发电站锅炉在离开预设情况时的合理运转情况研究
sosoyo
sosoyo Lv.7
2012年09月10日 13:37:08
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1工况变动概述  锅炉工况是锅炉工作状况的简称,它通过一系列有关的运行参数来反映,如锅炉负荷,工质的压力和温度烟气温度和燃料量等。锅炉在运行过程中,如果工质和烟气的参数保持不变,则此时的工况称为“稳定工况”在某一稳定工况下,锅炉的效率最高,则此时的锅炉工况称为最佳工况,锅炉负荷成为经济负荷。锅炉有某一稳定工况变动到另一稳定工况下工作时,这个从扰动开始到建立新的稳定工况之间的变动过程,称为过渡过程或动态过程,在过渡过程中,各参数之间变化的相互关系称为锅炉的动态特性,它与锅炉的结构变动前的工况以及造成变动的因素和扰动量等有关。我们应该充分了解工况变动对锅炉的工作及其主要参数的影响,只有这样才能更好地进行调节选择经济工况,以及在某些情况下确保设备的安全运行。

1工况变动概述
  锅炉工况是锅炉工作状况的简称,它通过一系列有关的运行参数来反映,如锅炉负荷,工质的压力和温度烟气温度和燃料量等。锅炉在运行过程中,如果工质和烟气的参数保持不变,则此时的工况称为“稳定工况”在某一稳定工况下,锅炉的效率最高,则此时的锅炉工况称为最佳工况,锅炉负荷成为经济负荷。锅炉有某一稳定工况变动到另一稳定工况下工作时,这个从扰动开始到建立新的稳定工况之间的变动过程,称为过渡过程或动态过程,在过渡过程中,各参数之间变化的相互关系称为锅炉的动态特性,它与锅炉的结构变动前的工况以及造成变动的因素和扰动量等有关。我们应该充分了解工况变动对锅炉的工作及其主要参数的影响,只有这样才能更好地进行调节选择经济工况,以及在某些情况下确保设备的安全运行。
  2.锅炉负荷变动时,对锅炉工况及其他参数的影响
  锅炉在运行过程中,随着外界负荷变动,锅炉的蒸发量也在一定的范围内变动。
  它的变动将对锅炉的工作产生一定的影响
  2.1对燃料消耗量的影响
  在不考虑锅炉排污、自用饱和蒸汽和中间再热等情况,根据热平衡关系燃料消耗量随负荷成正比的关系。实际上负荷变动时,锅炉热效率是要变化的,故在经济负荷以下时随负荷增加,燃料消耗量增加比略小于负荷增加比;而在经济负荷以上时,随负荷的增加,燃料消耗量增加比略大于负荷增加比。在一定的范围内,锅炉热效率变化不大,因此可以说当负荷在一定的范围内变动时,锅炉的燃料消耗是与负荷接近成正比的关系。
  2.2对炉内辐射传热的影响
  锅炉负荷变动影响燃料消耗量的变动,当送入炉膛的燃料量变动时,炉膛温度和燃料在炉内逗留的时间均将发生变化。对于运行锅炉,如果只是燃料量有较小的变动,而其他条件都保持不变,这样,随燃料量的增大,炉膛出口烟温升高,同时,由于锅炉负荷增大而使燃料量增大时,炉膛出口烟温升高,炉膛出口烟气焓也相应增大,但随同每公斤燃料送入炉内的热量未变,故对应于每公斤燃料量在炉内的辐射传热量就减少了。
  2.3对对流传热的影响
  由于负荷改变而使燃料量改变时,离开炉膛进入对流传热区的烟气流量和烟温均改变;对流区内各处的烟速、烟温和传热量也有变动。当燃料量增大时,炉膛出口烟温升高和烟气量增大,必然会增加对流受热面的传热量。但燃料量增大时,放热系数的增大,传热温差的增大,一般超过燃料本身的增加,因此对应于每公斤燃料量的对流传热量增大。
