发电站锅炉在离开预设情况时的合理运转情况研究

1工况变动概述
　　锅炉工况是锅炉工作状况的简称，它通过一系列有关的运行参数来反映，如锅炉负荷，工质的压力和温度烟气温度和燃料量等。锅炉在运行过程中，如果工质和烟气的参数保持不变，则此时的工况称为“稳定工况”在某一稳定工况下，锅炉的效率最高，则此时的锅炉工况称为最佳工况，锅炉负荷成为经济负荷。锅炉有某一稳定工况变动到另一稳定工况下工作时，这个从扰动开始到建立新的稳定工况之间的变动过程，称为过渡过程或动态过程，在过渡过程中，各参数之间变化的相互关系称为锅炉的动态特性，它与锅炉的结构变动前的工况以及造成变动的因素和扰动量等有关。我们应该充分了解工况变动对锅炉的工作及其主要参数的影响，只有这样才能更好地进行调节选择经济工况，以及在某些情况下确保设备的安全运行。
　　2.锅炉负荷变动时，对锅炉工况及其他参数的影响
　　锅炉在运行过程中，随着外界负荷变动，锅炉的蒸发量也在一定的范围内变动。
　　它的变动将对锅炉的工作产生一定的影响
　　2.1对燃料消耗量的影响
　　在不考虑锅炉排污、自用饱和蒸汽和中间再热等情况，根据热平衡关系燃料消耗量随负荷成正比的关系。实际上负荷变动时，锅炉热效率是要变化的，故在经济负荷以下时随负荷增加，燃料消耗量增加比略小于负荷增加比;而在经济负荷以上时，随负荷的增加，燃料消耗量增加比略大于负荷增加比。在一定的范围内，锅炉热效率变化不大，因此可以说当负荷在一定的范围内变动时，锅炉的燃料消耗是与负荷接近成正比的关系。
　　2.2对炉内辐射传热的影响
　　锅炉负荷变动影响燃料消耗量的变动，当送入炉膛的燃料量变动时，炉膛温度和燃料在炉内逗留的时间均将发生变化。对于运行锅炉，如果只是燃料量有较小的变动，而其他条件都保持不变，这样，随燃料量的增大，炉膛出口烟温升高，同时，由于锅炉负荷增大而使燃料量增大时，炉膛出口烟温升高，炉膛出口烟气焓也相应增大，但随同每公斤燃料送入炉内的热量未变，故对应于每公斤燃料量在炉内的辐射传热量就减少了。
　　2.3对对流传热的影响
　　由于负荷改变而使燃料量改变时，离开炉膛进入对流传热区的烟气流量和烟温均改变;对流区内各处的烟速、烟温和传热量也有变动。当燃料量增大时，炉膛出口烟温升高和烟气量增大，必然会增加对流受热面的传热量。但燃料量增大时，放热系数的增大，传热温差的增大，一般超过燃料本身的增加，因此对应于每公斤燃料量的对流传热量增大。
　　燃料量一定时，沿烟气行程的烟气温度是逐渐降低的(从炉膛出口烟温降至排烟温度)这时如果燃料量有一个增量，炉膛出口烟温就升高，但沿烟气行程的烟温升高之越来越小，而排烟温度的升高值最小，即炉膛出口烟温的增量大于排烟温度增量。我们知道增大燃烧粮食，对应于每公斤燃料在对流区内的传热量增大。实际上当燃料量变动不大时，锅炉的效率可假定不变。这时燃料与锅炉的蒸发量成正比，既提高锅炉负荷试，单位工质在对流区中的吸热量增多，这就是通常所说的锅炉对流特性。它恰好同辐射传热特性相反。另外，当锅炉升负荷时，工质的对流吸热量增多，预热空气温度将有所提高，这会提高燃料的理论燃烧温度。但影响不大，对炉膛出口烟温的升高主要是由于燃料连个增加。
　　2.4对锅炉效率的影响
　　锅炉负荷增加时，燃料量相应增加，在过量空气系数不变的情况下，缠身个烟气量增加，炉膛出口烟温升高，排烟温度升高，一是造成排烟热损失的增加;另外，由于炉温提高气流扰动性增加以及混合条件得到改善等，提高了燃烧效率，使未燃尽的可燃物在炉内得到进一步燃烧，减少了化学和机械不完全燃烧损失，故此时的锅炉效率是随负荷增加而增加，负荷增加到某一值时，锅炉效率达到最高，这一经济符合通常为额定负荷的75%￣85%。当负荷超过这一定值时，则因可燃物在炉内停留的时间过分缩短，此时的锅炉效率随负荷的增加而降低。
　　3给水温度变动
　　汽轮机负荷降低或高压加热器停用，都会使锅炉的给水温度降低。这时的单位工质在锅炉中的吸热量就要增大。为了维持一定的蒸发量，就要增加燃料量。单位工质的对流吸热量也必然增大。自然循环锅炉的运行实践证明，给水温度降低时，对流过热器的吸热量增多，必须加大蒸汽侧的减温。此外，给水温度降低出口烟温。至于排烟温度和预热空气温度下降的程度，要看空气预热器受热面的大小而定。
　　4过量空气系数变动
　　炉内的过量空气系数有最佳值，这时各种损失的总和最小而锅炉效率最高。当过量空气系数偏离最佳值时，锅炉效率降低。炉内过量空气系数是指炉膛口处的过量空气系数。当空气量增多时，所生成的烟气平均热容量增大。因而理论燃烧温度降低;空气量增多还会使炉膛黑度减小，并使火焰中心升高。所有这些均将影响炉内的辐射传热，理论燃烧温度降低，一方面将导致炉膛出口烟气温度降低，另一方面炉内辐射传热的减少又会使炉膛出口烟温升高。实际运行证明，少量空气增大，对炉膛出口烟温影响不大。
　　当炉内过量空气系数增大时，燃烧生成的烟气量增大，在一定的范围内过量空气系数的增大有利于燃烧，使不完全燃烧损失有所减小。但锅炉效率是各种损失的总结果，当过量空气系数变动不大时，锅炉效率可能略有升降或近于不变，但当过量空气系数过大时，锅炉效率必将显著降低。同增大燃料量一样，增大炉内过量空气系数，会减小对应于1公斤燃料的炉内辐射传热量并增大对流热量，对所有的对流受热面内的工质焓增均有所增加。锅炉漏风同上述过量空气系数增大的影响是一样的，只是漏入的是冷空气，危害性更严重。有漏风时，都会增大锅炉的排烟热损失。
　　5燃料性质变动
　　燃料性质的变动对锅炉工作有多种不同的影响，燃料的挥发分会影响燃料的着火和燃烧;灰分含量及其性质会影响不完全燃烧损失、受热面污染、结渣、磨损和环保;燃料水分不仅影响着火燃烧和受热面腐蚀，而且还会使各区段的烟温和传热发生显著变化。

[ 本帖最后由 sosoyo 于 2012-9-10 13:39 编辑 ]