锅炉蒸汽温度控制系统

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1、第五章锅炉蒸汽温度控制系统§5.1概述§5.2蒸汽温度控制策略§5.3蒸汽温度控制系统实例1§5-1概述2一、蒸汽温度控制的任务1.过热蒸汽温度控制的任务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，汽温每降低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。一般规定大容量高参数火力发电机组都要求保持过热蒸汽温在的范

2、围内。32．再热蒸汽温度控制的任务随着蒸汽压力的提高，为了提高机组热循环的经济性，减少汽轮机末级叶片中蒸汽湿度，高参数机组一般采用中间再热循环。将高压缸出口蒸汽引入锅炉，重新加热至高温，然后再引入中压缸膨胀做功。一般再热蒸汽温度随负荷变化较大，当机组负荷降低30%时，再热蒸汽温度如不加以控制，锅炉再热器出口汽温将降低28~35℃(相当于负荷每降低10%时，汽温降低10℃)。所以大型机组必须对再热汽温进行控制。4二、影响汽温的主要因素1.过热汽温的主要影响因素(1)锅炉负荷与过热汽温的关系锅炉负荷增加时，炉膛中燃烧的燃料量增加，但炉膛的最高温度没有多大变动，炉膛辐射放热量相对变化不

3、大，使得炉膛出口烟温增高。这就说负荷增加时，每千克燃料的辐射放热百分数减少，而在炉膛后的对流换热区，由于烟温和烟速的提高，每千克燃料的对流放热百分率增大。因此，对于对流式过热器来说，当锅炉负荷增加时，出口汽温的稳态值升高；辐射式过热器则具有相反的汽温特性。采用这两种过热器串联的锅炉，过热器出口蒸汽温度在某个负荷范围内仍随锅炉负荷的增加而有所升高。5(2)给水温度与汽温的关系提高给水温度，将使过热汽温下降，这是因为产生每千克蒸汽需要的燃料量减少了，流经过热器的烟气量也减少了。也可以这样认为：提高给水温度后，在相同的燃料量下，锅炉的蒸发量增加了，故过热气温将下降。因此，是否投入高加将

4、使给水温度相差很大，这对过热气温有明显影响。(3)过剩空气系数过剩空气量改变时，燃烧生成的烟气量亦改变，因而所有对流受热面吸热随之改变，而且对离炉膛出口较远的受热面影响显著。以对流吸热为主的过热器，当增大过剩空气量时，将使过热气温上升。6(4)燃烧器的运行方式与过热汽温的静态关系在炉膛内投入高度不同的燃烧器或改变燃烧器摆角会影响炉内温度分布和炉膛出口烟温，因而也会影响过热汽温，火焰中心相对提高时，过热汽温将升高。(5)受热面清洁程度过热器之前的受热面发生积灰或结渣时，进入过热器的烟温升高，因而使过热汽温上升，而过热器本身发生积灰或结渣将使过热汽温下降。72.再热汽温的影响因素(1

5、)给水温度给水温度降低时（如高压加热器出系），若锅炉出力保持不变，则需要增加燃料，以补充因给水温度降低而减少的热量；这样，炉膛出口烟气量增加，以对流受热面为主的再热器吸热量增加，导致再热汽温升高。(2)过剩空气系数过剩空气系数增加，以对流受热面为主的再热器吸热量增加，再热汽温升高；反之则降低。8(3)炉膛火焰中心炉膛火焰中心的高度对再热汽温有相当显著的影响，是调节再热汽温的主要手段。当火焰中心抬高时，炉膛出口温度上升，以对流受热面为主的再热器其进口烟温升高，吸热量增加，再热汽温提高；反之，再热器吸热量减少，再热汽温降低。(4)受热面结渣再热器受热面结渣或积灰，吸热量减少，再热汽温

6、降低。炉膛水冷壁结渣，水冷壁吸热量减少，导致炉膛出口烟温上升，再热器吸热增加，再热汽温提高。9(5)过热蒸汽温度和压力过热蒸汽温度变化会引起高压缸排汽变化。过热汽温降低，高压缸排汽温度降低；在再热器吸热量不变的条件下，因再热器进口温度降低，导致再热器出口温度降低。过热蒸汽压力的变化也会引起再热汽温的变化。过热蒸汽压力降低，在过热汽温不变的情况下，过热蒸汽的焓增大，高压缸排汽温度上升；在再热器吸热量不变的条件下，因再热器进口温度升高，使再热器出口温度提高；反之，过热蒸汽压力升高，再热汽温降低。这与变压运行时，可保持较高再热汽温的原理相同。10三、蒸汽温度控制对象的动态特性1.过热蒸

7、汽温度对象的动态特性主要为蒸汽流量、烟气传热量和减温水扰动。（１）蒸汽扰动下对象的动态特性引起蒸汽流量变化的原因有二：一是蒸汽母管的压力变化，二是汽轮机调节汽门的开度变化。结构形式不同的过热器，在相同蒸汽流量D的扰动下，汽温变化的静态特性是不同的。对于对流式过热器的出口温度，随着蒸汽流量D的增加，通过过热器的烟气量也增加，导致汽温升高；对于辐射式过热器，蒸汽流量D增加时，炉膛温度升高较少，炉膛辐射给过热器受热面的热量比蒸汽流量的增加所需的热量要少，因此辐射式过热器的出口汽温反而下