飽和溫度的變化定壓運行時,無論是采用噴嘴調節還是節流調節,當機組負荷發生改變時,新汽壓力都保持不變,因此,鍋爐鍋筒內蒸汽的飽

1. 飽和溫度的變化
   定壓運行時,無論是采用噴嘴調節還是節流調節,當機組負荷發生改變時,新汽壓力都保持不變,因此,鍋爐鍋筒內蒸汽的飽和溫度恒定,鍋筒壁溫不變,鍋筒的安全性不受影響?
   但在變壓運行時,由于鍋筒內的壓力隨負荷變化,飽和蒸汽的溫度也隨之改變,與之接觸的厚壁承壓部件將受到較大的熱應力,鍋筒往往是最嚴重的,這樣就限制了飽和溫度變化的速率,亦即鍋爐負荷變化速率?也就是說,負荷變動時汽輪機高壓缸及高壓轉子的溫度基本不變,而溫度的變化則被轉移到鍋爐的鍋筒上,即整個單元機組所允許的負荷變化速度受到鍋筒溫度變化率的限制?
2. 鍋爐及蒸汽管道中的壓降
   變壓運行時,系統中的壓力?鍋爐及蒸汽管道中的壓降大致隨機組負荷成比例地變化?而在定壓運行中,汽輪機進汽閥前壓力保持不變,鍋爐及蒸汽管道中的壓降與負荷的平方成正比?兩者的差別也可從下圖中看出：
   

曲線2?3?4分別代表鍋爐進口?出口和汽輪機前的壓力?曲線2?3之間的差值即為鍋爐在各負荷下的壓降,曲線3?4間的差值為主蒸汽管道中的壓降值?圖(b)中,壓力曲線2?3?4均與負荷成一次方關系,圖(a)中,壓力曲線2?3則與負荷成二次方關系,而壓力線4為定值,成直線?以上是變壓運行在鍋爐上的特性之一?

1. 各受熱區段吸熱量的重新分配
   工質在鍋爐內的吸熱過程,經歷了預熱?蒸發和過熱三個區段?各區段吸熱量的比例在定壓運行時變化甚少,而變壓運行時三者的比例隨著壓力變化而不斷變化?定壓運行時,負荷變化對預熱蒸發和過熱區段的焓增影響很小,這少量的相差只是由于鍋爐本身壓降所引起?但變壓運行時則影響很大?隨著壓力降低,蒸發區段焓增變大,過熱區段焓增變小,對自然循環和低倍率循環鍋爐而言,過熱器受熱面是固定的,這意味著低負荷時過熱汽溫容易達到額定值,甚至有時會出現超溫現象,運行中必須予以注意?預熱區段的焓增不斷減小,在直流鍋爐上要嚴防蒸發起始點移向蒸發受熱面進口分配集箱前,否則在未裝專用分配器的鍋爐上將造成蒸發管圈中的流量分配不均勻?
2. 水動力特性
   當壓力下滑時,對于自然循環鍋爐,由于工質飽和溫度降低,使上升管中蒸汽折算流速增加,如果循環水的欠焓較大,下降管內未形成蒸汽,則循環的有效壓頭增加?如果循環水的欠焓很小?下降管中會形成蒸汽,影響水循環的可靠性?
   直流鍋爐水冷壁管圈中的水動力穩定性與其流動阻力有關?當鍋爐壓力下滑時,蒸汽比容增大,因而低負荷時水冷壁管圈中壓降的減小量比定壓時少?例如,根據50%負荷所作試驗,變壓運行下通過一組管束的壓降是全負荷時壓降的46%,而定壓運行時為37%?由于壓降大,水動力易穩定,因此,從這一點來看,變壓運行對水動力穩定有利?但是,低壓時汽水性質相差較大,對水動力穩定又不利?
   對于超臨界壓力鍋爐,當下滑至亞臨界壓力時,工質由單相變為雙相,必須注意汽水通道中可能出現的水動力不穩定?分配不均勻?造成較大的水力偏差以及可能發生的傳熱惡化等問題?為解決可能出現的危險工況,國外一些制造廠發展了帶有螺旋形管圈及再循環泵的直流鍋爐?螺旋形管圈吸熱均勻,熱偏差小,有利于防止偏高的熱應力,且這種管圈型式無中間集箱,汽水分配較均勻?采用再循環泵,可實現全負荷或部分負荷循環,提高工質質量流速,有利于降低管壁溫度,達到安全運行?
3. 一?二次汽溫
   變壓運行時,由于鍋爐壓力隨汽輪機負荷而變,因此其一?二次汽溫比定壓運行時易于保持?這不僅減輕了汽溫調節的困難,也使應力狀況得到改善?在低負荷時,壓力降低延長了蒸汽管道和鍋爐管道的使用壽命,延長了閥門和閘門的使用年限?有關數據表明,單元機組采用滑動初壓來調節負荷,可使上列部件使用壽命延長30%?
   隨著國民經濟的發展,我國各地電網特性發生了很大的變化,同世界一些主要經濟發達國家一樣,朝著年負荷率逐漸下降的趨勢發展?各電網電力負荷峰谷差日益增大,要求一些大型火電機組投入調峰?這種類型的機組,每天晚上停8h后熱態啟動,或晚間低負荷(30%)長期運行?變壓運行方式由于機動性好和低負荷時熱效率高而被廣泛應用于調峰機組?
4. 低負荷時燃燒穩定性

變壓運行時低負荷保持燃燒穩定是安全運行的必要條件?鍋爐的參數及結構確定后,鍋爐的最低運行負荷受水動力特性的限制,即必須保證安全性?現代大容量電站鍋爐可以在50%負荷以下甚至可降低到20%仍能保證水動力的可靠性?但常常由于燃燒不穩定,鍋爐負荷無法降低?因此?不管采用何種運行方式,調峰鍋爐必須配置高負荷時效率高,低負荷時能穩定可靠運行的燃燒系統?

實踐表明,經過正確設計,變壓運行適用于各種參數和類型的鍋爐?