較長時間備用后,在沒有壓力而其溫度與環(huán)境溫度相接近情況
下的啟動;熱態(tài)啟動,則是指鍋爐經(jīng)較短時間的停用,還保持有一定壓
力和溫度情況下的啟動。熱態(tài)啟動時的工作內(nèi)容與冷態(tài)啟動大致相同,
為了能了解鍋爐啟動工作的全過程,我們將以冷態(tài)啟動作為討論的基本
內(nèi)容。
鍋爐啟動的時間,是指從點火到帶額定負(fù)荷所需要的時間,在確定鍋爐
啟動時間時,應(yīng)考慮以下兩個原則:
(1)使鍋爐機組各部件逐漸和均勻地得到加熱,不致產(chǎn)生過大的熱應(yīng)
力;
(2)在保證設(shè)備安全的前提下,盡量縮短啟動時間,并減少啟動中的
工質(zhì)損失和熱量損失。
在啟動過程中,水循環(huán)不良、過熱器、再熱器冷卻不夠和省煤器中水不
流動,可能會造成爆管事故;另外,由于爐溫較低,也容易出現(xiàn)滅火爆
燃事故。啟動過程中,燃燒損失較大,又不可避免地要排汽和放水,以
致造成工質(zhì)和熱量損失,因此,鍋爐啟動時要注意安全問題和經(jīng)濟問題。
鍋爐停運是一個冷卻過程,同樣存在著設(shè)備部件的安全保護(hù)問題,如果
冷卻速度過快,也可能產(chǎn)生危險的熱應(yīng)力,損傷設(shè)備。
一、單元制鍋爐的啟動
按著汽輪機沖轉(zhuǎn)時蒸汽參數(shù)的不同,單元制機組分為額定參數(shù)啟動和滑
參數(shù)啟動兩種。
額定參數(shù)啟動是指鍋爐首先啟動,蒸汽參數(shù)升至額定值,然后再沖動汽
輪機,汽輪機從沖轉(zhuǎn)至帶額定負(fù)荷,電動主閘門前的蒸汽參數(shù)始終保持
在額定值,由于這種啟動方式存在諸多缺點,大型機組已不再采用這種
啟動方式。
滑參數(shù)啟動是指在鍋爐點火、蒸汽升壓升溫的過程中,利用低溫壓蒸汽
來進(jìn)行暖管,并隨著汽溫汽壓的升高逐步提高到一定參數(shù),汽輪機組沖
轉(zhuǎn),待發(fā)電機并網(wǎng)后逐步升溫、升壓增加負(fù)荷,在整個啟動過程中,自
動主汽門前的蒸汽參數(shù)隨機組轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的變化而滑升。
單元機組采用滑參數(shù)啟動的優(yōu)越性表現(xiàn)在以下幾方面:
(1)縮短了啟動時間,因而增加了運行調(diào)度的靈活性,因為滑參數(shù)啟
動時,蒸汽管道的暖管和汽輪機的啟動過程與鍋爐的升壓過程同時進(jìn)行,
使整個機組的啟動時間得以縮短。
(2)增加了機組的安全可靠性,滑參數(shù)啟動時,整個機組的加熱過程
是從較低的參數(shù)下開始的,因而各部件的融膨脹比較均勻,對鍋爐而
言,可使水循環(huán)工況改善,過熱器的冷卻條件亦得以改善;對汽輪機而
言,由于開始進(jìn)入汽輪機的是低壓低溫蒸汽,蒸汽的容積流量較大,容
易充滿汽機,而且流速也可增大,使汽輪機各部分得到均勻而迅速的溫
升,故熱應(yīng)力工況可以得到改善。
(3)能提高經(jīng)濟性。啟動時間的縮短可以減少啟動過程中的燃料消耗
和工質(zhì)的損失,并使機組早發(fā)電。
單元機組的滑參數(shù)啟動分為真空法和壓力法兩種。壓力法滑參數(shù)啟動應(yīng)
用較廣,所謂壓力法滑參數(shù)啟動,是指待鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽具有一定的
