【正文】 中，煤粉過粗或爐膛溫度過低。 ? 煤質變化時的燃燒調(diào)整 揮發(fā)分低的煤種，難著火，應采取較小的一次風率和風速，增大煤粉濃度，二次風速可適當增大以提高穿透能力，使實際切圓變大，也避免過早混合，煤粉更細，較大的過量空氣系數(shù)；揮發(fā)分高，可適當降低二次風率，早混合，適當降低過量空氣系數(shù)，多投燃燒器以分散熱負荷。 （三）負荷與煤質變化時的燃燒調(diào)整原則 ? 不同負荷下的燃燒調(diào)整 （ 1）高負荷，燃燒穩(wěn)定，但易結渣、超溫，注意火焰位置居中，避免偏斜，均勻分配風粉，增大一次風率，使著火點靠后，適當降低過量空氣系數(shù)，降低損失。 一次風初溫 ? 提高煤粉氣流初溫，可穩(wěn)定著火，對燃燒過程有利。如果把握困難，寧晚勿早。 一、二次風配合 ? 一次風提供著火所需空氣，二次風提供后期燃燒空氣。低到一定程度，燃燒不穩(wěn)，需投油助燃。有最佳濃度值。應控制合適的細度。煤粉粗，著火及燃盡困難，同時燃燒過程延長，使爐膛出口煙溫升高，對受熱面不利。同時有結渣、磨損等安全問題，對爐內(nèi)空氣動力場有影響。還會降低制粉系統(tǒng)出力，易堵管，對鍋爐尾部受熱面的安全也有影響。 ? 發(fā)熱量低，燃料消耗量增加，制粉系統(tǒng)出力要大，一次風速需增加，煤粉變粗，對著火和燃盡都不利。揮發(fā)分高，著火容易，燃盡程度高，但易結渣等。 第三節(jié) 鍋爐的燃燒調(diào)整 一、概述 （一）、燃燒調(diào)節(jié)的目的 ? 保證正常穩(wěn)定的汽壓、汽溫和蒸發(fā)量； ? 著火穩(wěn)定、燃燒完全、火焰充滿度好、不結渣、不超溫； ? 最高的運行經(jīng)濟性； ? 減少污染排放?，F(xiàn)在的一次上升垂直管屏也適合變壓運行。直流鍋爐無汽包這樣的厚壁部件，熱慣性小，變負荷速率可提高。 ? 低負荷運行對鍋爐有一定影響，主要有：鍋爐有低負荷穩(wěn)燃問題，超臨界鍋爐一般 35%MCR以上能不投油穩(wěn)定燃燒，穩(wěn)燃措施有降低一次風率，投下層燃燒器，煤粉更細，適當降低負壓，減小漏風等；低負荷時煙氣速度低，溫度也低，空氣預熱器易發(fā)生堵灰、腐蝕等故障，應采取開暖風器以提高金屬壁溫溫度，加強吹灰等措施，提高運行安全性；低負荷時汽溫偏低，雖然變壓運行汽溫易保持穩(wěn)定，但負荷低到一定程度，仍會下降，影響運行的經(jīng)濟性；低負荷時，蒸汽量減少，冷卻效果差，過熱器可能超溫，且燃燒易偏斜，造成熱偏差；低負荷時燃燒不均勻，水冷壁內(nèi)流量降低，直流鍋爐的水循環(huán)安全性降低，要限制最低負荷，加強燃燒調(diào)整等。這種方式使汽機在全負荷范圍內(nèi)保持較高效率，具有良好的負荷調(diào)節(jié)性能，因而被普遍采用。低負荷時，如果蒸汽壓力低于 12MPa，機組的熱循環(huán)效率下降很快，會抵消變壓運行帶來的好處，所以目前的機組都采用定壓 變壓 定壓運行方式。 ? 變壓運行實質是讓鍋爐產(chǎn)生低壓蒸汽驅動汽輪機做功，可提高機組低負荷運行時的經(jīng)濟性和汽輪機的安全性，壓力低，有利于蒸汽溫度額定。故新機組一般采用變壓運行方式。 ? 單元機組基本方式中的定壓運行指汽輪機在不同工況下，依靠調(diào)節(jié)汽門的開度調(diào)節(jié)負荷，機前壓力不變。 三、變壓運行 ? 隨著電網(wǎng)的發(fā)展，峰谷負荷差大，要求機組進行調(diào)峰運行。