【正文】 下降管下行至水冷壁進(jìn)口集箱。在過(guò)熱器內(nèi)，飽和蒸汽繼續(xù)吸熱成為過(guò)熱蒸汽，然后經(jīng)汽水分離器送往儲(chǔ)氣罐。燃燒后的熱煙氣上升，經(jīng)過(guò)凝流管束、過(guò)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。 燃燒控制 鍋爐汽壓的調(diào)整如果蒸汽壓力降低過(guò)多會(huì)使汽輪機(jī)被迫不能保持額定負(fù)荷。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。負(fù)荷變化是主動(dòng)也是影響最大的因素，負(fù)荷變化速度越快，引起汽壓變化的速度也越快，對(duì)于單元制機(jī)組而言，汽輪機(jī)負(fù)荷的變化幅度將直接影響鍋爐主蒸汽壓力的變化。燃燒設(shè)備的慣性是指從燃料量開(kāi)始變化到爐內(nèi)建立新的熱負(fù)荷所需要的時(shí)間，在鍋爐運(yùn)行時(shí)，燃燒設(shè)備慣性越大，負(fù)荷變化時(shí)，汽壓變化的速度就越慢。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。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。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。當(dāng)汽壓下降時(shí)蒸汽流量下降，說(shuō)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(shuō)明燃燒供熱量偏多。 鍋爐燃燒的調(diào)整保證產(chǎn)汽量適應(yīng)外界負(fù)荷的需要，汽壓汽溫和汽包水位穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)。（2）（3）（4） 爐膛負(fù)壓的參數(shù)調(diào)整。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(guò)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。燃燒的調(diào)節(jié)主要包括送引風(fēng)量的調(diào)節(jié)。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(guò)增加或者減少送煤量的多少來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)汽包水位過(guò)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(guò)熱器積鹽垢，使管子過(guò)熱損壞。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。鍋爐負(fù)荷突然增加時(shí)，在給水量和燃燒未做相應(yīng)的調(diào)整之前，汽包水位先升高，而后再逐漸降低；而汽壓則很快下降。因此，在負(fù)荷突然增加時(shí)，水位暫時(shí)很快上升，從物質(zhì)不平衡的情況看，蒸發(fā)量大于給水量，爐水不是多了而是少了，水位會(huì)很快下降。當(dāng)燃燒加強(qiáng)時(shí)，爐內(nèi)放熱量增加，受熱面吸熱量也增加，爐水汽水加強(qiáng)，爐水中產(chǎn)生的蒸汽汽泡數(shù)量增多，體積膨脹，水位暫時(shí)提高，由于產(chǎn)生的蒸汽量不斷增多，汽壓上升，相應(yīng)提高了飽和溫度，使?fàn)t水中的蒸汽汽泡數(shù)量有所減少，水位又會(huì)下降。燃燒減弱時(shí)，情況與之相反。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。蒸汽過(guò)熱器是鍋爐的重要組成部分，它的作用是把從汽包出來(lái)的飽和蒸汽加熱到具有一定過(guò)熱度的合格蒸汽，并要求在鍋爐變工況運(yùn)行時(shí)，保證過(guò)熱蒸汽溫度在允許范圍內(nèi)。通常，再熱蒸汽壓力為過(guò)熱蒸汽壓力的20%左右，再熱蒸汽溫度與過(guò)熱蒸汽溫度相近。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(kāi)再熱器后的蒸汽溫度約等于主蒸汽溫度。（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(guò)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(wú)蒸汽冷卻，可能燒壞，因此過(guò)熱器和再熱器之間裝有高壓旁路，將過(guò)熱蒸汽通過(guò)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。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(kāi)，分別將再熱器和低溫過(guò)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。