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    锅炉原理第十六章

  • 上传人: 520j****uan
  • 文档编号:33357444
  • 上传时间:2021-11-26
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    锅炉 原理 第十六
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    1、延时付 第十六章 锅炉动态特性 第一节 锅炉的蓄热能力 第二节 汽包锅炉的动态特性 第三节 直流锅炉的动态特性 延时付 第十六章 锅炉动态特性 锅炉动态特性主要是指:当燃料量、风量、炉膛负压、排烟温度、给水流量、给水温度等 发生扰动时,锅炉出口蒸汽参数的动态变化规律。 锅炉是单元机组中的一个重要环节,锅炉与汽轮发电机之间存在着相互联系、相互影响、 相互依赖的运行关系。锅炉正常运行内容主要是监视和调整各种状态参数,满足汽轮发电机对 蒸汽流量、蒸汽参数的要求,并保持锅炉长期连续安全经济运行。 锅炉各种状态参数之间的运行关系、变化规律称为锅炉运行特性,它有静态特性和动态特 性两种。 锅炉在各个工况的。

    2、稳定状态下,各种状态参数都有确定的数值,称为静态特性。例如,不 同的燃料量就有相应的蒸汽流量、相应的受热面吸热量、相应的汽温与汽压等,这些都是锅炉 的静态特性。 锅炉从一个工况变到另一个工况的过程中,各种状态参数随着时间而变化,最终到达一个 新的稳定状态。各种状态参数在变工况过程中随着时间变化的方向、历程和速度等称为锅炉的 动态特性。 延时付 第十六章 锅炉动态特性 锅炉在正常运行中,各种状态参数的变化是绝对的,稳定不变是相对的。因为,锅炉经常 受到各种内外干扰,往往在一个动态过程尚未结束时,又来了另一个动态过程。锅炉的静态特 性与动态特性表明各种状态参数随时偏离设计值。锅炉正常运行的任务就是。

    3、要使各种状态参数 不论在静态或动态过程都应在允许的安全、经济范围内波动,这必须要通过调节手段才能实 现。锅炉正常运行调节可分为自动调节和人工调节两种,高参数大型锅炉广泛采用高度的自动 调节,以确保静态与动态过程各种状态参数的偏离在允许范围内。 锅炉正常运行还要注意炉内燃烧稳定,防止受热面结渣、积灰,高低温腐蚀、磨损,防止 各级受热面管金属超温。正常运行还要监视给水、锅水与蒸汽品质,并进行正确的锅水处理。 掌握锅炉的动态特性,对于热工自动调节系统的设计,逻辑的组态,提高运行操作水平和 分析处理异常工况的能力,都有十分重要的意义。 延时付 第一节 锅炉的蓄热能力 锅炉的动态特性与蓄热量关系密切。特。

    4、别是汽水系统型式和容积很大的金属承压容器或受 热面热惯性较大。锅炉蓄热量的存在方式表现在两个方面:一是金属本身的蓄热量,二是内部 工质的蓄热量,现代锅炉一般采用轻型炉墙,加之炉墙的换热比较缓慢,在实际分析中一般不 考虑炉墙的蓄热,锅炉蓄热量认为是内部工质和受热面金属蓄热量的总和。 从一个工况过渡到另一个工况,工质蓄热量和金属温度都将发生变化,相应的锅炉蓄热量 也发生变化,这种变化可以表示为: 式中: 、 金属和工质的质量 金属的比热容 工质的焓值 延时付 第一节 锅炉的蓄热能力 当汽轮机负荷变化时,如果维持产汽量不变,则压力降低,通过加强锅炉通过燃烧和给水 量增加产汽量,产汽量滞后导致压力降低。

    5、产生附加蒸发量,产生附加蒸发量的能力成为过路的 蓄热能力。越热能力越强,汽压稳定性越好,说明其热惯性越大。 附加产汽量的产生主要有两个原因:一是压力降低导致饱和温度降低,饱和水析出蒸汽, 二是饱和温度降低后受热面金属蓄热的释放。 锅炉蓄热能力的大小与参数、形式和具体结构有关,自然循环锅炉的蓄热能力一般为直流 锅炉的2-3倍。由于二者结构上的差异,也导致了它们具有不同的动态特性。 过路的燃烧系统同样具有热惯性。热惯性的载体主要是燃料、燃烧产物等,不同燃烧方式 的锅炉,热惯性差别很大。常规煤粉炉,由于煤粉滞留时间短,燃烧速度快,燃料和烟气在炉 内停留时间段,所以热惯性很小;循环流化床锅炉,由于炉内。

