第五章 循環(huán)流化床鍋爐的汽水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)

1、循環(huán)流化床鍋爐設備及系統(tǒng)10/5/2022第五章汽水系統(tǒng)和控制系統(tǒng) 第一節(jié)循環(huán)流化床鍋爐汽水系統(tǒng)的布置 第二節(jié)循環(huán)流化床鍋爐汽水系統(tǒng)的設備組成 第三節(jié)循環(huán)流化床鍋爐調(diào)節(jié)控制的基本要求 第四節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的分散控制系統(tǒng) 10/5/2022第一節(jié)汽水系統(tǒng)的布置 一、功能概述1.汽水系統(tǒng)定義給水送入省煤器后直至變成過熱蒸汽離開鍋爐所經(jīng)過的整個系統(tǒng)2.系統(tǒng)功能通過受熱面吸收煙氣熱量，工質(zhì)水飽和蒸汽過熱蒸汽3.系統(tǒng)要求有效吸收燃料釋熱，給水經(jīng)加熱、蒸發(fā)、過熱等過程變?yōu)檫^熱蒸汽4.系統(tǒng)受熱面組成：省煤器、水冷壁、過熱器、再熱器5.布置參考因素：蒸汽參數(shù)、鍋爐容量、燃料性質(zhì)10/5/2022二、系統(tǒng)布置1

2、.循環(huán)流化床（自然循環(huán)汽包鍋爐）汽水系統(tǒng)主要組成省煤器、汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器及其相應的聯(lián)箱、連接管道10/5/2022二、系統(tǒng)布置2.實例1）爐膛內(nèi)水冷壁蒸發(fā)管第二級過熱器 2）鍋爐尾部包覆過熱器第三、第一級過熱器W型蒸發(fā)屏省煤器空預器10/5/202210/5/202210/5/202210/5/2022二、系統(tǒng)布置3.給水加熱流程給水通過5回路在爐膛和尾部煙道內(nèi)加熱成汽水混合物引至汽包進行汽水分離水被送入汽包水空間繼續(xù)水循環(huán)蒸汽從汽包頂部引出進入過熱器受熱面，送往汽輪機10/5/2022第二節(jié)汽水系統(tǒng)的設備組成 一、省煤器1.定義：利用鍋爐尾部煙氣熱量加熱給水的熱交換器2.

3、作用：節(jié)省燃料；改善汽包工作條件；降低鍋爐造價3.分類 1）按使用材料區(qū)分鋼管：強度高、耐沖擊、工作可靠、傳熱性能好、重量輕、體積小、價廉；耐腐蝕差 鑄鐵 2）按出口水溫區(qū)分：沸騰式（中壓）、非沸騰式（高壓）4.結(jié)構(gòu)：水平蛇形管 + 進、出口聯(lián)箱5.材料：合金鋼6.磨損問題解決辦法：控制煙速、管子彎頭處加防磨罩、采用鰭片式、膜式省煤器（還可增加傳熱面積）10/5/2022省煤器結(jié)構(gòu)及布置示意圖10/5/2022二、蒸發(fā)受熱面10/5/2022二、蒸發(fā)受熱面1.汽包主要作用 1）工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過熱各過程的連接樞紐和分界 2）增加鍋爐蓄熱量，利于鍋爐運行調(diào)節(jié) 3）改善蒸汽品質(zhì) 4）保證鍋爐安全運

4、行10/5/2022二、蒸發(fā)受熱面2.下降管 1）作用：汽包中水通過其不斷送往水冷壁下聯(lián)箱，供給水冷壁，以維持正常水循環(huán) 2）分類 小直徑分散下降管（小容量鍋爐）：流動阻力較大，不利于水循環(huán) 大直徑集中下降管（大容量鍋爐）：流動阻力小，節(jié)約鋼材，簡化布置 3）聯(lián)箱作用集中混合工質(zhì)并均勻分配連接管徑和數(shù)量不同的管子10/5/202210/5/2022二、蒸發(fā)受熱面3.水冷壁（蒸發(fā)受熱面） 1）傳熱方式：輻射、對流 2）主要作用：產(chǎn)生汽水混合物；降低鍋爐造價；防止結(jié)渣，保護爐墻； 3）結(jié)構(gòu)形式光管式、膜式、銷釘管式4）耐火防磨內(nèi)襯5）翼形管墻水冷壁管增加蒸發(fā)受熱面吸熱量10/5/2022膜式水冷壁