壓力和溫度后,才沖轉(zhuǎn)汽輪機,下面我們對壓力法滑參數(shù)啟動時鍋爐的
操作步驟作一簡單說明。
L啟動前的檢查和準(zhǔn)備
做這項工作的目的是使所有設(shè)備和系統(tǒng)均處于準(zhǔn)備起動狀態(tài)。以便達(dá)到
隨時可以投入啟動的條件。
啟動前檢查與準(zhǔn)備的主要內(nèi)容如下:
(1)爐內(nèi)檢查
包括燃燒室及煙道內(nèi)部的受熱面、燃燒器、爐墻、風(fēng)煙檔板、等。
(2)爐外檢查
包括燃燒系統(tǒng)的送、引風(fēng)機出口擋板,一、二、三次風(fēng)擋板,二次風(fēng)總
風(fēng)門,其它各處擋板及傳動裝置、開度指示;爐墻各孔門等。
(3)汽水系統(tǒng)檢查
包括主蒸汽及給水管道中的汽水閥門、空氣門、排污門、事故放水門、
再循環(huán)門、汽包、聯(lián)箱的膨脹指示器、汽包水位計、汽水系統(tǒng)中的遠(yuǎn)方
控制機構(gòu)等。
(4)各種電氣設(shè)備的檢查和電動閥門的遙控試驗。
(5)熱工儀表、信號裝置、指示燈、操作開關(guān)和自動調(diào)節(jié)設(shè)備的檢查。
(6)各轉(zhuǎn)動機械的檢查與試轉(zhuǎn)。
(7)燃料儲存量應(yīng)充分,制粉系統(tǒng)應(yīng)處于準(zhǔn)備啟動狀態(tài)。
2、鍋爐進(jìn)水
當(dāng)高溫水進(jìn)入常溫汽包時,汽包上下壁、內(nèi)外壁之間會出現(xiàn)溫度差,從
而引起熱應(yīng)力,因此,一般規(guī)定:冷爐的進(jìn)水溫度不得超過90℃(-
般電廠都用大約94V的除氧水作為進(jìn)水,當(dāng)水流經(jīng)省煤器和連接管道
進(jìn)入汽包時的溫度最初約為70(左右)。高壓以上鍋爐的進(jìn)水持續(xù)時
間一般為2?4小時,冬季應(yīng)較夏季長。
考慮到在鍋爐點火以后,爐水將受熱膨脹和汽化,故點火前,汽包進(jìn)水
高度一般只需加到水位計的最低可見水位,以免啟動過程中由于水位太
高而大量排放,進(jìn)水結(jié)束后,如水位有上升或下降的現(xiàn)象,則應(yīng)檢查給
水閥、排放閥和排污閥的開關(guān)狀態(tài)以及鍋爐各處的嚴(yán)密性,不正常的情
況應(yīng)予以組正。
3、點火
鍋爐點火前,首先啟動回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器,以使預(yù)熱器受熱面能受到均
勻的加熱,然后投入暖風(fēng)器,并開啟弓I、送風(fēng)機,對爐膛和煙道進(jìn)行吹
掃,以清除可能殘存的可燃物,防止點火時發(fā)生爆燃,吹掃時通風(fēng)時間
不少于5分鐘,通風(fēng)的容積流量應(yīng)大于額定值的25%,對一次風(fēng)管應(yīng)
吹掃3~5分鐘,油槍利用蒸汽吹掃,以保證管路暢通。
本鍋爐采用0號輕柴油作為點火燃料,應(yīng)根據(jù)燃燒工況、各部溫度情況
和燃燒性質(zhì)等條件羥過一定的時間以后再投入煤粉燃燒器,投粉以后,
如發(fā)生爐腔滅火,應(yīng)立即停止送粉,并對爐膛進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐L(fēng),然后再
