我厂锅炉再热汽温经常低的原因分析
【摘要】针对机组运行中再热汽温度经常偏低，与设计值偏差甚远，结合我厂锅炉型式及机组的实际运行情况，查找分析原因，提高我厂再热汽温，避免再热汽温始终低给机组带来危害。
【关键词】再热汽温；结渣积灰；煤质；燃烧器；配风；过量空气系数
0.概况
田集电厂#1、2锅炉是由上海锅炉厂有限公司制造的超临界参数变压运行螺旋管圈直流锅炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式，平衡通风、固态排渣、露天布置燃煤锅炉、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。型号为SG1913/25.4-M967。锅炉燃烧方式为四角布置切圆燃烧，布置6层24只、低NOX 直流燃烧器，在最上层煤粉燃烧器上方，各布置2组过燃风口（CCOFA），共8只，最上层有2组偏转消旋风口（SOFA），上组布置2层8只，下组布置3层12只，共20只消旋风口。最下层A磨喷燃器装有四只等离子点火器，用于锅炉启、停及低负荷稳燃，布置2组底部风口（AⅠAA），共8只。在AB、CD、EF层AUX风口中配有12根轻油枪的轻油燃烧器，同样也具有锅炉点火和助燃的作用。锅炉再热器由低温再热器和高温再热器两部分组成。低温再热器布置于尾部烟道中，高温再热器布置于水平烟道中。低温再热器入口配2只事故喷水减温器。
国内燃煤电站锅炉再热汽温在锅炉正常运行中低于设计值运行是较为普遍的现象，在锅炉负荷变动时该偏差会更大。锅炉再热汽温低有哪些危害，在此就不多说了。那么导致锅炉再热汽温低的原因有哪些？又该采取什么措施来改善呢？
1.锅炉设计中存在不足
锅炉厂在进行锅炉设计时，对再热器的各个段的面积设计是否合理，是需要在锅炉正常运行中加以实践检验的。从目前我厂#1～2锅炉运行来看，这个问题是需要认真审视的。我们可以通过焓升实验来检验再热器的换热面积设计是否合理，从而确定出问题所在。广西合山电厂#1炉（330MW）通过改造增加了1100平米的再热器面积取得了成功，值得我们借鉴。
2.锅炉受热面结渣积灰的影响
在锅炉正常运行中，如果各个受热面上的结渣积灰得不到有效及时的清理，对锅炉效率的影响是不言而喻的，对锅炉汽温的影响也是非常明显的，所以必须确保锅炉吹灰系统及各个吹灰器的正常运行，并且确认这项工作按规定认真执行了。
课程设计任务书 题目: 锅炉过热蒸汽温度控制系统设计 摘要 本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计。控制系统采用串级控制以提高系统的控制性能，在系统中采用了主控-串级控制的切换装置，使系统可以适用于不同的工作环境。通过使用该系统，可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。 关键字：过热蒸汽控制串级控制系统自动控制主控-串级切换 目录 1 生产工艺介绍 .................................................. 错误！未定义书签。 1.1 锅炉设备介绍............................................................................ ３ 1.2 蒸汽过热系统的控制................................................................ ５2控制原理简介 ..................................................................................... ６ 2.1控制方案选择............................................................................. ６ 2.1.1单回路控制方案................................................................. ６
锅炉汽温调整的方法和注意事项汽温是机、炉安全经济运行所必须监视与调整的主要参数之一，由于影响汽温的因素多，影响过程复杂多变，调节过程惯性大，这就要求汽温调节应勤分析、多观察，树立起超前调节的思想。在机组工况发生变化时，应加强对汽温的监视与调整，分析其影响因素与变化的关系，摸索出汽温调节的一些经验，来指导我们的调整操作。下面,我们对一些典型工况进行分析,并提出一些指导性措施。由于汽温变化的复杂性,大家在应用过程中要结合实际遇到的情况学会灵活变通,不可生搬硬套。 一、机组正常运行中的汽温调节 汽温调节可以分为烟气侧调整、蒸汽侧的调整，烟气侧的调节过程惯性大，通常情况下需要3-5分钟左右温度才会开始变化；而蒸汽侧的调节相对比较灵敏。因此正常运行过程中，应保持减温水调整门具有一定的开度，一般应大于7%；如果减温器已经关完或开度很小时，由于阀门的特性原因它的调节能力减弱，也就是减温水流量变化相对较小，此时应观察同侧另一级减温水流量是否偏大，并及时对其的减温水流量进行重新分配，另外还可以对燃烧进行调整（在炉膛氧量允许时可适当加大风量，或调整风门使火焰中心上移），使汽温回升、减温器开启。如果各级减温器开度均比较大时（若大于60%），
