热电厂锅炉蒸汽压力
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蒸汽压力等级划分标准蒸汽压力是指蒸汽在一定温度下的压力大小,通常用来衡量蒸汽的能量和热力。
在工业生产和能源利用中,蒸汽压力的等级划分非常重要,不同的压力等级对应着不同的工艺要求和设备选型。
因此,对蒸汽压力等级进行科学合理的划分,对于提高工业生产效率和能源利用效率具有重要意义。
一、低压蒸汽。
低压蒸汽通常指的是工业生产中的低压蒸汽,其压力范围一般在0.1-1.0MPa之间。
低压蒸汽主要用于一些工业生产中的加热、蒸煮、干燥等工艺过程,例如食品加工、纺织印染、造纸等行业。
低压蒸汽的特点是温度较低,能够满足一些低温工艺的要求,同时对设备的要求也相对较低。
二、中压蒸汽。
中压蒸汽是指蒸汽的压力在1.0-5.0MPa之间,通常用于一些中温工艺的加热和动力驱动。
比如化工生产中的反应釜加热、轮机设备的动力传递等。
中压蒸汽的温度和压力较低,但是能够满足一些中等温度下的工艺需求,对设备的要求相对较高。
三、高压蒸汽。
高压蒸汽是指蒸汽的压力在5.0-10.0MPa之间,通常用于一些高温高压的工艺过程,比如发电厂的汽轮机驱动、化工生产中的高温反应等。
高压蒸汽的温度和压力都较高,能够满足一些高温高压的工艺需求,对设备的要求也非常严格。
四、超高压蒸汽。
超高压蒸汽是指蒸汽的压力超过10.0MPa,通常用于一些特殊的工艺过程,比如超临界火电厂的蒸汽发生器。
超高压蒸汽的温度和压力都非常高,能够满足一些极端条件下的工艺需求,对设备的要求更是极其严苛。
在工业生产中,不同的蒸汽压力等级对应着不同的工艺需求和设备选型,合理选择和使用蒸汽压力等级,对于提高工业生产效率和能源利用效率具有重要意义。
因此,科学合理的蒸汽压力等级划分标准,对于推动工业生产和能源利用的发展具有重要意义。
火力发电蒸汽压力变化范围
英文回答:
The pressure range in a thermal power plant steam system depends on the type of plant and the specific design parameters. However, the typical operating pressure range for a modern coal-fired power plant is between 18 and 25 megapascals (MPa) (2,600 to 3,600 pounds per square inch (psi)). The highest pressure in the system is typically found at the boiler outlet, where the steam is generated. The pressure then decreases as the steam flows through the turbine, and the lowest pressure is typically found at the condenser outlet.
中文回答:
火电厂蒸汽压力变化范围取决于电厂类型和具体设计参数。
然而,现代燃煤电厂的典型运行压力范围在18到25兆帕(2,600到3,600磅/平方英寸)之间。
系统中最高压力通常出现在锅炉出口,
蒸汽在此处产生。
蒸汽流过涡轮机时,压力下降,最低压力通常出现在冷凝器出口。
1. 设备规范及简要特性1.1 锅炉概况1.1.1 本体概述我公司使用的三台CG-130/9.81-MX8型锅炉是130t/h、高温、高压循环流化床锅炉,由四川锅炉厂设计制造,山东迪尔安装有限公司安装。
该锅炉结构紧凑,本体由锅筒、水冷系统、过热器、省煤器、空气预热器、钢架、平台扶梯、炉墙、外护板、燃烧设备、给煤装置、分离返料装置等组成。
