直流锅炉的运行调整

直流锅炉干态运行温度控制与调节随着电力行业的发展，目前大容量、高参数的超临界、超超临界直流锅炉已逐步取代了亚临界汽包锅炉，而直流锅炉的特点决定了其在干态运行过程中汽温调节的特殊性。

本文从影响直流锅炉干态运行汽温的因素出发，探讨直流锅炉干态运行温度调节与控制的方法。

标签：直流锅炉过热汽温再热汽温调节一、直流锅炉干态运行过热汽温的控制与调节1、影响直流锅炉干态运行过热汽温的主要因素a燃料、给水比（煤水比）直流锅炉过热器出口焓（h″ss）的表达式为：式中—过热器出口和给水焓，kJ/kg;B、G—燃料和给水量，kg/h;Qar，net—燃料的低位发热量（收到基），kJ/kg;—锅炉效率，%。

可以看出，若公式中hfw?、Qar，net和保持不变，则（即过热汽温）的值就取决于B/G的比值;只要B/G的比值不变，过热汽温就不变。

b给水温度对于直流锅炉，若燃料不变，由于给水温度降低，加热段加长、过热段缩短，过热汽温会随之降低，负荷也会降低。

因此，当给水温度降低时，必须改变原来设定的煤水比，即适当提高煤水比，以使过热汽温维持在额定值。

c过量空气系数当过量空气系数增大时，除排烟损失增加、锅炉效率降低外，炉膛水冷壁吸热减少，造成水冷壁出口温度降低、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有所下降。

过量空气系数减少时，结果与增加时相反。

d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。

在煤水比不变的情况下，火焰中心上移类似于过量空气系数增加，过热汽温略有下降;反之，过热汽温略有上升。

e受热面结渣煤水比不变，炉膛水冷壁结渣时，过热汽温有所降低;过热器结渣或积灰时，过热汽温下降明显。

f燃料的影响当燃料的发热量下降时，为了维持负荷以及中间点温度的不变，燃料量会逐渐增加，此时虽然炉膛辐射換热大体相当，但是由于烟气量的增加，过热器对流换热增加，故稳定后主热蒸汽温度会上升，所以也应该适当的减小中间点温度的设定值。

主要内容•1. 锅炉运行调整的任务•2. 超临界锅炉运行调整的方法和手段1. 锅炉运行调整的任务1. 锅炉运行调整的任务(1) 保证负荷(蒸发量)要求•(2) 保持蒸汽参数稳定–汽温–汽压•(3) 保证高燃烧效率•(4) 保证机组运行安全,延长使用寿命2. 超临界锅炉运行调整的方法和手段•(1) 负荷(蒸发量)控制的方法和手段•(2) 汽温调节的方法和手段•(3) 汽压调节的方法和手段•(4) 如何保证高燃烧效率•(5) 如何保证机组运行安全,延长使用寿命被控参数•(1)给水流量／蒸汽流量•因为给水系统和蒸汽系统是直接连通的，且由于超临界锅炉直流蓄热能力较小，给水流量和蒸汽流量比率的偏差过大将导致较大的汽压波动。

•(2)煤水比•稳定运行工况时，煤水比必须维持不变，以保证过热器出口汽温为设计值。

而在变动工况下，煤水比必须按一定规律改变，以便既充分利用锅炉蓄热能力，又按要求增减燃料，把锅炉热负荷调到与机组新的负荷相适应的水平.•(3)喷水流量／给水流量•超临界锅炉喷水仅能瞬时快速改变汽温．但不能始终维持汽温，因为过热受热面的长度和热焓都是不定的。

为了保持通过改变喷水流量来校正汽温的能力，控制系统必须不断地把喷水流量和总给水流量之比恢复到设计值。

•(4)送风量／给煤量(风煤比)•为了抑制NOx的产生，以及锅炉的经济、安全运行，需对各燃烧器的进风量进行控制，具体是通过各层燃烧器的二次风门和燃尽风门控制风量，每层风量根据负荷对应的风煤比来控制。

负荷(蒸发量)控制的方法和手段•控制手段:给水流量•给水系统和蒸汽系统是直接连通的，•给水流量=主蒸汽流量给水流量控制的目的•为了使锅炉过热器出口蒸汽温度达到期望值，锅炉给水流量控制系统负责向锅炉给水泵发出流量需求信号，使进入锅炉的给水量与锅炉的燃烧率相匹配。

