再热蒸汽温度调节系统.docx

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再热蒸汽温度调节系统

再热蒸汽温度调节系统 

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再热汽温调节系统的任务是维持再热汽温为规定值。

由于再热蒸汽的汽压低、流量小，传热系数小，所以再热器多布置在垂直烟道或水平烟道之中，属于纯对流受热面，因而再热汽温受锅炉负荷变化的影响较大。

图8-20表示出再热汽温θ与蒸汽流量D之间的静态关系。

由此可见要保持再热汽温为规定值，负荷变化时必须进行调节。

图8-20

影响再热汽温的因素很多，如机组负荷的大小、火焰中心的位置变化、过剩空气量的变化、受热面积灰的多少，等等。

在各种扰动下，再热汽温的动态响应特性与主汽温相类似，共同的特点为有迟延、有惯性、有自平衡能力。

再热汽温调节与过热汽温调节不同，虽然利用喷水调温具有迟延小，灵敏度高的优点，但再热汽温用喷水调节，则势必增大汽机中、低压缸的流量，相应增加了中、低压缸的功率，如果机组总功率（负荷）保持不变，势必减少高压缸的功率与流量，这就等于用部分低压蒸汽循环代替高压蒸汽循环，导致整个单元机组循环热效率降低，热经济性变差。

在超高压机组中，喷入1%额定蒸发量的减温水至再热器，将使循环效率降低0.1%~0.2%。

因此再热汽温的调节很少采用喷水调节作为主要调温手段，而只作为事故喷水或辅助调温手段。

而再热汽温多数采用烟气侧调节方法。

在烟气侧调节再热汽温的方法有烟气旁路法、摆动燃烧器倾角法、烟气再循环法等；少数电厂采用蒸汽侧调节再热汽温如汽——汽交换器法等。

1．烟气旁路法

烟气旁路法也称烟气挡板调节法，它是通过调节烟气挡板开度来改变流过过热器受热面和再热器受热面的烟气分配比例，从而达到调节再热汽温目的的。

烟气挡板在炉内的布置如图8-21所示。

采用这种方法时炉子尾部烟道分成两个并行烟道，左侧主烟道中布置低温段再热器，右侧旁路烟道中布置低温对流过热器，它们的下方布置省煤器的下面，分为主、旁烟道，烟气流量相对变化达60%左右，再热汽温变化量约为50℃，相应地低温对流过热器出口汽温也将到影响。

（图8-21）

烟气挡板调节再热汽温的主要特性有：

（1）用挡板调节再热汽温有一定的迟延，一般在挡板动作1.5分钟后，再热汽温才开始变化，10分钟左右趋于稳定。

（2）调节特性的好坏是指调节的开度范围是否在挡板最佳转角范围内，烟气流量与挡板开度的关系是否呈线性关系。

要达到这两点，在挡板设计时，其尺寸则须根据尾部受热面阻力特性进行选择，使挡板阻力与该烟道受热面阻力相匹配。

（3）双烟道同步调节。

锅炉负荷降低时，须将再热器侧挡板开大，过热器侧挡板关小。

同步调节就是转角大小及速度同步，方向相反，即两侧挡板挡板转角之和等于定值（∑φ=φ再+φ过）。

双烟道调节特性取决于这两个烟道内阻力的比值，经理论分析：

双烟道调节特性与挡板转角之和∑φ有关，一般认为∑φ=90°较理想，即再热器侧挡板全开时，过热器侧挡板正好全关。

这样的∑φ可以使锅炉在70%~100%MCR（最大连续出力）范围内调温过程中具有较大的挡板转角（约为22°~25°）,便于控制，并且挡板在最佳工作角度范围（15°~75°）工作，烟气流动阻力亦较小。