1.1.2 整体布置锅炉采用单锅筒横置式自然循环、“水冷旋风分离器”、膜式壁炉膛、前吊后支、全钢架结构、半露天布置。
锅炉燃料燃烧所需空气分别由一、二次风机提供,一次风机送出来的风经过一次风空气预热器预热后,由左右两侧热风道引入炉后水冷风室中,通过安装在水冷布风板上的风帽,进入燃烧室;二次风经过管式空气预热器后由二次风口进入炉膛,补充空气与之后挠动混合,为保证二次风充分到达炉膛,本炉采用炉后和炉前各分上下两级进风结构。
燃煤在炉膛内燃烧产生大量烟气和飞灰,烟气携带大量未燃尽碳粒子在炉膛上部进一步燃烧放热后,经过屏式水冷壁、过热器,进入“水冷旋风分离器”中,烟气和物料分离,被分离出来的物料经过料斗、料腿、J型阀再返回炉膛,实现循环燃烧。
分离后的“洁净”烟气经转向室、高低温过热器、低温过热器、高低温两级省煤器和一、二次风空气预热器,经布袋除尘后由烟囱排出。
锅炉给水经给水混合集箱,由上下两级省煤器加热后进入锅筒,锅筒内的饱和水由5根集中下降管及其分配集箱上的分配管分2路进入炉膛水冷壁,1路进入屏式水冷壁,还有2路进入水冷旋风分离器,各部分受热后,再返回锅筒。
锅筒内的饱和蒸汽引入低温过热器,经过一级喷水减温器后,通过屏式过热器,经过二级喷水减温器后,进入高温过热器,加热到额定参数后进入集汽集箱,最后经过主蒸汽管道进入汽轮机做功。
1.1.3 锅炉各部结构简述1.1.3.1 锅筒及内部装置锅筒外径φ1800mm,壁厚100mm,材料为19Mn6。
锅筒正常零水位线在锅筒中心线以下180mm处,允许水位正常波动值±50mm。
目录1 热电厂的生产工艺 (1)1.1锅炉简介 (1)1.2工艺流程简介 (1)2 锅炉蒸汽出口压力控制重要性 (2)2.1控制重要性 (2)2.2控制要求 (2)3 锅炉出口压力控制系统的设计 (3)3.1蒸汽出口压力分类 (3)3.2蒸汽出口压力控制系统分析 (4)3.3燃烧控制基本控制方案 (4)3.4控制系统方框图 (5)4 控制方案及仪表的选型 (6)4.1蒸汽压力变送器选择 (6)4.2燃料流量变送器的选用 (6)4.3含氧量检测器 (7)4.4控制阀的选择 (8)5 系统参数整定和仿真 (9)5.1PID参数对控制性能的影响 (9)5.2用试凑法确定PID控制器参数 (9)5.3系统的仿真 (10)6 课程设计总结 (12)参考文献1 热电厂的生产工艺1.1锅炉简介锅(汽水系统): 由省煤器、汽包(汽水分离器)、下降管、联箱、水冷壁, 过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。
炉(燃烧系统): 由炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟风道及炉墙, 构架等组成.锅炉是工业生产过程中必不可少的重要动力设备。
它通过煤、油、天然气的燃烧释放出的化学能, 通过传热过程把能量传递给水, 使水变成水蒸气。
这种高压蒸汽即可以作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发过程的能源, 又可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源。
随着石油化学工业生产规模的不断扩大, 生产过程不断强化, 生产设备的不断更新, 作为全厂动力和热源的锅炉, 亦向着高效率, 大容量发展。
为确保安全, 稳定生产, 对锅炉设备的自动控制就显得十分重要1.2工艺流程简介热电厂是利用煤和天然气作为燃料发电, 产汽的, 这也是目前世界上主要的电能生产方式。
给水经给水泵、给水控制阀、省煤器进入锅炉的汽包, 燃料和热空气按一定的比例送入燃烧室内燃烧, 生成的热量传递给蒸汽发生系统, 产生饱和蒸汽Ds。
