【文章內(nèi)容簡介】 法。對汽溫調(diào)節(jié)方法的基本要求是：調(diào)節(jié)慣性或延遲時(shí)間小，調(diào)節(jié)范圍大，對循環(huán)熱效率影響小，結(jié)構(gòu)簡單可靠及附加設(shè)備消耗少。（1）噴水減溫方法　噴水減溫是將水直接噴入過熱蒸汽中，水被加熱，汽化和過熱，吸收蒸汽中的熱量，達(dá)到調(diào)節(jié)汽溫的目的。噴水減溫是直接接觸式熱交換，慣性小，調(diào)節(jié)靈敏，易于自動化，加上其結(jié)構(gòu)簡單，因此電站鍋爐普遍采用。而表面式減溫器由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)溫慣性大，只在給水品質(zhì)要求較低的小型鍋爐中采用。再熱器不宜采用噴水減溫，因?yàn)闀闺姀S的循環(huán)熱效率降低。噴水再熱器的水在低壓下被加熱汽化和過熱，僅在汽輪機(jī)的中低壓缸中做功，猶如附加了一個(gè)中壓循環(huán)系統(tǒng)，中壓循環(huán)的效率低，因此將使整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)熱效率降低。（2）汽－汽交換器用于再熱汽溫的調(diào)節(jié)，利用高溫高壓過熱蒸汽來加熱再熱蒸汽，達(dá)到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的?？刹贾迷跓煹劳夂蜔煹纼?nèi)。（3）蒸汽旁通法當(dāng)再熱汽溫偏高時(shí)，調(diào)節(jié)三通閥，使旁通蒸汽量加大。低溫再熱器內(nèi)蒸汽流量減少，出口汽溫升高，低溫再熱器由于進(jìn)出口平均汽溫升高，與煙氣的溫壓降低而使吸熱量減少，汽溫降低。由于高溫再熱器處煙溫高，進(jìn)口汽溫的降低對其傳熱溫壓的增加影響不大，吸熱量增加很少。于是再熱器總吸熱量降低，出口汽溫下降。相反，減少蒸汽旁通量將使再熱汽溫升高。蒸汽旁通法調(diào)節(jié)再熱汽溫的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，慣性小，缺點(diǎn)是再熱器金屬消耗量增加。（4）煙氣再循環(huán)法煙氣再循環(huán)法的工作原理是再循環(huán)風(fēng)機(jī)將省煤器后溫度為250～350的一部分煙氣抽出，送入爐膛，改變各受熱面的吸熱量比例，以調(diào)節(jié)汽溫。（5）分隔煙道擋板調(diào)節(jié)法當(dāng)再熱汽溫變化時(shí)，調(diào)節(jié)擋板開度，改變流過再熱器的煙氣量，使再熱器吸熱量改變，達(dá)到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的。煙氣擋板設(shè)備簡單，操作方便，已被許多大型電站鍋爐采用。（6）改變火焰中心位置方法擺動式燃燒器多用于燃燒器四角布置鍋爐。上下擺動燃燒器，使煤粉火炬上下傾斜，改變火焰中心的位置，從而改變爐膛出口煙氣溫度，調(diào)節(jié)過熱或再熱汽溫。改變火焰中心位置的調(diào)溫方法調(diào)節(jié)靈敏，慣性很小，但不精細(xì)，常與噴水減溫等其他調(diào)溫方法配合使用。第五章 大容量鍋爐傳熱模型的改進(jìn) 現(xiàn)有模型的特點(diǎn)300MW 以上的大容量電站鍋爐受熱面的設(shè)計(jì)和布置，尤其是鍋爐爐膛輻射受熱面的設(shè)計(jì)與布置對于鍋爐的運(yùn)行性能影響很大。在電站鍋爐熱力計(jì)算方面，我國一直采用前蘇聯(lián)的《鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法》，并注意積累自己的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。國內(nèi)的各大鍋爐廠也相繼引進(jìn)了國外 300MW 和 600MW 壓臨界參數(shù)電站鍋爐的設(shè)計(jì)技術(shù)與計(jì)算方法，如美國 CE 公司、Bamp。W 公司和 FW 公司的計(jì)算方法，在吸取世界各國先進(jìn)技術(shù)與計(jì)算方法同時(shí)，并仍然充分注意結(jié)合國內(nèi)電站鍋爐運(yùn)行和試驗(yàn)的大量實(shí)際數(shù)據(jù)，針對中國煤質(zhì)燃燒特性進(jìn)行修正。