寶雞660MW超臨界直流鍋爐特點(diǎn)分析與運(yùn)行控制(理論)

1、運(yùn)行操作與控制寶雞660MW超臨界直流鍋爐的運(yùn)行操作與控制【摘要】 超臨界直流鍋爐以其啟停速度快、負(fù)荷變化快的特點(diǎn)已逐步成為調(diào)峰主力機(jī)組，本文針對(duì)我司新裝機(jī)型的運(yùn)行特性進(jìn)行了解和探析，針對(duì)660MW超臨界直流鍋爐與汽包鍋爐差異進(jìn)行了比較分析，結(jié)合莊河600MW超臨界直流鍋爐的實(shí)習(xí)和蚌埠600MW超臨界機(jī)組仿真操作，提出系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法?！娟P(guān)鍵詞】 直流鍋爐；汽包鍋爐；運(yùn)行控制；汽溫控制；給水控制一、直流鍋爐與汽包鍋爐的差異分析1直流爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)不像汽包爐那樣，依靠汽水重度差而形成自然循環(huán)來推動(dòng)，而是與在省煤器、過熱器中的工質(zhì)流動(dòng)一樣，完全依靠給水泵產(chǎn)生的壓頭，工質(zhì)在此壓頭的推動(dòng)下

2、順次通過加熱、蒸發(fā)、過熱的三個(gè)過程，水被逐漸加熱、蒸發(fā)和過熱，最后形成合格的過熱蒸汽送往汽輪機(jī)。2鍋爐在直流狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，汽水通道中的加熱區(qū)、蒸發(fā)區(qū)和過熱區(qū)三部分之間沒有固定的界線（可以把水在沸騰之前的受熱面稱為加熱區(qū)，水開始沸騰到全部變?yōu)楦娠柡驼羝氖軣崦娣Q為蒸發(fā)區(qū)，蒸汽開始過熱到全部被加熱至額定溫度壓力的過熱蒸汽的受熱面稱為過熱區(qū)）。當(dāng)給水量、空氣量、燃料量和機(jī)組負(fù)荷有擾動(dòng)時(shí)，此三個(gè)區(qū)段就會(huì)發(fā)生移動(dòng)。3直流爐的另一個(gè)特點(diǎn)是蓄熱能力小。而汽包鍋爐則相反，降壓速度不能過快，因?yàn)閴毫p小的過快，可能會(huì)使下降管中工質(zhì)發(fā)生汽化而破壞水循環(huán)。由于直流鍋爐的蓄熱能力小，在受到外部擾動(dòng)時(shí)，自行保持負(fù)荷及參數(shù)

3、的能力就較差，對(duì)擾動(dòng)較敏感，因此對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)提出更高的要求。但是，在主動(dòng)調(diào)整鍋爐負(fù)荷時(shí)，由于其蓄熱能力小，且允許的壓降速度快，可以使其蒸汽參數(shù)迅速地跟上工況的需要，所以能較好的適應(yīng)機(jī)組調(diào)峰的要求。4直流爐在純直流狀態(tài)下工作時(shí)，蒸發(fā)區(qū)的循環(huán)倍率等于1，而自然循環(huán)的汽包鍋爐的循環(huán)倍率為35，低倍率強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率為1.5左右。5直流爐的金屬消耗量小。與同參數(shù)的汽包爐相比，直流爐可節(jié)約20%30%的鋼材。6直流爐的設(shè)計(jì)，不受工質(zhì)壓力的限制，可以做成亞臨界，超臨界，甚至是超臨界。因此制造、安裝和運(yùn)輸方便。7直流爐的啟、停較快。機(jī)組啟動(dòng)、停止一般都受限于壁厚部件的熱應(yīng)力。自然循環(huán)鍋爐因?yàn)橛泻癖谄?/p>

4、啟動(dòng)時(shí)內(nèi)外壁溫差、上下壁溫差大，應(yīng)力和汽包內(nèi)壓力所產(chǎn)生的應(yīng)力組合成復(fù)合應(yīng)力。因此上水、升壓速度均受到限制。8直流爐給水品質(zhì)要求高，因?yàn)樵谡舭l(fā)區(qū)不排污，除了能溶于蒸汽的鹽分被蒸汽帶走外，給水中所含雜質(zhì)將全部沉積在管壁上，因此要求水處理嚴(yán)格。9直流爐工質(zhì)流動(dòng)阻力較大。在自然循環(huán)鍋爐中，只有省煤器和過熱器內(nèi)工質(zhì)為強(qiáng)迫流動(dòng)，要消耗給水泵壓頭，蒸發(fā)受熱面內(nèi)的自然循環(huán)不消耗水泵壓頭。但是直流鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)也是強(qiáng)迫流動(dòng)，且管徑較小，流速較高，以便得到較大的質(zhì)量流速來冷卻水冷壁，故要消耗額外的較多的水泵功率。10直流爐控制及調(diào)節(jié)復(fù)雜。由于直流鍋爐受熱面的金屬重量較輕，工質(zhì)儲(chǔ)存量較小。故金屬及工質(zhì)的蓄熱

5、能力一般只為汽包鍋爐的1/41/2。因此在外界負(fù)荷變化時(shí)，自適應(yīng)能力差，汽壓波動(dòng)幅度較大，壓力波動(dòng)速度往往超過汽包鍋爐一倍以上。另外由于工況變動(dòng)引起熱水段、蒸發(fā)段和過熱段之間的調(diào)節(jié)互相影響，因此，直流爐的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)較復(fù)雜，控制技術(shù)也較高。11直流爐水冷壁的安全性存在一定的問題。自然鍋爐，因其循環(huán)倍率高，蒸發(fā)管中發(fā)生第一類傳熱危機(jī)和第二類傳熱危機(jī)的可能性小。直流鍋爐蒸發(fā)管出口往往是接近飽和，甚至是微過熱蒸汽，故管內(nèi)發(fā)生膜態(tài)沸騰和結(jié)垢的可能性較大。強(qiáng)迫流動(dòng)的特性常導(dǎo)致并列蒸發(fā)管中吸熱越多的管子，其工質(zhì)流量反而越小。目前的的螺旋水冷壁采用整焊膜式水冷壁，各個(gè)管帶均勻地分布于爐膛四周，在同一高度上的

6、管帶受熱幾乎一樣，相鄰管帶之間外側(cè)管管壁溫差較?。?0）。由于各管帶皆為傾斜上升，從而避免了拉姆辛管圈水平部分的較易發(fā)生的汽水分層的現(xiàn)象。同時(shí)，低負(fù)荷時(shí)采用爐水循環(huán)泵，建立爐水再循環(huán)，水冷壁質(zhì)量流速的提高，也避免了發(fā)生膜態(tài)沸騰可能。從而有效的降低了水冷壁管的金屬溫度保證了安全可靠運(yùn)行。12直流鍋爐設(shè)置分離器的目的是為了適應(yīng)低負(fù)荷運(yùn)行和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的熱損失，另一目的是可使過熱器干態(tài)啟動(dòng)，從而縮短啟動(dòng)時(shí)間。13當(dāng)外界負(fù)荷變化，汽門開度發(fā)生變化時(shí)，鍋爐汽壓變動(dòng)很快，波動(dòng)的幅度也遠(yuǎn)比汽包爐大；給水量變化時(shí)，汽溫、汽壓、蒸汽量的變化趨勢(shì)都和汽包鍋爐相反，而且影響程度也要大得多。即給水量增大，汽壓、汽量明

7、顯增大，汽溫則顯著降低；當(dāng)燃料量變化時(shí)，直流鍋爐主要變化的是汽溫，故直流鍋爐運(yùn)行特點(diǎn)之一就是必須保持燃水比一定，否則汽溫將無法保持正常。二、直流爐的調(diào)節(jié)特點(diǎn)1、沒有水位調(diào)節(jié)問題,但要控制蒸發(fā)段直流鍋爐的主要特點(diǎn)是汽水流程中不設(shè)置汽包，給水泵強(qiáng)制一定流量的給水進(jìn)入爐內(nèi)，一次性地通過省煤器，水冷壁，過熱器。他的循環(huán)倍率始終為1，與負(fù)荷無關(guān)。在直流鍋爐中，給水加熱成蒸汽一次完成，汽水通道可看作由加熱段、蒸發(fā)段、過熱段三部分組成。其中蒸發(fā)段是汽、水混合物，隨著管道的往后推移，工質(zhì)由飽和水逐漸被加熱成飽和蒸汽。三段受熱面沒有固定的分界線，隨著給水流量,燃燒率的變化前、后移動(dòng)，使三段受熱面的吸熱量分配比例