然后经过热器, 形成一定气温的过热蒸汽D, 汇集至蒸汽母管。
蒸汽采暖蒸汽采暖也就是蒸汽供热系统,城市集中供热系统中用水为供热介质,以蒸汽的形态,从热源携带热量,经过热网送至用户。
靠蒸汽本身的压力输送,每公里压降约为0.1兆帕,中国热电厂所供蒸汽的参数多为0.8-1.3兆帕,供汽距离一般在3-4公里以内。
蒸汽供热易满足多种工艺生产用热的需要;蒸汽的比重小,在高层建筑中不致产生过大的静压力;在管道中的流速比水大,一般为25-40米/秒;供热系统易于迅速启动;在换热设备中传热效率较高。
但蒸汽在输送和使用过程中热能及热介质损失较多,热源所需补给水不仅量大,而且水质要求也比热网补给水的要求高。
1 蒸汽供热管网的系统节能技术蒸汽供热管网的系统节能技术主要由两个关健产品所组成。
1)凝结水回收器适用于电力、化工、石油、冶金、机械、建材、交通运输、轻工、纺织、橡胶等工业部门及宾馆、医院、商场、写字楼等单位的蒸汽锅炉实现高温凝结水和二次汽回收利用。
也适用于蒸汽采暧和中央空调溴化锂制冷系统。
2)低位热力除氧器适用于蒸汽锅炉和热水锅炉高标准除氧。
2 主要技术内容2.1 基本原理2.1.1 凝结水回收器具有五个创造性:除污装置、自动调压装置、汽蚀消除装置、水泵最佳流态和自控。
在保证正常回水的情况下,适当提高调压装置的特制阀门压力,一是有利于闪蒸在容器内的二次凝结,回收二次汽;二是二次汽向水面施压,保证水泵防汽蚀必需的正压水头;三是形成闭式压力系统,保证设备及管道内无氧腐蚀。
2.1.2 低位热力除氧器第一级,形成数个“圆锥形水膜裙”与上升的蒸汽产生强烈的热交换,氧气基本被除净。
第二级,篦栅和网波填层除氧,当进水条件差(水温低、含氧多、水量波幅大)时,除氧器仍正常工作。
第三级,水箱内再沸腾除氧。
2.2 技术关健2.2.1 凝结水回收器的自动调压装置和汽蚀一消蚀装置配合应用,有效地解决了水泵汽蚀“泵癌”的世界难题。
2.2.2 低位热力除氧器充分利用二次经汽蚀削除装置,有效地解决了水泵汽蚀“泵癌”世界难题。
热电联产与调峰锅炉联合供热运行方式优化实践摘要:热电联产与调峰锅炉联合供热,是目前北方民用采暖负荷供热的主流方式。
通过运行方式的优化,有效提高能源利用效率,推进节能减排工作,实现企业效益最大化。
多点供热确保供热安全,提高企业抗风险能力。
关键词:热电联产;调峰锅炉;优化运行方式;安全效益一.前言满洲里地处内蒙古东部,属北方严寒地区。
满热里热电厂承担市区近900万平米的采暖负荷,占市区总采暖面积的90%。
热电厂现有七台75t/h中温中压CFB锅炉配套五台12MW供热机组及六台29MWCFB调峰热水锅炉,是典型的小型热电联产与调峰锅炉联合供热项目。
市区冬季最低室外温度达-40℃,采暖时间232天,由于供暖时间长、室外气温低,单位供热消耗相对较大,加之当地热价偏低,劳务用工成工高,供暖企业安全生产压力及经营压力较大。
因此,在保证供热质量、提供优质服务的前提下,合理优化运行方式,积极内部挖潜,节能减排、降本增效至关重要。
二.集中供热技术路线北方地区,为保障冬季民生采暖,改善空气质量,减少大气污染物排放,宜采用热电联产、区域锅炉、生物质、垃圾焚烧、风电、地热热泵等多种方式集中供暖,结合当地实际情况进行工程应用。
2.1集中供热技术路线对比(1)热电联产集中供暖,充分利用各级热能,应用最多。
大型热电联产机组供热能力制约于发电负荷,不能完全满足全口径供热需要,近期的汽轮机低压转子光轴改造及低压缸零出力供热改造等热电解耦技术在一定程度缓解了“发电、供热矛盾”,但其需要参与电力电量平衡、纳入国家电力建设规划,受政策及用电负荷影响,近期建设难度较大。
小型背压供热机组“以热定电”运行,煤耗低,技术成熟,运行稳定,但初末寒期发电量较少,无工业负荷时非采暖期被迫停运,设备利用小时数偏低,投资具有一定的风险,应结合原用设备联合运行、统一考虑经营核算。
