【正文】 以直接從式（ 3－ 1）導(dǎo)出： (32) 拉氏變換后可得： )]()([)()( 1221 SVKSSVTSSHTSHSTT DDDD ???? (33) )( 212221 DDDW vkdtdvTdtdhTdt hdTT ??? 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 其傳遞函數(shù)為 (34) 上式可以用兩 個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)的并聯(lián)來等效，即 (35) 式中 122 /)( TTTKK DD ??? ； Da KTT /1?? 當(dāng) 蒸發(fā)量忽然增加 △ D， 給水量和燃料量不變時(shí)，水位變化如圖 （ a） 中 所示。在控制回路中被調(diào)參數(shù)是汽包水位（ H），調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是給水調(diào) 節(jié) 閥，調(diào)節(jié)量是給水流量（ W）。給水自動(dòng)調(diào)節(jié)的另一個(gè)任務(wù)是保持給水穩(wěn)定。如果只考慮主要擾動(dòng)，那么汽包水位對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性可表示為： (31) 式中 T1 , T2 時(shí)間常量 Tw —— 給水流量項(xiàng)時(shí)間常數(shù)； TD —— 蒸汽流量項(xiàng)時(shí)間常數(shù)； Kw —— 給水流量項(xiàng)的放大系數(shù)； KD —— 蒸汽流量項(xiàng)的放大系數(shù)； h = △ H/Ho (Ho 為穩(wěn)定情況下的水位 ，△ H 為水位高度變化 )； vw＝△ W/Dmax (△ W 為給水流量的變化， Dmax 為最大蒸汽負(fù)荷量 )； )()(12221 DDDDW vkdtdvTvkdtdvTdtdkTdt kdTT ????? 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 vD =△ D/Dmax (△ D 為蒸汽負(fù)荷的變化 )。汽包及蒸發(fā)管系中儲(chǔ)藏著 蒸汽和水，儲(chǔ)藏量的多少，是以被制量水位表征的，汽包的流入量是給水量，流出量是蒸汽量，當(dāng)給水量等于蒸汽量時(shí)，汽包水位就恒定不變。 PID 調(diào)節(jié)器應(yīng)選用“反作用”方式。反之亦然。 除氧器在運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生負(fù)荷變化，也就是說除氧器的壓力也會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)這種 變化發(fā)生后，進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥的開度必須有相應(yīng)的改變，才能保持壓力 穩(wěn)定。操作器作 為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)閥與 調(diào)節(jié)器 間聯(lián)絡(luò)的紐帶和橋梁，也作為事故狀態(tài)下操作人員進(jìn)行手操，同時(shí)手操跟蹤 調(diào)節(jié)器 輸出，為無擾動(dòng)切換作準(zhǔn)備，當(dāng)自動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí)，將手操器自動(dòng)切換為手動(dòng)狀態(tài)?？刂圃頌椋焊鶕?jù)工藝指標(biāo)，給出設(shè)定值，當(dāng)變送器測(cè)量的 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 水位高于設(shè)定值時(shí)， 將偏差信號(hào)送入調(diào)節(jié)器進(jìn)行 PID 參數(shù) 進(jìn)行運(yùn)算，減小輸出調(diào)節(jié)閥隨之減小開度，因此，進(jìn)水流量減小，水位降低，接近設(shè)定值 ， 反之亦然 。 