8、及與之有關(guān)的三段受熱面面積的比例卻發(fā)生了變化。但蒸發(fā)段的前移會(huì)使過熱汽溫偏高，蒸發(fā)段后移則引起汽問偏低，甚至品質(zhì)下降,這對(duì)機(jī)組運(yùn)行極為不利，所以要控制蒸發(fā)段的位置。一般來說,要控制蒸發(fā)段出口的微過熱汽溫,若微過熱汽溫偏離規(guī)定值,則說明由于燃燒率與給水比例不當(dāng)致使蒸發(fā)段發(fā)生移動(dòng),應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)燃燒率和給水流量。直流鍋爐各受熱段示意圖直流鍋爐的工質(zhì)是一次地通過各受熱面的。而三段受熱面面積又不是固定不變的。所以當(dāng)燃水比失調(diào)后，三段受熱面吸熱量比例發(fā)生變化，對(duì)出口汽溫影響很大，對(duì)蒸汽壓力和流量的影響方式也較為復(fù)雜。當(dāng)給水流量變化破壞了原來的平衡狀態(tài)時(shí)，例如給水流量減少了，則蒸發(fā)段向鍋爐汽水流程入口方向流動(dòng)

9、，汽水流程中各點(diǎn)工質(zhì)的焓值都有所提高。工質(zhì)焓值上升是由兩個(gè)原因引起的：一是因?yàn)槭軣崦嫖鼰崃坎蛔?，而工質(zhì)流量減少，引起流經(jīng)本區(qū)的工質(zhì)焓值上升；另一個(gè)原因是工質(zhì)焓值隨工質(zhì)流過的受熱面面積而增加。所以離鍋爐出口越近，工質(zhì)的焓增越大，汽溫變化也越大。2、直流鍋爐動(dòng)態(tài)特性分析汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽閥的擾動(dòng)，對(duì)直流鍋爐是一種典型的負(fù)荷擾動(dòng)。當(dāng)調(diào)節(jié)汽閥階躍開大時(shí)，蒸汽流量D和機(jī)組輸出功率NE立即增加，隨即逐漸減少，并恢復(fù)初始值，汽輪機(jī)閥前壓力PT一開始立即下降，然后逐漸下降至新的平衡壓力。由于直流鍋爐的蓄熱系數(shù)比汽包鍋爐小，所以直流鍋爐的汽壓變化比汽包鍋爐大得多。當(dāng)負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)，過熱汽溫T近似不變，這是由于給水流量和燃

10、燒率保持不變，過熱汽溫就基本保持不變。燃燒率擾動(dòng)是燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量同時(shí)協(xié)調(diào)變化的一種擾動(dòng)。當(dāng)燃燒率B階躍增加時(shí)，經(jīng)過一段較短的遲延時(shí)間，蒸汽流量D會(huì)暫時(shí)向增加方向變化；過熱汽溫T則經(jīng)過一段較長(zhǎng)的遲延時(shí)間后上升，最后穩(wěn)定在較高的溫度上；汽壓PT和功率NE的變化也因汽溫的上升而最后穩(wěn)定在較高的數(shù)值。當(dāng)燃燒率不變而給水流量增加時(shí)，一開始由于加熱段和蒸發(fā)段的伸長(zhǎng)而推出一部分蒸汽，因此蒸汽流量D、汽壓PT、功率NE幾乎沒有遲延的開始增加，但由于汽溫T的下降，最后雖然蒸汽流量D增加，而輸出功率NE卻有所減少；汽壓PT也降至略高于擾動(dòng)前的汽壓，過熱汽溫T2則經(jīng)過一段較長(zhǎng)的遲延時(shí)間后，最后穩(wěn)定在較低的溫

11、度。給水和燃料復(fù)合擾動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)特性是兩者單獨(dú)擾動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)特性之和。當(dāng)給水和燃料按比例變化時(shí)，蒸發(fā)量D立即變化，然后穩(wěn)定在新的數(shù)值上，過熱汽溫則保持在原來的數(shù)值上(額定汽溫)。這就是說明嚴(yán)格控制煤水比是直流爐參數(shù)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。a b c圖2-2 直流鍋爐動(dòng)態(tài)特性示意圖a汽機(jī)調(diào)節(jié)汽閥擾動(dòng) b燃料率擾動(dòng) c給水流量擾動(dòng)圖23 燃料與給水比例增加時(shí)的動(dòng)態(tài)特性三、啟動(dòng)根據(jù)鍋爐的運(yùn)行方式、參數(shù)可分為三個(gè)階段：第一階段：?jiǎn)?dòng)及低負(fù)荷運(yùn)行階段；第二階段：亞臨界直流爐運(yùn)行階段；第三階段 ：超臨界直流爐運(yùn)行階段。每個(gè)階段的調(diào)節(jié)方法和側(cè)重點(diǎn)有所不同。 1、 第一階段：鍋爐啟動(dòng)及低負(fù)荷運(yùn)行階段 直流爐，轉(zhuǎn)干態(tài)進(jìn)入直流運(yùn)

12、行的最低負(fù)荷一般在25%35%BMCR之間，在濕態(tài)工況下，其運(yùn)行方式與強(qiáng)制循環(huán)汽包爐是基本相同的。此時(shí)，汽水分離器及貯水箱相當(dāng)于汽包。但是，兩者容積相差甚遠(yuǎn)，貯水箱的水位變化速度也就更快。由爐水循環(huán)泵將貯水箱的水升壓后進(jìn)入省煤器進(jìn)口,與給水共同構(gòu)成最小循環(huán)流量，其控制方式較之其它超臨界直流鍋爐有較大不同（不帶爐水循環(huán)泵，貯水罐的水經(jīng)溢流閥直接排放至鍋爐疏擴(kuò)、除氧器、凝汽器等），控制更困難。給水主要用于控制貯水箱水位，爐水循環(huán)泵出口調(diào)閥控制省煤器入口流量保證鍋爐的最小循環(huán)流量，貯水箱水位過高時(shí)則通過高水位調(diào)節(jié)閥（HWL）排放至大氣式疏水?dāng)U容器。 此階段汽溫的調(diào)節(jié)主要依賴于燃燒控制，通過疏水、增加

13、給煤量及磨煤機(jī)的投停層次、調(diào)節(jié)磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓風(fēng)量、減溫水、煙氣擋板等手段來調(diào)節(jié)主再熱蒸汽溫度。 此階段水位控制可投自動(dòng)，但只是單純的控制一點(diǎn)水位，還沒有投三沖量控制，當(dāng)擾動(dòng)較大時(shí)水位會(huì)產(chǎn)生較大的波動(dòng)，甚至根本無法平衡。此階段要注意盡量避免太大的擾動(dòng)，擾動(dòng)過大及早解除自動(dòng)，手動(dòng)控制。爐水循環(huán)泵(BCP)出口調(diào)閥一般不投自動(dòng)（以防閥開度過大BCP電機(jī)過流），在啟動(dòng)時(shí)保持一恒定的給水流量（適當(dāng)大于最小流量），用給水泵轉(zhuǎn)速和給水調(diào)旁來控制貯水箱水位。隨啟動(dòng)進(jìn)展，緩慢增加燃料量，保持適當(dāng)?shù)纳郎厣龎郝?貯水箱水位在某一點(diǎn)逐漸下降爐水循環(huán)泵出口調(diào)閥逐漸關(guān)小直至全關(guān),同時(shí)，增大給水流量保持省煤器入口流量穩(wěn)

14、定，當(dāng)中間點(diǎn)過熱度由負(fù)值逐漸升高變正，機(jī)組即進(jìn)入直流運(yùn)行狀態(tài)，是一個(gè)自然而然的過程。此時(shí)只要操作均勻緩慢，不使壓力出現(xiàn)太大波動(dòng)，就能實(shí)現(xiàn)自然過渡。高水位調(diào)節(jié)閥（HWL）投入自動(dòng)，避免人為疏忽造成水位過高，造成頂棚過熱器進(jìn)入水。 1.1 在第一階段需要掌握好的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：第一階段的主要操作：鍋爐上水，冷態(tài)開式、閉式?jīng)_洗；鍋爐點(diǎn)火；升溫升壓和熱態(tài)沖洗。1.1.1工質(zhì)膨脹： 工質(zhì)膨脹產(chǎn)生于啟動(dòng)初期，水冷壁中的水開始受熱初次達(dá)到飽和溫度產(chǎn)生蒸汽階段，此時(shí)蒸汽會(huì)攜帶大量的水進(jìn)入分離器，造成貯水箱水位快速升高，鍋爐有較大排放量，此過程較短一般在幾十秒之內(nèi)，具體數(shù)值及產(chǎn)生時(shí)間與鍋爐點(diǎn)火前壓力、溫度、水溫度、

