細(xì)數(shù)鍋爐運(yùn)行特點(diǎn)
鍋爐是一個(gè)復(fù)雜的調(diào)節(jié)對(duì)象，它的特點(diǎn)是：
被調(diào)參數(shù)：如：蒸汽流量、汽溫、汽壓、汽包水位等；
調(diào)節(jié)參數(shù)：如：燃料量、給水量、風(fēng)量、減溫水量、煙氣量等；擾動(dòng)因素多，如：燃料的品質(zhì)或數(shù)量、給水溫度或給水量、爐內(nèi)燃燒工況、鍋爐輔機(jī)的啟動(dòng)或停用、機(jī)組負(fù)荷的變化等；以及調(diào)節(jié)裝置多。
由于以上特點(diǎn)，使鍋爐運(yùn)行成為一個(gè)多種參數(shù)相互影響的復(fù)雜動(dòng)態(tài)變化過程。在鍋爐運(yùn)行的動(dòng)態(tài)變化過程中，要確保運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，就必須要求運(yùn)行人員熟悉鍋爐的動(dòng)態(tài)特性，熟悉各參數(shù)變化的相互關(guān)聯(lián)，掌握各種擾動(dòng)下參數(shù)變化的范圍和幅度以及參數(shù)變化的物理本質(zhì)。目前機(jī)組配套的鍋爐，一般都配備有較完善的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，在這些機(jī)組上采用計(jì)算機(jī)參與控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)，因而大大提高了機(jī)組的自動(dòng)調(diào)節(jié)質(zhì)量和保護(hù)的可靠性。為此，大型機(jī)組的運(yùn)行人員，還應(yīng)掌握自動(dòng)調(diào)節(jié)的基本原理和過程，以便運(yùn)行工況發(fā)生變化時(shí)能及時(shí)分析、判斷并進(jìn)行必要的調(diào)整和處理。
一、各種型式鍋爐的運(yùn)行特點(diǎn)
機(jī)組配套的鍋爐主要有自然循環(huán)汽包鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐三種型式。由于鍋爐型式的不同，它們的結(jié)構(gòu)特性和熱工特性就不同，因而其運(yùn)行特性也不相同。
上述三種型式鍋爐的主要運(yùn)行特點(diǎn)可知，直流鍋爐對(duì)負(fù)荷及參數(shù)變化響應(yīng)速度快，工況變化時(shí)參數(shù)變動(dòng)劇烈且各參數(shù)之間的變化相互影響，因而控制技術(shù)要求高，使參數(shù)調(diào)節(jié)和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)比汽包鍋爐要復(fù)雜。自然循環(huán)汽包鍋爐在工況變動(dòng)時(shí)適應(yīng)性好，各參數(shù)變化相互間的影響小，因而使參數(shù)調(diào)節(jié)方便簡(jiǎn)單，但對(duì)負(fù)荷及參數(shù)變化的響應(yīng)較為遲鈍。強(qiáng)制循環(huán)鍋爐既具有自然循環(huán)汽包鍋爐參數(shù)調(diào)節(jié)方便簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，又具有水循環(huán)可靠和直流鍋爐對(duì)負(fù)荷及參數(shù)變化響應(yīng)快速的特點(diǎn)，是目前較為理想的一種爐型。一般來說，直流鍋爐蓄熱量小自動(dòng)控制宜采用汽機(jī)跟蹤方式，而汽包鍋爐，為了充分利用鍋爐蓄熱，可采用鍋爐跟蹤方式。
二、工況變化對(duì)鍋爐參數(shù)的影響
1、鍋爐的參數(shù)
鍋爐工況是指鍋爐運(yùn)行的工作狀況。鍋爐工況通過一系列有關(guān)的運(yùn)行參數(shù)來反映。
不同型式鍋爐運(yùn)行特點(diǎn)比較表比較項(xiàng)目自然循環(huán)汽包鍋爐直流鍋爐強(qiáng)制循環(huán)鍋爐水循環(huán)依靠工質(zhì)水、汽的重度差形成自然循環(huán)，工質(zhì)壓力愈高，水、汽的重度差愈小，循環(huán)的可能性將下降。給水泵所需的壓頭較小，因而耗功也較小。循環(huán)倍率在4—5左右。負(fù)荷低時(shí)，水循環(huán)的可靠性也將下降。循環(huán)倍率等于l，靠給水泵的壓頭使水、汽在系統(tǒng)中流動(dòng)，阻力較大。因而要求給水泵的壓頭高，耗功也大。蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)的穩(wěn)定性，主要決定于各管屏間及同屏各管間流量分配的合理性。