除氧器在運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生負(fù)荷變化，也就是說除氧器的水位會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)這種變化發(fā)生后，進(jìn)水調(diào)節(jié)閥 的開度必須有相應(yīng)的改變，才能保持水位穩(wěn)定，在水位控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器和進(jìn)水調(diào)節(jié)閥構(gòu)成一個(gè)負(fù)反饋的閉合回路。按《 GB1576— 2020 低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，鍋爐用水的溶解氧量要小于 ，而要達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)，則除氧器壓力必須控制在 ，除氧器溫度必須控制在 104℃。未除氧的軟水其氧離子將使鍋爐內(nèi)管束氧化，特別在高溫、高壓環(huán)境下，將更加加速設(shè)備的氧化過程，嚴(yán)重降低設(shè)備的使用壽命，減少鍋爐的蒸發(fā)量。 這時(shí)除氧器的空間充滿著水蒸汽 ,而氧氣的分壓力逐漸降低為零 ,溶解于水 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 的氧氣將全部逸出 ,以保證給水含氧量合格。 要達(dá)到這一點(diǎn) ,不僅要將水加熱到沸點(diǎn) ,還要使液面上沒有這些氣體存在 ,即將逸出的氣體隨時(shí)排走。 汽輪機(jī)的凝結(jié)水可能融有大量氧氣 ,因?yàn)榭諝饽芡ㄟ^處于真空狀態(tài)下的設(shè)備不嚴(yán)密部分滲入進(jìn)去 . 此外 ,補(bǔ)充水中也含有氧氣及二氧化碳等其他氣體。同時(shí)氣體在水面的分壓力越高 ,其溶解度就越大 ,反之 ,其溶解度也越低。 氣體的溶解度就是表示氣體溶解于水中的數(shù)量 ,以毫克 /升計(jì)值 ,它和氣體的種類以及它在水面的分壓力、和水的溫度有關(guān)。除氧器本 身 又是給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的一個(gè)混合式加熱器 ,同時(shí)高壓加熱器的疏水、化學(xué)補(bǔ)水及全廠各處水質(zhì)合格的疏水、排氣等均可通入除氧器匯總并加以利用 ,減少發(fā)電廠的汽水損失。在熱交換器中若有氣體聚集就會(huì)妨礙傳熱 過程的進(jìn)行 ,降低設(shè)備的傳熱效果。 除氧器 除氧器的主要作用是除去給水中的氧氣 ,保證給水的品質(zhì)。對(duì)于煙廠的節(jié)能與設(shè)備管理達(dá)標(biāo)與否，也產(chǎn)生很大的影響。因此，工業(yè)鍋爐水處理工作，就是采取有效措施，保證鍋爐的 汽 、水品質(zhì)，防止鍋爐結(jié)垢，腐蝕及汽水共滕等不良現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí) ，為了環(huán)保以及節(jié)約水資源，還對(duì)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的污水進(jìn)行一系列的處理，并使處理出來的水進(jìn)行二次利用，這樣，即可節(jié)約水資源，又達(dá)到環(huán)保的要求。 在鍋爐運(yùn)行中，水處理是個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。在鍋爐運(yùn)行中，人要隨時(shí)對(duì)鍋爐進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)控，保證鍋爐的安全運(yùn)行。但僅僅是鍋外水處理還不夠，在鍋外水處理的同時(shí)還需進(jìn)行鍋內(nèi)水的處理。當(dāng)水的溫度上升到沸點(diǎn)時(shí)，它就不再具有溶解氣體的能力，因此各種氣體 如 O2和 CO2便從水中解析出來，從而達(dá)到除去水中氧及其他氣體的目的。 熱力除氧的原理是根據(jù)再恒溫和平衡狀態(tài)下，任何氣體在水中的溶解度與該氣體在水面上的分壓力成正比。因此為了防止鍋爐的氧腐蝕，必須控制給水中氧的含量。 上面我們對(duì)鍋爐的三大任務(wù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹和認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在來具體談?wù)勫仩t的汽水控制系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)汽溫的特點(diǎn)是，它只能使蒸汽減溫而不能升溫。 蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)過熱蒸汽的溫度的原理在現(xiàn)代電廠中是利用給水作為冷卻工質(zhì)去直接冷卻蒸汽，改變蒸汽的焓增量。例如，當(dāng)給水溫度降低時(shí)，加熱給水所需要的熱量增加，燃料消耗量必然要增加，進(jìn)入到對(duì)流過熱器的煙溫和煙速 都要提高，過熱器的吸熱量增加，但此時(shí)流經(jīng)過熱器的蒸汽量并 未 改變，因此汽溫必然升高。 蒸汽側(cè)的主要影響有：鍋爐負(fù)荷的變化，實(shí)際鍋爐中，聯(lián)合過熱器的負(fù)荷特性通常是呈對(duì)流式的，即過熱器出口汽溫隨鍋爐負(fù)荷增加而升高； 但是 ，當(dāng)負(fù)荷突然增加燃燒工況來不及改變，在汽壓未恢復(fù)前，由于過熱器的加熱條件沒有改變而流經(jīng)過 熱器的蒸汽流量變大了，因此這時(shí)的汽溫降低。 煙氣側(cè)的主要影響有： 燃料性質(zhì)的變化，揮發(fā)分降低，含炭量增加時(shí)，火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高，將使得汽溫升高，燃煤水 份 增加，爐膛出口煙溫增加，煙 氣流速增加，這樣使得對(duì)流過熱器的傳熱系數(shù)增大，吸熱增多汽溫升高 。當(dāng)壓力不變時(shí)汽溫加大，蒸汽的熱焓必然減少，蒸汽的做 功能力將減少，汽耗必然增加， 工廠 經(jīng)濟(jì)性降低。汽溫過低，會(huì)使汽輪機(jī)最后幾級(jí)的蒸汽濕度增加，對(duì)葉片的侵蝕作用加劇。 汽－氣熱交換器；蒸汽旁通法；煙氣再循環(huán)；分隔煙道擋板調(diào)溫法，當(dāng)再熱器布 置在鍋爐尾部煙道內(nèi)時(shí)，為了調(diào)節(jié)再熱氣溫，有時(shí)把尾部煙道用隔墻分開，分別將再熱器和低溫過熱器布置在兩個(gè)并聯(lián)的煙道中，在它們后面布置省煤器，在出口處設(shè)有可調(diào)煙氣擋板，調(diào)節(jié)煙氣擋板，可以改變流經(jīng)兩個(gè)煙道的煙氣流量，從而調(diào)節(jié)再熱汽溫 。 （ 1） 再熱蒸汽壓力低，蒸汽與管壁之間的對(duì)流放熱系數(shù) 小 ，再熱蒸汽對(duì)管壁的冷卻效果差； （ 2） 再熱蒸汽壓力低、溫度高、比容大，再熱蒸汽的容積流 量比主蒸汽大的多，再熱蒸汽連接管道直徑比過熱蒸汽大； （ 3） 再熱蒸汽對(duì)汽溫偏差較敏感； （ 4） 再熱蒸汽出口氣溫受進(jìn)口氣溫的影響； （ 5） 當(dāng)汽輪機(jī)甩負(fù)荷或機(jī)組起停時(shí)，再熱蒸汽無蒸汽冷卻，可能燒壞，因此過熱器和再熱器之間裝有高壓旁路，將過熱蒸汽通過高壓旁路快速減溫減壓后引入再熱器，從而起到保護(hù)再熱器的作用。 再熱器的進(jìn)汽是汽輪機(jī)高壓缸的排汽，它的壓力約為主蒸汽壓力的 20%左右，溫度稍高于相應(yīng)的飽和溫度，流量約為主蒸汽流量的 80%，離開再熱器后的蒸汽溫度約等于主蒸汽溫度。我國(guó) 125MW 及以上機(jī) 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 組都采用了中間再熱系統(tǒng)。汽輪機(jī)高壓缸的排汽先送到鍋爐的再熱器中，經(jīng)過再一次加熱升溫到一定的溫度后，返回到汽輪機(jī)的中低壓缸和低壓缸中繼續(xù)膨脹 做 功。 給水壓力升高則給水量增多，從而破壞了給水量與蒸發(fā)量的平衡，因此必然引起汽包水位的波動(dòng)，在其他情況為改變的情況下，給水壓力升高使給水量增大，水位升高 ，給水壓力低使給水量減少時(shí)，水位下降。對(duì)于單元機(jī)組，如果此時(shí)汽壓不能恢復(fù)則汽輪機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將要關(guān)小調(diào)速汽門，進(jìn)汽量減少，因此水位又會(huì)上升。 在鍋爐負(fù)荷和給水量未發(fā)生變化的情況下，爐內(nèi)燃燒工況發(fā)生變動(dòng)多數(shù)是由于燃燒不良，給煤 量的不穩(wěn)定所引起。汽壓下降的結(jié)果，一方面造成汽水混合物比容增大，水位上升；另一方面使飽和溫度降低，造成金屬和爐水放出部分熱量用來蒸發(fā)爐水，因此爐水內(nèi)的蒸汽數(shù)量大大增加，汽水混合物體積膨脹，促使水位很快上升，形成虛假水位。 汽包水位是否穩(wěn)定首先取決于鍋爐負(fù)荷的變動(dòng)量及其變動(dòng)速度，因?yàn)樗粌H影響 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 蒸發(fā)設(shè)備中水的消耗量，而且還會(huì)造成壓力的變化，從而引起爐水狀態(tài)發(fā)生變化，促使它的體積也發(fā)生變化 。