以达到必须的冷却,同时也起到了保护炉墙的作用。
后墙水冷壁(在水平烟道前方)拉稀成数列凝渣管束。拉稀的作用是防止结渣,
同时对其后方的过热器也起了保护的作用。
过热器放在水平烟道中,位于凝渣管束的后方,过热器的作用是把从锅炉(汽包)
出来的饱和蒸汽加热成过热蒸汽,目的是减少供热管道内的冷凝损失。
烟气经过过热器后温度降低,然后转弯至尾部受热面尾部受热面之一的省煤器(位于尾部竖井的上方)。省煤器的作用是使给水在进入锅筒之前,被预先加热到某一温度(低于饱和温度或达到饱和温度,甚至产生部分蒸汽)。另一尾部受热面,即空气预热器,它的作用是使空气在进入炉膛以前被加热到一定温度,以改善炉内燃烧过程、降低排烟温度、提高锅炉效率。
锅炉的工作情况如下:
给水在除氧器被高温蒸汽除氧并加热,由给水管道将水送至省煤器,在其中被加热到某一温度后,进入锅筒,然后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水冷壁内吸收炉膛内的辐射热而形成汽水混合物上升到锅筒中,蒸汽经过汽水分离装置,由锅筒上部离开,流到过热器中。在过热器内,饱和蒸汽继续吸热成为过热蒸汽,然后经汽水分离器送往储气罐。煤经链条炉排,进而入炉膛,在炉膛燃烧放出大量的热量。燃烧后的热烟气上升,经过凝流管束、过热器、省煤器和空气预热器后,
5 再经除尘装置清除其中的飞灰,最后才由风机送往烟囱排往大气。
第2章 锅炉控制系统中各控制回路的介绍
锅炉控制系统,一般有燃烧控制、汽水控制、气温控制三大任务,锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统,它以蒸汽压力作为能量平衡指标,不断根据用汽量与压力的变化调整燃料量与送风量,同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用;汽水控制主要就是对锅炉汽包的水位进行控制;气温控制则是对锅炉中蒸汽温度的调节及控制,下面就简单的介绍一下各控制系统的控制方法。
2.1 燃烧控制
2.1.1 锅炉汽压的调整
锅炉运行时主蒸汽压力的控制是通过锅炉出力与汽轮机蒸汽进汽量的平衡来实现的,当两者平衡时,对于定压运行的机组,便能稳定工况、变工况或各种扰动下均保持主蒸汽压力的稳定;对于变压运行的机组,便能始终保持主蒸汽压力按负荷对应的关系进行变化。
锅炉在运行时,汽压总是被作为被监视和控制的主要参数之一,汽压降低会减少蒸汽在汽轮机中膨胀作功的焓降,使蒸汽作功能力降低,在外界负荷不变情况下,汽耗量也随之增大,从而降低发电厂的经济性;同时汽轮机的轴向推力增加容易发生推力轴瓦烧坏等事故。如果蒸汽压力降低过多会使汽轮机被迫不能保持额定负荷。汽压过高,使汽轮机转子以及汽缸、锅炉承压管道那机械应力过大,将危及机炉和蒸汽管道的安全。锅炉汽压高低对于汽包水位、汽温等主要运行参数也有很大影响,当汽压降低由于对应的饱和温度降低,使部分炉水蒸发,会引起炉水体积膨胀,故汽包水位要上升,反之则炉水体积要收缩,汽包水位下降,引起虚假水位。汽压变化对汽温的影响,一般是汽压升高时,过热蒸汽的温度也升高,这是因为,当气压升高时对应的饱和温度的焓值增大,在燃料消耗量未改变时,锅炉的蒸发量要瞬间减小,在传热系数传热面积和传热温压基本不变的情况下,平均每公斤蒸汽的吸热量必然增大,导致过热蒸汽温度升高。
汽压变化的速度表明了锅炉保持及恢复汽压的能力,汽压的变化速度影响因素是:负荷的变化速度、锅炉的储热能力及燃烧设备的惯性等。负荷变化是主动也是影响最大的因素,负荷变化速度越快,引起汽压变化的速度也越快,对于单元制机
6 组而言,汽轮机负荷的变化幅度将直接影响锅炉主蒸汽压力的变化。锅炉储热能力是指当外界负荷变化而燃烧工况不变时,锅炉能够放出或者吸收热量的能力,锅炉的储热能力对汽压的变化是一个缓冲作用。燃烧设备的惯性是指从燃料量开始变化到炉内建立新的热负荷所需要的时间,在锅炉运行时,燃烧设备惯性越大,负荷变化时,汽压变化的速度就越慢。