協(xié)調(diào)控制以負荷調(diào)節(jié)為主要信號，再用負荷偏差和主蒸汽壓力偏差來進行修正。大容量超臨界鍋爐在低負荷時采用變壓運行，高負荷時采用定壓運行。下圖所示為 C電廠 600MW超臨界鍋爐擺動燃燒器調(diào)再熱汽溫和 Q電廠 600MW超臨界鍋爐煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫時，過熱器減溫水隨負荷變化的關系。 ? 因此在超臨界鍋爐的給水控制和主蒸汽溫度控制系統(tǒng)中，都采用燃燒器擺動角度或煙氣擋板開度信號作為修正。但煙氣側調(diào)節(jié)再熱汽溫也破壞了主蒸汽溫度調(diào)節(jié)的平衡。再熱汽溫也以煤水比調(diào)節(jié)為主。 2．再熱汽溫調(diào)節(jié) ? 如果其他條件不變，對應一定負荷，只要保持一定的煤水比，再熱器出口蒸汽焓也維持不變。而且中間點溫度與煤水比有一一對應關系，以中間點溫度來控制汽溫是合適的。 ? 以某 600MW超臨界鍋爐為例，當鍋爐負荷從額定負荷下降到 50%，分離器壓力由 ，由于壓力下降，蒸汽的焓增要增大，煤水比由 ，中間點溫度由 418℃下降到 365℃ 。相反，如鍋爐燃煤量不變，給水量增加，受熱面吸熱量沒有變化，熱水段和蒸發(fā)段長度相對增加，過熱段長度縮短，主汽溫度下降。 二、直流鍋爐參數(shù)調(diào)節(jié) 1．主蒸汽溫度調(diào)節(jié) ? 直流鍋爐的主蒸汽溫度調(diào)節(jié)主要依靠煤水比，噴水減溫為細調(diào)。負荷一般在 35%~100%范圍內(nèi)，中間點為微過熱狀態(tài)。 4．中間點溫度 ? 對于直流鍋爐，當燃料量或給水量變動時，主蒸汽溫度的時滯較大，必須用中間點溫度作為主控信號才能保證調(diào)節(jié)品質。當壓力降低，溫度不變時，蒸汽的焓上升。 ? 雖然直流鍋爐過熱器也設有多級噴水減溫器，但噴水量應嚴格控制，僅作為主蒸汽溫度的細調(diào)，和煤水比協(xié)調(diào)進行調(diào)溫，總噴水量較小，控制噴水點后受熱面金屬不超溫。 2．減溫器的噴水量 ? 與汽包鍋爐不同，直流鍋爐不能以噴水減溫作為主蒸汽溫度調(diào)節(jié)的主要手段。在適應外界負荷需求的條件下，燃料發(fā)熱量、鍋爐給水焓、鍋爐熱效率不變時，對應一定負荷，只有保證一定的煤水比不變，才能保持主蒸汽溫度和壓力在額定范圍內(nèi)變化。 二、直流鍋爐動態(tài)特性 燃料量擾動 給水量擾動 汽機調(diào)門開度擾動 第二節(jié) 直流鍋爐運行特性 一、直流鍋爐參數(shù)調(diào)節(jié)的特點 ? 直流鍋爐與汽包鍋爐相比，其參數(shù)調(diào)節(jié)的主要特點是：①主蒸汽流量的改變必需首先調(diào)節(jié)給水流量，而不是首先調(diào)節(jié)燃煤量；②主蒸汽溫度改變主要依靠煤水比來進行調(diào)節(jié)，而不是依靠減溫水，噴水減溫只是細調(diào)；③主蒸汽壓力的調(diào)節(jié)必需與主蒸汽溫度協(xié)調(diào)，都與煤水比有關；④在主蒸汽溫度調(diào)節(jié)過程中，時滯和時間常數(shù)都很大，必須通過中間點的溫度來控制主蒸汽溫度。 （ 2）與給水流量的關系 ? 如果汽輪機調(diào)節(jié)汽門開度不變，基本規(guī)律是：給水量增加，蒸汽壓力升高。 （ 1）與燃料量的關系 ? 