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锅炉知识

直流锅炉特点运行中参数及启动控制调整事故处理

发布时间: 2019-02-20 16:42   1991 次浏览

直流锅炉的特点:

1)结构特点口直流锅炉无汽包,工质一次通过各受热面,且各受热面之间无固定界限。直流锅炉的结构特点主要表现在蒸发受热面和汽水系统上口直流锅沪的省煤器、过热器、再热器、空气预热器及燃烧器等与自然循环锅炉相似。

(2)适用于压力等级较高的锅炉,根据直流锅炉的工作原理,任何压力的锅炉在理论下都可采用直流锅炉。但实际上没有中、低压锅炉采用直流型。高压锅炉采用直流型的较少,超高压、亚临界压力等级的锅炉可较为广泛地采用直流型,而超临界压力的锅炉只能采直流型。
中低压锅炉容量较小,仪表较简单。自动化控制水平较低,对给水品质的要求不高,自然循环工作******,在经济上采用自然循环较合理。
当压力超过14MPa时,由于汽水密度差越来越小,采用自然循环的******性降低,自然循环锅炉的******工作压力大约在19~20MPa。锅炉圈【 ID:cfb12315】分享锅炉知识,笑傲技术江湖!电厂锅炉运行必备公众号,运行调整、现象分析、事故处理、技术资料,一网打尽!
当压力等于或超过临界压力时,由于蒸汽的密度与水的密度一样,汽水不能靠密度差进行自然循环,所以只能采用直流锅炉。
(3)可采用小直径蒸发受热面管且蒸发受热面布置自由。直流锅炉采用小直径管会增水冷壁管的流动阻力,但由于水冷壁管内的流动为强制流动,且采用小直径管大大降低了水冷壁管的截面积,提高了管内汽水混合物的流速,因此******了水冷壁管的安全。

由于直流锅炉内工质的流动为强制流动,蒸发管的布置较自由,允许有多种布置方式,但应注意避免在***后的蒸发段发生膜态沸腾或类膜态沸腾。

在工作压力相同的条件下,水冷壁管的壁厚.与管径成正比,直流锅炉采用小管径水冷壁且不用汽包,可以降低锅炉的金属耗量。与自然循环锅炉相比,直流锅炉通常可节省约20%一30%的钢材。但由于采用小直径管后流动阻力增加,给水泵电耗增加,因此自流锅炉的耗电量比自然循环锅炉大。

(4)启停和变负荷速度快。由于没有汽包,直流锅炉在启停过程及变负荷运行过程中的升、降温速度可以快些,这样锅沪启停时间可大大缩短,锅炉变负荷速度提高,因而也具有较好的变负荷适应性。


为什么直流锅炉启动时需要一定的启动流量(阳西电厂集控运行学习平台)

  直流锅炉启动时,为******受热面的良好冷却并带走锅炉管道中的杂质,所以启动时必须建立一定的给水流量,称为启动流量。

    直流锅炉一点火,***需要有一定量的工质强迫流过蒸发受热面,以******受热面得到******的冷却。启动流量的大小,对启动过程的安全性、经济性均有直接影响。启动流量越大,流经受热面的工质流速较高,这除了******有良好的冷却效果外,对水动力的稳定性和防止出现汽水分层流动都有好处。但启动流量过大,将使启动时的容量增大。启动流量过小,又使受热面的冷却和水动力的稳定性难以******。确定启动流量的原则是:在******受热面******冷却和工质流动稳定的前提下,启动流量应尽可能小一些。


为什么直流锅炉给水及蒸汽的品质要求高?(大埔发电公司)


直流锅炉没有进行汽水分离的汽包,给水一次性依次通过锅炉的预热、蒸发、过热等受热面后全部转化成过热蒸汽,并输送到汽轮机中推动汽轮机做功。直流锅炉没有水的循环,无法进行排污,不能进行锅内加药处理。给水带进锅炉的盐量一部分被蒸汽溶解带走,进入汽轮机,其余的沉积在锅炉各蒸发受热面上形成水垢。水垢的导热系数很低,结垢导致管壁温度上升,严重时可能出现超温爆管。另外,锅炉水质还是控制水冷壁腐蚀破坏的关键因素。因此,为了确保锅炉受热面安全,给水质量必须满足超临界直流锅炉的水质要求。

蒸汽从锅炉带出的盐分进入汽轮机后,由于盐类在蒸汽中的溶解度随蒸汽压力的降低而下降,所以参数越低,蒸汽溶解携带盐的能力越差。蒸汽在汽轮机中将热能转化为动能,压力和温度不断下降,溶盐能力越来越低,如果蒸汽带盐达到一定限度,超出相应压力、温度下蒸汽的溶盐能力,***会析出并沉积在喷嘴和叶片上,使叶片流通截面减少,导致汽轮机效率降低,轴向推力增大,严重时还会影响转子的平衡而造成更大事故。因此,锅炉产生的蒸汽不仅要符合设计规定的压力和温度,还要达到规定的蒸汽质量标准。


直流锅炉运行中参数控制方法

 单元机组中的直流锅炉运行必须******汽轮机所需要的蒸汽量、过热蒸汽压力和温度的稳定不变。其参数的稳定注意取决于两个平衡:汽轮机功率与锅炉蒸发量的平衡;燃料与给水的平衡。******个平衡能稳住汽压,******个平衡能稳住汽温。但是由于直流锅炉受热面的三个区段无固定分界线,使得汽压、汽温和蒸发量之间紧密相关,既是一个调节手段不只仅仅影响一个被调参数。因此,实际上汽压和汽温这两个参数的调节过程并不独立,而是一个调节过程的两个方面。除了被调参数的相关性外,还由于这种锅炉的蓄热能力小。因此,工况一旦受到扰动,蒸汽参数的变化很敏感。

