鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)

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1、鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度調(diào)節(jié),摘要：本文針對(duì)鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行的分析和設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用串級(jí)控制來(lái)提高系統(tǒng)的控制性能，可以使得鍋爐過(guò)熱器出口蒸汽溫度在允許的范圍內(nèi)變化，并保護(hù)過(guò)熱器管壁溫度不超過(guò)允許的工作溫度。關(guān)鍵詞：過(guò)熱蒸汽溫度控制；串級(jí)控制；過(guò)熱器管壁溫度蒸汽過(guò)熱系統(tǒng)是鍋爐系統(tǒng)安全正常運(yùn)行，確保蒸汽品質(zhì)的重要部分。蒸汽過(guò)熱系統(tǒng)包括一級(jí)過(guò)熱器、減溫器、二級(jí)過(guò)熱器。過(guò)熱控制任務(wù)是使過(guò)熱器出口溫度維持在允許范圍內(nèi)，并保護(hù)過(guò)熱器管壁溫度不超過(guò)允許的工作溫度。過(guò)熱蒸汽溫度過(guò)高或低，對(duì)鍋爐運(yùn)行及蒸汽用戶設(shè)備都是不利的，過(guò)熱蒸汽溫度過(guò)高，過(guò)熱器容

2、易損壞，汽輪機(jī)也因內(nèi)部過(guò)度的熱膨脹而嚴(yán)重影響安全運(yùn)行；過(guò)熱溫度過(guò)低，一方面使設(shè)備的效率降低，同時(shí)使汽輪機(jī)后幾級(jí)的蒸汽濕度增加，引起葉片磨損，所以必須把過(guò)熱器出口蒸汽的溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。在鍋爐生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)熱蒸汽溫度是整個(gè)汽水通道中最高的溫度。過(guò)熱器溫度過(guò)高將導(dǎo)至過(guò)熱器損壞，同時(shí)還會(huì)危及汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。過(guò)熱器溫度過(guò)低則將使設(shè)備效率降低，影響經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。影響過(guò)熱蒸汽溫度的因素很多，其中主要的有：過(guò)熱器系統(tǒng)受熱面的輻射和對(duì)流吸熱的比例、鍋爐負(fù)荷、燃料性質(zhì)、給水溫度、爐膛過(guò)量空氣系數(shù)以及爐膛出口煙溫的變化等。1、鍋爐負(fù)荷過(guò)熱蒸汽系統(tǒng)一般具有對(duì)流氣溫特性，即隨

3、鍋爐負(fù)荷升高（或下降），氣溫也隨之上升（或下降）。但如果過(guò)熱器系統(tǒng)具有輻射特性則呈相反的趨勢(shì)。2、過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)量空氣增大時(shí)，送入爐膛的空氣量增大，爐膛溫度水平將降低，爐內(nèi)輻射傳熱將減弱。因此，輻射過(guò)熱器出口氣溫降低，過(guò)量空氣系數(shù)的增加，使燃燒生成的煙氣量增多，煙氣流速增大，對(duì)流傳熱加強(qiáng)，導(dǎo)致過(guò)熱氣溫升高。3、給水溫度在機(jī)組運(yùn)行中，給水溫度發(fā)生較大變化的情況就是高壓加熱器解列。當(dāng)高壓加熱器解列時(shí)，給水溫度將降低很多。而給水溫度的降低，將使鍋爐受熱面的總吸熱量增加，在維持鍋爐負(fù)荷和參數(shù)不變的條件下，需要增加燃料的消耗量，這將導(dǎo)致燃燒產(chǎn)生的煙氣量增加和爐膛出

4、口煙溫的升高，因而對(duì)流式過(guò)熱器出口氣溫將隨著給水溫度的降低而升高。由于爐膛出口煙溫的提高，輻射式過(guò)熱器的吸熱量增加，出口氣溫也將升高。一般鍋爐的過(guò)熱器系統(tǒng)呈對(duì)流特性，當(dāng)給水溫度降低很大時(shí)，有可能引起過(guò)熱蒸汽溫度超溫。4、受熱面的污染情況爐膛受熱面的結(jié)焦或積灰，會(huì)使?fàn)t內(nèi)輻射傳熱量減少，過(guò)熱器區(qū)域的煙氣溫度將提高，因而會(huì)使過(guò)熱氣溫上升，過(guò)熱器本身的結(jié)焦或積灰將導(dǎo)致氣溫下降。5、飽和蒸汽用氣量當(dāng)鍋爐采用飽和蒸汽座位吹灰等用途時(shí)，用汽量增多將使過(guò)熱氣溫升高。鍋爐的排污量對(duì)氣溫也有影響。6、燃燒器的運(yùn)行方式當(dāng)擺動(dòng)燃燒器噴嘴向上傾斜時(shí)，因火焰中心提高會(huì)使過(guò)熱氣溫升高