同时也应从燃烧侧调整，或对炉膛进行吹灰，以达到关小各级减温器，使其具有足够的调节余量。 总之，在机组正常运行时，各级减温后的蒸汽温度在不同工况下是不相同的。应加强对各级减温器后蒸汽温度的监视，并做到心中有数，以便在汽温异常时作为调整的参考。建议在负荷发生变化时应将减温水且为手动调整，避免汽温大幅度波动。 二、变工况时汽温的调节。 变工况时汽温波动大,影响因素众多,值班员应在操作过程中分清主次因素,对症下药,及早动手,提前预防.必要时采取过调手段处理,不可贻误时机,酿成超温事故。变工况时汽温的变化主要是锅炉的燃烧负荷与汽轮机的机械负荷不匹配所造成的。一般情况下，当锅炉的热负荷大于汽轮机的机械负荷时，汽温为上升趋势，两者的差值越大，汽温的上升速度越快。目前机组在投入BLR方式下运行时，机组负荷变化频繁且幅度较大。下面对几种常见情况分析如下: 1、正常加减负荷时的汽温调节。 正常加负荷时，在汽轮机调门开度增加，锅炉压力下降自调系统开始增加燃料量、风量。而汽温的变化要滞后于燃烧侧的热负荷的增加。对于过热器来说，由于蒸发量的增加，对过热汽温有一定的补偿能力，所以过热汽温的变化是滞后与负荷变化速度的（它随着负荷的增加燃料量、蒸汽压力、蒸汽流量的增加而增快的）。也就是说负荷
内蒙古科技大学 本科生过程控制课程设计说明书 摘要 随着先进的电子和计算机技术的发展和控制功能的不断完善以及对热电厂中锅炉仪表控制系统进行的先进改造，以先进的DCS系统作为锅炉的控制核心，锅炉鼓风机和引风机采用变频驱动技术，以保护电机和节约能源，结合实际的现场仪表、变频调速器、DCS控制方案的具体实施方案。而在锅炉主汽温度控制系统中，也有越来越多的方法可以实现生产控制，这里需要我们对过热器的出口蒸汽温度进行检测，当温度不在控制范围内时就通过对过热器阀门的控制，设计锅炉主汽温度控制系统，实现对汽包主蒸汽温度的控制，以产生合格的产品，这个就是这次设计的主要内容。 关键词：锅炉；主汽；温度；控制
目录 第一章绪论 (3) 第二章热电厂概述 (4) 2.1锅炉概述 (4) 2.2锅炉、锅筒设备及结构 (5) 2.3锅炉控制的工作原理 (6) 第三章锅炉主汽温度控制系统概述 (7) 3.1锅炉蒸汽温度控制概述 (7) 3.2过热器的基本概念 (7) 3.3锅炉主汽温度控制系统的总体设计方案 (8) 第四章锅炉主汽温度控制的设计过程 (9) 4.1锅炉主汽温度控制说明 (9) 4.2锅炉主汽温度控制系统的分析与初步设计 (10) 4.3锅炉主汽温度串级控制系统图解及仪表选型 (11) 4.4锅炉主汽温度控制系统安全保护对策 (13) 第五章总结 (15) 参考文献 (16)
第一章绪论 这个学期的第一个课程设计是过程控制课程设计，通过上个学期的热电厂的实习，以及对热电厂的工艺和锅炉的生产设备及工艺的了解，我们选择了各自的课程设计题目，我的设计主要是介绍锅炉控制中的主汽温度控制系统的设计。随着科学的进步以及各种仪器的发展，现在已经有很成熟的控制方法来控制锅炉的生产，我这里是根据一般的场合所需要的控制方案，设计了一个串级的控制系统。对一些大的生产设备和一些有大的延迟或者是大的滞后的生产过程就不做叙述了。
仅供参考[整理] 安全管理文书 影响锅炉汽温的因素及汽温的控制措施 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共8 页
影响锅炉汽温的因素及汽温的控制措施 锅炉运行中，如果汽温过高，将引起过热器、再热器、蒸汽管道以及汽轮机汽缸、阀门、转子部分金属强度降低，导致设备使用寿命缩短，严重时甚至造成设备损坏事故。从以往锅炉受热面爆管事故统计情况来看，绝大多数的炉管爆破是由于金属管壁严重超温或长期过热造成的，因而汽温过高对设备的安全是一个很大的威胁。蒸汽温度低的危害大家也是知道的，它将引起机组的循环效率下降，使煤耗上升，汽耗率上升，新蒸汽温度过低时，带来的后果就不仅仅是经济上的问题了，严重时可能引起蒸汽带水，给汽轮机的安全稳定运行带来严重的危害，所以规程上规定机组额定负荷下新蒸汽温度变化应在+5℃～-5℃之间。 一、影响过热汽温变化的因素 1、燃料性质的变化：主要指燃料的挥发份、含碳量、发热量等的变化，当煤粉变粗时，燃料在炉内燃烬时间长，火焰中心上移，汽温将升高。当燃料的水份增加时，水份在炉内蒸发需吸收部分热量，使炉膛温度降低，同时水份增加，也使烟气体积增大，增加了烟气流速，使辐射过热器的吸热量降低，对流过热器的吸热量增加。 2、风量及其配比的变化：炉内氧量增大时，由于低温冷风吸热，炉膛温度降低，使炉膛出口温度升高。在总风量不变的情况下，配风的变化也会引起汽温的变化，当下层风量不足时，部分煤粉燃烧不完全，使得火焰中心上移，炉膛出口烟温升高。 3、燃烧器及制粉系统运行方式的变化：上层制粉系统运行将造成汽温升高，燃烧器摆角的变化，使火焰中心发生变化，从而引起汽温的变化 4、给水温度的变化：给水温度升高，蒸发受热面产汽量增多，从 第 2 页共 8 页
控制循环或自然循环锅炉影响汽温的运行因素 一、影响过热汽温的主要运行因素 1、给水温度 当给水温度降低时，汽包内的水与较低温度的给水混合后，干度下降。在燃料量不变的情况下，汽包产汽量下降，即进入过热器的蒸汽量减少，引起过热汽温上升。增加燃料恢复产汽量后，汽温更上升。 2、过量空气系数 当过量空气系数变化时，直接影响锅炉的排烟损失，同时影响对流受热面与辐射受热面的吸热比例。当过量空气系数增加时，除排烟损失增加，锅炉效率降低外，炉膛辐射吸热减少，烟道对流传热增加，具有对流特性的过热器吸热量有所增加，末级过热器出口汽温上升。具有辐射特性的过热器，汽温可能下降。 3、火焰中心高度 火焰中心温度上移时，炉膛出口烟气温度上升，引起过热汽温上升；反之，过热汽温下降。 4、受热面结渣 当炉膛水冷壁结渣时，水冷壁吸热量降低，汽包产汽量减少；同时，炉膛出口烟气温度上升，过热汽温升高。若过热器结渣或积灰时，过热汽温明显下降。 