爐水的循環(huán)主要依靠裝設(shè)在下降管出口處的爐水循環(huán)泵可靠，水循環(huán)在各種負(fù)荷下都能得到保證，循環(huán)倍率在2左右。啟動(dòng)速度由于厚壁汽包的存在，升溫升壓速率將受到限制，因而啟動(dòng)速度較慢。無(wú)汽包等厚壁部件，因而允許有較大的升溫升壓速率。汽包容積小，相對(duì)壁厚較薄，啟動(dòng)速度介于兩者之間。適應(yīng)負(fù)荷變化的能力及可控性蓄熱能力大，抗外擾能力也強(qiáng)，因而可控性較好，但對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)能力稍差。蓄熱能力小，自行保持參數(shù)的能力差，因而對(duì)參數(shù)調(diào)節(jié)的要求高，鍋爐可控性較差，但對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)介于自然循環(huán)汽包爐和直流爐之間。對(duì)設(shè)備和操作的要求操作較簡(jiǎn)單，參數(shù)易于控制。需要專門的啟動(dòng)旁路系統(tǒng)，啟停操作和正常運(yùn)行調(diào)節(jié)都較復(fù)雜。操作較簡(jiǎn)單，參數(shù)易于控制。
啟動(dòng)熱損失較小較小較小映鍋爐工況的參數(shù)很多，如：反映鍋爐出力的有蒸發(fā)量，反映蒸汽質(zhì)量的有壓力和溫度，其它還有燃料量、風(fēng)量、氧量、汽包水位、煙氣壓力、煙氣溫度等等。這些參數(shù)有一些是用作調(diào)節(jié)對(duì)象的，在一些是用來反映進(jìn)入鍋爐各種物質(zhì)的狀態(tài)的，有一些則是為了反映鍋爐的經(jīng)濟(jì)性以及鍋爐的安全性的。
2、鍋爐的運(yùn)行工況
鍋爐在一定條件(即一定的工況)下運(yùn)行時(shí)，用來反映鍋爐工作狀況的各個(gè)參數(shù)都具有確定的數(shù)值。如果運(yùn)行條件改變，則這些參數(shù)就要相應(yīng)地發(fā)生變化。鍋爐運(yùn)行中，如果工況參數(shù)一直保持不變，則這時(shí)的工況稱為穩(wěn)定工況。事實(shí)上，參數(shù)絕對(duì)不變的工況是不存在的。在實(shí)際運(yùn)行中，即使鍋爐運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，各工況參數(shù)也總在不斷地發(fā)生細(xì)小的變化，因而所謂的穩(wěn)定，只能是相對(duì)的穩(wěn)定。一般情況下，只要鍋爐的參數(shù)在一段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)變動(dòng)甚小時(shí)，則可認(rèn)為鍋爐外于穩(wěn)定工況下運(yùn)行。
當(dāng)鍋爐在某一穩(wěn)定工況下運(yùn)行時(shí)，由于運(yùn)行條件發(fā)生變化使鍋爐工況發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，運(yùn)行人員的職責(zé)就是及時(shí)分析原因并進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，以盡快建立一個(gè)新的穩(wěn)定工況。鍋爐機(jī)組一般是按照額定工況或幾個(gè)工況進(jìn)行設(shè)計(jì)的，當(dāng)鍋爐在一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)偏離原設(shè)計(jì)數(shù)值下運(yùn)行時(shí)一般稱之為在非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行。事實(shí)上，在實(shí)際運(yùn)行中，鍋爐的工作條件很少有完全符合設(shè)計(jì)工況的，也就是說鍋爐是經(jīng)常在非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行的。因此就要求鍋爐運(yùn)行人員熟悉非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行時(shí)鍋爐各主要參數(shù)的變化。只有這樣，才能通過運(yùn)行調(diào)節(jié)確保鍋爐在安全經(jīng)濟(jì)狀況下運(yùn)行。
3、工況變化對(duì)鍋爐參數(shù)的影響
鍋爐的運(yùn)行參數(shù)主要有過熱蒸汽溫度、汽包水位和鍋爐蒸發(fā)量等，其運(yùn)行過程則表現(xiàn)為一個(gè)復(fù)雜的參數(shù)變化過程。無(wú)論發(fā)生內(nèi)擾或外擾，均將引起鍋爐工況的變化，而最后則表現(xiàn)為運(yùn)行參數(shù)的變化，而且往往一個(gè)變動(dòng)因素將同時(shí)引起多個(gè)相關(guān)參數(shù)的變化。例如：當(dāng)單元機(jī)組的汽輪機(jī)所需蒸汽流量變動(dòng)時(shí)，在其它條件不變的情況下，鍋爐汽壓、汽溫、水位都將隨著發(fā)生變動(dòng)。
