发电厂生产过程锅炉热平衡及启动课件(-61张).ppt
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- 发电厂 生产过程 锅炉 平衡 启动 课件 61
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1、章电厂锅炉运行章电厂锅炉运行第六章第六章 电厂锅炉运行电厂锅炉运行 锅炉热平衡问题:锅炉热平衡问题:进入锅炉的能量进入锅炉的能量输出锅炉的能量(蒸汽)输出锅炉的能量(蒸汽)平衡问题平衡问题热经济性热经济性参数调节:参数调节:运行参数、蒸汽压力、温度运行参数、蒸汽压力、温度启动和停炉启动和停炉第一节第一节 锅炉热平衡锅炉热平衡第一节第一节 锅炉热平衡锅炉热平衡 锅炉的热损失:锅炉的热损失:未释放和末被吸收的热量。未释放和末被吸收的热量。锅炉热平衡锅炉热平衡 Q1:锅炉所有效利用了的热量 Q2:排烟损失 Q3:化学不完全燃烧热损失 Q4:机械不完全燃烧热损失 Q5:散热损失 Q6:灰渣物理热损失6
2、54321QQQQQQQr锅炉热效率锅炉热效率654321QQQQQQQr6543211qqqqqq65432,1111 qqqqqBQQQQQQqpnetarbpnetarrb热效率热效率二、锅炉热损失二、锅炉热损失1.排烟损失排烟损失q2 最大的一项热损失,通常可达最大的一项热损失,通常可达48。主要取决于:排烟温度、排烟容积。主要取决于:排烟温度、排烟容积。排烟温度每增高排烟温度每增高1215,q2约增大约增大1。大、中型电厂锅炉的排烟温度通常控制在大、中型电厂锅炉的排烟温度通常控制在130左右。左右。影响因素:影响因素:燃料性质;受热面积灰、结渣或燃料性质;受热面积灰、结渣或结垢;过量
3、空气系数;漏风。结垢;过量空气系数;漏风。2.化学不完全燃烧热损失化学不完全燃烧热损失q3 由于烟气中所含的由于烟气中所含的CO、氢气和甲烷等可燃、氢气和甲烷等可燃气体)最终未能发生燃烧而造成的。气体)最终未能发生燃烧而造成的。主要取决于:炉膛内的过量空气系数、空主要取决于:炉膛内的过量空气系数、空气与燃料的混合情况。气与燃料的混合情况。煤粉炉的煤粉炉的q3一般不超过一般不超过0.5。影响因素:影响因素:燃料的挥发分、过量空气系数、燃料的挥发分、过量空气系数、燃烧器结构和布置、炉膛温度、炉内空气燃烧器结构和布置、炉膛温度、炉内空气动力场。动力场。3.机械不完全燃烧热损失机械不完全燃烧热损失q4
4、 由于固体可燃物在炉内燃烧不彻底或根本由于固体可燃物在炉内燃烧不彻底或根本未曾燃烧所造成的。未曾燃烧所造成的。多数煤粉炉的多数煤粉炉的q4一般一般0.55。影响因素:影响因素:燃料性质、燃烧器结构和布置、燃料性质、燃烧器结构和布置、锅炉负荷、过量空气系数等。锅炉负荷、过量空气系数等。最佳过量空气系数:最佳过量空气系数:综合考虑综合考虑q2、q3、q44.散热损失散热损失q5 由于锅炉本体外表面的温度高于环境温度,由于锅炉本体外表面的温度高于环境温度,通过对流和辐射的方式向外散热而引起的。通过对流和辐射的方式向外散热而引起的。影响因素:锅炉散热表面积。影响因素:锅炉散热表面积。一般,容量越大的锅
5、炉,相对于每千克燃一般,容量越大的锅炉,相对于每千克燃料耗量来说,其表面积反而愈小。料耗量来说,其表面积反而愈小。按照经验估计,大容量电厂锅炉的按照经验估计,大容量电厂锅炉的q5约占约占0.20.65.灰渣带走的物理热损失灰渣带走的物理热损失q6 燃用固体燃料时,从炉底排出的灰渣温度远燃用固体燃料时,从炉底排出的灰渣温度远远高于环境温度,由此造成热量损失。远高于环境温度,由此造成热量损失。主要取决于:主要取决于:排渣方式、煤的含灰量。排渣方式、煤的含灰量。含灰量越大,含灰量越大,q6越大。越大。多数固态排渣煤粉炉,多数固态排渣煤粉炉,q6大致为大致为0.51;液;液态排渣炉的此项热损失要显著增