(2)热水锅炉集中供暖,可取消分散的小锅炉房,提高锅炉热效率,改善城区空气质量。
锅炉燃烧系统的控制系统设计摘要:锅炉是热电厂重要且基本的设备,其最主要的输出变量之一就是主蒸汽压力。
主蒸汽压力的自动调节的任务是维持过热器出口气温在允许范围内,以确保机组运行的安全性和气温在允许范围内,以确保机组运行的安全性和[1]经济性。
锅炉所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源,又可以作为精馏、干燥、反可以作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
随着工业生产的规模不断扩大,作为动力和热源的过滤,也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。
在控制算法上、综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制等控制方法实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压,并有效克服了彼此的扰动,使整个系统稳定运行。
运行。
关键词:锅炉;蒸汽压力;单回路控制;关键词:锅炉;蒸汽压力;单回路控制;ControlsystemdesignoftheboilercombustionsystemAbstract:Theboilerisimportantandbasicequipmentofthethermalpowerplan t,oneofthemainoutputvariableisthemainsteampressure.Thetaskoftheauto maticadjustmentofthemainsteampressureistomaintainthesuperheateroutle ttemperaturewithintheallowablerange,toensurethesafetyandeconomyofth eunitoperation.Theboilersproducehighpressuresteamcanbeusedasasource ofpower-driventurbine,butalsoasadistillation,drying,reaction,heatingandprocesshe atsource.Withindustrialproductionexpanding,asafilterforpowerandheat,b utalsotowardthehigh-capacity,high-parameter,high-efficiencydirection.Inthecontrolalgorithm,theintegrateduseofsingle-loopcontrol,cascadecontrol,ratiocontrol,thecontrolmethodoffuelcontroltoadjustthevaporpressure,airvolumecontroltoadjustthefluegasoxygenconten t,thewindcontrolthefurnacenegativepressure,andeffectivelyovercomeeac hotherdisturbancessothatthewholestabilityofthesystem.Keywords:Boiler;Vaporpressure;Single-loopcontrol引言引言随着城市的快速发展,我们对用电的需求也越来越大,如何利用好有限的能源来保证供电是一个重要的话题,在能源的利用过程中如何更加提高能源的利用率是一个可研究性的话题,本文基于上述话题对电厂的燃烧锅炉控制进行了研究。