但是目前該《標(biāo)準(zhǔn)》仍然是解決工程技術(shù)問題和鍋爐性能研究以及計(jì)算機(jī)模擬電站鍋爐等熱量過程的主要方法。 前蘇聯(lián)鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)（1）以相似理論為基礎(chǔ)，在對 100MW 以下的鍋爐機(jī)組進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，建立了具有較強(qiáng)的理論解析性和可靠的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算方法。（2）爐膛換熱計(jì)算方法用于 100MW 以下的鍋爐計(jì)算熱力計(jì)算時(shí)，計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際運(yùn)行中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本符合。但是，用于 200MW 以上的鍋爐機(jī)組時(shí)，計(jì)算值與實(shí)際運(yùn)行值有較大的誤差。這種誤差在我國的 200MW 機(jī)組上體現(xiàn)了出來，一般情況計(jì)算值比實(shí)際運(yùn)行值低 100－130℃，以致造成過熱器超溫或減溫水量過大等問題。 誤差原因分析（1）爐內(nèi)溫度場是非等溫性的，沿爐膛高度方向上的非等溫性已經(jīng)在 M 值中間考慮過。但是，大容量鍋爐爐膛橫斷面上的溫度場也是非等溫性的，這種非等溫對爐內(nèi)換熱強(qiáng)度具有顯著的影響。（2）在水冷壁近壁面處有一個(gè)煙溫突變層，煙溫突變層減弱了水冷壁與爐膛中心處火焰的熱交換強(qiáng)度，即產(chǎn)生了一個(gè)對輻射的“屏蔽效應(yīng)”。這種屏蔽作用對熱有效系數(shù)產(chǎn)生影響，其結(jié)果使熱有效系數(shù)減小。（3）火焰與爐壁對輻射都具有選擇性，灰體模型的誤差較大。熱有效系數(shù)也具有一定的選擇性，即值隨著輻射波長有明顯的變化，在小容量機(jī)組熱力計(jì)算中未予以考慮。（4）從燃燒中心到爐膛出口處，爐膛黑度的數(shù)值變化很大，采用平均值計(jì)算也會造成誤差?；鹧婧诙仍谂c單色輻射波長有關(guān)，這使?fàn)t膛黑度的變化更為復(fù)雜。（5）煙氣中大量彌漫的固體粒子使輻射流產(chǎn)生散射作用，散射也會使?fàn)t膛總換熱強(qiáng)度減弱，即散射對爐膛總換熱量產(chǎn)生了一個(gè)“屏蔽效應(yīng)”。氣流含灰濃度越高，散射性越強(qiáng)，散射將引起爐膛黑度值降低?！?傳熱模型的改進(jìn) 杜－卜爐內(nèi)換熱計(jì)算方法（新方法）在爐膛的換熱計(jì)算中，爐膛出口煙溫是爐膛換熱計(jì)算的重要參數(shù)，它直接影響著其他計(jì)算部分。對于大容量鍋爐，采用原方法進(jìn)行屏式過熱器和輻射式過熱器的傳熱計(jì)算，得出的數(shù)據(jù)和運(yùn)行存在偏差較大，因此大屏過熱器和屏式過熱器的傳熱計(jì)算模型也是需要改進(jìn)的。爐膛出口煙溫計(jì)算新公式：　　　　　　　　　　　　　　　　 （5—1）式中 按輸入爐膛的熱量計(jì)算的水冷壁熱負(fù)荷公式（5－1）中引用了新的波爾茲曼準(zhǔn)則數(shù)，它更能反映出爐內(nèi)實(shí)際的換熱能力。杜－卜公式突出了理論燃燒溫度對爐內(nèi)換熱的影響，這就意味著，煤質(zhì)特性對爐內(nèi)換熱產(chǎn)生的影響作用較大，它必然對爐膛出口煙溫值產(chǎn)生顯著影響。即煤質(zhì)的發(fā)熱量越大，理論燃燒溫度越高，對爐膛出口煙溫值產(chǎn)生的影響越大。 爐內(nèi)換熱計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) 爐膛出口煙氣溫度公式：　　 （5－2）其中：爐膛傳熱系數(shù)－爐膛水冷壁沾污系數(shù)　　爐膛中總的輻射受熱面積，絕對燃燒時(shí)煙氣的溫度保熱系數(shù)計(jì)算燃燒時(shí)煙氣的溫度，Kg/h煙氣平均比熱 屏式過熱器傳熱計(jì)算新方法屏式過熱器一般布置在爐膛上部和出口處，它的傳熱規(guī)律是當(dāng)爐膛出口煙溫升高時(shí)，在進(jìn)口汽溫不變的條件下，出口汽溫相應(yīng)升高。