二、影响再热汽温的主要运行因素 1、给水温度 当给水温度降低时，在燃料量不变的条件下，锅炉蒸发量降低。如果保持给水温度降低前的锅炉蒸发量，必须增加燃料量。对于汽包锅炉，由于燃料量增加，相应的烟气量增加，对流布置的再热器吸热量就会随之增加，再热汽温上升。 2、过量空气系数 过量空气系数增加时，对流再热器吸热量增加，出口汽温上升。过量空气系数减少 时，对流再热器吸热量减少，出口汽温降低。 3、火焰中心高度 火焰中心高度变化的影响与过量空气系数变化的影响相似，但对辐射再热器的锅炉 调温作用更为明显。火焰中心上移，辐射式或对流式再热器吸热量增加，再热汽温 上升。 4、受热面结渣 当炉膛水冷壁结渣时，水冷壁吸热量降低，炉膛出口烟气温度上升，再热汽温升高。 当再热器结渣或积灰时，再热汽温明显下降。 5、烟气流量 利用烟道挡板改变两侧烟道的烟气量，可以改变两侧烟道内受热面的吸热量，达到 调温度的目的。某侧烟气量增大，则该侧受热面的吸热量增大，出口汽温提高。
我厂三期机组主蒸汽温度低原因及处理 近期，我厂#6、7机组机组负荷在50%及以上时经常出现主蒸汽温度低现象，现总结其原因及其处理方向。 一、主蒸汽温度过低的危害 当主蒸汽压力和凝结真空不变，主蒸汽温度降低时，主蒸汽在汽轮机内的总焓降减少，若要维持额定 负荷，必须开大调速汽阀的开度，增加主蒸汽的进汽量。一般机组主蒸汽温度每降低10C,汽耗量要 增加 1.3%~1.5%。 主蒸汽温度降低时，不但影响机组的经济性，也威胁着机组的运行安全。其主要危害是： (1)末级叶片可能过负荷。因为主蒸汽温度降低后，为维持额定负荷不变，则主蒸汽流量要增加，末级焓降增大，末级叶片可能过负荷状态。 (2)末几级叶片的蒸汽湿度增大。主蒸汽压力不变，温度降低时，末几级叶片的蒸汽湿度将要增加，这样除了会增大末几级动叶的湿汽损失外，同时还将加剧开几级动叶的水滴冲蚀，缩短叶片的使用寿命。 (3 )各级反动度增加。由于主蒸汽温度降低，则各级反动度增加，转子的轴向推力明显增大，推力瓦块温度升高，机组运行的安全可靠性降低。 (4)高温部件将产生很大的热应力和热变形。若主蒸汽温度快速下降较多时，自动主汽阀外壳、调节级、汽缸等高温部件的内壁温度会急剧下降而产生很大的热应力和热变形，严重时可能使金属部件产生裂纹或使汽轮机内动、静部分造成磨损事故；当主蒸汽温度降至极限值时，应打闸停机。 (5)有水击的可能。当主蒸汽温度急剧下降50C以上时，往往是发生水冲击事故的先兆，汽轮机值班员必须密切注意，当主蒸汽温度还继续下降时，为确保机组安全，应立即打闸停机。 二、引起主蒸汽温度低的因素： 1)水煤比。 在直流锅炉动态分析中，汽轮机调节汽阀的扰动，对直流锅炉是一种典型的负荷扰动。当调节汽阀阶 跃开大时，蒸汽流量D和机组输出功率N E立即增加，随即逐渐减少，并恢复初始值，汽轮机阀前压力 P T一开始立即下降，然后逐渐下降至新的平衡压力。由于直流锅炉的蓄热系数比汽包锅炉小，所以直流锅炉的汽压变化比汽包锅炉大得多。当负荷扰动时，过热汽温T2近似不变，这是由于给水流量和燃 烧率保持不变，过热汽温就基本保持不变。 燃烧率扰动是燃料量、送风量和引风量同时协调变化的一种扰动。当燃烧率B阶跃增加时，经过一段 较短的迟延时间，蒸汽流量D会暂时向增加方向变化；过热汽温T2则经过一段较长的迟延时间后单调上升，最后稳定在较高的温度上；汽压P T和功率N E的变化也因汽温的上升而最后稳定在较高的数值。 当燃烧率不变而给水流量增加时，一开始由于加热段和蒸发段的伸长而推出一部分蒸汽，因此蒸汽流 量D、汽压P T、功率Nk几乎没有迟延的开始增加，但由于汽温T2的下降，最后虽然蒸汽流量D增加，而输出功率N E却有所减少；汽压Pr也降至略高于扰动前的汽压，过热汽温T2则经过一段较长的迟延时间后，最后稳定在较低的温度。 给水和燃料复合扰动时的动态特性是两者单独扰动时的动态特性之和，由图2可知，当给水和燃料按 比例变化时，蒸发量D立即变化，然后稳定在新的数值上，过热汽温则保持在原来的数值上(额定汽温)。这就是说明严格控制水煤比是直流炉主蒸汽调节的关键。
如何解决锅炉主、再热汽温偏低问题 张兆民 （大唐安阳发电厂发电部，河南安阳455004） 摘要：为了维持稳定的汽温，并保持规程规定的汽温的高点，操作人员要掌握影响汽温变动因素，根据锅炉运行工况的变动及时地做出正确的判断和处理。本文将结合工作实际，探讨如何解决锅炉主、再热汽温偏低的问题。 关键词：锅炉；主热汽温；再热气温；偏低 中图分类号：TK223文献标识码：A 文章编号：1003-5168(2012)24-0001-01 本厂#9、10锅炉型号：DG1025/18.2，亚临界自然循环汽包锅炉，单炉膛、一次中间再热，平行通风、钢构架、固态排渣、燃煤锅炉，制粉系统：中间储仓式；#1、2锅炉型号：DG1025/17.4，东方锅炉厂生产，亚临界、自然循环、单炉膛四角切园燃烧、一次中间再热、摆动燃烧器调温、平衡通风、固态排渣；制粉系统：风扇磨。过热器是将饱和蒸汽加热到额定过热温度的锅炉受热面部件，再热器则是将汽轮机高压缸的排汽重新加热到额定再热温度的锅炉受热面部件。设计锅炉的受热面时，规定了锅炉的燃料特性、给水温度、过量空气系数和各种热损失等额定参数，但实际运行时，由于各种扰动的存在，将不能获得设计预定的工况。因此，锅炉的蒸汽参数将发生变化[1]。 1锅炉汽温调节的目的 锅炉汽温调节的目的就是要在锅炉规定的负荷范围内，维持蒸汽温度的稳定。锅炉在运行过程中，蒸汽温度将随锅炉负荷、燃料性质、给水温度、过量空气系数、受热面清洁程度的变化而波动，运行中应设法予以调节。汽温过高，使管壁温度高，金属材料许用应力下降，影响其安全。