  燃料量一定时,沿烟气行程的烟气温度是逐渐降低的(从炉膛出口烟温降至排烟温度)这时如果燃料量有一个增量,炉膛出口烟温就升高,但沿烟气行程的烟温升高之越来越小,而排烟温度的升高值最小,即炉膛出口烟温的增量大于排烟温度增量。我们知道增大燃烧粮食,对应于每公斤燃料在对流区内的传热量增大。实际上当燃料量变动不大时,锅炉的效率可假定不变。这时燃料与锅炉的蒸发量成正比,既提高锅炉负荷试,单位工质在对流区中的吸热量增多,这就是通常所说的锅炉对流特性。它恰好同辐射传热特性相反。另外,当锅炉升负荷时,工质的对流吸热量增多,预热空气温度将有所提高,这会提高燃料的理论燃烧温度。但影响不大,对炉膛出口烟温的升高主要是由于燃料连个增加。
  2.4对锅炉效率的影响
  锅炉负荷增加时,燃料量相应增加,在过量空气系数不变的情况下,缠身个烟气量增加,炉膛出口烟温升高,排烟温度升高,一是造成排烟热损失的增加;另外,由于炉温提高气流扰动性增加以及混合条件得到改善等,提高了燃烧效率,使未燃尽的可燃物在炉内得到进一步燃烧,减少了化学和机械不完全燃烧损失,故此时的锅炉效率是随负荷增加而增加,负荷增加到某一值时,锅炉效率达到最高,这一经济符合通常为额定负荷的75% ̄85%。当负荷超过这一定值时,则因可燃物在炉内停留的时间过分缩短,此时的锅炉效率随负荷的增加而降低。
  3给水温度变动
  汽轮机负荷降低或高压加热器停用,都会使锅炉的给水温度降低。这时的单位工质在锅炉中的吸热量就要增大。为了维持一定的蒸发量,就要增加燃料量。单位工质的对流吸热量也必然增大。自然循环锅炉的运行实践证明,给水温度降低时,对流过热器的吸热量增多,必须加大蒸汽侧的减温。此外,给水温度降低出口烟温。至于排烟温度和预热空气温度下降的程度,要看空气预热器受热面的大小而定。
  4过量空气系数变动
  炉内的过量空气系数有最佳值,这时各种损失的总和最小而锅炉效率最高。当过量空气系数偏离最佳值时,锅炉效率降低。炉内过量空气系数是指炉膛口处的过量空气系数。当空气量增多时,所生成的烟气平均热容量增大。因而理论燃烧温度降低;空气量增多还会使炉膛黑度减小,并使火焰中心升高。所有这些均将影响炉内的辐射传热,理论燃烧温度降低,一方面将导致炉膛出口烟气温度降低,另一方面炉内辐射传热的减少又会使炉膛出口烟温升高。实际运行证明,少量空气增大,对炉膛出口烟温影响不大。
  当炉内过量空气系数增大时,燃烧生成的烟气量增大,在一定的范围内过量空气系数的增大有利于燃烧,使不完全燃烧损失有所减小。但锅炉效率是各种损失的总结果,当过量空气系数变动不大时,锅炉效率可能略有升降或近于不变,但当过量空气系数过大时,锅炉效率必将显著降低。同增大燃料量一样,增大炉内过量空气系数,会减小对应于1公斤燃料的炉内辐射传热量并增大对流热量,对所有的对流受热面内的工质焓增均有所增加。锅炉漏风同上述过量空气系数增大的影响是一样的,只是漏入的是冷空气,危害性更严重。有漏风时,都会增大锅炉的排烟热损失。
  5燃料性质变动
  燃料性质的变动对锅炉工作有多种不同的影响,燃料的挥发分会影响燃料的着火和燃烧;灰分含量及其性质会影响不完全燃烧损失、受热面污染、结渣、磨损和环保;燃料水分不仅影响着火燃烧和受热面腐蚀,而且还会使各区段的烟温和传热发生显著变化。

[ 本帖最后由 sosoyo 于 2012-9-10 13:39 编辑 ]
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