過(guò)熱器出口汽溫是蒸汽質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，過(guò)熱蒸汽汽溫過(guò)高，會(huì)加快金屬材料的蠕變，還會(huì)使過(guò)熱器蒸汽管道汽輪機(jī)高壓部分產(chǎn)生額外的熱應(yīng)力，從而縮短設(shè)備的使用壽命。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生水沖擊。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(guò)熱器的傳熱系數(shù)增大，吸熱增多汽溫升高。風(fēng)量及其分配的變化，由于送風(fēng)量或者漏風(fēng)量增加而使?fàn)t內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)增加時(shí)，燃燒生成的煙氣量增多，煙氣流速提高，導(dǎo)致對(duì)流過(guò)熱器汽溫升高，但是，如果風(fēng)量不足，燃燒不好而在煙道再燃燒時(shí)，會(huì)使煙氣對(duì)流過(guò)熱器的升高，而且可能造成過(guò)熱器超溫?fù)p壞。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(guò)熱器的煙溫和煙速都要提高，過(guò)熱器的吸熱量增加，但此時(shí)流經(jīng)過(guò)熱器的蒸汽量并未改變，因此汽溫必然升高。為此需要設(shè)置減溫器，它是將給水之惡疾呈霧狀噴射到過(guò)熱蒸汽中去與之混合，吸收蒸汽的熱量使本身加熱蒸發(fā)過(guò)熱，并成為過(guò)熱蒸汽的一部分。由于一般聯(lián)合過(guò)熱器的運(yùn)行特性都偏向于對(duì)流特性，所以當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低時(shí)，汽溫也將下降，這時(shí)減溫水就應(yīng)關(guān)小，直至減溫器解列為止，如果此后負(fù)荷再降低，由于過(guò)熱蒸汽失去汽溫調(diào)節(jié)手段，主汽溫度就不能保持額定值，故鍋爐一般不宜在這樣低的負(fù)荷下運(yùn)行。第3章 鍋爐汽水控制系統(tǒng)各控制回路 鍋爐水處理系統(tǒng) 除氧的目的和原理鍋爐給水中含有大量的氧就會(huì)引起鍋爐氧腐蝕。大型鍋爐的給水除氧，大都以熱力除氧為主。即水中的溫度越高，水中氣體的溶解度就越小。通過(guò)對(duì)原水進(jìn)行過(guò)濾、離子交換、除氧就可以得到符合水質(zhì)指標(biāo)的給水。通常情況下向鍋內(nèi)投加藥劑（如Na3PONaOH），使進(jìn)入鍋內(nèi)的雜質(zhì)沉淀物形成水渣，或是使水垢轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，通過(guò)定期排污或連續(xù)排污排出。水處理分為 鍋外水處理：沉淀軟化（石灰沉淀軟化、石灰純堿軟化）、 離子交換軟化（Na+、H+）和 鍋內(nèi)水處理：加藥（NaCONaOH、Na3PO栲膠）、排污控制 兩項(xiàng)。如果水質(zhì)不良，會(huì)造成鍋爐受熱面上結(jié)垢和金屬腐蝕。鍋爐是企業(yè)的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，鍋爐設(shè)備運(yùn)行狀況的好壞直接影響到全廠的產(chǎn)品質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益。而鍋爐設(shè)備的使用要達(dá)到高效率，最為關(guān)鍵的便是工藝指標(biāo)的嚴(yán)格控制。水中溶解了氧氣,就會(huì)使與水接觸的金屬腐蝕。 因此水中溶解有任何氣體都是不利的,尤其是氧氣,它將直接威脅設(shè)備的安全運(yùn)行。當(dāng)水和某種氣體混合物接觸時(shí),就會(huì)有一部分氣體融解到水中去。 在一定的壓力下,水的溫度越高,氣體的溶解度就越小；反之,氣體的溶解度就越大。天然水中常含有大量溶解的氧氣,可達(dá)10毫克/升。液面上氣體混合物的全壓力中,包括有液體蒸汽的分壓力. 將水加熱時(shí),液面附近水蒸氣的分壓力就會(huì)增加,相應(yīng)的液面附近其他氣體的分壓力就會(huì)降低. 當(dāng)水加熱到沸點(diǎn)時(shí),蒸汽的分壓力就會(huì)接近液面上的全壓力,此時(shí)液面上其他氣體的分壓力幾乎接近于零,于是這些氣體將完全自水中清除出去。除氧器的工作原理即利用蒸汽對(duì)水進(jìn)行加熱,使水達(dá)到一定壓力下的飽和溫度,即沸點(diǎn)。鍋爐用水的除氧是工藝指標(biāo)的重要環(huán)節(jié)之一。同時(shí)含氧蒸汽又加速大量輸汽管道的氧化，使冷凝水資源的回收亦困難重重。 除氧器液位控制除氧器水位控制對(duì)除氧效果而言是非常重要的，如水位過(guò)高，將導(dǎo)致進(jìn)入除氧器的水霧化空間不夠，直接影響除氧效果，如水位過(guò)低，又會(huì)直接威脅除氧器的正常工作，甚至影響到鍋爐的正常給水。