当与锅炉启动系统配合时，在锅炉启动和低负荷运行期间，给水流量控制系统也负责维持炉膛水冷壁管中的流量不低于最小流量值。

直流锅炉调节特点直流锅炉的工作原理不同于汽包锅炉，因此在运行调节上有其特点。

1、要严格保持燃料量与给水量的固定比例汽包锅炉的负荷增减时，燃料量、给水量也要随之增减，这是没有疑问的。

但是，由于汽包水容积的作用，汽包锅炉在调节过程中不需要严格保持给水量与燃料量的固定比例。

当给水量与燃料量两者有一个变化时，只能引起锅炉出力或汽包水位的变化，而对过热汽温的影响不大。

这是因为汽包炉的过热器受热面是固定，过热器入口处蒸汽参数（饱和蒸汽）变化不大，一般用喷水减温的调节就可以保持汽温稳定。

但是在直流锅炉中，负荷变化时，应同时变更给水量和燃料量，并严格保持其固定比例，否则给水量或燃料量的单独变化或给水量、燃料量不按比例的同时变化都会导致过热汽温的大幅度变化。

这是因为直流炉的加热、蒸发和过热三区段的分界点有了移动，亦即三区段受热面长度（或受热面积）发生变化，因而必然会引起过热汽温的变化。

例如，给水量不变，燃料量增加时，由于各区段受热面的吸热量增加，开始蒸发点和开始过热点都提前，使加热和蒸发区段缩短，而过热区段变长，因而出口过热汽温t〞gr升高；相反，给水量不变而燃料量减少时，出口过热汽温t〞gr降低。

再如，燃料量不变而给水量增加时，由于工质总需要热量增多，以致开始蒸发点和开始过热点都推后，使加热段和蒸发段延长，而过热段缩短，因而出口过热汽温降低；相反，燃料量不变而给水量减少时，出口过热汽温升高。

在稳定工况下，出口过热蒸汽的热焓可以用下式表示h gr〞=h gs + BQ ar,netηgl/G式中h gr〞——过热器出口蒸汽焓；h gs——锅炉给水的焓；ηgl——锅炉效率；B——锅炉燃料量；Q ar,net——燃料低位发热量；G——工质流量（给水流量）。

当给水焓h gs、燃料发热量Q ar,net以及锅炉效率ηgl保持不变时，出口过热汽温（h gr〞相应t〞gr）只决定于燃料量B与给水流量G的比值B/G。

因此，一般地说，只要B/G有变化，出口过热汽温就有变化。

有关直流锅炉的一些运行分析1没有水位调节问题，但要控制蒸发段直流锅炉的主要特点是汽水流程中不设置汽包，给水泵强制一定流量的给水进入炉内，一次性地通过省煤器、水冷壁、过热器。

他的循环倍率始终为1，与负荷无关。

在直流锅炉中，给水加热成蒸汽一次完成，汽水通道可看作由加热段、蒸发段、过热段三部分组成。

其中蒸发段是汽、水混合物，随着管道的往后推移，工质由饱和水逐渐被加热成饱和蒸汽。

三段受热面没有固定的分界线，随着给水流量、燃烧率的变化而前、后移动，使三段受热面的吸热量分配比例及与之有关的三段受热面面积的比例却发生了变化。

但蒸发段的前移会使过热汽温偏高，蒸发段后移则引起汽温偏低，甚至品质下降，这对机组运行极为不利，所以要控制蒸发段的位置。

一般来说，要控制蒸发段出口的微过热汽温t，若t偏离规定值，则说明由于燃烧率与给水比例不当致使蒸发段发生移动，应及时调节燃烧率和给水流量。

直流锅炉的工质是一次地通过各受热面的，而三段受热面面积又不是固定不变的。

所以当燃水比失调后，三段受热面吸热量比例发生变化，对出口汽温影响很大，对蒸汽压力和流量的影响方式也较为复杂。

当给水流量变化破坏了原来的平衡状态时，例如给水流量减少了，则蒸发段向锅炉汽水流程入口方向流动，汽水流程中各点工质的焓值都有所提高。

工质焓值上升是由两个原因引起的：一是因为受热面吸热量不变，而工质流量减少，引起流经本区的工质焓值上升；另一个原因是工质焓值随工质流过的受热面面积而增加。

所以离锅炉出口越近，工质的焓增越大，汽温变化也越大。

2直流锅炉动态特性分析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P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。