如高温过热器在超温10～20℃下长期运行，其寿命将缩短一半以上；汽温过低，机组循环效率下降，并使汽轮机排汽湿度增大，汽温下降10℃，煤耗增大约0．2％，对于高压机组，汽温下降10℃，汽轮机排汽湿度约增加0．7％；再热蒸汽温度不稳定，还会引起汽缸与转子的胀差变化，甚至引起振动。汽温偏离额定值，对机组运行的经济性、安全性均有不利影响，在运行中，必须采取可靠的调节手段，维持汽温与额定汽温的差值不大于+5℃和一10℃。一般要求在70％～100％额定负荷范围内维持汽温稳定，某些机组要求汽温稳定的负荷范围较大，如过热汽温在50％～100％负荷范围内应维持稳定，再热汽温在60％～100％负荷范围内应维持稳定。 2主、再汽温偏低的影响因素 锅炉主、再热汽温的影响：(1)高压缸排汽温度变化的影响。在其他工况不变的情况下，高压缸排汽温度越高，再热器出口温度就越高。机组在定压方式下运行时，汽机高压缸排汽温度将随着机组负荷的增加而升高。另外主汽温度、主汽压力、汽轮机高压缸的效率和高压缸抽汽量的大小等因素，均对高压缸的排汽温度会产生影响。(2)再热蒸汽量变化的影响。在其他工况不变时，再热蒸汽流量越大，再热器出口温度将越低。机组正常运行时，再热蒸汽流量将随着机组负荷、汽轮机高压缸抽汽量的大小、吹灰器的投停、安全门、对空排汽门等的状况变化而变化。(3)再热器吸热量的变化。再热汽温受锅炉机组各种运行因素的影响，如锅炉负荷、燃料性质、燃烧工况、流经再热器侧的烟气流量以及受热面的清洁程度等，都将引起再热器吸热量发生变化，从而导致再热汽温的变化，还受减温水大小的影响。 从烟气侧调节蒸汽温度，是改变流过受热面的烟气温度或烟气流量，使传热温差、传热系数发生变化来改变受热面的吸热量，达到调节汽温的目的。从烟气侧调节汽温，其调温幅度较大，调节准确性较差，一般多用于再热蒸汽温度的调节[2]。 3解决主、再汽温偏低问题的措施 3.1过热汽温的调节
摘要 锅炉蒸汽温度自动控制包括过热蒸汽温度控制和再热蒸汽温度控制。再热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一，再热蒸汽温度过高或过低都会显著地影响电厂的安全性和经济性。再热循环可以降低汽轮机尾部叶片处的蒸汽湿度，降低汽耗，提高电厂的热循环效率，所以单元机组普遍采用中间再热技术[1-2]。本次毕业设计以再热蒸汽温度为被控对象，设计相应的控制器使再热器出口蒸汽温度在允许范围内，并且保护再热器，使管壁温度不超过允许的工作温度。 火电厂对再热蒸汽汽温控制若采用常规串级控制系统，具有很大的迟延性，对此，本文采用模糊控制和PID相结合的控制方式。实验结果显示，系统的控制特性在超调量、快速性、抗干扰方面都有了很大的改善，对大范围工况变化具有较强的鲁棒性和适应性，对大型发电机组的锅炉再热蒸汽汽温控制具有实用价值。 关键词：再热蒸汽；模糊控制；串级控制系统
Abstract Boiler steam temperature control includes control of superheated steam temperature and reheat steam temperature control. Reheat steam temperature is one of the important indicators of the quality of boiler operation, reheat steam temperature which is too high or too low will significantly affect plant safety and economy. Reheat cycle can reduce steam turbine moisture at the end of the leaves, reduce gas consumption and increase power plant thermal cycle efficiency, so reheat units commonly is used in the unit. The graduation project make the reheat steam temperature as controlled object, the corresponding controller is designed to reheat outlet steam temperature in the allowed range, to protect the reheater, the wall temperature does not exceed the allowable operating temperature. If steam temperature control uses a conventional cascade control system ,it has a great delay.therefore,this paper combines fuzzy control with PID control to improve . Experimental results show that the control characteristics of the system in the overshoot, fast and interference aspects have substantial improvement , it has significantly robustness and adaptivity when conditions change on a wide range , it has a practical value for large-scale generating units reheat steam boiler Steam temperature control. Keywords: reheat steam; fuzzy control; cascade control system 2