过热蒸汽压力

直流锅炉内的汽水串联通过各级受热面流动,其工质压力由系统的质量平衡、能量平衡以及管路系统的流动压力等因素决定的。过热蒸汽的压力变化反映了锅炉蒸发量与汽轮机所需蒸发量的不适应。在自然循环锅炉中,锅炉蒸发量的调整首先依靠燃烧来调整,与给水量无直接关系,给水量根据锅炉水位来调整。但在直流锅炉中,炉内发热量的变化并不是直接引起锅炉出力的变化(除扰动初始时的短暂突变外)。由于纯直流锅炉送出的蒸发量等于给水量(严格讲应该包括喷水量在内),因此,只有在给水量发生变化时才引起蒸发量的变化。即直流锅炉的蒸发量首先应由给水量******,只有变更给水量才会引起锅炉出力的变化。所以直流锅炉的汽压调节时用对给水量的调节来实现的。

过热蒸汽温度

   直流锅炉由省煤器、水冷壁和过热器串联而成,汽水状态无固定的分界点,由于形成不同于汽包锅炉的汽温特性。在稳定工况下,若锅炉效率、燃料应用基低位发热量、给水焓保持不变,则过热蒸汽焓至取决于燃料量与给水比例。如果该比例保持一定,则过热蒸汽焓与过热蒸汽温度便可保持不变。这说明煤水比的变化时造成过热汽温波动的基本原因。因此,直流锅炉的汽温调节主要通过对给水量和燃料量的调整来完成。但在实际运行中,要严格的保持水煤比时不容易的。因而一般只能把保持煤水比作为粗调节,而另外用喷水减温作为细调节。

在运行中,为了更好的控制出口汽温,常在过热区段的某中间部位取一测温点,将它固定在相应的数值上,这一点称为中间点。调节时应保持中间点汽温稳定,则出口汽温亦稳定。中间点位置越靠前则出口汽温调节的灵敏度越高,但必须******中间点的工质状态在正常负荷范围内为微过热蒸汽,因而不宜太靠前。  

再热蒸汽温度

采用中间再热时,再热汽温的调节也极为重要。与过热器相比,再热器内工质由于压力低,内侧放热系数较小。工质比热容大,为减小流动阻力,质量流速又不宜过大。因此,再热器管壁的冷却条件差。此外,低压蒸汽的比热容小,如受到同样的受热不均匀,再热汽温的偏差大于过热汽温的偏差。况且再热器的运行工况不仅受锅炉各种因素的影响,还与汽轮机的运行工况有关。这***增加了再热汽温调节的困难,不易找到有效的调节手段。由于再热蒸汽量与燃料量之间无直接的单值关系,不能用燃料量与蒸汽量的比例来调节再热汽温。用喷水作为调节虽然有效,但因不经济只能作为事故超温时的调节。

综合上述讨论可知,直流锅炉在带固定负荷时,由于汽压波动小,主要调节任务是汽温调节。在变负荷运行时,汽温汽压必须同时调节,即燃料量必须随给水量作相应变动,才能在调压过程中同时稳定汽温。

根据直流锅炉参数调节特性,国内总结出一条运行之有效的操作经验:即给水调压,燃料配合给水调温,抓住中间点,喷水微调。例如:当汽轮机负荷增加时,过热蒸汽压力必下降,此时加大燃料量,然后加大给水量以增加蒸汽流量,保持燃料量与给水量的比值,以稳住过热蒸汽温度,同时监视中间点,用喷水作为细调的手段。

 

什么是直流锅炉启动时的膨胀现象?(华能日照电厂运行微培训)

直流锅炉一点火,蒸发受热面内的水是在给水泵推动下强迫流动。随着热负荷的逐渐增大,水温不断升高,一旦达到饱和温度水***开始汽化,工质比容明显增大,这时会将汽化点以后管内工质向锅炉出口排挤,使进入启动分离器的工质容积流量比锅炉入口的容积流量明显增大,这种现象即称为膨胀现象。

    产生膨胀现象的基本原因是蒸汽与水的比容差别太大。启动时,蒸发受热面内流过的全部是水,在加热过程中水温逐渐升高,中间点的工质首先达到饱和温度而开始汽化,体积突然增大,引起局部压力升高,猛烈地将其后面的工质推向出口,造成锅炉出口工质的瞬时排出量很大。

    启动时,膨胀量过大将使锅内工质压力和启动分离器的水位难于控制。

影响膨胀量大小的主要因素有:

    1)启动分离器的位置  启动分离器越靠近出口,汽化点到分离器之间的受热面中蓄水量越多,汽化膨胀量越大,膨胀现象持续的时间也越长。

    2)启动压力  启动压力越低,其饱和温度也越低,水的汽化点前移,使汽化点后面的受热面内蓄水量大,汽水比容差别也大,从而使膨胀量加大。

    3)给水温度  给水温度高低,影响工质开始汽化的迟早。给水温度高,汽化点提前,汽化点后部的受热面内蓄水量大,使膨胀量增大。

    4)燃料投入速度  燃料投入速度即启动时的燃烧率。燃烧率高,炉内热负荷高,工质温升快,汽化点提前,膨胀量增大。