超臨界鍋爐給水自動調節系統原理及調節過程是什麼

2021-08-04 11:24:47 字數 5244 閱讀 9006

1樓:匿名使用者

眾所周知,過熱蒸汽溫度與再熱蒸汽溫度直接影響到機組的安全性與經濟性。蒸汽溫度過高可

能導致受熱面超溫爆管,而蒸汽溫度過低將使機組的經濟性降低,嚴重時可能使汽輪機產生水衝擊。

超臨界直流鍋爐的執行調節特性有別於汽包爐,給水控制與汽溫調節的配合更為密切,下面談一下

自己的認識。

根據鍋爐的執行方式、引數可分為三個階段;第一啟動及低負荷執行階段,第二亞臨界直流爐

執行階段,第三超臨界直流爐執行階段。每個階段的調節方法和側重點有所不同。

1 第一階段:鍋爐啟動及低負荷執行階段

不同容量的鍋爐其轉幹態直流執行的最低負荷有所不同,一般在25%~35% bmcr 之間,在溼

態情況下,其執行方式與強制迴圈汽包爐是基本相同的。汽水分離器及貯水罐就相當於汽包,但是

兩者容積相差甚遠,貯水罐的水位變化速度也就更快。由爐水迴圈泵將貯水罐的水升壓進入省煤器

入口,與給水共同構成最小迴圈流量。其控制方式較之其它超臨界直流鍋爐(不帶爐水迴圈泵,貯水

罐的水經361 閥直接排放至鍋爐疏擴、除氧器、凝汽器等)有較大不同,控制更困難。給水主要用

於控制貯水罐水位,爐水迴圈泵出口調閥控制省煤器入口流量保證鍋爐的最小迴圈流量,貯水罐水

位過高時則通過361 閥排放至鍋爐疏水擴容器。

此階段汽溫的調節主要依賴於燃燒控制,通過投退油槍的數量及層次、調節爐前油壓、減溫水、

煙氣擋板等手段來調節主再熱蒸汽溫度。

在第一階段水位控制已可投自動,但是大多數鍋爐的水位控制邏輯還不夠完善,只是單純的控

制一點水位,還沒有投三衝量控制,當擾動較大時水位會產生較大的波動,甚至根本無法平衡。此

階段要注意儘量避免太大的擾動,擾動過大及早解除自動,手動控制。根據經驗,爐水迴圈泵出口

360 閥一般不投自動(以防360 閥開度過大bcp 電機過流),在啟動時保持一恆定的給水流量(適當

大於最小流量),用電動給水泵轉速和給水調旁來控制貯水罐水位。緩慢增加燃料量,保持適當的升

溫升壓率,儲水罐水位在某一點逐漸下降,361(360)閥逐漸關小直至全關, 中間點過熱度由負值逐

漸升高變正,機組即進入直流執行狀態,是一個自然而然的過程,此時只要操作均勻緩慢,不使壓

力出現太大波動,就能實現自然過渡。但是建議361 閥依然投入自動,避免人為疏忽造成水位過高,

造成頂棚過熱器進入水。

1.1 在第一階段需要掌握好的幾個關鍵點:

1.1.1 工質膨脹:

工質膨脹產生於啟動初期,水冷壁中的水開始受熱初次達到飽和溫度產生蒸汽階段,此時蒸汽

會攜帶大量的水進入分離器,造成貯水罐水位快速升高,鍋爐有較大排放量,此過程較短一般在幾

十秒之內,具體數值及產生時間與鍋爐點火前壓力、溫度、水溫度、投入油槍的數量等有關。此時

要及時排水,同時減少給水流量,在工質膨脹階段附近,應保持燃料量的穩定,此時最好不要增投

油槍。1.1.2 虛假水位:

虛假水位在整個第一階段都有可能產生,汽壓突然下降出現的情況較多,執行中應對虛假水位

有思想準備,及時增加給水滿足蒸發量的需要,加強燃燒恢復汽壓。執行中造成汽壓突然下降的原

因主要有:汽機調門、高旁突然開大、安全閥動作、機組併網,切缸過中都有可能造成虛假水位,

這一點和汽包爐是基本相同的。

1.1.3 投退油槍的時機及速度:

投退油槍時要及時協調溝通,及時增減給水。保持一定的燃水比就基本上能維持汽溫的穩定。

為保持水位穩定,應避免在低水位時連續投入數枝油槍,或者水位很高調節困難時連續退出油槍。

1.1.4 併網及初負荷:

機組併網及負荷過程中負荷上升很快,此時應加強燃燒,及時增加給水。必要時手動關小高旁,

穩住汽壓避免汽壓下降過大。

1.1.5 給水主旁路切換:

此時應保持鍋爐負荷穩定,切換過程中勻速穩定,保持省煤器入口足夠流量及貯水罐水位的穩

定,必要時排放多餘給水。水位下降時及時提高電泵轉速,開大調門。建議切換時就地手動開大給

水主電動門,每開一點,就關小一點旁路門,可以在相當長的時間內保持給水主旁路都有一定的開

度,這樣調節起來裕度較大,安全性更高。

1.1.6 投入制粉系統:

投入煤粉後負荷會升的很快,貯水罐水位波動很大,很難控制。此時最重要的是要控制好給煤

量和一次風量,避免進入爐膛的煤粉過多。同時控制好升負荷速度,及時控制給水,必要時退掉油

槍(尤其是上層油槍)。起磨時提前開啟主再熱蒸汽減溫水手動門,聯絡熱工解除減溫水負荷閉鎖,

必要時投入減溫水控制汽溫,防止超溫及主機差脹增大。

1.1.7 切換給水泵:

切換給水泵時,保持鍋爐負荷穩定,減少擾動。勻速提高待並泵的轉速升高泵出口壓力,在泵

出口壓力接近於母管壓力時開啟出口電動門開始供水,同時減少另一臺泵的轉速,降低出口流量,

兩臺泵的增減速度要協調,保持穩定的一個給水流量,加減轉速,不可太快、太猛,防止其出口壓

力激增造成另一臺泵出口逆止門關閉給水流量劇減。切換過程中注意監視泵的再迴圈閥(最小流量

閥)自動動作正常,時刻注意給水流量的變化,發現異常及時手動調整。兩臺汽動給水泵並列執行

時儘量保持兩臺小機轉速相同,偏差不要太大。特別要注意的是任何情況下並泵時都要解除給水泵

的自動,防止給水平衡模組起作用造成給水流量劇減。

1.2 鍋爐點火後要密切監視過熱器、再熱器的金屬壁溫和出口汽溫,具體應注意以下三點:

出口汽溫忽高忽低,說明還有積水,應加強疏水;出口汽溫穩定上升,說明積水已經消除。

各受熱面的金屬壁溫在點火後會出現不均勻現象,如水冷壁一般中間溫度高,兩側溫度低。這時

不應再增加燃料,當所有溫度均超過該汽壓下對應的飽和溫度40℃,以及各管間最大溫差在50℃以

內時,才允許增加燃燒強度。

從增加省煤器入口給水流量到貯水罐水位增加要經過比較長的時延,所以在手動控制給水時重

在提前干預,根據水位變化速度,蒸汽流量(主汽流量及高旁流量)變化,燃燒情況等提前調節,

否則很難調平衡。此時361 閥可投自動,爐水迴圈泵出口調閥手動保持一定開度,單調給水,控制

水位,必要時可有一定排放。給水旁路調閥前後保持一定壓差,但也不應太高,以免造成調門開度

過小工作在非線性區域,使調門工作環境惡劣減少使用壽命。此過程中要始終保持省煤器入口流量

在大於鍋爐mft 流量以上的一個數值,一般來說高出100t/h 就可以。隨著負荷逐漸上升,爐水迴圈

泵出口流量逐漸減少直至再迴圈電動門開啟,應注意出口流量突然變化對省煤器入口流量的影響。

現階段電泵轉速還是手動控制,所以要及時調整電泵轉速,尤其在大幅度調整給水流量時,同時要

防止電泵過負荷,加強對電泵的監視,防止電機繞組溫度、油溫、瓦溫過高、振動過大。

2 第二階段:亞臨界直流執行階段

在負荷大於25%~35%bmcr 以上時鍋爐即轉入直流執行方式。此後鍋爐執行在亞臨界壓力以

下。鍋爐進入直流狀態,給水控制與汽溫調節和前一階段控制方式有較大的不同,給水不再控制分

離器水位而是和燃料一起控制汽溫即控制燃水比b/g。如果燃水比b/g 保持一定,則過熱蒸汽溫度

基本能保持穩定;反之,燃水比b/g 的變化,則是造成過熱汽溫波動的基本原因。因此,在直流鍋

爐中汽溫調節主要是通過給水量和燃料量的調整來進行。但在實際執行中,考慮到上述其它因素對

過熱汽溫的影響,要保證b/g 比值的精確值是不現實的。特別是在燃煤鍋爐中,由於不能很精確地

測定送入爐膛的燃料量,所以僅僅依靠b/g 比值來調節過熱汽溫,則不能完全保證汽溫的穩定。一

般來說,在汽溫調節中,將b/g 比值做為過熱汽溫的一個粗調,然後用過熱器噴水減溫做為汽溫的

細調手段。

對於直流鍋爐來說,在本生負荷以上時,汽水分離器出口汽溫是微過熱蒸汽,這個區域的汽溫

變化,可以直接反映出燃料量和給水蒸發量的匹配程度以及過熱汽溫的變化趨勢。所以在直流鍋爐

的汽溫調節中,通常選取汽水分離器出口汽溫做為主汽溫調節迴路的前饋訊號,此點的溫度稱為中

間點溫度。依據該點溫度的變化對燃料量和給水量進行微調。大多數直流爐給水指令的控制邏輯是

這樣的:給水量按照燃水比跟蹤燃料量,用中間點溫度對給水量進行修正。

直流鍋爐一定要嚴格控制好水煤比和中間點過熱度。一般來說在機組執行工況較穩定時只要監

視好中間點過熱度就可以了,不同的壓力下中間點溫度是不斷變化的,但中間點過熱度可維持恆定,

一般在10℃左右(假設飽和溫度最高不是374℃,過臨界後仍然上升),中間點過熱度是水煤比是否

合適的反饋訊號,中間點過熱度變小,說明水煤比偏大,中間點過熱度變大,說明水煤比偏小。在

執行操作時要注意積累中間點過熱度變化對主汽溫影響大小的經驗值,以便超前調節時有一個度的

概念。但在機組出現異常情況時,如給煤機、磨煤機跳閘等應及時減小給水,保持水煤比基本恆定,

防止水煤比嚴重失調造成主蒸汽溫度急劇下降。總之,水煤比和中間點過熱度是直流鍋爐監視和調

整的重要引數。

從轉入直流到鍋爐滿負荷,水燃比因煤質變化、燃燒狀況不同、爐膛及受熱面髒汙程度等不同

有較大變化,一般從7.6~9.0 不等。

如果機組協調效能不好,可在鍋爐轉入直流狀態後手動控制,通過手動增減小機轉速來調節給

水,控制中間點溫度。負荷變動過程中,利用機組負荷與主蒸汽流量做為前饋粗調,主蒸汽流量是

根據調節級壓力計算出來的不是很準確,推薦使用機組負荷做為前饋粗調整用。一般用機組負荷(萬

kw)乘以30t,得出該負荷所對應的大致給水流量,然後根據分離器出口溫度細調給水流量。調整

分離器出口溫度時,包括調節給水時都要兼顧到過熱器減溫水的用量,使之保持在一個合適的範圍

內,不可過多或過少,留有足夠的調節餘地。同時還要監視好再熱汽溫度、受熱面壁溫等,嚴防超溫,汽溫也不可過低。

鍋爐升降負荷過程中,燃料變化很快鍋爐的負荷波動也較大。當使用雙進雙出鋼球磨時,從啟

動給煤機加煤到磨製出煤粉需要20 分鐘左右的時間,停止給煤後磨煤機內仍有較多的存粉,因此給

煤量並不等於實際進入爐膛的煤量,不易及時判斷出此時的升降負荷速度。推薦看分離器壓力及其

變化速度來控制給水流量。分離器出口溫度建議看到小數點後的位數,做曲線時區間儘量小一些。

再熱汽溫主要靠煙氣擋板來調整,時滯性較大,一定要提前調整,在投停高加時要加強對主再

熱汽溫的調整。

3 第三階段:超臨界直流執行階段

在機組負荷達75%mcr 左右時轉入超臨界狀態。從理論上講,機組過臨界時存在一大比熱區,

蒸汽引數如比容、比熱變化較大,實際運**況是基本上無明顯變化,原因是鍋爐的蓄熱減緩了影

響,而且協調方式下引數的自動調整在一定程度上彌補了波動。第三階段執行調節情況和第二階段

無明顯區別。

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