锅炉的压力等级锅炉是我的本行,本人学习锅炉从事锅炉技术工作已经几十年了。
本着对大家负责的态度,特在此更正楼上各位一些不妥的说法。
按压力高低,蒸汽锅炉分为:⑴ 超超临界压力锅炉其蒸汽参数为压力≥27.0MPa,额定出口温度≥590℃。
⑵ 超临界压力锅炉其出口蒸汽压力大于22.1~27.0MPa。
常用的蒸汽参数为23.5~26.5MPa,538~543℃/538~566℃。
⑶ 亚临界压力锅炉是指出口工质压力为16.7~22.1MPa的锅炉。
最常用的蒸汽参数为16.7MPa/538℃/538℃。
⑷ 超高压锅炉是指出口工质压力为13.7~16.7MPa的锅炉。
最常用的蒸汽参数为13.7MPa/538℃/538℃。
⑸ 高压锅炉是指出口工质压力为9.8~13.7MPa的锅炉。
最常用的蒸汽参数为9.8MPa、540℃。
⑹ 次高压锅炉是指出口工质压力为 5.4~9.8MPa的锅炉。
最常用的蒸汽参数为 5.4MPa、540℃。
⑺ 中压锅炉是指出口工质压力为 3.8~5.4MPa的锅炉。
最常用的蒸汽参数为 3.8MPa、450℃。
⑻ 低压锅炉是指出口工质压力不大于2.5MPa的锅炉。
此外还有所谓的常压锅炉,它是锅炉本体开孔与大气相通,在任何工况下,锅炉水位线处表压力都为零的锅炉。
锅炉的压力等级荣楼主的回复是正确的,我学的锅炉专业,在锅炉检验机构十多年,熟悉锅炉法规、标准和相关理论,最新的《锅炉技术安全监察规程》--现在尚未颁布,其对锅炉进行如下分类:第四条锅炉设备分类为:(一)A级锅炉:额定工作压力(表压,下同)P≥3.8MPa的锅炉,包括:1.超超临界锅炉: P≥27.0MPa或额定出口温度≥590℃的锅炉;2.超临界锅炉: 22.1MPa≤P<27.0MPa;3.亚临界锅炉: 16.7MPa≤P<22.1MPa;4.超高压锅炉: 13.7MPa≤P<16.7MPa;5.高压锅炉:9.8MPa≤P<13.7MPa;6.次高压锅炉: 5.4MPa≤P<9.8MPa;7.中压锅炉:3.8MPa≤P<5.4MPa。
锅炉蒸汽参数指锅炉汽包出口处饱和蒸汽的压力和温度锅炉蒸汽参数是指在锅炉运行时测量的与蒸汽相关的参数。
其中最基本的参数是锅炉汽包出口处饱和蒸汽的压力和温度,本文将详细介绍这两个参数。
一、饱和蒸汽压力饱和蒸汽压力指的是在一定温度下,液体与蒸汽处于平衡状态时的蒸汽压力。
在锅炉运行时,这个压力通常指的是在锅炉汽包出口处的蒸汽压力,也被称为锅炉出口压力。
锅炉出口压力是锅炉系统中最基本的参数之一,影响着锅炉的性能和热效率。
锅炉出口压力与锅炉的工作压力有关。
工作压力是指锅炉内部的压力,通常是在锅炉进口处测量。
为了保证锅炉的正常工作,锅炉出口压力必须要大于工作压力,一般要求出口压力比工作压力高出一定的幅度,这样才能够保证在蒸汽输送过程中不会出现压力下降的情况,确保系统的稳定性。
二、饱和蒸汽温度饱和蒸汽温度指的是在一定压力下,液体与蒸汽处于平衡状态时的蒸汽温度。
与饱和蒸汽压力一样,锅炉汽包出口处的饱和蒸汽温度也是锅炉系统中最基本的参数之一。
饱和蒸汽温度对锅炉的热效率有着重要的影响,同时也是安全控制的重要指标之一。
锅炉出口蒸汽温度的测量一般采用热电偶或红外线温度计进行。
为了保证锅炉蒸汽的温度稳定,锅炉系统中通常会设置多个控制装置,如水位控制器、燃烧控制器、温度控制器等。
这些控制装置通过对锅炉运行时的参数进行监测和调节,保持锅炉的蒸汽输出稳定,并且保证系统的安全性和稳定性。
总结在锅炉系统中,锅炉出口蒸汽的压力和温度是非常关键的参数。
对于运行中的锅炉,这两个参数需要进行实时监测和调节,确保系统的高效运行和安全性。
同时,锅炉压力和温度的调节对于提高锅炉的热效率也有着非常重要的作用。
作为一位优秀的内容创作者,应该深入探究锅炉技术的细节,为读者提供更全面的知识。
