電站鍋爐的運行與調節
鍋爐的蒸發量取決于燃燒放熱量和受熱面的換熱能力,作為出口蒸汽參數之一的壓力決定于鍋爐蒸發量與汽輪機蒸汽需求量間的平衡;鍋爐出口汽溫取決于過熱器?再熱器受熱面的換熱量與流經蒸汽吸熱量間的平衡;蒸汽品質則取決于鍋水含鹽量,而鍋水含鹽量則取決于給水品質和排污量;鍋爐的受熱面都是承壓的,也都工作在接近于與材質相應的許用溫度下,必須有足夠的汽水流量,才能維持金屬不至超溫?鍋爐的運行特性,或者說滿足汽輪發電機要求的能力,以及鍋爐運行可靠性?安全性和經濟性,在相當程度上取決于鍋爐的設計制造,也在一定程度上取決于運行調節?
投入運行后的鍋爐機組會受到各種因素的干擾影響?為了提供負荷穩定的?質量合格的蒸汽,鍋爐運行人員必須隨時根據機組的實際運行情況進行參數調整?蒸汽的質量是以其品質(含雜質量小于要求值)和參數(壓力和溫度)來衡量的?對于定壓運行的鍋爐,通常都要求供應一定參數的蒸汽;但當采用變壓運行方式時,則要求蒸汽壓力隨機組負荷而改變?顯然,不同的運行方式所需要的調節方法也是不同的?
鍋爐運行參數調整的任務主要是:使蒸發量與外界負荷相匹配;均勻地進水,使鍋筒(汽包)水位符合規定要求;維持正常的汽溫和汽壓;保證合格的爐水和蒸汽品質;提高鍋爐機組的熱效率;確保鍋爐機組在安全?經濟狀況下運行?
為了實現上述調整目標,鍋爐運行人員必須實時了解鍋爐的運行特性?掌握鍋爐的動態特性?只有根據其動態特性進行參數調節,方可避免誤操作,提高運行水平?中?小型機組可以部分或全部由人工調節?此時,運行人員必須時刻監視儀表的指示值和檢查?巡視設備的運行情況,并根據機組的運行特性進行全面的分析,做出正確的判斷和及時的調整?
現代大型機組采用集散控制系統,以執行監視?檢查和調節的任務,其自動控制裝置也必須適應機組的運行特性和要求?因此,不論人工調節或自動調節,都必須以正確了解機組的運行特性為基礎,運行特性包括靜態特性和動態特性兩個方面?當機組運行中發生某些擾動時,哪些方面將受到影響,哪些參數發生變化,以及其變化的方向和最終的變化幅度如何,這類問題都由機組的靜態特性所決定?至于在變化的過渡過程中參數的變化速度和波動幅度,亦即參數變量與時間的關系,則屬于動態特性研究的問題?所謂動態特性是指熱工對象(如鍋爐?汽輪機)從一個平衡狀態到另一個平衡狀態的過渡特性?對鍋爐來說,是指受到內?外擾動時,汽水通道內各參數(汽溫?汽壓?流量)隨時間變化的規律?內擾(內部擾動)指鍋爐本身受燃料量?送風量?給水量?煙氣再循環擋板開度等因素的擾動?外擾(外部擾動)指外界功率?負荷的擾動?
鍋爐的動態特性及調節穩定性還與鍋爐的蓄熱能力有關?鍋爐降壓時附加蒸發蒸汽的能力稱為蓄熱能力?由于自然循環鍋爐與直流鍋爐的工作原理及蓄熱能力的差異使兩者的運行控制也各具特點?自然循環鍋爐的蓄熱能力大,當受到外界突然擾動(在允許降壓速度范圍內)時,自行保持負荷及參數的能力就大;并且由于蓄熱的放出或儲存速度慢,有較充裕的時間進行參數調節,鍋爐原有的穩定工況易于維持?但也因蓄熱量大,蓄?放速度慢,當鍋爐主動變負荷時,負荷及參數的反應較為遲鈍,不能迅速跟上工況變動的要求?直流鍋爐則與之相反,由于蓄熱能力小,在受被動擾動時,自行保持負荷及參數的能力就差,對擾動比較敏感,故對自動調節系統的要求高?但當主動變負荷時,雖然直流鍋爐每降1MPa所放出的附加蒸發量少,但釋放的速度快,允許的降壓速度也大,因而蒸汽參數能迅速跟上變工況的要求,適應尖峰負荷,這是直流鍋爐的優越性之一?
鍋爐的運行必須保證用戶(汽輪機?熱用戶等)所需要的蒸發量以及過熱蒸汽壓力(或高溫熱水的壓力)和溫度的穩定?對自然循環鍋爐,鍋筒是一重要部件,其水位則是運行控制的又一重要參數?能否調整好這些參數取決于送入鍋爐的給水量和燃料量能否與送出蒸汽相平衡?因此,可以說,對于被調整的過熱蒸汽壓力?溫度?蒸發量?水位等運行參數,都可通過燃燒調節(壓力調節?汽溫調節?負荷調節等)和給水調節(水位調節)來實現?
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