细数锅炉运行特点

  2022-08-16         0次

锅炉是一个复杂的调节对象，它的特点是：

被调参数：如：蒸汽流量、汽温、汽压、汽包水位等；

调节参数：如：燃料量、给水量、风量、减温水量、烟气量等；扰动因素多，如：燃料的品质或数量、给水温度或给水量、炉内燃烧工况、锅炉辅机的启动或停用、机组负荷的变化等；以及调节装置多。

由于以上特点，使锅炉运行成为一个多种参数相互影响的复杂动态变化过程。在锅炉运行的动态变化过程中，要确保运行的安全性和经济性，就必须要求运行人员熟悉锅炉的动态特性，熟悉各参数变化的相互关联，掌握各种扰动下参数变化的范围和幅度以及参数变化的物理本质。目前机组配套的锅炉，一般都配备有较完善的自动调节装置，在这些机组上采用计算机参与控制、调节和保护，因而大大提高了机组的自动调节质量和保护的可靠性。为此，大型机组的运行人员，还应掌握自动调节的基本原理和过程，以便运行工况发生变化时能及时分析、判断并进行必要的调整和处理。

一、各种型式锅炉的运行特点

机组配套的锅炉主要有自然循环汽包锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉三种型式。由于锅炉型式的不同，它们的结构特性和热工特性就不同，因而其运行特性也不相同。

上述三种型式锅炉的主要运行特点可知，直流锅炉对负荷及参数变化响应速度快，工况变化时参数变动剧烈且各参数之间的变化相互影响，因而控制技术要求高，使参数调节和自动调节系统比汽包锅炉要复杂。自然循环汽包锅炉在工况变动时适应性好，各参数变化相互间的影响小，因而使参数调节方便简单，但对负荷及参数变化的响应较为迟钝。强制循环锅炉既具有自然循环汽包锅炉参数调节方便简单的优点，又具有水循环可靠和直流锅炉对负荷及参数变化响应快速的特点，是目前较为理想的一种炉型。一般来说，直流锅炉蓄热量小自动控制宜采用汽机跟踪方式，而汽包锅炉，为了充分利用锅炉蓄热，可采用锅炉跟踪方式。

二、工况变化对锅炉参数的影响

1、锅炉的参数

锅炉工况是指锅炉运行的工作状况。锅炉工况通过一系列有关的运行参数来反映。

不同型式锅炉运行特点比较表比较项目自然循环汽包锅炉直流锅炉强制循环锅炉水循环依靠工质水、汽的重度差形成自然循环，工质压力愈高，水、汽的重度差愈小，循环的可能性将下降。给水泵所需的压头较小，因而耗功也较小。循环倍率在4—5左右。负荷低时，水循环的可靠性也将下降。循环倍率等于l，靠给水泵的压头使水、汽在系统中流动，阻力较大。因而要求给水泵的压头高，耗功也大。蒸发受热面内工质流动的稳定性，主要决定于各管屏间及同屏各管间流量分配的合理性。

炉水的循环主要依靠装设在下降管出口处的炉水循环泵可靠，水循环在各种负荷下都能得到保证，循环倍率在2左右。启动速度由于厚壁汽包的存在，升温升压速率将受到限制，因而启动速度较慢。无汽包等厚壁部件，因而允许有较大的升温升压速率。汽包容积小，相对壁厚较薄，启动速度介于两者之间。适应负荷变化的能力及可控性蓄热能力大，抗外扰能力也强，因而可控性较好，但对负荷变化的适应能力稍差。蓄热能力小，自行保持参数的能力差，因而对参数调节的要求高，锅炉可控性较差，但对负荷变化的适应能力较强介于自然循环汽包炉和直流炉之间。对设备和操作的要求操作较简单，参数易于控制。需要专门的启动旁路系统，启停操作和正常运行调节都较复杂。操作较简单，参数易于控制。

启动热损失较小较小较小映锅炉工况的参数很多，如：反映锅炉出力的有蒸发量，反映蒸汽质量的有压力和温度，其它还有燃料量、风量、氧量、汽包水位、烟气压力、烟气温度等等。这些参数有一些是用作调节对象的，在一些是用来反映进入锅炉各种物质的状态的，有一些则是为了反映锅炉的经济性以及锅炉的安全性的。