15、投入油槍的數(shù)量等有關(guān)。此時(shí)要及時(shí)排水，同時(shí)減少給水流量，在工質(zhì)膨脹階段附近，應(yīng)保持燃料量的穩(wěn)定，此時(shí)最好不要增加燃料。鍋爐汽水膨脹后，將給水控制從手動(dòng)限制最小流量轉(zhuǎn)換為自動(dòng)控制給水流量，蒸發(fā)量增加的同時(shí)，必須確保省煤器入口流量為30% BMCR（即給水流量和循環(huán)流量之和），低于30% BMCR鍋爐MFT動(dòng)作。1.1.2虛假水位： 虛假水位在整個(gè)第一階段都有可能產(chǎn)生，汽壓突然下降出現(xiàn)的情況較多，運(yùn)行中應(yīng)對(duì)虛假水位有思想準(zhǔn)備，及時(shí)增加給水滿足蒸發(fā)量的需要，加強(qiáng)燃燒恢復(fù)汽壓。運(yùn)行中造成汽壓突然下降的原因主要有：汽機(jī)調(diào)門、高旁突然開大、安全閥動(dòng)作、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、閥切換、機(jī)組并網(wǎng)，整個(gè)過中都有可能造成虛假

16、水位，這一點(diǎn)和汽包爐是基本相同的。 1.1.3增加燃料，啟動(dòng)磨煤機(jī)的時(shí)機(jī)及速度：增加燃料，啟動(dòng)磨煤機(jī)時(shí)要及時(shí)協(xié)調(diào)溝通，及時(shí)增減給水。保持一定的燃水比就基本上能維持汽溫的穩(wěn)定。為保持水位穩(wěn)定，應(yīng)避免在低水位時(shí)連續(xù)增加燃料量或啟動(dòng)磨煤機(jī)運(yùn)行，或者水位很高調(diào)節(jié)困難時(shí)連續(xù)減少燃料量或停運(yùn)磨煤機(jī)。 1.1.4 沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)及帶初負(fù)荷： 機(jī)組沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)及帶初負(fù)荷過程中，要求鍋爐負(fù)荷增加很快，此時(shí)應(yīng)加強(qiáng)燃燒，及時(shí)增加給水。必要時(shí)手動(dòng)關(guān)小高旁，穩(wěn)住汽壓避免汽壓下降過大。 1.1.5給水主、旁路切換：此時(shí)應(yīng)保持鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定，切換過程中勻速穩(wěn)定，保持省煤器入口足夠流量及貯水箱水位的穩(wěn)定，必要時(shí)排放多余給水。水位下降

17、時(shí)及時(shí)提高給水泵轉(zhuǎn)速，適當(dāng)關(guān)小給水泵再循環(huán)調(diào)門。初次切換，建議切換時(shí)就地手動(dòng)開大給水主電動(dòng)門，每開一點(diǎn)，就關(guān)小一點(diǎn)旁路門，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持給水主旁路都有一定的開度，這樣調(diào)節(jié)起來裕度較大，安全性更高，同時(shí)感受切換時(shí)給水流量、壓力、水位的變化程度。 1.1.5 增投制粉系統(tǒng)： 增投制粉系統(tǒng)后負(fù)荷會(huì)升的很快，貯水箱水位波動(dòng)很大，很難控制。此時(shí)最重要的是要控制好給煤量和一次風(fēng)量，避免進(jìn)入爐膛的煤粉過多。同時(shí)控制好升負(fù)荷速度，及時(shí)控制給水，必要時(shí)適當(dāng)減小運(yùn)行磨煤機(jī)的出力。起磨時(shí)提前打開主再熱蒸汽減溫水手動(dòng)門，必要時(shí)聯(lián)系熱工解除減溫水負(fù)荷閉鎖，投入減溫水控制汽溫，防止超溫及主機(jī)差脹增大（注意時(shí)機(jī)，低負(fù)

18、荷盡量通過燃燒調(diào)整，不建議投入減溫水）。 1.1.6 啟動(dòng)并列第二臺(tái)給水泵： 并列第二臺(tái)給水泵時(shí)，保持鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定，減少擾動(dòng)。勻速提高待并泵的轉(zhuǎn)速升高泵出口壓力，在泵出口壓力接近于母管壓力時(shí)打開出口電動(dòng)門開始供水，同時(shí)減少另一臺(tái)泵的轉(zhuǎn)速，降低出口流量，兩臺(tái)泵的增減速度要協(xié)調(diào)，保持穩(wěn)定的一個(gè)給水流量，加減轉(zhuǎn)速，不可太快、太猛，防止其出口壓力激增造成另一臺(tái)泵出口逆止門關(guān)閉給水流量劇減。操作過程中注意監(jiān)視泵的再循環(huán)閥（最小流量閥）自動(dòng)動(dòng)作正常，時(shí)刻注意給水流量的變化，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)手動(dòng)調(diào)整。并泵運(yùn)行時(shí)盡量保持兩臺(tái)小機(jī)轉(zhuǎn)速相同，偏差不要太大。特別要注意的是任何情況下并泵時(shí)都要解除給水泵的自動(dòng)，防止給水平

19、衡模塊起作用造成給水流量劇減。 1.2鍋爐點(diǎn)火后要密切監(jiān)視過熱器、再熱器的金屬壁溫和出口汽溫，具體應(yīng)注意以下三點(diǎn)： 1.2.1 出口汽溫忽高忽低，說明還有積水，應(yīng)加強(qiáng)疏水；出口汽溫穩(wěn)定上升，說明積水已經(jīng)消除。 1.2.2 各受熱面的金屬壁溫在點(diǎn)火后會(huì)出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，如水冷壁一般中間溫度高，兩側(cè)溫度低。這時(shí)不應(yīng)再增加燃料，當(dāng)所有溫度均超過該汽壓下對(duì)應(yīng)的飽和溫度40，以及各管間最大溫差在50以內(nèi)時(shí)，才允許增加燃燒強(qiáng)度。 1.2.3 從增加省煤器入口給水流量到貯水箱水位增加要經(jīng)過比較長(zhǎng)的時(shí)延，所以在手動(dòng)控制給水時(shí)重在提前干預(yù)，根據(jù)水位變化速度，蒸汽流量（主汽流量及高旁流量）變化，燃燒情況等提前調(diào)節(jié)，

20、否則很難調(diào)平衡。此時(shí)高水位調(diào)節(jié)閥可投自動(dòng)，爐水循環(huán)泵出口調(diào)閥手動(dòng)保持一定開度，單調(diào)給水流量，控制水位，必要時(shí)可有一定排放。給水旁路調(diào)閥前后保持一定壓差，但也不應(yīng)太高，以免造成調(diào)門開度過小工作在非線性區(qū)域，使調(diào)門工作環(huán)境惡劣減少使用壽命。此過程中要始終保持省煤器入口流量在大于鍋爐MFT流量以上的一個(gè)數(shù)值，一般來說高出100t/h就可以。隨著負(fù)荷逐漸上升，爐水循環(huán)泵出口流量逐漸減少直至再循環(huán)電動(dòng)門打開，應(yīng)注意出口流量突然變化對(duì)省煤器入口流量的影響。此階段給水泵轉(zhuǎn)速還是手動(dòng)控制，所以要及時(shí)調(diào)整泵轉(zhuǎn)速。 2、第二階段：亞臨界直流運(yùn)行階段 在負(fù)荷大于25%35%BMCR以上時(shí)鍋爐即轉(zhuǎn)入直流運(yùn)行方式。此后

21、鍋爐運(yùn)行在亞臨界壓力以下。 鍋爐進(jìn)入直流狀態(tài)，給水控制與汽溫調(diào)節(jié)和前一階段控制方式有較大的不同，給水不再控制分離器水位而是和燃料一起控制汽溫即控制燃水比B/G。如果燃水比B/G保持一定，則過熱蒸汽溫度基本能保持穩(wěn)定；反之，燃水比B/G的變化，則是造成過熱汽溫波動(dòng)的基本原因。因此，在直流鍋爐中汽溫調(diào)節(jié)主要是通過給水量和燃料量的調(diào)整來進(jìn)行。但在實(shí)際運(yùn)行中，考慮到上述其它因素對(duì)過熱汽溫的影響，要保證B/G比值的精確值是不現(xiàn)實(shí)的。特別是在燃煤鍋爐中，由于不能很精確地測(cè)定送入爐膛的燃料量，所以僅僅依靠B/G比值來調(diào)節(jié)過熱汽溫，則不能完全保證汽溫的穩(wěn)定。一般來說，在汽溫調(diào)節(jié)中，將B/G比值做為過熱汽溫的一

22、個(gè)粗調(diào)，然后用過熱器噴水減溫做為汽溫的細(xì)調(diào)手段。對(duì)于直流鍋爐來說，在本生負(fù)荷以上時(shí)，汽水分離器出口汽溫是微過熱蒸汽，這個(gè)區(qū)域的汽溫變化，可以直接反映出燃料量和給水蒸發(fā)量的匹配程度以及過熱汽溫的變化趨勢(shì)。所以在直流鍋爐的汽溫調(diào)節(jié)中，通常選取汽水分離器出口汽溫做為主汽溫調(diào)節(jié)回路的前饋信號(hào)，此點(diǎn)的溫度稱為中間點(diǎn)溫度。依據(jù)該點(diǎn)溫度的變化對(duì)燃料量和給水量進(jìn)行微調(diào)。直流爐給水指令的控制邏輯是這樣的：給水量按照燃水比跟蹤燃料量，用中間點(diǎn)溫度對(duì)給水量進(jìn)行修正。 直流鍋爐一定要嚴(yán)格控制好水煤比和中間點(diǎn)過熱度。一般來說在機(jī)組運(yùn)行工況較穩(wěn)定時(shí)只要監(jiān)視好中間點(diǎn)過熱度就可以了，不同的壓力下中間點(diǎn)溫度是不斷變化的，但中間

