电站锅炉的运行与调节

锅炉的蒸发量取决于燃烧放热量和受热面的换热能力,作为出口蒸汽参数之一的压力决定于锅炉蒸发量与汽轮机蒸汽需求量间的平衡;锅炉出口汽温取决于过热器､再热器受热面的换热量与流经蒸汽吸热量间的平衡;蒸汽品质则取决于锅水含盐量,而锅水含盐量则取决于给水品质和排污量;锅炉的受热面都是承压的,也都工作在接近于与材质相应的许用温度下,必须有足够的汽水流量,才能维持金属不至超温｡锅炉的运行特性,或者说满足汽轮发电机要求的能力,以及锅炉运行可靠性､安全性和经济性,在相当程度上取决于锅炉的设计制造,也在一定程度上取决于运行调节｡

投入运行后的锅炉机组会受到各种因素的干扰影响｡为了提供负荷稳定的､质量合格的蒸汽,锅炉运行人员必须随时根据机组的实际运行情况进行参数调整｡蒸汽的质量是以其品质(含杂质量小于要求值)和参数(压力和温度)来衡量的｡对于定压运行的锅炉,通常都要求供应一定参数的蒸汽;但当采用变压运行方式时,则要求蒸汽压力随机组负荷而改变｡显然,不同的运行方式所需要的调节方法也是不同的｡

锅炉运行参数调整的任务主要是:使蒸发量与外界负荷相匹配;均匀地进水,使锅筒(汽包)水位符合规定要求;维持正常的汽温和汽压;保证合格的炉水和蒸汽品质;提高锅炉机组的热效率;确保锅炉机组在安全､经济状况下运行｡

为了实现上述调整目标,锅炉运行人员必须实时了解锅炉的运行特性､掌握锅炉的动态特性｡只有根据其动态特性进行参数调节,方可避免误操作,提高运行水平｡中､小型机组可以部分或全部由人工调节｡此时,运行人员必须时刻监视仪表的指示值和检查､巡视设备的运行情况,并根据机组的运行特性进行全面的分析,做出正确的判断和及时的调整｡

现代大型机组采用集散控制系统,以执行监视､检查和调节的任务,其自动控制装置也必须适应机组的运行特性和要求｡因此,不论人工调节或自动调节,都必须以正确了解机组的运行特性为基础,运行特性包括静态特性和动态特性两个方面｡当机组运行中发生某些扰动时,哪些方面将受到影响,哪些参数发生变化,以及其变化的方向和最终的变化幅度如何,这类问题都由机组的静态特性所决定｡至于在变化的过渡过程中参数的变化速度和波动幅度,亦即参数变量与时间的关系,则属于动态特性研究的问题｡所谓动态特性是指热工对象(如锅炉､汽轮机)从一个平衡状态到另一个平衡状态的过渡特性｡对锅炉来说,是指受到内､外扰动时,汽水通道内各参数(汽温､汽压､流量)随时间变化的规律｡内扰(内部扰动)指锅炉本身受燃料量､送风量､给水量､烟气再循环挡板开度等因素的扰动｡外扰(外部扰动)指外界功率､负荷的扰动｡

锅炉的动态特性及调节稳定性还与锅炉的蓄热能力有关｡锅炉降压时附加蒸发蒸汽的能力称为蓄热能力｡由于自然循环锅炉与直流锅炉的工作原理及蓄热能力的差异使两者的运行控制也各具特点｡自然循环锅炉的蓄热能力大,当受到外界突然扰动(在允许降压速度范围内)时,自行保持负荷及参数的能力就大;并且由于蓄热的放出或储存速度慢,有较充裕的时间进行参数调节,锅炉原有的稳定工况易于维持｡但也因蓄热量大,蓄､放速度慢,当锅炉主动变负荷时,负荷及参数的反应较为迟钝,不能迅速跟上工况变动的要求｡直流锅炉则与之相反,由于蓄热能力小,在受被动扰动时,自行保持负荷及参数的能力就差,对扰动比较敏感,故对自动调节系统的要求高｡但当主动变负荷时,虽然直流锅炉每降1MPa所放出的附加蒸发量少,但释放的速度快,允许的降压速度也大,因而蒸汽参数能迅速跟上变工况的要求,适应尖峰负荷,这是直流锅炉的优越性之一｡

锅炉的运行必须保证用户(汽轮机､热用户等)所需要的蒸发量以及过热蒸汽压力(或高温热水的压力)和温度的稳定｡对自然循环锅炉,锅筒是一重要部件,其水位则是运行控制的又一重要参数｡能否调整好这些参数取决于送入锅炉的给水量和燃料量能否与送出蒸汽相平衡｡因此,可以说,对于被调整的过热蒸汽压力､温度､蒸发量､水位等运行参数,都可通过燃烧调节(压力调节､汽温调节､负荷调节等)和给水调节(水位调节)来实现｡