汽包锅炉蒸汽温度自动调节系统 一、蒸汽温度自动调节系统 锅炉蒸汽温度自动调节包括过热蒸汽温度和再热蒸汽温度调节。调节的任务是维持锅炉过热器及再热器的出口汽温在规定的允许范围之内。 1、过热汽温调节任务和特点 过热汽温是锅炉运行质量的重要指标之一。过热汽温过高或过低都会显著地影响电厂的安全性和经济性。过热汽温过高，可能会造成过热器、蒸汽管道和汽机的高压部分金属损坏，因为超温会引起汽轮机金属内部过大的热应力，会缩短使用寿命，还可能导致叶片根部的松动；过热汽温过低，会引起机组热耗上升，并使汽机轴向推力增大而可能造成推力轴承过载。过热汽温过低还会引起汽轮机尾部叶片处蒸汽湿度增加，从而降低汽轮机的内效率，并加剧对尾部叶片的水蚀。所以，在锅炉运行中，必须保持过热汽温长期稳定在规定值附近（一般范围为额定值541±5℃）。过热汽温调节对象的静态特性是指过热汽温随锅炉负荷变化的静态关系。过热器的传热形式、结构、布置都将直接影响过热器的静态特性。对流式过热器和辐射式过热器的过热汽温静态特性完全相反。对于对流式过热器，当负荷增加时，通过其烟气的温度和流速都增加，因而使过热汽温升高。而对于辐射式过热器，由于负荷增加时炉膛温度升高不多，而炉膛烟温升高所增加的辐射热量小于蒸汽负荷增大所需要的吸热量。我们的过热器系统采取了对流式、辐射式和屏式（半辐射式）交替串联布置的结构，这有利于减小过热器出口汽温的偏差，并改善了过热汽温调节对象的静态特性。 引起过热蒸汽温度变化的原因很多，如蒸汽流量变化、燃烧工况变化、进入过热器的蒸汽温度变化、流过过热器的烟气温度和流速变化等。归结起来，过热汽温调节对象的扰动主要来自三个方面：蒸汽流量变化（机组负荷变化），加热烟气的热量变化和减温水流量变化（过热器入口汽温变化）。 过热汽温调节对象的动态特性是指引起过热汽温变化的扰动与过热汽温之间的动态关系。在各种扰动下的过热汽温调节对象动态特性的特点是有迟延和惯性，典型的过热汽温阶跃反应曲线如下图所示。． 当机组负荷扰动时，蒸汽流量的变化使沿整个过热器管路长度上各点的蒸汽流速几乎同时改变，从而改变过热器的对流放热系数，使过热器各点的蒸汽温度也几乎同时改变。所以，在机组负荷扰动下，过热汽温的迟延和惯性比较小。当烟气热量扰动（烟气温度和流速发生变化）时，由于烟气流速和温度的变化也是沿整个过热器同时改变的，与蒸汽流量变化对传热影响的情况类似，所以过热汽温的反应也是较快的。当减温水流量扰动时，改变了高温过热器的入口汽温，从而影响了过热器出口汽温。由于过热器管路很长，因此汽温的反应是较慢的。 由此，在不同扰动作用下，过热汽温动态特 ）有较大的差别，例、K性参数的数值（τ、Tc远大于如：减温水扰动时汽温反应的迟延时间t 烟气侧扰动时的迟延时间。使调正确选择调节过热汽温的手段，因此，（即调节机构动作节机构动作后能及时影响汽温 应尽可能小）是τ时，汽温动态特性的迟延时间调节对象在调节作用下的迟但目前广泛采用喷水减温作为调节过热汽温的手段，很重要的。太大，如果只根据汽温偏差来改变喷水量往往不能满足生产上的要和时间常数Tct延时间以便好地控制汽温的因此，在设计自动调节系统时应该设法减小调节对象的惯性迟延，求。变化。 、过热汽温调节基本方案2从过热汽温调节对象的阶跃试验曲线可以看出：若从动态特性的角
锅炉汽温的控制与调整 锅炉汽温的控制与调整 在电力工业的长期发展过程中，蒸汽参数不断提高，这提高了电厂热力循环的效率。但是蒸汽温度的进一步提高受到必须采用价格昂贵、抗热强度及工艺性能差的高温钢材的限制，故目前绝大多数电站锅炉的过热汽温和再热汽温在．540℃~555℃的范围内，本锅炉的过热汽温和再热汽温均选择541℃。 锅炉正常运行过程中，过热汽温和再热汽温偏离额定值过大时，会对锅炉和汽轮机的安全或经济运行带来不良的影响。 汽温过高时，将引起过热器、再热器、蒸汽管道及汽轮机汽缸、阀门、转子部分金属强度，降低，导致设备寿命缩短，严重时甚至造成设备损坏事故。从以往锅炉受热面爆管事故的统计情况来看，绝大多数的炉管爆漏是由于金属管壁严重超温或长期过热造成的。因而汽温过高对设备的安全是一个很大的威胁。 蒸汽温度过低时，则会使汽轮机最后几级叶片的蒸汽湿度增加，严重时甚至还有可能发生水击，造成汽轮机叶片断裂损坏。此外，汽温过低时还将造成汽轮机转子所受的轴向推力增大。凡此种种，均将严重威胁汽轮机的安全运行。当蒸汽压力不变时如发生汽温降低，还将造成蒸汽焓下降，蒸汽作功能力降低，使汽轮机的汽耗增加，机组热力循环效率下降。所以汽温过低，不仅严重影响设备的安全性，而且还