重新點火。以免未點燃的煤粉突然燃燒,形成爆燃,以致?lián)p壞設(shè)備和傷
人。
點火時的噴油量和投煤粉以后的噴粉量均應(yīng)控制恰當(dāng),既要考慮盡量使
爐膛受熱均勻。又要防止升溫速度過快而造成汽包壁溫差過大和過熱器
管金屬超溫等。
4、升溫升壓
(1)升壓過程
鍋爐點火以后,爐水溫度逐漸升高并產(chǎn)生蒸汽,汽壓逐漸升高,從鍋爐
點火直到汽壓升至工作壓力的過程,稱為升壓過程。
就升壓而言,鍋爐很容易做到,只要爐內(nèi)燃燒,暫不送或少送蒸汽,壓
力就很快地升高,然而升溫的問題就比較復(fù)雜。升溫速度取決于燃燒率。
為了保證設(shè)備的安全,升溫速度和燃燒率都有嚴(yán)格的控制,但是對鍋爐
來說,汽輪機要求沖轉(zhuǎn)的參數(shù)總是壓力較低而溫度較高,因此,在鍋爐
的啟動中必須設(shè)法緩和壓力的上升,而盡可能加快汽溫的升高。
由于水和蒸汽在飽和狀態(tài)下溫度和壓力存在一定的對應(yīng)關(guān)系,所以蒸發(fā)
設(shè)備的升壓過程也就是升溫過程,通常以控制升壓速度來維持升溫速度。
為使汽包和受熱面的溫升不致過快,以免由于溫差過大產(chǎn)生較大的熱應(yīng)
力而引起設(shè)備發(fā)生變形,故鍋爐的升壓速度不能太快。
根據(jù)運行實踐高壓以上鍋爐升壓過程中的平均溫升速度大約為1.5?
2.0℃/mino
(2)升壓升溫過程中的定期工作
鍋爐點火以后,隨著壓力的逐漸升高,鍋爐運行人員應(yīng)按照一定的要求,
在不同的壓力下進(jìn)行有關(guān)操作和檢查工作。
①當(dāng)汽壓升至0.15~0.2MPa左右,空氣已排完,應(yīng)關(guān)閉空氣門,沖洗
一次水位計,沖洗后應(yīng)仔細(xì)校對水位,以保證指示正確。
②當(dāng)壓力升至0.2?0.4MPa時,可進(jìn)行鍋爐下部放水,以使蒸發(fā)面各
部分受熱均勻,并放出沉淀物提高爐水品質(zhì),同時也可檢查水冷壁放水
系統(tǒng)是否暢通,在放水過程中,應(yīng)密切注意汽包水位的變化,為盡早建
立正常的水循環(huán),在點火升壓的開始階段,對水冷壁下聯(lián)箱的放水時間
可長一些,此外,在升壓中其應(yīng)根據(jù)汽包壁溫差及水冷壁膨脹情況,可
再放水1~2次,放水時應(yīng)區(qū)別不同情況,對于膨脹能量小的聯(lián)箱,放
水應(yīng)加強。
③當(dāng)壓力升至0.3~0.5MPa時,應(yīng)穩(wěn)壓一己殳時間,以便擰緊檢修中拆
卸過的螺栓,如汽包人孔門螺栓等,因為部件受熱膨脹后螺栓可能松動。
④當(dāng)汽壓升至0.4~0.5MPa時,可以開始進(jìn)行主蒸汽管的暖管工作。
⑤當(dāng)汽壓升到接近額定壓力之前(約80~90%額定壓力),應(yīng)再次沖
洗水位計,并校對二次水位計是否正確可靠。
⑥檢修過的安全門,在額定壓力以前應(yīng)進(jìn)行校驗工作。
(3)受熱面熱膨脹的監(jiān)視
在升壓過程中,必須注意監(jiān)視汽包,各聯(lián)箱和管道的熱膨脹情況,定期
檢查和記錄各監(jiān)視點壁溫和各處膨脹指示器的指示值,以判斷其膨脹是
否正常。
對于膨脹量小的水冷壁,可加強下聯(lián)箱的放水,把汽包中較熱的水引下
來,以加快水冷壁的加熱,同時促進(jìn)水循環(huán),放水可以增加汽包內(nèi)水的
流動,這也是減小汽包上下壁金屬溫差的一種方法,但注意放水量適當(dāng),