（） 除氧器液位控制圖除氧器水位由差壓變送器進(jìn)行測(cè)量，輸出標(biāo)準(zhǔn)4—20 mADC信號(hào)至調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器輸出控制調(diào)節(jié)閥。PID調(diào)節(jié)器應(yīng)選用“反作用”方式。 除氧器壓力控制圖根據(jù)工藝要求，溫度即為104℃，此時(shí)的除氧效果最佳，因此，穩(wěn)定除氧器的壓力，其重要性是不言而喻的?？刂圃頌椋焊鶕?jù)工藝指標(biāo)，調(diào)節(jié)器給出設(shè)定值，當(dāng)變送器測(cè)量的壓力高于設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)器根據(jù)PID參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，減小輸出調(diào)節(jié)閥隨之減小開(kāi)度，因此，進(jìn)氣流量減小，壓力降低，接近設(shè)定值。當(dāng)給水流量增加，除氧箱內(nèi)吸熱加強(qiáng)，此時(shí)要增大進(jìn)汽量，否則壓力會(huì)拉跨，特別在鍋爐給水負(fù)荷變動(dòng)大時(shí)。（） 鍋爐給水控制 鍋爐的汽水系統(tǒng)。引起水位變化的主要擾動(dòng)是蒸汽流量的變化和給水量的變化。給水自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)是使給水流量適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量，以維持汽包水位在允許的范圍內(nèi)。在整個(gè)控制回路中要全面考慮這兩方面的任務(wù)。 對(duì)汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生擾動(dòng)的因素有蒸發(fā)量D、爐膛熱負(fù)荷（燃料量M），給水量（W）。圖中H1(t)直線下降，因?yàn)榻o水量小于蒸發(fā)量，使鍋爐中的蓄水量不斷減少，故水位不斷下降。實(shí)際水位的變化曲線為H1(t)和H2(t)的合成H(t)。當(dāng)汽水混合物中氣泡容積已與負(fù)荷相適應(yīng)時(shí)達(dá)到穩(wěn)定，水位就主要決定于物質(zhì)平衡，因給水量小于蒸發(fā)量，此時(shí)水位開(kāi)始下降。二、爐膛負(fù)荷擾動(dòng)（燃料量M擾動(dòng)）時(shí)水位對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性 當(dāng)燃料量增加△M時(shí)，鍋爐將吸收更多的燃量，蒸汽量增加，如果主汽閥門開(kāi)度不變，鍋爐出口汽壓將提高，蒸汽輸出量也將增加。但是由于汽水混合物中氣泡體積增大，因此也出現(xiàn)“虛假水位”現(xiàn)象，水位開(kāi)始上升，然后下降，（b）所示。τM可達(dá)3～4分鐘。Vw ——蒸發(fā)面以下的水容積（m3）；從式（3－9）可知，汽包水位在給水流量作用下的動(dòng)態(tài)特性由一個(gè)積分環(huán)節(jié)和一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)所組成，∑、T2的數(shù)值可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試求得，數(shù)值的大小同鍋爐的結(jié)構(gòu)有關(guān)。給水量增加△（c）所示。采用沸騰式省煤器，使水位特性的遲延和慣性大為增加，因?yàn)榻o水量的焓值較低，當(dāng)給水量突然增加時(shí)，如果熱負(fù)荷不變，則省煤器的沸騰率減小，處于省煤器中氣泡的容積減少。τw1 約為100～200秒。 給水壓力控制鍋爐給水系統(tǒng)中還有一個(gè)比較重要的控制回路是給水壓力回路，因?yàn)槠鼉?nèi)壓力較高，要給鍋爐補(bǔ)水必須提供更高的壓力，給水壓力回路的作用是提高水壓，使水能夠正常注入汽包。在老式的鍋爐系統(tǒng)中一般采用給水泵一直以工頻方式運(yùn)轉(zhuǎn)，用回流閥降低水壓防止爆管，現(xiàn)在一般采用通過(guò)變頻器恒壓供水的方式控制水壓，具體實(shí)現(xiàn)方式是：系統(tǒng)下達(dá)指令由變頻器自動(dòng)啟動(dòng)第一臺(tái)泵運(yùn)行，系統(tǒng)檢測(cè)給水管的水壓，當(dāng)變頻器頻率上升到工頻時(shí)，如水壓未達(dá)到設(shè)定的壓力值，系統(tǒng)自動(dòng)將第一臺(tái)電機(jī)切換至工頻直供電，并由變頻器拖動(dòng)第二臺(tái)水泵運(yùn)行，如變頻器運(yùn)行到工頻狀態(tài)時(shí)供水母管壓力仍未達(dá)到設(shè)定壓力值系統(tǒng)自動(dòng)將第二臺(tái)水泵切換至工頻直供電，再由變頻器拖動(dòng)第三臺(tái)運(yùn)行，依次類推，直至壓力達(dá)到設(shè)定值。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是：始終利用一臺(tái)變頻器自動(dòng)調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速，切換時(shí)間以管網(wǎng)的實(shí)際壓力和設(shè)定壓力的差值決定，同時(shí)保證管網(wǎng)的壓力動(dòng)態(tài)恒定。