将对机组运行的经济性带来不良的后果。 过热汽温和再热汽温如发生大幅度变化，除使锅炉管材及有关部件产生较大的热应力和疲劳外，还将引起汽轮机转子与汽缸间的差胀变化，严重时甚至可能发生叶轮与隔板的动静摩擦，造成汽轮机的强烈振动。汽温两侧偏差过大时，将使汽轮机汽缸两侧受热不均，热膨胀不均，威胁机组的安全运行。 因此，锅炉运行中，在各种内、外扰动因素影响下，如何通过运行分析调整，用最合理的方法保持汽温稳定，是汽温调节的首要任务。一、锅炉受热面的传热特性 锅炉的受热面，按传热方式一般可分为辐射受热面、半辐射受热面和对流受热面三种类型。水冷壁蒸发受热面，前屏及包复管受热面等，由于辐射换热量占主要成份，一般属辐射受热面；后屏过热器一方面吸收烟气的对流传热，另一方面又吸收炉膛中和管间烟气的辐射传热，属半辐射受热面；省煤器及对流烟道中的过热器、再热器等受热面由于对流换热量占主要成份，一般属对流受热面。随着锅炉负荷的变化，炉内辐射传热量和对流传热量的分配比例将发生变化。当锅炉负荷增加时，对流受热面的传热份额将增加，辐射受热面的传热份额相对减少，而半辐射受热面则影响较小，见图4-2-1。 锅炉负荷增加时，炉膛温度及炉膛出口烟气温度均将升高，由于炉膛温度的提高，总辐射传热量将增加；但是炉膛出口烟温的升高，又表示了每千克燃料在炉内辐射传热量的相应减少。所以锅炉负荷增加时，
关于锅炉主蒸汽温度达不到设计参数 的初步原因分析及建议 （陕西秦安科技有限责任公司） 自从云南云维集团大为制焦有限公司热电站的#1、#2、#3锅炉试运行以来，虽经多方调整，在额定负荷下，锅炉主汽温度仍不能达到设计数值，减温水根本不能正常投入使用，导致汽轮发电机组因主汽温度偏低而无法带满负荷的问题。为满足汽轮发电机组的带满负荷能力，而不得不采取加大排汽等非常手段。长期以来，不但使机组的经济性大大降低，而且影响到机组安全运行。为探讨造成主蒸汽温度严重偏低的原因，对锅炉的设计、运行等方面进行了粗略的估算或分析，并提出一些不成熟的意见或建议，供公司、热电厂等部门参考。 1．锅炉设计简况。 ⑴锅炉概况。 锅炉为无锡锅炉厂制造的UG-75/5.3-M25型次高压、掺烧煤泥、焦炉煤气、高温旋风分离器、单锅筒、自然循环的循环流化床锅炉。锅炉由炉膛及尾部竖井烟道组成。炉膛为悬吊结构，炉膛四周由膜式水冷壁组成。锅炉尾部自上而下依次布置了高温过热器、低温过热器、模式省煤器及管式空气预热器。 锅炉设计规范: 锅炉型号：UG-75/5.3-M25 额定蒸发量BMCR：75 t/h (G) MPa 过热蒸汽出口压力： 5.299+0.3 -0.5 ℃ 过热蒸汽出口温度： 485+5 -10 给水温度 150℃ 排烟温度： 145±10℃ 锅炉设计效率：≥88 % 煤泥进料口：锅炉炉顶进料 炉膛出口烟温（BMCR）～900 ℃ 炉膛出口过量空气系数 1.2
汽包的工作压力 5.83 MPa 灰渣比 6:4 高温分离器温度850℃～1000℃ 高温过热器进口烟气温度830.5℃。 图一锅炉简图 锅炉采用平衡通风方式，配用一台引风机，一台一次风机，一台二次风机。 空气分为一次风及二次风，一次风及二次风比为55：45。在80%煤泥20%中煤时，设计的一次风量为56603 Nm3/h（20℃），二次风量为47561 Nm3/h （20℃），流化风机风量为500 Nm3/h，烟气量为163846 m3/h（140℃）。 ⑵燃料特性： 锅炉燃料采用当地煤泥同时掺烧部分中煤（正常运行时煤泥与中煤掺烧比例为6：4） 煤质资料如表一所示。
引言 随着科学技术的发展，自动控制在现代工业中起着主要的作用，目前已广泛应用于工农业生产及其他建设方面。生产过程自动化是保持生产稳定、降低成本、改善劳动成本、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志之一。可以说，自动化水平是衡量一个国家的生产技术和科学水平先进与否的一项重要标志。电力工业中电厂热工生产过程自动化技术相对于其他民用工业部门有较长的历史和较高的自动化水平，电厂热工自动化水平的高低是衡量电厂生产技术的先进与否和企业现代化的重要标志。 本次毕业设计的主要是针对单元机组汽温控制系统的设计。锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全。一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃。 如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，据估计，温度每降低5℃，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。通常，高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。 由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许多的困难，其主要难点表现在以下几个方面： （1）影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。 （2）汽温对象具有大延迟、大惯性的特点，尤其随着机组容量和参数的增加，蒸汽的过热受热面的比例加大，使其延迟和惯性更大，从而进一步加大了汽温控制的难度。 （3）汽温对象在各种扰动作用下（如负荷、工况变化等）反映出非线性、时变等特性，使其控制的难度加大。
锅炉汽温及受热面壁温超限考核办法 第一章总则 1.为了保证锅炉的安全稳定运行，防止因受热面金属管壁温度超限造成“四管漏泄”情况发生。避免锅炉非计划停运，提高机组可靠性，特制定本办法。 2.本办法适用于锅炉运行中受热面金属管壁温度超限以及主、再热蒸汽温度越限的考核。 第二章考核 1.锅炉汽温及受热面壁温的超温值按下表进行控制： 2.对因调整不当或调整不及时造成锅炉受热面壁温连续超限时间每5分钟统计1次，水冷壁、过热器、再热器金属壁温每超限1次，10℃以内考核20元，10-20℃考核50元，20-50℃考核100元，超过50℃每次考核500元。 3.锅炉侧主汽温度任一测点超过576℃，或锅炉侧再热温度任一测点超过574℃，考核金额50元/每次。 4. 由于设备原因而导致的参数超限，经分析非运行操作原因，由生产部锅炉专业主管、生产部主任同意后，不纳入