内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目:热电厂锅炉蒸汽压力控制系统设计学生姓名:***学号:**********专业:测控技术与仪器班级:测控08-2班指导教师:李忠虎教授2011年8月30日热电厂锅炉蒸汽压力控制系统设计摘要本设计以包钢热电厂的锅炉蒸汽压力控制部分为研究对象,应用所学专业知识设计控制系统。
热电厂的三大主机包括:锅炉、汽轮机、汽轮发电机。
热电厂锅炉主要任务是加热蒸汽,蒸汽可直接进入生产系统或者进入汽轮机发电。
蒸汽压力是衡量锅炉的蒸汽生产量与负荷设备的蒸汽消耗量是否平衡的重要指标,是蒸汽的重要工艺参数。
蒸汽压力过低或过高,对于金属导管和负荷设备都是不利的。
压力过高,会导致锅炉受损;压力过低,就不可能提供给负荷设备负荷质量的蒸汽;因此,控制蒸汽压力是安全生产的需要,也是保证燃烧经济性的需要。
关键词:热电厂;锅炉;蒸汽压力;控制系统摘要 (I)关键词 (I)引言 (1)第一章工艺流程介绍 (2)1.1热电厂的工艺流程 (2)1.1.1化学水处理工序 (2)1.1.2输煤工序 (2)1.1.3 锅炉工序 (2)1.1.4 汽机工序 (3)1.2锅炉的工艺流程 (3)第二章控制方案整体设计思路 (5)2.1锅炉汽包水位控制 (5)2.2 蒸汽过热系统的控制 (5)2.3 锅炉燃烧过程的控制 (6)第三章蒸汽压力控制方案的设计过程 (7)3.1 蒸汽压力调节对象的特性 (7)3.2 控制系统的选择 (8)3.3系统仪表选型 (8)3.3.1压力传感器的选择 (8)3.3.2流量计的选型 (10)3.3.3控制器的选择 (11)3.3.4控制阀的选择 (11)3.3.5主副调节器正反作用的选择 (12)3.3.6主、副回路调节器调节规律的选择 (13)3.4控制系统的工作原理 (13)第四章总结 (15)附录 (16)参考文献 (17)电力工业是为国民经济和社会发展提供能源的重要基础产业,也是关系国计民生的公用事业。
我国电力工业已经走过121年的发展历程,与世界各国一样,电力在经济发展和社会进步中越来越成为不可缺少的物质资料和生活资料,电气化程度成为一个国家现代化程度的重要标志。
正常运行的生产设备必须保证产品满足一定的数量和质量的要求,同时也要保证设备的安全性与经济性。
在生产过程和科学实验中,自动控制起着越来越重要的作用。
自动控制通常包括自动调节和顺序控制两方面内容。
热电厂锅炉设备控制系统主要包括对锅炉的汽包水位、燃烧系统、母管压力等回路的控制,锅炉参数的检测与控制尤为重要,选择一个好的控制方案对锅炉进行控制是对经济效益的一个非常好的保证。
因此我们可以清楚的了解到,要想实现预期的生产目的,锅炉的严格控制是十分必要的。
从锅炉生产系统的结构来看,燃料量和风量调整的基本原则是根据锅炉负荷的变化来增减燃料,同时通过送风机、引风机的调整维持合理的空燃比,即保持合理的空气过量系数。
使燃料量和风量的增减密切配合,当锅炉负荷增加时,应先增加风量,再增加燃料量。
减负荷时,先减少燃料量,再减少风量,并要缓慢平稳操作。
第一章工艺流程介绍1.1热电厂的工艺流程热电厂主要的设备包括:发电机、汽轮机、鼓风机、锅炉及制粉设备、除盐水设备等。
原煤经过制粉系统将大块的煤转换成可供锅炉燃烧的煤粉,生水经过水处理系统再经过除盐处理而除去水质里的钙、镁、钠等盐分子,然后通入锅炉,锅炉里的煤粉和通入的热空气经过一定比例的混合后燃烧,放出的热量将水加热成为具有一定压力和温度的过热蒸汽,过热蒸汽进入汽轮机膨胀做工,使得汽轮机高速运转产生旋转机械能,发电机将汽轮机的旋转机械能转换成电能。
这些电压不变的电力在主变压器的作用下变成一定电压的电量,经过高压远程输电送入各个电网输送到全国各地。
热电厂的生产过程实质上是将一次能源(燃料的化学能)转化为二次能源(电能)的能量转化过程。