23、點(diǎn)過熱度可維持恒定，一般在10左右（假設(shè)飽和溫度最高不是374，過臨界后仍然上升），中間點(diǎn)過熱度是水煤比是否合適的反饋信號(hào)，中間點(diǎn)過熱度變小，說明水煤比偏大，中間點(diǎn)過熱度變大，說明水煤比偏小。在運(yùn)行操作時(shí)要注意積累中間點(diǎn)過熱度變化對(duì)主汽溫影響大小的經(jīng)驗(yàn)值，以便超前調(diào)節(jié)時(shí)有一個(gè)度的概念。但在機(jī)組出現(xiàn)異常情況時(shí)，如給煤機(jī)、磨煤機(jī)跳閘等應(yīng)及時(shí)減小給水，保持水煤比基本恒定，防止水煤比嚴(yán)重失調(diào)造成主蒸汽溫度急劇下降。總之，水煤比和中間點(diǎn)過熱度是直流鍋爐監(jiān)視和調(diào)整的重要參數(shù)。 從轉(zhuǎn)入直流到鍋爐滿負(fù)荷，水燃比因煤質(zhì)變化、燃燒狀況不同、爐膛及受熱面臟污程度等不同有較大變化，一般從7.09.0不等。 如果機(jī)組協(xié)

24、調(diào)性能不好，可在鍋爐轉(zhuǎn)入直流狀態(tài)后手動(dòng)控制，通過手動(dòng)增減小機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)給水，控制中間點(diǎn)溫度。負(fù)荷變動(dòng)過程中，利用機(jī)組負(fù)荷與主蒸汽流量做為前饋粗調(diào)，主蒸汽流量是根據(jù)調(diào)節(jié)級(jí)壓力計(jì)算出來的不是很準(zhǔn)確，推薦使用機(jī)組負(fù)荷做為前饋粗調(diào)整用。調(diào)整分離器出口溫度時(shí)，包括調(diào)節(jié)給水時(shí)都要兼顧到過熱器減溫水的用量，使之保持在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，不可過多或過少，留有足夠的調(diào)節(jié)余地。同時(shí)還要監(jiān)視好再熱汽溫度、受熱面壁溫等，嚴(yán)防超溫，汽溫也不可過低。 再熱汽溫主要靠煙氣擋板來調(diào)整，時(shí)滯性較大，一定要提前調(diào)整，在投停高加時(shí)要加強(qiáng)對(duì)主再熱汽溫的調(diào)整。 3第三階段：超臨界直流運(yùn)行階段 在機(jī)組負(fù)荷達(dá)75%MCR左右時(shí)轉(zhuǎn)入超臨界狀態(tài)

25、。從理論上講，機(jī)組過臨界時(shí)存在一大比熱區(qū)，蒸汽參數(shù)如比容、比熱變化較大，實(shí)際運(yùn)行情況是基本上無明顯變化，原因是鍋爐的蓄熱減緩了影響，而且協(xié)調(diào)方式下參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整在一定程度上彌補(bǔ)了波動(dòng)。第三階段運(yùn)行調(diào)節(jié)情況和第二階段無明顯區(qū)別。4 干濕態(tài)的轉(zhuǎn)換上圖表明，負(fù)荷增加，從啟動(dòng)運(yùn)行方式切換到純直流鍋爐方式后，由水位控制切換到溫度控制的過程。I階段：當(dāng)燃料量逐漸增加時(shí)，隨之產(chǎn)生的蒸汽量也增加，從分離器下降管返回的水量逐漸減小，鍋爐給水流量逐漸增加，以保證省煤器入口的給水流量保持在某個(gè)最小常數(shù)值，分離器入口濕蒸汽的焓值增加。點(diǎn)：分離器入口蒸汽干度達(dá)到1，飽和蒸汽流入分離器，此時(shí)沒有水可分離，鍋爐給水流量等于

26、省煤器入口的給水流量，但仍保持在某個(gè)最小常數(shù)值(30BMCR暫定)。階段：給水流量仍不變，燃燒率繼續(xù)增加，在分離器中的蒸汽慢慢地過熱。分離器出口實(shí)際溫度仍低于設(shè)定值，溫度控制還未起作用。所以此時(shí)增加的燃燒率不是用來產(chǎn)生新的蒸汽，而是用來提高直流鍋爐運(yùn)行方式所需的蒸汽蓄熱。點(diǎn)：分離器出口的蒸汽溫度達(dá)到設(shè)定值，進(jìn)一步增加燃燒率，使溫度超過設(shè)定值。階段：進(jìn)一步增加燃燒率，給水量也相應(yīng)增加，鍋爐開始由定壓運(yùn)行轉(zhuǎn)入滑壓運(yùn)行。汽溫信號(hào)通過選大器，溫度控制系統(tǒng)投入運(yùn)行，分離器出口的蒸汽溫度由“煤水比”控制。當(dāng)鍋爐主蒸汽流量增加至35BMCR(暫定)，鍋爐正式轉(zhuǎn)入干態(tài)運(yùn)行。轉(zhuǎn)干態(tài)運(yùn)行的特征在啟動(dòng)過程中，當(dāng)以下

27、三個(gè)條件滿足后，即可認(rèn)為鍋爐轉(zhuǎn)干態(tài)成功：集水罐水位逐漸下降，HWL閥開度逐漸關(guān)小，直至全關(guān)；水冷壁出口工質(zhì)出現(xiàn)過熱度，并逐漸增加；過熱度具有增加趨勢(shì)，當(dāng)過熱度穩(wěn)定超過5。鍋爐干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換的注意事項(xiàng)鍋爐在濕態(tài)與干態(tài)轉(zhuǎn)換區(qū)域運(yùn)行時(shí)，在垂直水冷壁和后墻懸吊管中有可能產(chǎn)生兩相流，容易引起水力不均勻性而造成管壁溫度超限，所以此時(shí)運(yùn)行人員要注意保持燃料量和汽水分離器水位的穩(wěn)定，注意調(diào)整磨煤機(jī)運(yùn)行方式，適當(dāng)增加爐膛過?？諝饬?，以改善管壁溫度，并盡可能縮短鍋爐在這個(gè)區(qū)域的運(yùn)行時(shí)間。鍋爐轉(zhuǎn)入干態(tài)運(yùn)行，其啟動(dòng)旁路退出后，集水箱的水位逐漸降低，此時(shí)應(yīng)防止由啟動(dòng)系統(tǒng)漏入空氣，降低凝汽器的真空而影響機(jī)組的正常運(yùn)行。鍋爐

28、轉(zhuǎn)干態(tài)運(yùn)行后，應(yīng)及時(shí)開啟調(diào)整暖管回路對(duì)啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行暖管，確保分離器底部連體球上集水管路水位在4M左右。在干態(tài)自動(dòng)方式時(shí)，循環(huán)泵自動(dòng)停，循環(huán)泵停運(yùn)后，電動(dòng)閥（50HAG21AA010）自動(dòng)關(guān)閉。隨即暖管系統(tǒng)投入運(yùn)行，電動(dòng)閥（50HAG60AA020/50HAG70AA001）開啟，水位（50HAG30CL001/002）由調(diào)節(jié)閥（50HAG70AA101）自動(dòng)控制在設(shè)定值附近。干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)借鑒在轉(zhuǎn)干態(tài)過程中盡量別加給水量，只需保證最小給水流量即可；在點(diǎn)火后可以加較多的煤量，轉(zhuǎn)干態(tài)前要減小煤量的增加速度，但不要停止加煤，以控制轉(zhuǎn)干態(tài)不能太快也不能太慢；此時(shí)一定要監(jiān)視好集水箱的水位，中間點(diǎn)

29、出現(xiàn)過熱度時(shí)要控制好過熱度；不要使中間點(diǎn)過熱度保持過高，一般以10左右為宜。 上圖表明，負(fù)荷降低，從純直流鍋爐方式切換到啟動(dòng)運(yùn)行方式后，由溫度控制切換到水位控制的過程。I階段：鍋爐負(fù)荷指令同時(shí)減少燃燒率和給水流量，汽溫控制系統(tǒng)自動(dòng)；當(dāng)鍋爐主蒸汽流量降至40BMCR(暫定)以下，干態(tài)信號(hào)消失，濕態(tài)信號(hào)還沒有滿足(注：滿足條件為爐膛有火且給水母管給水量小于30BMCR暫定)。點(diǎn)：給水流量達(dá)到最低直流負(fù)荷流量(30BMCR暫定)。階段：給水流量仍不變，燃燒率繼續(xù)減小，在分離器中的蒸汽過熱度降低，開始有水分離出。點(diǎn)：蒸汽過熱度完全消失，流入分離器的蒸汽呈飽和狀態(tài)。III階段：進(jìn)一步減小燃燒率，給水流量