放水點要選擇適宜。
(4)升壓時升溫升壓太快,汽包金屬往往會受到過大的熱應(yīng)力,下面
對汽包在啟動中受到的幾種主要應(yīng)力作簡單分析。
在啟動開始階段,蒸發(fā)區(qū)內(nèi)的自然循環(huán)尚不正常,汽包里的水流動很慢
或局部停滯,對汽包壁的放熱系數(shù)很小,故汽包下部金屬溫度升高不多,
汽包上部與飽和蒸汽接觸,蒸汽對金屬凝結(jié)放熱,此放熱系數(shù)比汽包下
部的大很多,故汽包上部金屬溫度較高,這種上下溫差將使汽包趨向于
拱背開頭的變形。但由于有管子相連,汽包不能自由變形,因此汽包上
部金屬受到軸向壓應(yīng)力,下部金屬受到軸向拉應(yīng)力,上下溫差愈大,則
熱應(yīng)力愈大,一般規(guī)定,汽包上下金屬的溫差不許超過50℃
在起動過程中,汽包金屬從工質(zhì)吸收熱量,溫度逐漸升高,并不斷通過
保溫層向外界散熱,汽包壁的內(nèi)面溫度較高,外面溫度較低,這一溫差
將使內(nèi)面承受壓應(yīng)力,外面承受拉應(yīng)力。
隨著工質(zhì)的受熱,蒸汽壓力逐漸升高,汽包壁將承受切向、軸向和徑向
機械應(yīng)力。
由上述的分析可知,汽包的上下溫差和筒壁金屬的內(nèi)外溫差,均會造成
熱應(yīng)力,這些溫差的大小在很大程度上決定了工質(zhì)的溫升速度,速度越
大溫差愈大,一般規(guī)定汽包內(nèi)工質(zhì)溫度的平均升高速度不應(yīng)超過L5~
2.(rC/min,一般電廠對每臺鍋爐根據(jù)試驗或經(jīng)驗制定升壓曲線,作為起
動時的依據(jù)。
在開始階段,汽包內(nèi)的壓力很低,金屬主要承受由溫差引起的熱應(yīng)力,
但這時的各種溫差往往很大,故升溫速度應(yīng)該小些;另一方面,壓力愈
低,升高單位壓力時的相應(yīng)飽和溫度的上升愈大(見表10-1)。因此,
開始時的升壓應(yīng)特別緩慢,在這個階段內(nèi),應(yīng)采取種種措施,如維持燃
燒穩(wěn)定和均勻,進(jìn)行水冷壁下部的定期放水等來促進(jìn)水冷壁內(nèi)正常的水
循環(huán),以加強汽包水的流動,從而減少汽包上、下部的溫差,在隨后的
階段,水循環(huán)漸趨正常,汽包上下壁溫差逐漸減小,但仍應(yīng)限制升壓速
度,使汽包壁的內(nèi)外溫差不致過大,當(dāng)壓力接近額定值時,汽包金屬的
機械應(yīng)力接近設(shè)計值,這時仍應(yīng)限制升壓速度。
⑸過熱器的保護(hù)
鍋爐正常運行時,過熱器管被高速蒸汽所冷卻,管壁金屬溫度比蒸汽溫度
高得不多,在啟動過程中情況則大不相同.在冷爐啟動以前,直立的過熱器
管內(nèi)一般都有停爐時蒸汽的凝結(jié)水或水壓試驗后留下的積水,點火以后,
這些積水將逐漸蒸發(fā),鍋爐起壓以后,部分積水也會被蒸汽流所排除。在
積水全部蒸發(fā)或排除之前,某些管內(nèi)沒有蒸汽流過,管壁金屬溫度仍不
會比煙溫低很多,因此一般規(guī)定,在鍋爐蒸發(fā)量小于約9%額定值E寸,
必須限制過熱器入口煙溫,考慮到在啟動初始階段,煙氣側(cè)有較大的熱
偏差,故煙溫的限值應(yīng)比過熱器金屬允許承受的溫度還要低些,控制煙
溫的手段是限制燃燒率或調(diào)整爐內(nèi)火焰的位置。
隨著汽包壓力的提高,過熱器內(nèi)蒸汽流量增大,管壁得到較好的冷卻,