5、。但是，對(duì)流受熱面布置區(qū)域距爐膛越遠(yuǎn)，噴嘴傾角對(duì)其吸熱量和出口溫度的影響就越小。對(duì)于沿爐膛高度具有多排燃燒器的鍋爐，運(yùn)行中不同標(biāo)高燃燒器的投停，也會(huì)影響過(guò)熱蒸汽的溫度。7、燃料種類(lèi)和成分當(dāng)燃煤發(fā)熱量增大時(shí)，爐膛輻射熱的份額增大，對(duì)流受熱面的吸熱份額減小，同事相同負(fù)荷下燃料的消耗量減少，煙氣體積減小，過(guò)熱氣溫將下降。另外，在煤粉鍋爐中，煤粉變粗、水分增大或灰分增加。都會(huì)使過(guò)熱氣溫升高。對(duì)各種不同的擾動(dòng)，過(guò)熱蒸汽溫度的動(dòng)態(tài)特性也各不相同。因此，過(guò)熱蒸汽溫度控制的主要任務(wù)就是：(1)克服各種干擾因素，將過(guò)熱器出口蒸汽溫度維持在規(guī)定允許的范圍內(nèi)，從而保持蒸氣品質(zhì)

6、合格：(2)保護(hù)過(guò)熱器管壁溫度不超過(guò)允許的工作溫度。主要以控制減溫水流量的變化來(lái)闡述對(duì)過(guò)熱蒸汽溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。1單回路控制減溫水流量在運(yùn)行過(guò)程中。改變減溫水流量，實(shí)際上是改變過(guò)熱器出口蒸汽的熱焙，也就是改變進(jìn)口蒸汽溫度，從動(dòng)態(tài)特性上看，這種調(diào)節(jié)方法是最不理想的，但由于設(shè)備簡(jiǎn)單，因此，應(yīng)用得最多。減溫器有面式和噴水式兩種。1,、面式減溫器面式減溫器是一種管殼式換熱器，有U形管、套管、螺旋管等類(lèi)型。這類(lèi)減溫器常用鍋爐的給水來(lái)冷卻蒸汽來(lái)調(diào)節(jié)溫度，見(jiàn)聞水量占給水總量的30﹪~60%。由于冷卻水和蒸汽不直接接觸，所以對(duì)冷卻水品質(zhì)無(wú)其他特殊要求，面式減溫器調(diào)節(jié)慣性大

7、，一般用于中小容量的鍋爐，我國(guó)電站鍋爐很少采用。2、噴水減溫器噴水減溫器又叫混合式減溫器，其原理是將減溫水直接噴入過(guò)熱蒸汽中，使其霧化、吸熱蒸發(fā)，達(dá)到降低蒸汽溫度的作用，現(xiàn)在大型電站鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)都采用噴水減溫的方法，對(duì)于多級(jí)布置的過(guò)熱器系統(tǒng)，為減少熱偏差，可采用2~3級(jí)減溫噴水。噴水減溫器按其結(jié)構(gòu)主要有笛形管式、漩渦式和文氏管式三種。減溫器應(yīng)盡可能地安裝在靠近蒸汽出口處，但一定要考慮過(guò)熱器材料的安全問(wèn)題，這樣能夠獲得較好的動(dòng)態(tài)特性。但作為控制對(duì)象的過(guò)熱器，由于管壁金屬的熱容量比較大，使之有較大的熱慣性。加上管道較長(zhǎng)有一定的傳遞滯后，如果調(diào)節(jié)器接

8、受過(guò)熱器出口蒸汽溫度t變化后，調(diào)節(jié)器才開(kāi)始動(dòng)作，去控制減溫水流量w，w的變化又要