除此之外鍋爐的供水系統(tǒng)中還包括除氧器壓力控制和除氧器水位控制，除氧器壓力控制主要是為了保證除氧器口有足夠的蒸汽壓力用于將軟化水除氧，這是一個(gè)單閉環(huán)控制回路，輸入?yún)?shù)是除氧器壓力輸出參數(shù)控制除氧器進(jìn)汽閥。第4章 汽包水位控制方案設(shè)計(jì) 單沖量給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 單沖量給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖所示。水位測(cè)量信號(hào)經(jīng)變送器送到水位調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器根據(jù)水位測(cè)量值與給定值的偏差去控制給水調(diào)節(jié)閥，改變給水量來(lái)保持鍋筒水位在允許值范圍內(nèi)，因?yàn)橹徊捎盟蛔稣{(diào)節(jié)器的信號(hào)，故叫單沖量，對(duì)于低參數(shù)小容量的工業(yè)鍋爐，因?yàn)橄鄬?duì)于負(fù)荷來(lái)說(shuō)水容較大，所以虛假水位現(xiàn)象不嚴(yán)重，對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的要求又不太高，可以采用單沖量給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠滿足生產(chǎn)上的要求。 。其特點(diǎn)如下：（1） 在負(fù)荷變化時(shí)，由于虛假水位現(xiàn)象，在調(diào)節(jié)過(guò)程一開(kāi)始，給水量的變化將與負(fù)荷變化的方向相反，擴(kuò)大了進(jìn)出流量的不平衡。 單沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖 單沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖、雙沖量給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在單沖量水位調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，引進(jìn)蒸汽流量作為前饋信號(hào)，構(gòu)成雙沖量給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所以引入蒸汽流量前饋信號(hào)可以消除虛假水位對(duì)調(diào)節(jié)的不良影響。因而大大減小了給水量和水位的波動(dòng)，縮短了過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間。（） 以上的分析可見(jiàn)，雙水量給水自動(dòng)調(diào)節(jié)能在負(fù)荷變化頻繁的情況下較好的完成水位調(diào)節(jié)任務(wù)。但是調(diào)節(jié)作用不能及時(shí)反映給水側(cè)的擾動(dòng)。因此，給水母管壓力經(jīng)常有波動(dòng)，給水調(diào)節(jié)閥前后壓差不易保持正常時(shí)，不宜采用雙沖量調(diào)節(jié)。為此將引入給水流量信號(hào)，構(gòu)成三沖量控制系統(tǒng)。蒸汽流量和給水流量是引起水位變化的原因，蒸汽流量作為水位調(diào)節(jié)的前饋信號(hào)，當(dāng)蒸汽流量改變時(shí)，調(diào)節(jié)器立即動(dòng)作，相應(yīng)地改變給水流量，而當(dāng)給水流量自發(fā)地變化時(shí)，調(diào)節(jié)器也立即動(dòng)作，使給水流量恢復(fù)到原來(lái)數(shù)值，這樣就有效控制了虛假水位的影響。為了提高給水控制系統(tǒng)的可靠性，汽包水位測(cè)量使用了三個(gè)變送器。300mm，而且任意兩個(gè)水位測(cè)量信號(hào)越限177。當(dāng)給水溫度不變，而壓力在某個(gè)范圍變化時(shí)，給水流量的測(cè)量誤差很小，若給水壓力不變，給水溫度在某個(gè)范圍內(nèi)變化時(shí)，給水流量的測(cè)量誤差較大，所以對(duì)給水流量信號(hào)只采取溫度校正。如果采用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴測(cè)量蒸汽流量，一方面在高溫高壓下節(jié)流噴嘴容易磨損，檢修維護(hù)也困難，測(cè)量誤差較大，另一方面節(jié)流損失也大，一般不采用此種方法。 三沖量控制方案Ⅰ——前饋(蒸汽流量)加反饋(液位，給水流量)控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)可看作三沖量的綜合信號(hào)作為被控變量的單回路控制系統(tǒng)，投運(yùn)和整定與單回路控制系統(tǒng)一樣，但是如果