    6、存在大量的颗粒物料使得热惯性 较大。因此燃烧系统的动态特性对锅炉的整体动态特性影响也很明显。 延时付 第二节 汽包锅炉的动态特性 汽包锅炉分自然循环锅炉和强制循环锅炉两类。汽包中有较大的工质和能量储存, 具有明显的汽液分界,因此汽包压力和水位是蒸发系统运行监视的两个重要参数。 一、汽压动态特性 主汽压力高低取决于汽包压力和汽轮机调节汽阀的开度。正常运行中汽包压力高于 主汽压力,其差值为从汽包经过热器出口的流动压降。汽压变化实质上反映了锅炉蒸 发量与汽轮机负荷之间的平衡。 引起汽压变化的因素主要有两个方面: 外界负荷变化。外扰:负荷、高加启停。 锅炉内部因素。内扰:燃烧工况的变化。 延时付 第二。

    7、节 汽包锅炉的动态特性 外扰的影响:负荷增加,汽机调门开大,汽包压力下降,如果保持燃烧和给水量暂 时不变,则汽压降低使主汽流量减少,释放部分蓄热减缓了压力下降速度,最终稳定 在一个新的稳定值。 内扰的影响:燃料量的增加,汽包压力和主汽压力升高,温度升高,水循环系统蓄 热量增加,使汽压上升速度减缓,同时再调门开度不变的情况下蒸汽流量增加,使汽 压升高速度降低。 二、水位动态特性 汽包水位高低的危害特别是满缺水的危害。 运行中引起水位变化的根本原因时蒸发面物质平衡的破坏或者工质状态发生改变。 如内外扰的影响。 延时付 第二节 汽包锅炉的动态特性 压力下降时 对汽包水位的影 响:会发生虚假 水位现象。

    8、,水位 先上升。 燃烧增强时 对汽包水位的影 响:不会发生虚 假水位现象,水 位先上升后下 降。 延时付 第二节 汽包锅炉的动态特性 三、汽温动态特性 锅炉运行中无论发生任何影响汽温的扰 动,过热器或再热器的汽温都不是立即变化 的,而是又一个先慢后快、而后再转慢,最 后稳定在一个新的温度水平的过程。右图为 过热器出口汽温典型动态特性曲线,汽温由 初值到终值的变化曲线称飞升曲线,曲线的 拐点是汽温变化速度最快的点,过该店做切 线与初值终值相交,两焦点之间的时间称时 间常数 ,从扰动发生点到时间常数开始 点之间的时间称为延滞时间 。 延时付 第三节 直流锅炉的动态特性 直流锅炉动态特性的特点: (。

    9、1)热水段、蒸发段、过热段之间没有固定界限。各调 节过程互相影响大。 (2)受热面容积小,蓄热能力差,任何扰动基本都会造 成汽温汽压的变化。 (3)煤水比失调将造成过热段受热面积改变,导致汽温 变化较大。 (4)汽温变化同汽水通道上所有中间截面的工质焓值变 化相关联(中间点温度)。 一、给水量的扰动 给水量减少,热水段和蒸发段相应缩短,蒸汽流量逐渐 降低以适应给水量的减少,出口温度升高。同时金属温度升 高蓄热,对汽温升高有一定减缓作用。 延时付 第三节 直流锅炉的动态特性 二、燃料量的扰动 其它参数不变的情况下,燃料量的减小,蒸发量短暂延迟后 开始下降而后升高,最后稳定下来与给水量保持平衡。 。

    10、由于热负荷减少,使得热水段增长,蒸发段和过热段相应缩 短;当蒸发段与热水段的长度之和增长到使过热蒸汽流量与给 水量相等时就不在变化。这段时间内,由于蒸发量始终小于给 水流量,锅炉内部工质储存量不断增加。 燃料量减少,过热段缩短,过热汽温下降。在过渡时间的初 始阶段,由于蒸发量与燃料放热量成比例变化,加上金属管壁 的蓄热功能,所以汽温下降延迟。 蒸汽压力随主流量降低而降低,给水流量随汽压下降略升。 延时付 第三节 直流锅炉的动态特性 三、功率扰动 其它参数不变的情况下,功率突然增加造成汽轮机调速 汽门突然开大,蒸汽流量增加、汽压下降,给水流量由于汽 压的下降而增加。汽压下降使饱和温度下降,锅炉释放蓄热 产生附加蒸汽抑制汽压下降速度。随后蒸汽流量因汽压下降 逐渐增加,最终与给水流量相平衡。同时汽压下降速度趋缓 ,最后稳定。 实际上,汽压降低时给水流量是自动增加的。即平衡后 的给水流量和蒸汽流量增加,导致出口气温下降。 负荷增加,出口压力下降、出口的蒸汽量增加至稍大于 给水流量直至在稳态下建立一个新的平衡。。

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