30、不變，分離器入口蒸汽濕度增加，貯水箱中開始積水，當(dāng)貯水箱水位上升到一定高度，循環(huán)泵啟動(dòng)條件滿足，手動(dòng)或順控啟動(dòng)循環(huán)泵。當(dāng)給水母管流量小于30%BMCR時(shí)，能自動(dòng)切換為濕態(tài)運(yùn)行，則電動(dòng)閥（50HAG21AA010）會(huì)自動(dòng)開啟；當(dāng)50HAG23AA010/50HAG24AA020 在全開位且貯水箱水位大于1 米，循環(huán)泵自動(dòng)啟動(dòng)，水位控制開始動(dòng)作，水位由鍋爐給水自動(dòng)調(diào)節(jié)。III 階段以后，隨著負(fù)荷的降低，蒸汽量減少，母管給水量也減少，當(dāng)母管給水量減少到5%BMCR 時(shí)，保持該值不變。隨著蒸汽量減少，貯水箱水位會(huì)上升，當(dāng)貯水箱水位上升到一定高度，調(diào)節(jié)閥（V-217/V-219）會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)貯水箱水位在設(shè)

31、定值以內(nèi)；注意當(dāng)貯水箱水位上升到MFT 設(shè)定值，鍋爐跳閘。四、運(yùn)行控制1、給水控制直流鍋爐是多變量控制系統(tǒng)，直流鍋爐的控制任務(wù)與汽包鍋爐有很大差別，對(duì)于直流鍋爐不能象汽包爐那樣，將燃料、給水、汽溫簡(jiǎn)單地分為3個(gè)控制系統(tǒng)，而是將給水量與燃料量的控制與一次汽溫控制緊密地聯(lián)系在一起，這是直流鍋爐控制最突出的特點(diǎn)。1.1汽水分離器水位控制我司超臨界機(jī)組采用內(nèi)置式汽水分離器。鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火前,進(jìn)入分離器的流量保持最低運(yùn)行負(fù)荷35%MCR，參數(shù)為除氧器的參數(shù)。點(diǎn)火后隨燃料量投入的增加，進(jìn)入分離器的工質(zhì)壓力、溫度和干度不斷提高，汽水混合物在分離器內(nèi)實(shí)現(xiàn)分離。蒸汽進(jìn)入過熱器系統(tǒng)，飽和水通過汽水分離器排入大氣式疏

32、水?dāng)U容器實(shí)現(xiàn)工質(zhì)回收。分離器的正常水位由爐水循環(huán)泵出口閥，給水調(diào)節(jié)閥和高水位調(diào)節(jié)閥來控制，此時(shí)分離器的運(yùn)行為濕態(tài)運(yùn)行，給水控制方式為分離器水位及最小給水流量控制。當(dāng)水冷壁出口(進(jìn)入分離器)工質(zhì)的干度提高到干飽和蒸汽后，汽水分離器就無疏水，變成蒸汽聯(lián)箱用，鍋爐就切換到35%MCR下的干態(tài)運(yùn)行(即：純直流狀態(tài)運(yùn)行)。此后進(jìn)入分離器的流量隨著負(fù)荷上升而不斷增加，蒸汽溫度不斷提高，直至MCR負(fù)荷。當(dāng)分離器切換到干態(tài)運(yùn)行后，給水控制的任務(wù)由分離器水位控制轉(zhuǎn)變?yōu)榕c燃料量控制配合控制中間點(diǎn)溫度及給水流量控制。1.2 給水流量的控制直流鍋爐的給水是在給水泵壓頭作用下，順序地通過加熱區(qū)、蒸發(fā)區(qū)和過熱區(qū)，一次性地

33、將給水全部變?yōu)檫^熱蒸汽，其循環(huán)倍率等于1。在直流鍋爐中，給水變?yōu)檫^熱蒸汽是一次完成的。這樣，鍋爐的蒸發(fā)量不僅取決于燃燒率，同樣也決定于給水流量。因此，為了滿足負(fù)荷變化的需要，給水控制和燃燒率控制是密切相關(guān)而不能獨(dú)立的。而且當(dāng)給水流量和燃燒率的比例變化時(shí)，鍋爐的各個(gè)受熱面的分界就發(fā)生移動(dòng)。超臨界機(jī)組中的給水流量控制回路是控制鍋爐出口主蒸汽溫度的一個(gè)最基本的手段。由于超臨界機(jī)組采用直流鍋爐，而在直流鍋爐中，給水流量的波動(dòng)將對(duì)機(jī)組負(fù)荷，主蒸汽壓力和主蒸汽溫度等機(jī)組運(yùn)行重要過程參數(shù)均產(chǎn)生較大影響。由于機(jī)組負(fù)荷和主蒸汽壓力已設(shè)計(jì)有其它控制手段，而一旦給水控制回路如果工作欠佳的話，將導(dǎo)致煤水比動(dòng)態(tài)失調(diào)。而

34、這時(shí)鍋爐出口主蒸汽溫度僅靠噴水減溫控制是無法滿足機(jī)組運(yùn)行對(duì)主蒸汽溫度的要求。因此，給水流量調(diào)節(jié)回路起到了控制鍋爐總能力平衡(保持適當(dāng)?shù)拿核?并維持汽水分離器出口蒸汽溫度在一定范圍內(nèi)變化的作用。我司鍋爐給水控制系統(tǒng)中,采用兩臺(tái)分別帶50%負(fù)荷的汽動(dòng)給水泵作為正常負(fù)荷下的供水，省煤器入口的給水流量指令由前饋信號(hào)和主調(diào)節(jié)器PID輸出的校正信號(hào)兩部分疊加而成。前饋信號(hào)主要實(shí)現(xiàn)鍋爐的煤水配比，前饋信號(hào)為鍋爐主指令信號(hào)經(jīng)動(dòng)態(tài)延時(shí)塊F(t)后給出省煤器入口給水流量指令的基本值。該值先經(jīng)過一個(gè)濾波環(huán)節(jié)，目的是為了補(bǔ)償燃料量和給水流量對(duì)水冷壁出口連箱給誰溫度的動(dòng)態(tài)特性差異(給水流量對(duì)水冷壁出口連箱給水溫度的影

35、響比燃料量要快得多)。為了防止總?cè)剂狭啃盘?hào)快速波動(dòng)對(duì)給水系統(tǒng)的影響(如一臺(tái)磨煤機(jī)跳閘后快速啟動(dòng)另一臺(tái)磨煤機(jī))，該值應(yīng)經(jīng)過一個(gè)速率限制(由模擬量延時(shí)塊DELAY來實(shí)現(xiàn))，最后加上水冷壁出口聯(lián)箱給水溫度實(shí)際運(yùn)行中，是分離器出口溫度，也就是常說的“中間點(diǎn)溫度”的微分信號(hào)形成給水流量指令的前饋信號(hào)。給水流量設(shè)計(jì)值的另一部分是主調(diào)節(jié)器PID輸出，它根據(jù)水冷壁出口聯(lián)箱給水溫度中間點(diǎn)溫度和水冷壁出口聯(lián)箱給水溫度中間點(diǎn)溫度設(shè)定值之間的偏差進(jìn)行PID運(yùn)算后得到。通常中間點(diǎn)溫度的設(shè)定值由以下三部分組成：(1) 根據(jù)汽水分離器儲(chǔ)水罐壓力信號(hào)經(jīng)函數(shù)發(fā)生器后給出水冷壁出口聯(lián)箱給水溫度設(shè)定值的近似值。為了消除汽水分離器儲(chǔ)

36、水罐壓力信號(hào)的高頻波動(dòng)，設(shè)定了一個(gè)濾波環(huán)節(jié)；(2) 在上述近似值基礎(chǔ)上再加上過熱器噴水比率的修正信號(hào)，這個(gè)修正信號(hào)由過熱器噴水比率和其設(shè)定值的偏差形成。過熱器噴水比率的設(shè)定值由機(jī)組負(fù)荷給定負(fù)荷信號(hào)經(jīng)函數(shù)發(fā)生器后給出，過熱器噴水比率測(cè)量值由過熱器噴水的總量除以鍋爐總給水量求得。過熱器噴水總量為一級(jí)和二級(jí)過熱器噴水量之和。鍋爐總給水量為省煤器入口流量加上過熱器噴水總量減去分離器疏水量，各流量信號(hào)均經(jīng)過溫度校正以求得測(cè)量值的準(zhǔn)確。為了消除機(jī)組給定負(fù)荷信號(hào)和過熱器噴水比率信號(hào)的高頻擾動(dòng)，該修正信號(hào)還需要經(jīng)過一個(gè)濾波環(huán)節(jié)。同時(shí)為了防止該修正信號(hào)動(dòng)態(tài)波動(dòng)較大而引起分離器的干、濕態(tài)切換，過熱器噴水比率信號(hào)還