汽压变化反应了锅炉蒸发量与外界负荷之间的平衡,由于外界负荷、炉内燃烧工况、换热情况以及锅炉内工作情况经常变化,引起锅炉蒸发量的不断变化,所以汽压的变化与波动是必然的,汽压稳定只是相对的。
引起锅炉汽压的变化原因很多,主要有两方面:一是锅炉内部因素,一是锅炉外部因素。外部因素是指非锅炉设备本身的原因造成的扰动,主要有外界负荷的变化;高压加热器因故障退出运行;给水压力变化。内部因素主要是指炉内燃烧工况的变动和锅炉内工作情况的异常。当外界负荷不变时,汽压的稳定主要取决于炉内燃烧工况,此外,锅炉换热状况的改变也会影响汽压的稳定。对于判断汽压变化的原因主要可以考虑:当蒸汽压力与蒸汽流量的变化方向相反时,是由外部因素造成的;若汽压与蒸汽流量的变化一致时,通常是由于内部扰动的影响。当汽压下降时蒸汽流量下降,说明燃料燃烧的供热量不足,当汽压上升的同时,蒸汽流量增加,说明燃烧供热量偏多。
2.1.2 锅炉燃烧的调整
炉内燃烧调节的具体任务归纳为四点:
(1) 保证产汽量适应外界负荷的需要,汽压汽温和汽包水位稳定在正常范围内。
(2) 着火稳定,燃烧中心适当,火焰分布均匀,不烧毁喷燃器过热器等设备,避免结渣 。
(3) 燃烧完全,使机组处于最佳经济状况 。 (4) 炉膛负压的参数调整。
负荷变化是锅炉运行中经常碰到的,此时必须及时调整送入炉膛的燃媒量和空气量,相应的改变燃烧工况。锅炉在高负荷下运行时,由于炉膛温度高,着火与混合条件较好,故燃烧一般是稳定的,此时可适当减少过量空气系数,这样既可以减少排烟,又可使炉内温度提高。锅炉在低负荷下运行时,燃烧弱,炉膛温度低,火
7 焰充满度差,燃烧不稳定,可以将炉膛负压适当减小,以减少漏风,提高炉膛温度。
燃烧的调节主要包括送引风量的调节。燃料量的调节和燃烧调节等。锅炉负荷发生改变而需要调节进入炉内的燃料量时,通过增加或者减少送煤量的多少来实现。锅炉负荷变化时,送入炉内的风量必须与送入炉内的燃料量相适应,同时也必须对引风量进行相应的调整,通常采用送引风机风量来进行炉内风量调节,目前大型锅炉多采用轴流式风机,通过调节送引风机动叶的角度来改变送引风量的大小。
2.2 汽水控制
2.2.1 汽包水位的调整及控制
当汽包水位过高时,由于汽包蒸汽容积和空间高度减小,蒸汽携带的水份会增加,从而蒸汽的品质恶化,容易造成过热器积盐垢,使管子过热损坏。同时,盐垢增加,传热热阻也增大,将引起传热恶化,过热汽温下降使经济性下降。汽包严重满水时,会造成蒸汽大量进水,除引起蒸汽温度急剧下降外,还会引起蒸汽管道和汽轮机内产生严重水冲击,甚至打坏汽机叶片。
汽包水位过低则可能破坏水循环,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,则可能造成水冷壁爆管。
汽包水位是否稳定首先取决于锅炉负荷的变动量及其变动速度,因为它不仅影响蒸发设备中水的消耗量,而且还会造成压力的变化,从而引起炉水状态发生变化,促使它的体积也发生变化。锅炉负荷突然增加时,在给水量和燃烧未做相应的调整之前,汽包水位先升高,而后再逐渐降低;而汽压则很快下降。汽压下降的结果,一方面造成汽水混合物比容增大,水位上升;另一方面使饱和温度降低,造成金属和炉水放出部分热量用来蒸发炉水,因此炉水内的蒸汽数量大大增加,汽水混合物体积膨胀,促使水位很快上升,形成虚假水位。因此,在负荷突然增加时,水位暂时很快上升,从物质不平衡的情况看,蒸发量大于给水量,炉水不是多了而是少了,水位会很快下降。
在锅炉负荷和给水量未发生变化的情况下,炉内燃烧工况发生变动多数是由于燃烧不良,给煤量的不稳定所引起。当燃烧加强时,炉内放热量增加,受热面吸热量也增加,炉水汽水加强,炉水中产生的蒸汽汽泡数量增多,体积膨胀,水位暂时提高,由于产生的蒸汽量不断增多,汽压上升,相应提高了饱和温度,使炉水中的
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