6、大。态排渣炉的此项热损失要显著增大。第二节第二节 锅炉的运行调节锅炉的运行调节第二节第二节 锅炉的运行调节锅炉的运行调节 锅炉运行调节的主要任务:锅炉运行调节的主要任务:使蒸发量适应外界负荷的需要;使蒸发量适应外界负荷的需要;保证输出蒸汽的品质保证输出蒸汽的品质(包括蒸汽压力、温包括蒸汽压力、温度等度等);维持正常的汽包水位;维持正常的汽包水位;维持高效率的燃烧与传热,保证设备长维持高效率的燃烧与传热,保证设备长期安全经济运行。期安全经济运行。一、蒸汽压力的调节一、蒸汽压力的调节1.1.蒸汽压力变化的原因蒸汽压力变化的原因 蒸汽压力:蒸汽压力:过热器的出口压力。过热器的出口压力。直接影响汽轮机
7、设备的安全性和经济性,偏差直接影响汽轮机设备的安全性和经济性,偏差范围不超过范围不超过0.050.050.1MPa0.1MPa。分析时可将蒸汽压力作为汽包压力。分析时可将蒸汽压力作为汽包压力。蒸汽压力变化的实质:反映了蒸汽压力变化的实质:反映了锅炉蒸发量锅炉蒸发量与与外界负荷外界负荷(即汽轮机进汽量即汽轮机进汽量)之间的平衡之间的平衡关系。关系。一、蒸汽压力的调节一、蒸汽压力的调节 外扰:外扰:外界负荷的变化。外界负荷的变化。蒸汽压力与蒸汽流量的变化反向。蒸汽压力与蒸汽流量的变化反向。内扰:内扰:炉内燃烧工况及换热条件的变化。炉内燃烧工况及换热条件的变化。蒸汽压力与蒸汽流量的变化同向。蒸汽压力
8、与蒸汽流量的变化同向。2.蒸汽压力调节的一般方法蒸汽压力调节的一般方法 蒸汽压力的变化实际上是蒸汽压力的变化实际上是锅炉蒸发量锅炉蒸发量与与外界负荷外界负荷之间的平衡关系被破坏的结果。之间的平衡关系被破坏的结果。负荷变化对于锅炉是客观存在的,因此蒸汽压力负荷变化对于锅炉是客观存在的,因此蒸汽压力的调节就是的调节就是锅炉蒸发量的调节锅炉蒸发量的调节。蒸发量的大小主要取决于燃烧工况,所以蒸汽压蒸发量的大小主要取决于燃烧工况,所以蒸汽压力调节实际上就是力调节实际上就是燃料量燃料量与与风量风量的调节。的调节。无论何种扰动使蒸汽压力变化,都应改变无论何种扰动使蒸汽压力变化,都应改变燃煤量燃煤量及及送风量
9、送风量,同时兼顾,同时兼顾汽包水位汽包水位及及蒸汽温度蒸汽温度的调节。的调节。2.蒸汽压力调节的一般方法蒸汽压力调节的一般方法 蒸汽压力调节的具体方法蒸汽压力调节的具体方法蒸汽压力下降时蒸汽压力下降时 先与引风机配合,增大送风量,再增大先与引风机配合,增大送风量,再增大燃料量。燃料量。蒸汽压力升高时蒸汽压力升高时 先减少燃料量,再减少送风量,同时相先减少燃料量,再减少送风量,同时相应减少给水量,并兼顾到其他参数的调节。应减少给水量,并兼顾到其他参数的调节。二、蒸汽温度的调节二、蒸汽温度的调节(一)蒸汽温度变化的原因(一)蒸汽温度变化的原因 锅炉过热蒸汽温度是影响锅炉生产过程锅炉过热蒸汽温度是影
10、响锅炉生产过程安全安全性性和和经济性经济性的重要参数。的重要参数。过热蒸汽温度的控制任务:过热蒸汽温度的控制任务:维持过热器出口维持过热器出口蒸汽温度在生产允许的范围内,一般要求过蒸汽温度在生产允许的范围内,一般要求过热蒸汽温度的偏差不超过额定值热蒸汽温度的偏差不超过额定值(给定值给定值)的的10105 5。二、蒸汽温度的调节二、蒸汽温度的调节 汽温过高:汽温过高:直接危及设备的安全;直接危及设备的安全;汽温过低:汽温过低:使循环热效率降低,并增大汽轮使循环热效率降低,并增大汽轮机的排汽湿度,进而影响汽轮机的安全。机的排汽湿度,进而影响汽轮机的安全。引起蒸汽温度变化的因素:引起蒸汽温度变化的因