37、需經(jīng)過速度限制和最大幅度值限制。加上這個(gè)修正信號(hào)的目的是為了保證機(jī)組運(yùn)行的警覺性并使過熱器噴水保持在最合理流量。(3)可根據(jù)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況,在畫面上手動(dòng)對(duì)中間點(diǎn)溫度進(jìn)行偏置。中間點(diǎn)溫度設(shè)定值的后兩部分只有當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大于55%時(shí)才起作用。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷小于55%時(shí)，水冷壁出口聯(lián)箱給水溫度設(shè)定值僅僅是汽水分離器儲(chǔ)水罐壓力的函數(shù)。實(shí)際上，給水流量控制回路僅當(dāng)鍋爐運(yùn)行在純直流(干態(tài)分離器)工況下才能對(duì)鍋爐出口的主蒸汽溫度起到粗調(diào)的作用。為了保證鍋爐本身的安全運(yùn)行，要求在任何工況下省煤器入口給水流量不低于35%MCR的值。當(dāng)鍋爐在低負(fù)荷下運(yùn)行(濕式分離器)時(shí)，多余的給水流量經(jīng)分離器疏水閥進(jìn)行再循環(huán)控制。

38、給水流量串級(jí)控制的主調(diào)節(jié)器控制中間點(diǎn)溫度在其設(shè)定值上，副調(diào)節(jié)器則根據(jù)鍋爐總給水量的測(cè)量值和測(cè)量設(shè)定值的偏差輸出給水泵控制指令，分別調(diào)節(jié)給水泵的轉(zhuǎn)速來滿足機(jī)組負(fù)荷變化的需求。下面分析采用控制給水流量來響應(yīng)鍋爐負(fù)荷的變化過程：給水控制系統(tǒng)的主控部分為給水流量與鍋爐負(fù)荷指令之間偏差的PID調(diào)節(jié)加上前饋控制，該前饋信號(hào)由三部分相加組成：鍋爐負(fù)荷指令的比例，微分(PD)，給水泵再循環(huán)閥門位置信號(hào)的函數(shù)，給水旁路閥門位置信號(hào)的函數(shù)，由兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵的轉(zhuǎn)速控制來實(shí)現(xiàn)流量的控制。在啟、停和低負(fù)荷時(shí)用給水旁路閥來控制給水流量,為給水流量和鍋爐負(fù)荷指令之間偏差的PID調(diào)節(jié)加上鍋爐負(fù)荷指令的前饋信號(hào)(PD)；當(dāng)給水

39、流量增加到某一定值后，主給水閥開啟，給水旁路閥關(guān)閉，系統(tǒng)切換到汽泵轉(zhuǎn)速控制的正常運(yùn)行方式。汽壓調(diào)節(jié)的任務(wù)是調(diào)節(jié)鍋爐出力使之與負(fù)荷相適應(yīng)。對(duì)于汽包鍋爐，鍋爐出力的變更是依靠對(duì)燃料的燃燒調(diào)節(jié)(改變?nèi)剂狭?來達(dá)到的，由于汽包有一定的儲(chǔ)水容積，而與給水量無直接關(guān)系，而給水量按水位進(jìn)行調(diào)節(jié)。但對(duì)于直流鍋爐，其產(chǎn)汽量直接由給水量來定，G=D，因而燃料量變化不能直接引起鍋爐出力的變化，只有變動(dòng)給水量才會(huì)引起鍋爐蒸發(fā)量的變化。顯然，當(dāng)調(diào)節(jié)給水量以保持壓力穩(wěn)定時(shí)，必然引起過熱汽溫的變化，必須校正過熱汽溫，也即給水調(diào)壓，燃料配合給水調(diào)溫，抓住中間點(diǎn)，噴水微調(diào)，這是直流鍋爐運(yùn)行調(diào)節(jié)的基本原則。1.3 給水泵最小流量

40、控制系統(tǒng) 當(dāng)汽動(dòng)給水泵A 或B運(yùn)行時(shí)，為了保證給水泵的安全，在任何工況下都不允許通過給水泵的流量低于最小允許流量。因此，當(dāng)鍋爐負(fù)荷很低時(shí)，為了保證給水泵出口有足夠的流量(應(yīng)大于泵的最小流量)，給水泵應(yīng)該保證在最低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。這時(shí)，給水泵出口多余的水則經(jīng)過與給水泵并聯(lián)的再循環(huán)控制閥又流回到給水泵入口。給水泵最小流量控制回路為一單回路控制系統(tǒng)。汽動(dòng)給水泵A或B的再循環(huán)流量控制系統(tǒng)互相獨(dú)立，結(jié)構(gòu)完全相同。下面以汽動(dòng)給水泵A再循環(huán)流量控制系統(tǒng)為例加以說明：汽動(dòng)給水泵A最小允許流量可由運(yùn)行人員在操作畫面上手動(dòng)設(shè)定。為了防止設(shè)定值的階躍突變對(duì)控制系統(tǒng)的沖擊和運(yùn)行人員誤將設(shè)定值操作到合理范圍之外，該設(shè)定值經(jīng)

41、過了速率限制和上,下限限制。系統(tǒng)自動(dòng)時(shí)，汽動(dòng)給水泵A最小允許流量設(shè)定值和汽泵A入口流量測(cè)定值的偏差經(jīng)PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行比例積分運(yùn)算，其輸出作為汽泵A再循環(huán)閥門的開度控制指令。汽泵A入口流量測(cè)量值還經(jīng)過汽泵A入口給水溫度的修正。給水泵最小流量控制系統(tǒng)僅工作在給水泵啟動(dòng)和低負(fù)荷階段。鍋爐給水流量只要大于最小流量定值，給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥門就關(guān)閉。最小流量給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥門常設(shè)計(jì)為反方向動(dòng)作，即控制系統(tǒng)輸出為0時(shí)，閥門全開。輸出為100%時(shí)，閥門全關(guān)。這樣在失電或失去氣源時(shí)，閥門全開，可保證設(shè)備的安全。1.4 我司鍋爐啟動(dòng)分離器水位的監(jiān)視與給水調(diào)整要求1.4.1 啟動(dòng)分離器水位調(diào)整的目的，是在鍋爐啟動(dòng)和低

42、負(fù)荷運(yùn)行期間，鍋爐蒸發(fā)量小于鍋爐最低直流流量時(shí)，使給水量與蒸發(fā)量相適應(yīng)，保證鍋爐水循環(huán)的穩(wěn)定，從而保證鍋爐運(yùn)行的安全。1.4.2 鍋爐啟動(dòng)及負(fù)荷低于30%B-MCR時(shí)，啟動(dòng)分離器濕態(tài)運(yùn)行，啟動(dòng)系統(tǒng)處于水位控制方式，保持不低于30%B-MCR的省煤器入口流量；隨著蒸發(fā)量的增加給水流量上升循環(huán)流量下降。轉(zhuǎn)干態(tài)后，啟動(dòng)分離器本身僅僅作為一個(gè)連接水冷壁和過熱器的通道，啟動(dòng)分離器由水位控制模式轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟瓤刂颇Ｊ健?.4.3 轉(zhuǎn)干態(tài)前啟動(dòng)分離器內(nèi)工質(zhì)為兩相，內(nèi)擾或外擾都會(huì)使啟動(dòng)分離器水位發(fā)生波動(dòng)，做好提前控制，維持啟動(dòng)分離器水位穩(wěn)定。1.4.4 啟動(dòng)分離器貯水箱正常水位為貯水箱下端取樣點(diǎn)上1m，水位控制在

43、貯水箱上下端取樣點(diǎn)間0-16.8m，達(dá)貯水箱上下端取樣點(diǎn)間17.5m時(shí)高水位報(bào)警，達(dá)貯水箱上下端取樣點(diǎn)間+19.3m時(shí)高水位跳閘（MFT）。1.4.5 啟動(dòng)分離器貯水箱水位調(diào)整應(yīng)及時(shí)，避免大幅度操作，防止高水位溢流HWL調(diào)整門因開度過大造成啟動(dòng)分離器壓力下降水位“虛假上升”及大氣式擴(kuò)容器超壓。1.4.6 鍋爐啟動(dòng)及負(fù)荷低于30%B-MCR階段，鍋爐燃燒率的變化應(yīng)緩慢平穩(wěn)，尤其在工質(zhì)膨脹過程中，禁止大幅調(diào)節(jié)鍋爐燃燒率，避免啟動(dòng)分離器水位大幅波動(dòng)。1.4.7 鍋爐負(fù)荷高于30%B-MCR方可進(jìn)行轉(zhuǎn)態(tài)操作，以避免因啟動(dòng)分離器水位測(cè)量原因?qū)е翸FT。1.4.8 給水流量不得長(zhǎng)時(shí)間小于5%B-MCR，以