汽包嚴(yán)重滿水時(shí)，會(huì)造成蒸汽大量進(jìn)水，除引起蒸汽溫度急劇下降外，還會(huì)引起蒸汽管道和汽輪機(jī)內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重水沖擊，甚至打壞汽機(jī)葉片。 2． 2 汽水控制 汽包水位的調(diào)整及控制 當(dāng)汽包水位過高時(shí)，由于汽包蒸汽容積和空間高度減小，蒸汽攜帶的水 份 會(huì)增加，從而蒸汽的品質(zhì)惡化，容 易造成過熱器積鹽垢，使管子過熱損壞。鍋爐負(fù)荷發(fā)生改變而需要調(diào)節(jié)進(jìn)入爐內(nèi)的 燃料 量時(shí)，通過增加或者 減少 送煤量的多少來 實(shí)現(xiàn)。 燃 燒的調(diào)節(jié)主要包括送 引風(fēng)量的調(diào)節(jié)。鍋爐在高負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，由于爐膛溫度高，著火與混合條件較好，故燃燒一般是穩(wěn)定的，此時(shí)可適當(dāng)減少過量空氣系數(shù)，這樣既可以減少排煙，又可使?fàn)t內(nèi)溫度提高。 （ 4） 爐膛負(fù)壓的參數(shù)調(diào)整。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 （ 2） 著火 穩(wěn)定，燃燒中心適當(dāng)，火焰 分布 均勻，不燒毀噴燃器過熱器等設(shè)備，避免結(jié)渣 。當(dāng)汽壓下降時(shí)蒸汽流量下降，說明燃料燃燒的供熱量不足，當(dāng)汽壓上升的同時(shí)，蒸汽流量增加，說明燃燒供熱量偏多。當(dāng)外 界負(fù)荷不變時(shí)，汽壓的穩(wěn)定主要取決于爐內(nèi)燃燒工況，此外，鍋爐換熱狀況的改變也會(huì)影響汽壓的穩(wěn)定。 外部因素是指非鍋爐設(shè)備本身的原因造成的擾動(dòng)，主要有外界負(fù)荷的變化；高壓加熱器因故障退出運(yùn)行；給水壓力變化。 汽壓變化反應(yīng)了鍋爐蒸發(fā)量與外界負(fù)荷之間的平衡，由于外界負(fù)荷、爐內(nèi)燃燒工況、換熱情況以及鍋爐內(nèi)工作情況經(jīng)常變化，引起鍋爐蒸發(fā) 量的不斷變化，所以汽壓的變化與波動(dòng)是必然的，汽壓穩(wěn)定只是相對(duì)的 。鍋爐儲(chǔ)熱能力是指當(dāng)外界負(fù)荷變化而燃燒工況不變時(shí)，鍋爐能夠放出或者吸收熱量的能力，鍋爐的儲(chǔ)熱能力對(duì)汽壓的變化是一個(gè)緩沖作用。 汽壓變化的速度表明了鍋爐保持及恢復(fù)汽壓的能力，汽壓的變化速度影響因素是：負(fù)荷的變化速度、鍋爐的儲(chǔ)熱能力及燃燒設(shè)備的慣性等。鍋爐汽壓高低對(duì)于汽包水位、汽溫等主要運(yùn)行參數(shù)也有很大影響，當(dāng)汽壓降低由于對(duì)應(yīng)的飽和溫度降低，使部分爐水蒸發(fā)，會(huì)引起爐水體積膨脹，故汽包水位要上升，反之則爐水體積要收縮，汽包水位下降，引起虛假水位。如果蒸汽壓力降低過多會(huì)使汽 輪機(jī)被迫不能保持額定負(fù)荷。 燃燒控制 鍋爐 汽 壓的調(diào)整 鍋爐運(yùn)行時(shí)主蒸汽壓力的控制是通過鍋爐出力與汽輪機(jī)蒸汽進(jìn)汽量的平衡來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)兩者平衡時(shí)，對(duì)于定壓運(yùn)行的機(jī)組，便能穩(wěn)定工況、變工況或各種擾動(dòng)下均保持主蒸汽壓力的穩(wěn)定；對(duì)于變壓運(yùn)行的機(jī)組，便能始終保持主蒸汽壓力按負(fù)荷對(duì)應(yīng)的關(guān)系進(jìn)行變化。燃燒后的熱煙氣上升，經(jīng)過凝流管束、過熱器、省煤器和空氣 預(yù)熱器后，再經(jīng)除塵裝置清除其中的飛灰，最后才由風(fēng)機(jī)送往煙囪排往大氣。在過熱器內(nèi)，飽和蒸汽繼續(xù)吸熱成為過熱蒸汽，然后經(jīng)汽水分離器送往儲(chǔ)氣罐。 鍋爐的工作情況如下： 給水在除氧器被高溫蒸汽除氧并加熱，由給水管道將水送至省煤器，在其中被加熱到某一溫度后，進(jìn)入鍋筒，然后沿下降管下行至水冷壁進(jìn)口集箱。省煤器的作用是使給水在進(jìn)入鍋筒之前，被預(yù)先加熱到某