分为三个阶段:第一阶段是在锅炉中燃烧的化学能转化为蒸汽的热能;第二阶段是蒸汽的热能通过汽轮机转换为机械能;第三阶段是机械能通过发电机转换为电能。
热电厂是联合生产电能和热能的发电厂。
热电厂供热系统是利用汽轮机同时生产电能和热能的热电系数作为热源。
以热电厂作为热源不仅热能利用效率高,同时有利于环保。
以热电厂作为热源的供热系统称为热电厂集中供热系统。
1.1.1化学水处理工序热电厂化学水处理和化学实验需使用的去离子水基本属于同一原理,就是使用不同工效的吸附物质去掉一次水中需过滤的物质,将原水转化成供给锅炉品质合格的除盐水,减轻机。
炉热力设备的腐蚀结垢,确保长周期安全经济运行热电化水车间有多套阴阳床,采用黄河水作为水源,经过过滤器、阴阳床除去水中的悬浮物。
钙、镁、钠等阳离子,氯根、碳酸根、硫酸根等阴离子,出水即为一级除盐水。
1.1.2输煤工序主要分为两个环节,卸煤和上煤,通过自动卸煤机把车皮上的煤直接卸到料仓,经过粗破和细破,再由称重给煤机送进锅炉。
1.1.3 锅炉工序热电厂锅炉主要任务是加热蒸汽,循环流化床锅炉的工艺过程就是煤炭燃烧后的热量加热循环水,产生蒸汽,在一定压力下,形成过热蒸汽,蒸汽可直接进入生产系统或者进入汽轮机发电。
1.1.4 汽机工序主要设备有汽轮机和发电机,完成供热、发电、供暖三项任务。
供热的原理是将锅炉产汽按用户需要,通过汽轮机抽汽、减温减压器等设备向用户提供所需参数的蒸汽;发电的原理是利用锅炉产汽,通过汽轮机将热能转换成机械能,带动发电机发电;供暖的原理是通过机组低真空运行,利用机组排汽余热作为热源将供暖循环水加热。
热电厂生产工艺如图1-1所示。
图1-1 热电厂生产工艺1.2锅炉的工艺流程锅炉是石油化工、发电等工业过程中必不可少的重要动力设备,它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源,又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
就热电厂而言,锅炉产生的合格蒸汽用来推动汽轮机转动,再由汽轮机带动发电机,将机械能转化为电能,送给用户。
随着工业生产规模的不断扩大,作为动力和热源的锅炉,也向着大容量、高参数、高效率方向发展。
锅炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼,工艺流程多种多样,蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。
燃料与热空气按一定比例送入锅炉燃烧室燃烧,生成的热量传递给蒸汽发生系统,产生饱和蒸汽,然后经过热气,形成一定气温的过热蒸汽,再汇集到蒸汽母管。
一定压力的过热蒸汽,经负荷设备控制,供给负荷设备用。
与此同时,燃烧过程中产生的烟气,除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外,还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气,最后经引风机送往烟仓,排入大气。
锅炉设备主要工艺流程如图1-2。
烟气排出图1-2锅炉设备主要工艺流程图第二章控制方案整体设计思路锅炉设备的控制任务是根据生产负荷的需要,供应一定压力或温度的蒸汽,同时要使锅炉在安全、经济的条件下运行。
按照这些控制要求,锅炉设备将有如下主要的控制系统:锅炉汽包水位控制、过热蒸汽系统的控制、锅炉燃烧系统的控制。
2.1锅炉汽包水位控制汽包锅炉给水自动控制的任务是使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量,以维持汽包水位在规定的范围内。
汽包水位是锅炉运行中一个重要的监控参数。
它间接反映了锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系。