44、防止省煤器內(nèi)工質(zhì)汽化。1.4.9 鍋爐負(fù)荷超過25%B-MCR時(shí)應(yīng)進(jìn)行給水由旁路至主路的切換。在切換時(shí)，應(yīng)密切注意給水壓力、省煤器入口流量、啟動(dòng)分離器水位及汽溫的變化。1.4.10 投入減溫水時(shí)，應(yīng)注意防止減溫水量過大造成省煤器入口給水流量過低MFT動(dòng)作。1.4.11 當(dāng)鍋爐負(fù)荷大于50%B-MCR可將另一臺(tái)汽泵并入給水系統(tǒng),并泵過程中應(yīng)注意保持燃燒、給水系統(tǒng)穩(wěn)定,加強(qiáng)啟動(dòng)分離器出口溫度的監(jiān)視,防止主汽溫度大幅波動(dòng)。1.4.12 鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)處于溫度控制方式時(shí)，應(yīng)保持鍋爐負(fù)荷與給水流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，防止水煤比失調(diào)造成參數(shù)的大幅度波動(dòng)。1.4.13 當(dāng)一臺(tái)汽泵跳閘時(shí)，可帶50%B-MCR負(fù)荷。立即

45、將運(yùn)行泵出力加至最大，同時(shí)快速減煤量保持略偏大的水煤比，嚴(yán)密監(jiān)視中間點(diǎn)溫度及過熱度，謹(jǐn)防中間點(diǎn)溫度高M(jìn)FT，并控制好汽溫。1.4.14 MFT后及時(shí)控制給水流量，壓力高時(shí)貯水箱高水位溢流HWL閉鎖開啟，謹(jǐn)防啟動(dòng)分離器滿水，爐水進(jìn)入過熱器。1.4.15 鍋爐運(yùn)行中須保持省煤器進(jìn)口給水流量大于582.6t/h；2、過熱汽溫控制2.1 汽溫控制的重要性 (1) 汽溫過高，會(huì)使鍋爐受熱面及蒸汽管道金屬材料的蠕變速度加快，影響使用壽命。例如12Cr1MoV鋼在585時(shí)考慮約10萬h的持久強(qiáng)度，在593時(shí)到3萬h就喪失其應(yīng)有的強(qiáng)度。若受熱面嚴(yán)重超溫，將會(huì)因材料強(qiáng)度的急劇下降而導(dǎo)致管子發(fā)生爆破。同時(shí)，當(dāng)汽溫

46、過高超過允許值時(shí)，還會(huì)使汽輪機(jī)的汽缸、主汽門、調(diào)節(jié)汽門、前幾級(jí)噴嘴和葉片等部件的機(jī)械強(qiáng)度降低，部件溫差熱應(yīng)力、熱變形增大，將導(dǎo)致設(shè)備的損壞或使用壽命的縮短。(2) 汽溫過低將會(huì)使機(jī)組熱效率降低，使汽耗率增大。汽溫過低還會(huì)使汽輪機(jī)末幾級(jí)葉片的蒸汽濕度增大，這不僅使汽輪機(jī)內(nèi)效率降低，而且造成汽輪機(jī)末幾級(jí)的浸蝕加劇。由于汽溫偏低，使機(jī)組的理想焓降減少和內(nèi)效率的降低，機(jī)組的功率會(huì)隨著汽溫的下降而自行降低。如要維持機(jī)組功率不變，隨著汽溫的降低，蒸汽流量會(huì)自行增大，調(diào)節(jié)級(jí)理想焓降會(huì)減少，末級(jí)的理想焓降會(huì)增大。這樣，末級(jí)葉片的彎應(yīng)力由于流量和理想焓降的增大而明顯的增大。如汽溫下降幅度越大，調(diào)門開度增加越多，

47、蒸汽流量增大，從而使末級(jí)葉片彎應(yīng)力可能超過允許值。因此，汽溫下降超過規(guī)定值時(shí)，不允許機(jī)組繼續(xù)帶額定負(fù)荷,而需要限制機(jī)組的出力。汽溫的大幅度的快速下降會(huì)使汽機(jī)金屬部件產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力、熱變形，甚至?xí)l(fā)生動(dòng)靜部件的摩擦，更為嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)水擊事故的發(fā)生，造成通六部分,，推力軸承嚴(yán)重?fù)p壞(汽溫降低過大會(huì)使汽機(jī)的軸向推力增大)，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行十分不利的。(3) 過熱汽溫和再熱汽溫變化過大，除使管材及有關(guān)部件產(chǎn)生蠕變和疲勞損壞外，還將引起汽機(jī)差脹的變化，甚至產(chǎn)生機(jī)組的振動(dòng)，危及機(jī)組的安全運(yùn)行。2.2 影響過熱汽溫的主要因素1.燃料，給水比(煤水比)：超臨界直流爐的各級(jí)受熱面串聯(lián)連接，給水的加熱、汽

48、化和過熱三個(gè)階段的分界點(diǎn)在受熱面中的位置隨工況變化而變化。根據(jù)一次工質(zhì)在穩(wěn)定工況下的熱平衡方程式，且假設(shè)二次工質(zhì)吸熱量為0，有：W ( hgr - hgs ) = M*Qar, net*gl (1)式中W 給水流量,等于主汽流量；hgr 過熱蒸汽焓；hgs 給水焓；M 燃料量；Qar, net 燃料應(yīng)用基低位發(fā)熱量；gl 鍋爐效率。經(jīng)整理得:hgr =M/W *Qar, net*gl + hgs (2)對(duì)于一個(gè)新工況,有:hgr =M /W*Qar, net *gl + hgs (3)由式(2)和式(3)可知:當(dāng)M/W =M /W ，即煤水比不變且給水溫度不變時(shí)：過熱蒸汽焓(溫度)保持不變；當(dāng)

49、燃料發(fā)熱量Qar, net變小時(shí)，過熱蒸汽焓(溫度)隨之降低；反之升高；當(dāng)給水焓hgs降低時(shí)，過熱蒸汽焓(溫度)隨之降低；反之升高。2.給水溫度正常情況下，給水溫度一般不會(huì)有大的變動(dòng)，但當(dāng)高壓加熱器因故障退出運(yùn)行時(shí)，給水溫度就會(huì)降低。對(duì)于直流鍋爐，若燃料量不變，由于給水溫度降低，加熱段加長(zhǎng)且過熱段縮短，主汽溫會(huì)隨之降低，負(fù)荷也會(huì)降低。因此，當(dāng)給水溫度降低時(shí)，必須改變?cè)瓉碓O(shè)定的燃水比，即適當(dāng)提高煤水比，以使過熱汽溫維持在額定值。3.過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)的變化直接影響鍋爐的排煙損失，同時(shí)影響到對(duì)流受熱面與輻射受熱面的吸熱比例。當(dāng)過量空氣系數(shù)增大時(shí)，除排煙損失增加，鍋爐效率降低外，爐膛水冷壁吸熱

50、減少，造成過熱器進(jìn)口溫度降低，屏式過熱器出口溫度降低。雖然對(duì)流過熱器吸熱量有所增加，但在煤水比不變的情況下，末級(jí)過熱器出口汽溫有所下降。過量空氣系數(shù)減少時(shí)，結(jié)果與增加時(shí)相反。若要保持主汽溫不變，則需要重新調(diào)整燃水比。4.火焰中心高度火焰中心高度變化的影響與過量空氣系數(shù)變化的影響相似。在煤水比不變的情況下，火焰中心上移類似過量空氣系數(shù)增加，過熱汽溫略有下降；反之，過熱汽溫略有上升。若要保持主汽溫不變,則需要重新調(diào)整燃水比。5.受熱面結(jié)渣燃水比不變的調(diào)節(jié)下，爐膛水冷壁結(jié)渣時(shí)，主汽溫有所降低；過熱器結(jié)渣或積灰時(shí)，主汽溫下降明顯。前者發(fā)生時(shí)，調(diào)整煤水比就可；后者發(fā)生時(shí)，不可隨便調(diào)整煤水比，必須在保證水

51、冷壁溫度不超限的前提下調(diào)整煤水比。2.3 過熱汽溫的調(diào)節(jié)過熱器汽溫通過水煤比調(diào)節(jié)和兩級(jí)噴水來控制，第一級(jí)噴水布置在低溫過熱器出口管道上，第二級(jí)噴水布置在屏式過熱器出口管道上（交叉），過熱器噴水取自省煤器進(jìn)口管道。2.3.1過熱汽溫的粗調(diào)(即煤水比的調(diào)節(jié))對(duì)于直流鍋爐，控制主蒸汽溫度的關(guān)鍵在于控制鍋爐的煤水比，而煤水比合適與否則需要通過中間點(diǎn)溫度來鑒定。為了維持鍋爐過熱蒸汽溫度的穩(wěn)定，通常在過熱區(qū)段中取一溫度測(cè)點(diǎn)，將它固定在相應(yīng)的數(shù)值上，這就是通常所謂的中間點(diǎn)溫度。實(shí)際上把中間點(diǎn)至過熱器出口之間的過熱區(qū)段固定，相當(dāng)于汽包爐固定過熱器區(qū)段情況類似。在過熱汽溫調(diào)節(jié)中，中間點(diǎn)溫度實(shí)際是與鍋爐負(fù)荷有關(guān)，