由鍋爐的動(dòng)態(tài)特性可知，鍋爐主要運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定，主要取決于兩個(gè)平衡：汽輪機(jī)功率和鍋爐蒸發(fā)量的平衡；以及直流鍋爐燃料與給水的平衡或汽包鍋爐蒸發(fā)量與給水量的平衡。保持第一個(gè)平衡便能保證鍋爐汽壓的穩(wěn)定，保持第二個(gè)平衡則能穩(wěn)住直流鍋爐的過熱汽溫或汽包鍋爐的水位。當(dāng)工況發(fā)生變化時(shí)，平衡遭到破壞，如不及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，必將引起運(yùn)行參數(shù)變化。引起鍋爐工況變化的因素很多，往往幾個(gè)變化因素同時(shí)存在，它們對(duì)鍋爐工況及參數(shù)變化所產(chǎn)生的影響可能疊加，也可能相互抵消，應(yīng)按具體情況進(jìn)行綜合分析。
因此，在進(jìn)行運(yùn)行分析的故障判斷時(shí)切不可單憑表面現(xiàn)象便草率地下結(jié)論，應(yīng)在對(duì)各運(yùn)行工況進(jìn)行全面、綜合分析的基礎(chǔ)上找出事故或異常情況的根源。同樣，在進(jìn)行參數(shù)調(diào)整時(shí)，也應(yīng)充分考慮對(duì)該項(xiàng)操作的影響范圍，以便對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行超前調(diào)節(jié)，確保參數(shù)調(diào)整時(shí)鍋爐運(yùn)行工況的穩(wěn)定。
三、鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性
不斷提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性是鍋爐運(yùn)行調(diào)整的重要組成部分。對(duì)于單元機(jī)組而言，鍋爐運(yùn)行調(diào)整的任務(wù)，不僅是為了提高鍋爐的熱效率，而且還要為提高整個(gè)機(jī)組的熱效率服務(wù)。
鍋爐運(yùn)行調(diào)整的內(nèi)容通常可分為燃燒調(diào)整、參數(shù)調(diào)整和運(yùn)行方式三個(gè)方面。就提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性而言，燃燒調(diào)整的目的是為了減少爐內(nèi)各種不完全燃燒損失；通過參數(shù)調(diào)整，減少鍋爐排煙熱損失和提高整個(gè)機(jī)組的熱力循環(huán)效率；通過運(yùn)行方式調(diào)整、優(yōu)化輔機(jī)組合，降低輔機(jī)能耗和自用水、汽的消耗量。為了提高鍋爐和整個(gè)機(jī)組的熱效率，正常運(yùn)行中一般應(yīng)保持較高的汽溫、汽壓，進(jìn)行合理配風(fēng)，優(yōu)化燃燒器的組合，采用低氧燃燒，保持合適的煤粉細(xì)度，杜絕泄漏，盡量減少給水閥門的壓差和再熱減溫的使用，降低鍋爐各個(gè)部分的漏風(fēng)，按規(guī)定對(duì)受熱面進(jìn)行吹灰以及采用變壓運(yùn)行方式等。
四、鍋爐運(yùn)行的安全性
安全生產(chǎn)在電力工業(yè)中占有首要的地位。離開了安全性，經(jīng)濟(jì)性及機(jī)組發(fā)電量等指標(biāo)均將成為一句空話。因此，鍋爐運(yùn)行調(diào)整的首要任務(wù)是確保鍋爐的安全、可靠運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上不斷提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。為了提高鍋爐運(yùn)行的安全性，應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行啟停階段及變工況運(yùn)行時(shí)各受熱面安全運(yùn)行的各項(xiàng)有效措施，加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視和調(diào)整，防止由于監(jiān)視疏忽、調(diào)整不及時(shí)或操作不當(dāng)甚至誤操作所造成的鍋爐四管泄漏爆破事故，認(rèn)真做好防止受熱面結(jié)垢、磨損、腐蝕和停爐后的保養(yǎng)工作，確保運(yùn)行中各參數(shù)及變化速率不超限，充分發(fā)揮FSSS的作用，做好鍋爐防爆工作。
此外，針對(duì)季節(jié)性的特點(diǎn)還應(yīng)做好防臺(tái)、防汛、防火、防凍等工作。為了保證鍋爐的安全運(yùn)行，運(yùn)行人員除了嚴(yán)格監(jiān)視參數(shù)的變化外，還應(yīng)養(yǎng)成運(yùn)行分析的良好習(xí)慣，發(fā)現(xiàn)疑問應(yīng)追根尋源，以便把事故消滅在萌芽狀態(tài)。
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