汽包水位过高,会影响汽包内的汽水分离,饱和水蒸气将会带水过多,导致过热器管壁结垢并损坏,使过热蒸汽的温度严重下降。
如以此过热蒸汽带动汽轮机,则将因蒸汽带液损坏汽轮机的叶片,造成运行的安全事故。
然而,水位过低,则因汽包内的水量过少,而负荷很大,加快水的汽化速度,使汽包内的水量变化速度很快,若不及时加以控制,将有可能使汽包内的水全部汽化;尤其是大型锅炉,水在汽包内的停留时间极短,从而导致水冷壁烧坏,甚至引起爆炸。
锅炉汽包水位控制被控变量是汽包水位,操纵变量是给水流量。
它主要是保持汽包内部的物料平衡,使给水量适应锅炉的蒸汽量,维持汽包水位在工艺要求的范围内,这是保证锅炉、汽轮机安全运行的必要条件,是锅炉正常运行的重要指标。
2.2 蒸汽过热系统的控制蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。
过热蒸汽温度自动控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许范围内,并且保护过热器,使管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度过高或过低,对锅炉运行及蒸汽用户设备都是不利的。
过热蒸汽温度过高,过热器容易损坏,汽轮机也因内部过度的热膨胀而严重影响安全运行,因而过热气温的上限一般不应超过额定值5℃;过热蒸汽温度过低,一方面使设备的效率降低,同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加,引起叶片磨损,因而过热气温的下限一般不低于额定值10℃。
所以必须把过热器出口蒸汽的温度控制在规定范围内。
过热蒸汽温度控制系统被控变量为过热蒸汽温度,常采用减温水流量作为操纵变量,但由于控制通道的时间常数及纯滞后均较大,组成单回路控制系统往往不能满足生产的要求,因此,常采用串级控制系统,以减温器出口温度为副参数,可以提高对过热蒸汽温度的控制质量。
过热蒸汽温度控制有时还采用双冲量控制系统,这种方案实质上是串级控制系统的变形,把减温器出口温度经微分器作为一个冲量,其作用和串级的副参数相似。
2.3 锅炉燃烧过程的控制燃烧过程的实质就是将燃料化学能转变为蒸汽热能的能量形势转换过程。
燃烧控制过程的根本任务就是及时响应主控系统的输出指令,使燃料所提供的热量适应蒸汽符合的需要,同时还要保证锅炉燃烧的安全性和经济性。
其中锅炉燃烧的过程控制基本要求有三个:(1)必须保证出口的蒸汽压力稳定,并能按负荷要求自动增减燃料量;(2)燃烧状况良好,供气适宜。
既要防止由于空气不足使烟仓冒黑烟,也不要因空气过量而增加热量损失;(3)锅炉要安全运行。
保持炉膛具有一定的负压,如果负压太小,或为正值,造成炉膛内热烟气往外冒,影响设备和工作人员的安全;负压太大,导致大量冷空气漏进炉内,从而增加热量损失。
此外,还需防止燃烧嘴背压(对于气相燃料)太高时脱火,燃烧嘴背压(气相燃料)太低时回火的危险。
第三章蒸汽压力控制方案的设计过程锅炉燃烧控制系统主要包括燃料控制系统、风量(送风)控制系统、炉膛压力(引风)控制系统、磨煤机控制系统等几个子控制系统。
这个系统的任务是根据机组主控制器发出的锅炉燃烧指令来协调燃料、送风量和引风量,在保证锅炉安全、经济燃烧的前提下,是燃料燃烧所产生的热量适应锅炉蒸汽负荷的需要。
当机组负荷发生改变时,需要进行锅炉燃烧调整。
燃料种类、制粉系统、燃烧设备以及锅炉的运行方式决定了每台锅炉燃烧过程的控制任务及策略。
蒸汽压力控制系统将燃料量作为调节量 ,将主蒸汽压力作为被调量,使锅炉燃烧所产生的蒸汽量满足外部负荷要求 ,维持主蒸汽压力稳定。
在蒸汽压力控制系统中,燃料量影响主蒸汽压力、送风量、引风量、蒸汽蒸发量及主蒸汽温度等参数。