考核范围。此情况不包含运行人员未发现、发现不及时或发现后未采取相应有效调整措施，造成的持续超温情况。 5. 发电分场运行人员监盘时发现锅炉主再热汽温或受热面管壁温度超限在专用记录表中记录超限的详细数据，并将超限的数据上传至MIS系统记录内，由生产部组织召开分析会，分析原因，确定责任方，形成考核意见并存档。对于超限不记录或对超限原因弄虚作假的，直接考核发电分场200-1000元/次。 6.当锅炉温度超限，因运行人员调整造成机侧主汽温度下降超过《运行规程》规定限值时，每次考核1000元。造成严重后果者，按照厂相关规定处理。 7. 燃料运行混配煤必须严格执行生产部下达的混配比例，发现未按混配比例上煤或混配不均匀，引起壁温超标时，考核等同于本章第2条。 8.锅炉设备发生缺陷，所属分场处理不及时造成壁温超标时，考核等同于本章第2条。 第三章附则 1.本制度自发布之日起执行。 2.本制度由生产部负责解释。 生产技术部 2015年9月30日
主蒸汽温度调节 过热器系统按蒸汽流向可分为四级：顶棚及包墙过热器、分隔屏过热器、后屏过热器及末级过热器，其中主受热面为分隔屏过热器、后屏过热器、末级过热器。分隔屏和后屏过热器布置在炉膛的上部，主要吸收炉膛的辐射热量；末级过热器布置在水平烟道、炉膛后墙水冷壁垂帘管之后，受热面呈逆流布置，靠对流传热吸收热量。过热器系统的汽温调节，采用水煤比粗调，两级四点喷水减温细调，并将后屏出口集箱的两根引出管进行左右交叉后连接到末过进口集箱上，以减少左右侧汽温偏差。 由于影响汽温的因素多，影响过程复杂多变，调节过程惯性也大，这就要求汽温调节应勤分析、多观察，树立起超前调节的思想。在机组负荷发生变化时，应加强对汽温的监视与调整，分析其影响因素与变化的关系，摸索出汽温调节的一些经验，来指导我们的调整操作。 主汽温度的调节分为烟气侧的调节和蒸汽侧的调节。烟气侧的调节主要通过控制烟气温度和流量的方法来对汽温进行调节，对以对流换热为主的末级过热器影响较大，但烟气侧的调节惯性大、延迟大；蒸汽侧的调节主要是通过改变水煤比、减温水量来调节，对主蒸汽温度的调节相对比较灵敏。 下面是对一些典型工况进行分析： 一、正常运行中的汽温调节 正常运行时，主要是通过两级减温器来调节主蒸汽温度。第一级喷水减温器设在分隔屏出口，用以保护后屏不超温，作为过热器温的粗调；第二级喷水减温器设在后屏出口，作为细调，一级和二级喷
水减温控制系统均系串级控制系统。一级喷水减温控制系统调节的主参数为后屏出口温度，副参数为一级减温器出口温度（作为前馈信号）。二级喷水减温控制系统的被控对象为末过出口温度，副参数为二级减温器出口温度（作为前馈信号）。由于两级减温器调门的开度与正参数不是成比例关系，因此正常运行时应保持减温器具有一定的开度。对#6炉来说，众多因素的影响使得分隔屏出口的温度存在偏差，A侧的温度明显比B侧要高，所以A侧的一级减温水调门更应该有一定的开度，以防止煤量发生变化时，主蒸汽温度上升的较快，而导致减温水调门跟踪不上.当然，这里所说的开度是相对的，对B 侧来说由于温度较低，调门就可以跟得上温度的变化。 在机组正常运行时，应加强对各级减温器后温度的监视，并做到心中有数，以便在汽温异常时作为调整的参考，避免汽温大幅度波动。 二、变工况时汽温的调节。 机组变工况时气温波动大，影响因素众多，应在操作过程中分清主次因素，对症下药，及早动手，提前预防，必要时采取过调手段处理，不可贻误时机，酿成汽温事故。 变工况时汽温的变化主要是锅炉的燃烧负荷与汽轮机的机械负荷不匹配所造成的。一般情况下，当锅炉的热负荷大于汽轮机的机械负荷时，汽温为上升趋势，两者的差值越大，汽温的上升速度越快。因此在变工况时，应尽量的保持锅炉的热负荷与汽机的机械负荷相匹配。下面对几种常见情况分析如下： 1、正常加减负荷时的汽温调节
锅炉丨二次再热机组再热汽温控制方案研究 再热汽温是表征锅炉运行工况的重要参数之一。汽温过高，会使锅炉受热面及蒸汽管道金属的蠕变速度加快，影响锅炉使用寿命；汽温过低将会引起机组热效率降低，使汽耗率增大，还会使汽轮机末级叶片处蒸汽湿度偏大，造成汽轮机末级叶片侵蚀加剧。再热汽温对象具有大延迟、大惯性的特点，而且影响再热汽温变化的因素很多，如机组负荷变化、煤质变化、减温水量、受热面结焦、风煤配比、燃烧工况以及过剩空气系数等，汽温对象在各种扰动作用下反映出非线性、时变等特性，使其控制难度增大。随着电网规模不断增大以及大容量机组在电网中的比例不断增加，电网要求发电机组具有更高的负荷调整范围和调整速率，快速的负荷变化极易导致再热器超温，而大量使用喷水减温又会严重降低机组热效率。如何保证再热汽温自动调节系统正常投用，同时兼顾机组运行的安全性和经济性，是一个长期而复杂的课题。 随着近年来火力发电技术的不断发展，二次再热超超临界发电技术逐渐成熟，国内已有多台二次再热机组在建或即将开建。而二次再热机组锅炉增加了一级二次再热循环，锅炉的受热面布置更加复杂，锅炉汽温控制的复杂性和难度也相应增加，其中最主要的在于两级再热汽温的控制。因此，合理