直流锅炉的特性及运行调整（一）、直流锅炉的特点：水的临界点22.115MPa 374.15 C,大于这个压力，超临界机组。

蒸汽压力超过27MPa超超临界火电机组。

由于超临界压力下无法维持自然循环即不能采用汽包锅炉，直流锅炉成为唯一型式。

超临界机组不仅煤耗大大降低，污染物排污量也相应减少，经济效益十分明显。

超临界机组与亚临界汽包锅炉结构和工艺过程有着显著不同，其特点：1、超临界直流炉没有汽包环节，给水经加热、蒸发和变成过热蒸汽时一次性连续完成，随着运行工况不同，锅炉将运行在亚临界或超临界压力下，蒸发点会自发的在一个或多个加热区段内移动，汽水之间没有一个明确的分界点。

这要求更为严格保持各种比值的关系（如给水量/ 蒸汽量、燃料量/ 给水量及喷水量/ 给水量等）。

对直流锅炉来说，热水段、蒸发段和过热段受热面之间是没有固定界限的。

这是直流炉的运行特性与汽包炉有较大区别的基本原因。

2、由于没有储能作用的汽包环节，锅炉的蓄能显著减小，负荷调节的灵敏性好，可实现快速启停和调节负荷，适合变压运行。

但汽压对负荷变动反映灵敏，变负荷性能差，汽压维持比较困难。

3、直流炉由于汽水是一次完成，因而不象汽包炉那样。

汽包在运行中除作为汽水分离器外，还作为煤水比失调的缓冲器。

当煤水比失去平衡时，利用汽包中的存水和空间容积暂时维持锅炉的工质平衡关系，以保持各断受热面积不变。

（二）、直流炉的运行特性动态特性指给水量、燃料量、功率（调门开度）变化而其他条件不变情况下蒸汽流量、汽温、汽压的变化。

1 ．给水量给水量扰动时，在其他条件不变的情况下，给水量增加。

由于壁面热负荷未变化，故热水段都要延长，蒸汽流量逐渐增大到扰动后的给水流量。

过渡过程中，由于蒸汽流量小于给水流量，所以工质贮存量不断增加。

随着蒸汽流量的逐渐增大和过热段的减小，出口过热汽温渐渐降低，但在汽温降低时金属放出贮热，对汽温变化有一定的减缓作用。

汽压则随着蒸汽流量的增大而逐渐升高。

浅议直流锅炉的经济运行调节摘要：直流锅炉在运行调节上如何提高锅炉的经济性，是锅炉调整的重要任务。

机组负荷、汽温汽压、锅炉燃烧和给水温度作为锅炉调整的重点。

锅炉运行中应及时调整锅炉运行工况，使机组在安全、经济的最佳工况下运行，提高锅炉效率。

关键词：直流锅炉、经济运行、调整。

中图分类号：tu8；tu758.7 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）23-419-01由于超临界参数的直流锅炉具有以下优点：热效率高，节约燃料。

污染排放低，保护环境取消汽包，能快速启停水泵压头高金属耗量少。

所以现阶段火电机组的发展趋势就是超临界机组甚至是超超临界机组发展。

锅炉运行调整的主要任务是使炉侧参数达到规程规定的额定值，满足机组的负荷要求；保持稳定和正常的汽温汽压；均衡给煤、给水，维持正常的水煤比；保持合格的炉水和蒸汽品质；保持良好的燃烧，减少热损失，提高锅炉效率；及时调整锅炉运行工况，使机组在安全、经济的最佳工况下运行。

如何才能保证机组长期稳定持续安全运行的同时还能保证机组经济运行，我们主要以600mw机组进行如下方面的分析：1、机组负荷的调整在发电量自动控制系统投入的情况下，接受公司调度来的负荷指令后按照设定的升降负荷速率在机组设定的负荷上、下限内自动进行负荷调整，在协调下控制系统自动进行燃料量、风量、给水量的调整保证主汽压力和机组负荷相适应。

在发电量自动控制系统未投入机组运行在协调系统下，运行人员根据值长命令手动输入负荷指令，由控制系统自动完成负荷改变。

在机组协调解除时调整机组负荷应注意风、煤、水的加减幅度不要过大，正常运行调整的升降负荷的速率不超过规程规定值；如果需要加负荷而磨煤机裕量不足时，应将运行磨煤机的负荷加到最大，等备用磨煤机投入运行再将机组负荷逐渐加到需要值；如果需要减负荷应注意检查喷燃器的点火能量在减负荷后是否满足，减负荷后如磨煤机平均煤量可能低到35t/h左右以下应停止一套制粉系统运行；机组调整负荷前值班员要根据当前燃料、风量、给水量初步计算锅炉的煤、风、水比率，根据需要调整的负荷初步计算需要调整的煤、风、水量；锅炉升负荷前要先加风，后加煤，减负荷要先减煤后减风；负荷调整结束后要根据省煤器后的氧量细调风量，将氧量控制在负荷对应的值；在负荷调整过程中要注意负压自动的跟踪情况或随着风、煤的变化手动调整负压，同时要注意加强启动分离器过热度的监视、分析，并以此作为煤、水调节的超前信号。