如果汽輪機調(diào)節(jié)汽門開度不變，燃料量增加，蒸汽壓力升高。給水溫度提高，應減小煤水比。 ? 如果煤質特性變化，也應修正煤水比。 ? 如果考慮不同負荷下鍋爐效率等參數(shù)的變化，煤水比應針對負荷進行修正，以便運行時控制汽溫。在煤質、給水溫度和鍋爐效率不變的前提下，煤水比不變，則過熱蒸汽溫度不變。 一、直流鍋爐靜態(tài)特性 1．主蒸汽溫度靜態(tài)特性 ? 直流鍋爐用煤水比來表示汽溫的靜態(tài)特性。直流鍋爐的概念可以簡單地定義為只有一根管子的鍋爐，泵將水從管子的一端送入，管子放在火焰中加熱，水在管內(nèi)被加熱成蒸汽，從另一端流出。第十二章 鍋爐運行調(diào)節(jié)與優(yōu)化 ? 參數(shù)變化，維持鍋爐機組的安全經(jīng)濟運行 ? 任務：適應外界負荷的變化； 維持正常水位； 維持蒸汽參數(shù)； 保持汽水品質； 經(jīng)濟燃燒，減少損失。 第一節(jié) 直流鍋爐的運行特性 ? 直流鍋爐和汽包鍋爐不同，受熱面沒有固定的加熱、蒸發(fā)和過熱過程的明確分界線，其運行特性和汽包鍋爐不同。管子的輸出是給水流量和燃料加熱量的函數(shù)。燃料量和給水量的比值稱為煤水比。煤水比提高，燃料量增加，過熱汽溫上升；煤水比下降，過熱汽溫降低。如鍋爐效率下降，應增大煤水比，即單位質量的水要消耗更多的燃料。如煤的發(fā)熱量增加，煤水比應相應下降。 2．主蒸汽壓力靜態(tài)特性 ? 直流鍋爐的主蒸汽壓力主要由燃料量和給水參數(shù)影響。燃料量減少，壓力降低。給水量減少，壓力降低。 1．煤水比 ? 直流鍋爐煤水比指鍋爐燃煤量與給水流量之比。給水量和燃料量與負荷一一對應，直流鍋爐儲熱少，當負荷變化時，給水量的調(diào)節(jié)是保證鍋爐的物質平衡，燃料量的調(diào)節(jié)是保證能量平衡，如果其中之一不平衡，則會引起主蒸汽和壓力的變化。 ? 當主蒸汽流量不變時，減溫器噴水量增加，鍋爐的給水量必然減少，引起噴水點前工質焓上升，抵消了部分噴水的作用，也會引起噴水點前受熱面金屬超溫。 3．變壓運行對煤水比的影響 ? 當鍋爐變壓運行時，主蒸汽壓力與負荷一一對應。如果給水焓不變，則鍋爐負荷下降，蒸汽的焓增升高，則需要更多的煤，煤水比隨鍋爐負荷下降而升高。 ? 一般選擇具有一定過熱度的汽溫點為中間點，位置在分離器出口。鍋爐燃料量變化時，爐膛輻射傳熱的響應快，后部的對流受熱面?zhèn)鳠犴憫^慢，以輻射受熱面后的汽溫作為中間點溫度對燃料的擾動響應很快，同時中間點汽溫也不受噴水減溫器的影響。如果給水量不變，鍋爐燃煤量增加，受熱面吸熱量成比例增加，在受熱面內(nèi)熱水段和蒸發(fā)段的長度相對縮短，而過熱段的長度相對增加，主汽溫度必然升高。煤水比不但在燃料發(fā)熱量、鍋爐給水焓、鍋爐熱效率改變時需要及時調(diào)整，而且在負荷改變時也需要調(diào)整。在亞臨界參數(shù)運行范圍內(nèi)，中間點溫度始終高于飽和溫度 30℃ 左右。 ? 為了提高主蒸汽溫度的穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)過程中的靈敏性，直流鍋爐都配有幾級噴水減溫，作為細調(diào)手段，并保護其后受熱面不超溫。因此再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)和主蒸汽溫度調(diào)節(jié)對煤水比的要求是一致的。 ? 