2、锅炉的运行工况

锅炉在一定条件(即一定的工况)下运行时，用来反映锅炉工作状况的各个参数都具有确定的数值。如果运行条件改变，则这些参数就要相应地发生变化。锅炉运行中，如果工况参数一直保持不变，则这时的工况称为稳定工况。事实上，参数绝对不变的工况是不存在的。在实际运行中，即使锅炉运行状态稳定，各工况参数也总在不断地发生细小的变化，因而所谓的稳定，只能是相对的稳定。一般情况下，只要锅炉的参数在一段较长的时间内变动甚小时，则可认为锅炉外于稳定工况下运行。

当锅炉在某一稳定工况下运行时，由于运行条件发生变化使锅炉工况发生扰动时，运行人员的职责就是及时分析原因并进行参数调整，以尽快建立一个新的稳定工况。锅炉机组一般是按照额定工况或几个工况进行设计的，当锅炉在一个或几个参数偏离原设计数值下运行时一般称之为在非设计工况下运行。事实上，在实际运行中，锅炉的工作条件很少有完全符合设计工况的，也就是说锅炉是经常在非设计工况下运行的。因此就要求锅炉运行人员熟悉非设计工况下运行时锅炉各主要参数的变化。只有这样，才能通过运行调节确保锅炉在安全经济状况下运行。

3、工况变化对锅炉参数的影响

锅炉的运行参数主要有过热蒸汽温度、汽包水位和锅炉蒸发量等，其运行过程则表现为一个复杂的参数变化过程。无论发生内扰或外扰，均将引起锅炉工况的变化，而最后则表现为运行参数的变化，而且往往一个变动因素将同时引起多个相关参数的变化。例如：当单元机组的汽轮机所需蒸汽流量变动时，在其它条件不变的情况下，锅炉汽压、汽温、水位都将随着发生变动。

由锅炉的动态特性可知，锅炉主要运行参数的稳定，主要取决于两个平衡：汽轮机功率和锅炉蒸发量的平衡；以及直流锅炉燃料与给水的平衡或汽包锅炉蒸发量与给水量的平衡。保持第一个平衡便能保证锅炉汽压的稳定，保持第二个平衡则能稳住直流锅炉的过热汽温或汽包锅炉的水位。当工况发生变化时，平衡遭到破坏，如不及时进行调整，必将引起运行参数变化。引起锅炉工况变化的因素很多，往往几个变化因素同时存在，它们对锅炉工况及参数变化所产生的影响可能叠加，也可能相互抵消，应按具体情况进行综合分析。

因此，在进行运行分析的故障判断时切不可单凭表面现象便草率地下结论，应在对各运行工况进行全面、综合分析的基础上找出事故或异常情况的根源。同样，在进行参数调整时，也应充分考虑对该项操作的影响范围，以便对某些参数进行超前调节，确保参数调整时锅炉运行工况的稳定。

三、锅炉运行的经济性

不断提高锅炉运行的经济性是锅炉运行调整的重要组成部分。对于单元机组而言，锅炉运行调整的任务，不仅是为了提高锅炉的热效率，而且还要为提高整个机组的热效率服务。

锅炉运行调整的内容通常可分为燃烧调整、参数调整和运行方式三个方面。就提高运行的经济性而言，燃烧调整的目的是为了减少炉内各种不完全燃烧损失；通过参数调整，减少锅炉排烟热损失和提高整个机组的热力循环效率；通过运行方式调整、优化辅机组合，降低辅机能耗和自用水、汽的消耗量。为了提高锅炉和整个机组的热效率，正常运行中一般应保持较高的汽温、汽压，进行合理配风，优化燃烧器的组合，采用低氧燃烧，保持合适的煤粉细度，杜绝泄漏，尽量减少给水阀门的压差和再热减温的使用，降低锅炉各个部分的漏风，按规定对受热面进行吹灰以及采用变压运行方式等。

四、锅炉运行的安全性

安全生产在电力工业中占有首要的地位。离开了安全性，经济性及机组发电量等指标均将成为一句空话。因此，锅炉运行调整的首要任务是确保锅炉的安全、可靠运行，在此基础上不断提高机组的经济性。为了提高锅炉运行的安全性，应认真执行启停阶段及变工况运行时各受热面安全运行的各项有效措施，加强运行监视和调整，防止由于监视疏忽、调整不及时或操作不当甚至误操作所造成的锅炉四管泄漏爆破事故，认真做好防止受热面结垢、磨损、腐蚀和停炉后的保养工作，确保运行中各参数及变化速率不超限，充分发挥FSSS的作用，做好锅炉防爆工作。

此外，针对季节性的特点还应做好防台、防汛、防火、防冻等工作。为了保证锅炉的安全运行，运行人员除了严格监视参数的变化外，还应养成运行分析的良好习惯，发现疑问应追根寻源，以便把事故消灭在萌芽状态。

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