的再热汽温控制是二次再热机组安全性、经济性、可靠性的有力保证。 二次再热机组锅炉特点 二次再热机组锅炉相比一次再热增加了一级再热器，主要的蒸汽参数也有很大差异，下表是典型的二次再热π型锅炉与常规的一次再热π型锅炉的主要参数对比。 表1 二次再热锅炉与常规一次再热锅炉的主要参数对比 从表1 可以看出，二次再热锅炉具有以下特征： (1) 增加了一级二次再热循环，主汽流量减少，主汽与再热汽之间的吸热比例发生变化。 (2) 蒸汽温度调节对象由一次再热的主汽温度、再热汽温度变为主汽温度、一次再热汽温度、二次再热汽温度三个，调节方式和系统耦合将更加复杂。 (3) 再热汽温度和给水温度提高，空预器入口的烟温将会提高，导致排烟温度的控制难度增大。 二次再热机组锅炉通过合理调整过热器、再热器的受热面布置，配以合适的汽温调节方式尤其是合适的再热汽温调节方式，适应二次再热机组参数匹配要求。 再热汽温典型控制方案 二次再热机组再热器受热面采用了两级布置，出现了两个再热汽温控制点，调温方式和受热面吸热特性耦合难度增大，合理的锅炉受热面设计以及合适的调温方式成为关键。从国
锅炉过热蒸汽温度控制系统 在燃煤锅炉运行中，过热蒸汽温度是一个很重要的控制参数。过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一，过热蒸汽温度较高，可能造成过热器蒸汽管道损坏；过热蒸汽温度过低，会降低内功率。所以在锅炉运行中，必须保持过热蒸汽温度稳定在规定值附近。 本文介绍模糊控制在中小型燃煤锅炉过热蒸汽温度中的应用，采用模糊控制系统的思路，并用此方法控制燃煤锅炉的过热蒸汽温度，使得锅炉过热蒸汽温度即使在扰动幅度较大的情况下仍能保持平稳。模糊控制的控制算法不依赖于对象的数学模型,算法简单,易于实现,且对干扰和对象模型时变具有较强的适应性，它能根据输出偏差的大小进行自动调节，使输出达到给定值。能提高国内锅炉的燃烧效率、燃料适应性、负荷调节性能、污染、灰渣等众多独特优点而受到越来越广泛的重视，在电力、供热、工厂蒸汽生产中得到越来越广泛的应用。 以某600MW汽轮发电机组的汽包锅炉为例，其过热蒸汽生产流程简图和流程图如下图所示： 过热蒸汽流程图
1． 1 过热蒸汽温度控制的任务 过热蒸汽温度控制的主要任务是维持过热器出口温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全；过热蒸汽温度偏低，则会降低发电机组能量转换效率。据分析，气温每降低5℃，热经济性将下降 1 ％；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽湿度增大,甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。该机组要求控制过热蒸汽温在5 3 8～ 5 4 8℃的范围内。 2 ．2 影响过热蒸汽温度的主要因素 2 ．2． 1 燃料、给水比(煤水比) 只要燃料、给水比的值不变，过热汽温就不变。只要保持适当的煤水比，在任何负荷和工况下，直流锅炉都能维持一定的过热汽温。 2．2． 2 给水温度 正常情况下，给水温度一般不会有大的变动；但当高压加热器因故障退出运行时，给水温度就会降低。对于直流锅炉，若燃料不变，由于给水温度降低时，加热段会加长、过热段缩短，因而过热汽温会随之降低，负荷也会降低。 2．2． 3 过剩空气系数 过剩空气系数的变化直接影响锅炉的排烟损失。影响对流受热面与辐射受热面的吸热比例。当过剩空气系数增大时，除排烟损失增加、锅炉效率降低外炉膛水冷壁吸热减少，造成过热器进口温度降低、屏式过热器出口温度降低；虽然对流过热器吸热量有所增加，但在煤水比不变的情况下，末级过热器出口汽温会有所下降。过剩空气系数减小时的结果与增加时的相反。若要保持过热汽温不变，则需重新调整煤水比。 2．2． 4 火焰中心高度 火焰中心高度变化造成的影响与过剩空气系数变化的影响相似。在煤水比不变的情况下，火焰中心上移类似于过剩空气系数增加，过热汽温略有下降；反之，过热汽温略有上升。若要保持过热温不变，亦需重新调整煤水比。 2．2． 5 受热面结渣 煤水比不变的调节下，炉膛水冷壁结渣时，过热汽温会有所降低；过热器结渣或积灰时，过热汽温下降较明显。前者情况发生时，调整煤水比就可；后者情况发生时，不可随便调整煤水比，必须在保证水冷壁温度不超限的前提下调整煤水比。对于直流锅炉，在水冷壁温度不超限的条件下，后四种影响过热汽温因素都可以通过调整煤水比来消除；所以，只要控制、调节好煤水比，在相当大的负荷范围内，直流锅炉的过热汽温可保持在额定值。此优点是汽包锅炉无法比拟的；但煤水比的调整，只有自动控制才能可靠完成。
直流锅炉汽温的调节特点 一：直流锅炉汽温静态特性 在直流炉中，汽温的调节是和汽包炉有很大的区别的，首先我们先来看看直流炉汽温的静态特性： 由于直流锅炉各级受热面串联连接，水的加热与汽化、蒸汽的过热三个阶段的分解点在受热面中的位置不固定而随工况变化。因此，直流锅炉汽温的静态特性不同与汽包锅炉。对有再热器的直流锅炉，建立热平衡式： G(h gr—h gs)=BQ ar,netηgl 式中 G ——给水流量，等于蒸汽流量，kg/s; h gr——主蒸汽焓，kj/kg; h gs——给水焓，kj/kg; B ——锅炉燃料量，kg/s; Q ar,net——燃料收到基低位发热量，kj/kg； ηgl ——锅炉热效率，% 对上面公式分析如下： 1)假设新工况的燃料发热量、锅炉热效率、给水焓都和原工况相同，而负荷不同。则有以下几种情况：B'/G'=B/G,即新工况的燃料量和给水量比例和原工况相等（也就是说燃水比保持不变），则h′gr =h gr。因此，在上述假定条件下，主蒸汽温度保持不变。所以，直流锅炉负荷变化时，在锅炉燃料发热量、锅炉热效率、给水焓不变的条件下，保持适当的燃水比，主汽温度可保持稳定。这也是直流锅炉运行特性与汽包锅炉的运行特性不同之一。 2)如果新工况的燃料发热量变大,则h′gr >h gr，主蒸汽温度增高；假如新工况锅炉热效率下降,则h′gr
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