因?yàn)闋t膛出口煙溫升高時(shí)管間煙氣對管屏的輻射換熱增強(qiáng)，對流傳熱量也增加。但后屏過熱器傳熱特性的主要特點(diǎn)是輻射傳熱，尤其是管間傳熱，所以后屏過熱器的傳熱計(jì)算應(yīng)突出管間傳熱。在以前的熱力計(jì)算中，后屏的傳熱計(jì)算以對流為主，將輻射傳熱合并到對流傳熱計(jì)算方法中。這樣，后屏過熱器的傳熱計(jì)算沒有反映出輻射換熱的特點(diǎn)。新的傳熱計(jì)算更能夠符合實(shí)際傳熱過程的基本規(guī)律。新方法是以有效輻射的理論為基礎(chǔ)，將屏式過熱器的傳熱量分成三部分：管間煙氣對管屏的輻射換熱，來自爐膛及分隔屏去的直接輻射，純對流傳熱。所以屏式過熱器的總傳熱量為： （5—3）一、管間煙氣對管屏的輻射換熱： （5—4） 式中， H p應(yīng)按輻射受熱面積計(jì)算方法確定。但是屏間煙氣溫度的計(jì)算要復(fù)雜些，進(jìn)入后屏的煙氣流量為兩部分，一部分由屏底部的水平界面流入后屏區(qū)，這部分煙氣的溫度比較高。另一部分煙氣來自分隔屏區(qū)的平行斷面，這部分煙氣的溫度比較低。故后屏區(qū)域的煙氣進(jìn)口的平均溫度按下式計(jì)算 （5—5）、分別為通過后屏水平斷面由爐膛直接進(jìn)入的煙氣流量和溫度、由分隔屏區(qū)進(jìn)入后屏的煙氣流量和溫度。流量的分配可以按照流通斷面積比例分配。即： 　 （5—6）所以 （5—7) 二、的計(jì)算方法：主要包括三部分，從后屏底部的水平界面上直接接受的爐膛輻射熱、爐膛輻射透過分隔屏區(qū)的部分輻射熱和分隔屏區(qū)熱煙氣與后屏區(qū)的輻射熱交換. 后屏接受外來輻射熱的熱的計(jì)算方法：的計(jì)算方法： = （5—8） （1）后屏進(jìn)口斷面接受的直接輻射 根據(jù)有效輻射和熱有效系數(shù)的概念： （5—9） 表示后投射到后屏入口斷面上的有效輻射熱流密度。 表示后屏入口斷面上接受到的熱流密度。因?yàn)楹笃恋倪M(jìn)口斷面有兩個(gè)，且來自兩個(gè)斷面上的熱流密度值并不相同，為了簡化計(jì)算，作如下處理： （510） 來自后屏底部斷面的爐膛直接輻射和來自分隔屏區(qū)的輻射熱流分別為： （511）這樣，在后屏進(jìn)口斷面上的輻射熱交換為： （512） （513） 、分別表示屏進(jìn)口斷面和爐膛受熱面的熱有效系數(shù)。表示投射到后屏進(jìn)口斷面上的熱流密度。 （514） （515） 所以 （516）（2）后屏出口斷面向后屏后的輻射 （517） （518） 式中 ξr是對不同種類燃料的煙氣輻射力的修正系數(shù)。當(dāng)燃用固體燃料時(shí)，一般可取 ξr =，令ξr / φ≈1，則有 （519） （520） （3）純對流傳熱 Qd 。后屏的對流傳熱量計(jì)算按純對流方式計(jì)算，不再考慮管間輻射放熱，即： （521） （522）式中Fd－ 按管子的周圍面積計(jì)算ξ考慮煙氣沖刷不均的影響系數(shù)， ξ≈在實(shí)際計(jì)算中，由于煙氣流動場分布不均，煙氣流對屏的沖刷不均，導(dǎo)致管屏煙氣側(cè)實(shí)際的對流放熱系數(shù)偏小。 大屏過熱器傳熱計(jì)算新方法 大屏的傳熱計(jì)算是基于屏區(qū)的煙溫水平，而不是爐膛的總換熱特性。所以，傳熱計(jì)算應(yīng)當(dāng)與爐膛分開進(jìn)行。爐膛出口煙溫升高，屏區(qū)煙溫提高，大屏的傳熱量增大。 大屏過熱器傳熱量可以分為三部分：大屏間高溫?zé)煔鈱芷恋妮椛浞艧?Qf大屏接受爐膛的輻射熱Qf2和煙氣流過大屏?xí)r的對流放熱Qd。 所以大屏的總傳熱量為： （523）（1） 大屏間高溫?zé)煔鈱芷恋妮椛浞艧? （524） 式中 屏的黑度 －屏的輻射受熱面積 －屏的熱有效系數(shù) 屏間煙氣的平均溫度（2） 大屏接受爐膛的輻射熱 ：可分為三部分熱量：接受爐膛的輻射熱，這部分輻射熱通過屏底部的水平界面，同時(shí)分隔屏區(qū)向爐膛的反向輻射也通過該界面；分隔屏區(qū)煙氣向煙氣后屏的輻射，這部分輻射熱通過與后屏平行的界面向后屏輻射；爐膛的輻射熱透過分隔屏區(qū)，向后屏輻射的部分。所以 （525） （526） （527）和分別表示大屏接受爐膛的輻射熱的水平界面和大屏與后屏平行的界面，β 是考慮大屏區(qū)高溫?zé)煔鈱t膛反向輻射后的吸熱系