直流锅炉的调节原理
直流锅炉是一种以直流电供电的电热锅炉，其调节原理主要包括温度控制、功率控制和水位控制。

1. 温度控制：直流锅炉的温度控制是通过不断监测锅炉内的水温，并通过调节加热器的电流来控制水温的变化。

当锅炉温度低于设定温度时，控制系统会增加加热器的电流，以提高水温；当锅炉温度高于设定温度时，控制系统会减小加热器的电流，以降低水温。

2. 功率控制：直流锅炉的功率控制是通过调节加热器的电流来控制锅炉的功率输出。

加热器的电流可通过调节器件（如可控硅）的导通角来控制，导通角越大，电流越大，功率输出越大；导通角越小，电流越小，功率输出越小。

通过控制加热器电流的大小，可以实现对锅炉功率的精确控制。

3. 水位控制：直流锅炉的水位控制是通过水位传感器来监测锅炉内的水位情况，并通过控制进水阀的开启和关闭来控制水位的变化。

当水位过低时，控制系统会打开进水阀，补充水分；当水位过高时，控制系统会关闭进水阀，减少水分进入。

通过精确控制进水阀的开启和关闭，可以确保锅炉内的水位保持在合适的范围内。

总之，直流锅炉的调节原理通过对温度、功率和水位进行监测和控制，实现对锅炉的稳定运行和性能调节。

600MW超临界机组的投产标志着我国火电机组的运行水平步入新境界，而直流锅炉也是大容量锅炉的发展方向之一。

众所周知，蒸汽温度过高可能导致受热面超温爆管，而蒸汽温度过低将使机组的经济性降低，严重时可能使汽轮机产生水冲击。

而这些现象在许多电厂均有发生，因此过热蒸汽温度与再热蒸汽温度直接影响到机组的安全性与经济性。

超临界直流锅炉的运行调节特性有别于汽包炉，煤水控制与汽温、汽压调节的配合更为密切。

下面针对襄樊电厂#5、#6机组所采用的SG1913/25.40-M957型号的锅炉，就机组启动至低负荷运行阶段，煤水控制与蒸汽参数调节浅谈一下自己的看法。

机组启动阶段：根据锅炉的型号不同，不同容量的锅炉其转干态直流运行的最低负荷有所不同，一般在25%～35% BMCR 之间，我厂为210MW左右负荷开始转干态，在湿态情况下，其运行方式与强制循环汽包炉是基本相同的。

汽水分离器及集水箱就相当于汽包，但是两者容积相差甚远，集水箱的水位变化速度也就更快。

由锅炉启动疏水泵将集水箱的水打至凝汽器,与给水共同构成最小循环流量。

其控制方式较之其它超临界直流锅炉有较大不同，控制更困难。

给水主要用于控制启动分离器水位，锅炉启动及负荷低于35%BMCR时，且分离器水位在6.2~7.2m之间时，由给水泵出口旁路调门和给水泵的转速共同来控制省煤器入口流量保证锅炉的最小循环流量574t/h，保证锅炉安全运行。

锅炉启动阶段汽温的调节主要依赖于燃烧主要控制，由旁路系统协助控制，通过投退油枪的数量及层次、调节炉前油压、减温水、高低旁的开度等手段来调节主再热蒸汽温度。

此阶段启动分离器水位控制已可投自动，但是大多数锅炉的水位控制逻辑还不够完善，只是单纯的控制一点水位，还没有投三冲量控制，当扰动较大时水位会产生较大的波动，甚至根本无法平衡。

此阶段要注意尽量避免太大的扰动，扰动过大及早解除自动，手动控制，以免造成顶棚过热器进入水。

锅炉启动初期需要掌握好的几个关键点： 1 工质膨胀：工质膨胀产生于启动初期，水冷壁中的水开始受热初次达到饱和温度产生蒸汽阶段，此时蒸汽会携带大量的水进入分离器，造成贮水罐水位快速升高，锅炉有较大排放量，此过程较短一般在几十秒之内，具体数值及产生时间与锅炉点火前压力、温度、水温度、投入油枪的数量等有关。