11、素:蒸汽侧:蒸汽侧:锅炉负荷锅炉负荷、给水温度给水温度的变化的变化烟气侧:烟气侧:燃料性质和数量、送风量、受热燃料性质和数量、送风量、受热面清洁程度面清洁程度等。等。(二)蒸汽温度的调节方法(二)蒸汽温度的调节方法1.1.蒸汽侧调节方法蒸汽侧调节方法 喷水减温法喷水减温法用低温给水作为冷却水喷入蒸汽,直接吸收蒸用低温给水作为冷却水喷入蒸汽,直接吸收蒸汽热量,使其温度降低。汽热量,使其温度降低。承担蒸汽喷水调节任务的设备称为承担蒸汽喷水调节任务的设备称为喷水减温喷水减温器。器。设计喷水量一般为锅炉额定蒸发量的设计喷水量一般为锅炉额定蒸发量的3 35 5。大型锅炉采用。大型锅炉采用1313级喷水减
12、温器不级喷水减温器不等。等。设置两级减温水的对象结构示意图设置两级减温水的对象结构示意图过热蒸汽温度控制系统的基本方案过热蒸汽温度控制系统的基本方案过热汽温串级控制系统过热汽温串级控制系统串级控制系统具有内外两个回路。串级控制系统具有内外两个回路。W01(t)、W02(t):分别为调节对象的导前区和惰性区:分别为调节对象的导前区和惰性区的传递函数;的传递函数;Wa1(t)、Wa2(t):分别为过热汽温控制系统的副调节:分别为过热汽温控制系统的副调节器和主调节器;器和主调节器;WH1(t)、WH2(t):分别为导前汽温和过热汽温的测:分别为导前汽温和过热汽温的测量单元。量单元。1.蒸汽侧调节方法
13、蒸汽侧调节方法 蒸汽侧调节的特点是降温调节,即仅能使蒸汽温度蒸汽侧调节的特点是降温调节,即仅能使蒸汽温度降低而不能使其升高,因而过热器的换热面积,通降低而不能使其升高,因而过热器的换热面积,通常设计得要大一些,使其吸热能力大于额定需要值。常设计得要大一些,使其吸热能力大于额定需要值。当蒸汽温度降低时,应能使减温水量随之减少;当蒸汽温度降低时,应能使减温水量随之减少;当汽温升高时,则能使减温水量增大,当汽温升高时,则能使减温水量增大,从而获得双向调节汽温的手段,以始终保持锅炉出从而获得双向调节汽温的手段,以始终保持锅炉出口的过热蒸汽温度为额定值。减温器投入的负荷范口的过热蒸汽温度为额定值。减温器
14、投入的负荷范围为围为7070100100。2.烟气侧调节方法烟气侧调节方法烟气侧调节的原理烟气侧调节的原理 通过改变掠过过热器和再热器的烟气温度和流量通过改变掠过过热器和再热器的烟气温度和流量来改变过热蒸汽和再热蒸汽的温度。来改变过热蒸汽和再热蒸汽的温度。(1)(1)改变火焰中心位置:改变火焰中心位置:改变炉膛火焰中心位置改变炉膛火焰中心位置(即即上移或下移上移或下移),可以减少或增加炉膛内受热面的吸,可以减少或增加炉膛内受热面的吸热量,改变炉膛出口烟温,从而可改变掠过过热热量,改变炉膛出口烟温,从而可改变掠过过热器和再热器的烟温,达到调节蒸汽温度的目的。器和再热器的烟温,达到调节蒸汽温度的目
15、的。改变摆动式燃烧器的喷口角度,改变摆动式燃烧器的喷口角度,改变多层燃烧器各层的出力。改变多层燃烧器各层的出力。2.烟气侧调节方法烟气侧调节方法(2)(2)改变烟气挡板开度:改变烟气挡板开度:将锅炉尾部竖井入口段做成将锅炉尾部竖井入口段做成并联的两个分隔烟道,一侧烟道布置再热器,另并联的两个分隔烟道,一侧烟道布置再热器,另一侧布置过热器一侧布置过热器(或省煤器或省煤器)。两侧烟道出口处均。两侧烟道出口处均装有烟气挡板,改变挡板开度,就可以改变两侧装有烟气挡板,改变挡板开度,就可以改变两侧烟道的烟气量比例,以调节再热汽温。烟道的烟气量比例,以调节再热汽温。(3)(3)使烟气再循环:使烟气再循环:
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