5、充分保護爐墻良好氣密性，減少漏風，保證正壓燃燒能以較大面積吸收爐膛輻射熱便于采用敷管式爐墻，薄而輕，簡化結(jié)構(gòu)便于焊成組件出廠，方便安裝10/5/2022銷釘管式爐膛下部敷設耐火層汽水冷旋風筒回料裝置內(nèi)部10/5/2022雙面膜式水冷壁10/5/2022三、過熱器和再熱器1.定義 過熱器：將飽和蒸汽加熱為過熱蒸汽的熱交換器再熱器：將汽輪機高壓缸排氣重新加熱到一定溫度的熱交換器2.作用提高電站循環(huán)熱效率降低汽輪機末級葉片的排氣濕度3.布置位置：煙溫較高的煙道內(nèi)，甚至爐膛內(nèi)部 管屏式受熱面翼形屏式受熱面4.可能的事故：受熱面管子超溫或磨損而爆管10/5/2022臥式蛇形管對流式過熱器10/5/202

6、2包墻管過熱器汽包/汽冷旋風分離器側(cè)包墻上聯(lián)箱側(cè)包墻管過熱器側(cè)包墻下聯(lián)箱前包墻煙道進口下聯(lián)箱兩個煙道進口垂直聯(lián)箱前墻進口上聯(lián)箱頂棚包墻管后墻包墻管后墻下部聯(lián)箱（第一級對流過熱器入口聯(lián)箱）10/5/202210/5/202210/5/2022CFB屏過、屏再爆管10/5/2022第三節(jié)調(diào)節(jié)控制的基本要求 一、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的主要功能鍋爐主控、給水控制、汽溫控制、一次風量控制、二次風量控制、風機進口風溫（暖風器）控制、床溫控制、引風量控制、燃料量控制、石灰石量控制、爐渣排放控制、啟動燃燒器及其風量控制10/5/2022二、控制回路的內(nèi)容1.鍋爐負荷控制回路鍋爐負荷需求信號燃料量及所需空氣量改變在維持

7、預設的主蒸汽P值下，改變所需蒸汽流量、燃料放熱量及整個熱力過程2.熱量補償控制回路考慮鍋爐傳熱量和燃料發(fā)熱量的變化3.給水流量控制回路保證鍋爐輸入的給水量與輸出的蒸汽量平衡，以維持汽包中所要求的水位10/5/2022二、控制回路的內(nèi)容4.進口風溫控制回路保證空預器冷端溫度高于煙氣中硫酸的露點，防止低溫腐蝕5.過熱汽溫控制回路6.再熱汽溫控制回路7.床溫控制回路根據(jù)鍋爐負荷要求將床溫維持在規(guī)定值（880）10/5/2022二、控制回路的內(nèi)容8.一次風流量控制回路 一次風作用1）流化燃料2）燃燒配風產(chǎn)生高溫煙氣9.二次風流量控制回路 二次風作用1）作為給煤機密封風，促使煤順利進入爐膛，防止煙氣回流

8、 2）確保燃料完全燃燒，以控制床溫和調(diào)整過?？諝饬?0.爐膛負壓控制回路（100Pa）10/5/2022二、控制回路的內(nèi)容11.石灰石量控制回路 維持床中足夠石灰石量脫硫，維持床中有足夠床料12.床壓控制回路 控制燃燒室內(nèi)床料量床溫、傳熱效率、脫硫13.啟動燃燒器燃油流量控制回路10/5/2022第四節(jié)分散控制系統(tǒng) 一、概述分散控制系統(tǒng)DCS 1）被控制設備地理位置分散，控制系統(tǒng)設備亦分散布置 2）功能分散數(shù)據(jù)采集、過程控制、運行顯示、監(jiān)控操作10/5/202210/5/2022二、DCS的功能與設備組成（一）DCS的功能1.熱工檢測（數(shù)據(jù)采集DAS）2.模擬量控制MCS（協(xié)調(diào)控制：給水、燃燒、過/再熱汽溫）3.順序控制SCS（主/輔機啟停、部分系統(tǒng)運行、事故處理）4.熱工連鎖保護（報警信號、聯(lián)鎖動作、跳閘保護）（二）DCS的設備組成過程控制單元、過程控制觀察站、操作接口單元、工程師站、計算機接口單元、通信網(wǎng)絡（三）DCS的控制層次就地操作層、過程控制層、控制管理層、生產(chǎn)管理層1