這時可逐漸提高煙溫,并用限制出口汽溫的辦法來保護(hù)過熱器,此限值
通常比額定負(fù)荷時的汽溫低50~90℃z升壓過程中過熱器的出口汽溫
主要決定于當(dāng)時的燃燒率和排汽量,也與爐內(nèi)火焰位置和過量空氣系數(shù)
有關(guān)。在啟動過程中,有時也用噴水減溫,但應(yīng)注意,噴水量不能太大,
以防噴水不能全部蒸發(fā)而積存在過熱器管內(nèi)。
(6)省煤器的保護(hù)
一般鍋爐啟停時,利用汽包與省煤器下聯(lián)箱的再循環(huán)管。形成經(jīng)過省煤
器和自然循環(huán)回路,來保護(hù)省煤器,使之秘過熱,對于本爐來說,省
煤器單級布置,相對吸熱量減小,省煤順入口煙溫為495℃,在低合金
鋼可以承受的溫度范圍內(nèi),在鍋爐啟停時,省煤器前煙溫還低于上述溫
度。此外單元機組啟、停時,為了保證汽包水位,一般多采用小流量連
續(xù)給水方式,使省煤器受到冷卻,故本鍋爐不設(shè)置再循環(huán)管。
5、暖管
鍋爐啟動前,從鍋爐未過出口到汽輪機自動主閥門之間的主蒸汽管道是
冷的,管內(nèi)可能還有積水,管子與其附件的厚度相差較大,如果高溫蒸
汽突然通入,將會使其產(chǎn)生破壞性的熱應(yīng)力,還可能發(fā)生嚴(yán)重的水擊和
振動。因此,在鍋爐點火后利用其所產(chǎn)生的低溫蒸汽對主汽管道及管道
上的閥門進(jìn)行預(yù)熱和疏水,這個過程稱為暖管,為避免產(chǎn)生很大的熱應(yīng)
力,暖管對溫升速度一般不超過3~5oC/min。
二、鍋爐的停用
把正常工作的鍋爐停下來作為熱備用或冷備用,或準(zhǔn)備進(jìn)行檢修,稱為
正常停爐,由于設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)生事故而被迫停爐,則稱為事故停爐。
正常停爐時,應(yīng)逐漸減少煤量,同時相應(yīng)地減少送引風(fēng)量,當(dāng)負(fù)荷低于
額定值50?70%時,為了保持燃燒的穩(wěn)定,防止突然滅火或爆燃事故,
應(yīng)投入助燃油槍,待負(fù)荷和參數(shù)都比較低時,才將鍋爐熄滅。熄火時的
鍋爐負(fù)荷越低,熄火后系統(tǒng)的壓力就愈穩(wěn)定,熄火后應(yīng)立即進(jìn)行爐膛吹
掃,以清除爐膛和煙道內(nèi)的可燃物。
鍋爐停止燃燒后進(jìn)入降壓和冷卻階段,此時,必須防止汽包等部件因冷
卻速度太快而產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力,一般在最初4~8小時內(nèi),鍋爐吹掃
后,停送、引風(fēng)機,關(guān)閉鍋爐各處門、孔和擋板,以免鍋爐急劇冷卻,
此后,可逐漸打開煙道擋板及爐膛各門、孔,進(jìn)行自然通風(fēng)冷卻,同時
進(jìn)行一次進(jìn)水和放水,以促進(jìn)鍋爐內(nèi)部水的流動,使各部件的冷卻都比
較均勻,8~9小時后,如有必要加快鍋爐冷卻,可啟動送引風(fēng)機進(jìn)行
強制通風(fēng)冷卻,并適當(dāng)增加進(jìn)水和放水次數(shù)。若需把爐水放凈時,應(yīng)待
鍋爐汽壓下降到規(guī)定的數(shù)值,爐水溫度也不高時(一般應(yīng)低于℃)
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