為了保持高的熱循環(huán)效率，再熱蒸汽不采用噴水減溫方式作為輔助調(diào)溫手段，而采用煙氣側調(diào)溫方式調(diào)節(jié)再熱汽溫，但要設置事故噴水減溫。例如采用煙氣擋板調(diào)溫的鍋爐，當負荷下降時，再熱器側擋板開度增大，而過熱器側擋板開度減小，即過熱汽溫會降低，需要減少減溫水；而采用擺動式燃燒器調(diào)溫，隨燃燒器擺角向上變化，過熱汽溫與再熱汽溫為同向變化，都會升高，需要增加過熱器的減溫水。不同的再熱汽溫調(diào)節(jié)方式，使主蒸汽調(diào)溫的減溫水量有變化，如采用擺動燃燒器的方式比煙氣擋板方式的減溫水量要大，且都隨鍋爐復負荷下降而減少。 減溫水量與負荷的關系 3．主蒸汽壓力調(diào)節(jié) ? 直流鍋爐的主蒸汽溫度和壓力必須協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)。壓力調(diào)節(jié)可采用機爐協(xié)調(diào)控制或鍋爐跟蹤方式。鍋爐跟蹤方式以主蒸汽壓力為主要信號，當鍋爐燃料量與鍋爐負荷不相適應時，用負荷與燃料量的差分信號產(chǎn)生一個過調(diào)量，從而可加快鍋爐燃料量的調(diào)整，穩(wěn)定主蒸汽壓力。對調(diào)峰機組的要求：良好的啟停特性；低負荷穩(wěn)定運行；安全穩(wěn)定變負荷特性；低負荷保持較高效率。但汽機內(nèi)有較大溫度變化，低負荷節(jié)流損失大，效率低。即主汽門全開，調(diào)節(jié)汽門全開（或部分全開），依靠機前壓力變化適應負荷變化，主汽溫度額定。但在高負荷時，蒸汽壓力低，機組運行的經(jīng)濟性未能提高，還影響了機組的調(diào)頻性能。即高負荷和低負荷時采用定壓運行方式，中間負荷段采用變壓運行方式。負荷區(qū)間需要進行技術經(jīng)濟比較，考慮經(jīng)濟性與安全性，要由優(yōu)化試驗確定。 ? 超臨界鍋爐變壓運行，工質會經(jīng)過亞臨界、臨界和超臨界三個區(qū)域，參數(shù)調(diào)節(jié)復雜。螺旋管圈水冷壁在相變最大區(qū)域無中間聯(lián)箱，不存在工質的再分配，熱偏差小，適合變壓運行。直流鍋爐啟動和變負荷速度主要受汽輪機的脹差和熱應力的限制。 （二）、影響燃燒的因素 煤質 ? 揮發(fā)分是主要因素。相反，揮發(fā)分低，燃燒穩(wěn)定性差，燃盡程度下降，經(jīng)濟性差。 ? 水分增加，燃燒困難，燃盡也差，同時煙氣量增加，熱損失增大。 ? 灰分增加，燃燒困難。 煤粉細度 ? 顆粒細，燃燒好，但需要消耗制粉系統(tǒng)能量。另外顆粒大易貼墻，造成壁面的還原性氣氛，帶來安全問題。 煤粉濃度 ? 一次風煤粉濃度對著火穩(wěn)定性影響很大。 鍋爐負荷 ? 負荷降低，燃燒穩(wěn)定性變差。同時負荷降低，燃燒效率降低，經(jīng)濟性變差。二次風過早過晚混合進一次風，都會影響燃燒。對于旋流燃燒器，基本是單只燃燒器決定燃燒過程，各只間配合較少，因此一、二次風的配合更為重要。計算表明，一次風溫從 20℃ 升高至 300 ℃ ，著火熱可減少 60%，著火提前。 （ 2）低負荷時，燃燒不穩(wěn)，可適當加大過量空氣系數(shù)，降低一次風率和風速，煤粉更細，集中火嘴，保證下層燃燒器投運以利于穩(wěn)燃，適當降低爐膛負壓以減少漏風、提高爐膛溫度。 （四）良好燃燒工況的判斷與調(diào)節(jié) ? 正常穩(wěn)定燃燒，火焰明亮穩(wěn)定，高負荷時火焰偏白，低負荷時偏黃，火焰中心在爐膛中部，火