52、中間點(diǎn)溫度與鍋爐負(fù)荷存在一定的函數(shù)關(guān)系，那么鍋爐的煤水比B/G按中間點(diǎn)溫度來調(diào)整，中間點(diǎn)至過熱器出口區(qū)段的過熱汽溫變化主要依靠噴水減溫調(diào)節(jié)。對(duì)于直流鍋爐，其噴水減溫只是一個(gè)暫時(shí)措施，要保持穩(wěn)定汽溫的關(guān)鍵是要保持固定的煤水比。其原因是：直流爐G=D，如果過熱區(qū)段有噴水量d，那么直流爐進(jìn)口水量為(G-d)。如果燃料量B增加，熱負(fù)荷增加，而給水量G未變，這樣過熱汽溫就要升高，噴水量d必然增加，使進(jìn)口水量(G-d)的數(shù)值就要減少，這樣變化又會(huì)使過熱汽溫上升。因此噴水量變化只是維持過熱汽溫的暫時(shí)穩(wěn)定(或暫時(shí)維持過熱汽溫為額定值)，但最終使其過熱汽溫穩(wěn)定，主要還是通過煤水比的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的。而中間點(diǎn)的狀態(tài)一

53、般要求在各種工況下為微過熱蒸汽。超臨界壓力直流鍋爐中間點(diǎn)溫度選擇為內(nèi)置式分離器的出口溫度，以該點(diǎn)作為中間點(diǎn)有以下幾方面的好處：(1) 能快速反應(yīng)出燃料量的變化。當(dāng)燃料量增加時(shí)，水冷壁最先吸收燃燒釋放出的輻射熱，分離器出口溫度的變化比依靠吸收對(duì)流熱量的過熱器快得多。(2) 中間點(diǎn)選在兩級(jí)減溫器之前，基本上不受減溫水流量變化的影響，即使發(fā)生減溫水量大幅度變化，按鍋爐給水量=給水泵入口流量-減溫水量，中間點(diǎn)溫度送出的調(diào)節(jié)信號(hào)仍保證正確的調(diào)節(jié)方向。(3) 當(dāng)鍋爐負(fù)荷大于35%MCR時(shí)，分離器呈干態(tài)，分離器出口處于過熱狀態(tài)，這樣在分離器干態(tài)運(yùn)行的整個(gè)負(fù)荷范圍內(nèi)，中間點(diǎn)具有一定的過熱度，而且該點(diǎn)靠近開始過

54、熱的點(diǎn)。從直流鍋爐汽溫控制的動(dòng)態(tài)特性可知：過熱汽溫控制點(diǎn)離開工質(zhì)開始過熱點(diǎn)越近，汽溫控制時(shí)滯越小，即汽溫控制的反應(yīng)明顯。根據(jù)中間點(diǎn)溫度可以控制燃料給水之間的比例。在運(yùn)行中，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，如煤水比維持或控制得不準(zhǔn)確，中間點(diǎn)溫度就會(huì)偏離設(shè)定值。中間點(diǎn)溫度的偏差信號(hào)指示運(yùn)行人員或計(jì)算機(jī)及時(shí)調(diào)節(jié)煤水比，消除中間點(diǎn)溫度的偏差。如能控制好中間點(diǎn)溫度(相當(dāng)于固定過熱器區(qū)段)，就能較方便地控制其后各點(diǎn)的汽溫值。但需要強(qiáng)調(diào)的是，中間點(diǎn)溫度的設(shè)定值與鍋爐特性和負(fù)荷有關(guān)，如變壓運(yùn)行，飽和溫度隨壓力下降而降低，中間點(diǎn)溫度也隨之下降(保證有一定的過熱度)，而不是一個(gè)固定值。 超臨界壓力直流鍋爐是以鍋爐給煤量與總?cè)剂狭繛?/p>

55、基礎(chǔ)的函數(shù)作為基本的需求信號(hào)，再加上燃燒器擺角修正，分離器出口溫度修正，分離器出口溫度微分信號(hào)就產(chǎn)生了給水需求信號(hào)。 分離器出口溫度修正，即為中間點(diǎn)溫度修正。其作用就是修正煤水比，其修正原理是：對(duì)給定的鍋爐負(fù)荷，其允許的噴水量與分離器出口溫度有一定關(guān)系?；蛘哒f，當(dāng)噴水量與給水量的比例增加時(shí)，說明煤與水的比例中煤多一些，而煤量一多，反應(yīng)最快的是分離器出口溫度。正常的分離器出口溫度與分離器壓力有一定的函數(shù)關(guān)系，噴水量與給水量的比例又是鍋爐負(fù)荷的函數(shù)。2.3.2過熱汽溫的細(xì)調(diào)考慮到實(shí)際運(yùn)行中鍋爐負(fù)荷的變化，給水溫度、燃料品質(zhì)、爐膛過量空氣系數(shù)以及受熱面結(jié)渣等因素的變化，對(duì)過熱汽溫變化均有影響，因此在

56、實(shí)際運(yùn)行中要保證比值B/G的精確值也是不容易的。特別是燃煤鍋爐，控制燃料量是比較粗糙的，這就迫使除了采用B/G作為粗調(diào)的調(diào)節(jié)手段外，還必須采用在蒸汽管道設(shè)置噴水減溫器作為細(xì)調(diào)的調(diào)節(jié)手段。過熱汽溫調(diào)節(jié)方法是采用水煤比進(jìn)行粗調(diào)，兩級(jí)噴水減溫進(jìn)行細(xì)調(diào)。其中第一級(jí)噴水減溫器裝置在低溫過熱器與屏式過熱器之間,消除屏式過熱器中產(chǎn)生偏差；第二級(jí)噴水減溫器裝置在屏式過熱器與高溫過熱器之間,維持過熱器出口汽溫在額定值。2.3.2.1屏式過熱器汽溫調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)原理：以屏式過熱器入口汽溫與鍋爐負(fù)荷作為基本調(diào)節(jié)回路，再加上修正信號(hào)，通過改變噴水調(diào)節(jié)器(即：一級(jí)噴水減溫器)的開度來調(diào)節(jié)汽溫。而且屏式過熱器汽溫調(diào)節(jié)的修正信號(hào)

57、綜合了煤水比修正與屏式過熱器出口汽溫偏差的修正，其中屏式過熱器出口汽溫的設(shè)定值由鍋爐負(fù)荷函數(shù)與高溫過熱器的噴水函數(shù)的差值得到。目的是當(dāng)高溫過熱器的噴水量大于或小于一定范圍后，通過改變屏式過熱器的出口汽溫，以使高溫過熱器的噴水量恢復(fù)到一定范圍內(nèi)，保證高溫過熱器有一定的可調(diào)范圍。而煤水比修正信號(hào)是通過前饋方式送到過熱器入口汽溫設(shè)定值修正回路。2.3.2.2高溫過熱器汽溫調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)原理：高溫(末級(jí))過熱器的汽溫控制回路與屏式過熱器的汽溫控制回路基本相同。3、再熱汽溫控制影響再熱器出口汽溫的因素很多，如機(jī)組負(fù)荷的大小；火焰中心位置的高低；各受熱面的積灰的多少；燃料、送風(fēng)和給水的配比情況等。3.1再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)特點(diǎn)1) 再熱蒸汽壓力低于過熱蒸汽，為過熱蒸汽的1/41/5。由于蒸汽壓力低，再熱蒸汽的定壓比熱較過熱蒸汽小，這樣在等量的蒸汽和改變相同的吸熱量的條件下，再熱汽溫的變化就比過熱汽溫變化快。因此當(dāng)工況變化時(shí)，再熱汽溫的變化就比較敏感，且變化幅度也較過熱蒸汽為大。反過來在調(diào)節(jié)再熱汽溫時(shí)，其調(diào)節(jié)也較靈敏，調(diào)節(jié)幅度也較過熱汽溫大。2) 再熱器進(jìn)口蒸汽狀況決定于汽輪機(jī)高壓缸的排汽參數(shù)，而高壓缸排汽參數(shù)隨汽輪機(jī)的運(yùn)行方式，負(fù)荷大小及工況變化而變化。當(dāng)汽輪機(jī)負(fù)荷降低時(shí)，再熱器入口汽溫也相應(yīng)降低，要維持再熱器的額定出口汽溫，則其調(diào)溫幅度大。由于再熱汽