在锅炉启动时，两烟道挡板角度均为45°。

利用旁路烟道法调节再热汽温的调节方法有多种，基本思路都是以挡板调节为主并以喷水减温为辅助手段，图8-22所示是其中的一种方案，

 （图8-22）

其工作原理是：

再热汽温θ作为被调信号，左侧根据再热汽温偏差通过调节器6去调节烟气挡板，右侧根据再热汽温偏差通过调节器15调节喷水。

正常时靠烟气挡板来调节再热汽温，函数变换器9、12用以修正挡板的非线性，反相器10是用以使两个挡板动作方向相反（即一开一关）。

考虑到低负荷时，挡板不能将再热汽温维持在给定值，因而在保证一定的过热度条件下，可以适当降低再热汽温的给定值。

定值器确定的给定值，在高负荷时小于蒸汽流量信号，小值选择器2选择给定值作为输出。

当负荷降低时，蒸汽流量信号通过小值选择器作为输出信号进入大值选择3，大值选择器的另一个输入信号为汽温的低限值，这样再热汽温给下值随负荷变化的关系如图8-23所示。

（图8-23）

蒸汽流量信号是再热汽温的超前信号，因此蒸汽流量信号D通过函数转换器4、加法器7提前控制烟气挡板，可以克服被调对象的迟延和惯性。

为防止锅炉异常时再热器超温，偏差器14的输出经高低限监视器19转换为逻辑信号去打开电磁阀20，使减温水调节阀18进行喷水减温。

当再热汽温恢复正常时，高低值监视器19的逻辑信号改变，电磁阀20关闭，停止喷水。

采用电磁阀打开时提供事故喷水，关闭时切断事故喷水，同时可防止调节阀漏流。

2．摆动燃烧器倾角法

改变燃烧器倾角调节再热汽温，即改变炉膛火焰中心高度和炉膛出口烟温，使炉膛辐射传热量和对流受热面的对流传热量分配比例改变，使再热汽温变化。

这种调节方法，距炉膛出口越近的受热面，吸热量的变化越大，所以对于高温布置的再热器采用这种调温方法，其调温辐度大、迟延小、调节灵敏。

但燃烧器倾角的改变，将会直接影响炉内的燃烧工况。

当燃烧器向上摆动时，由于火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，使再热汽温上升，同时使煤粉在炉内停留时间缩短，导致飞灰中含碳量增加，锅炉效率降低。

此外还可能因炉膛出口烟温过高而引起炉膛出口处受热面产生结渣现象，这些因素限制了向上摆动角度。

防止冷灰斗结渣是限制向下摆动角度的条件。

一般锅炉燃烧器上下摆动角度为±20°~30°。

燃烧器摆动角度对炉膛出口汽温的影响如图8-24所示。

由图可见

（图8-24）

燃烧器上摆时可以提高炉膛出口烟气温度，燃烧器下摆时可以降低炉膛出口烟气温度，通过改变摆角可用来调节再热汽温，再热汽温低时使摆角向上，再热汽温高时使摆角向下。

图8-25所示为摆动燃烧器倾角的再热汽温调节系统。

（图8-25）

该系统有两个子系统：

燃烧器倾角调节系统和喷水减温调节系统。

再热汽温θ同时送往两个子系统的调节器PI1和PI2，当再热汽温θ超过或低于给定值θ0时，调节器PI1便根据其偏差信号去调节燃烧器摆角，使燃烧器向下或向上倾斜某一角度，改变火焰中心位置，从而调节再热汽温θ使之达到给定值θ0。

为了克服送风量变化对再热汽温的扰动影响，在燃烧器倾角调节系统中也加入了送风量V作为前馈信号。

当送风量增加时，流过再热器的烟气量增加，再热汽温要上升，这时通过送风量信号调节燃烧器倾角向下，即可降低再热汽温，起到扰动补偿的作用。

当再热汽温θ超过再热汽温高限定值θ1时，为了确保再热器及汽机的安全运行，再热器的喷水减温调节系统立即投入工作。

喷水减温调节系统是一个串级系统。

主调节器PI2接受再热汽温信号和再热汽温的高限定值信号，根据两者的偏差PI2发出改变喷水量的校正信号。

副调节器P根据主调节器来的校正信号和减温后的汽温信号θ′去控制喷水量，最终保持再热汽温为高限定值θ1。

一旦再热汽温降低或回到给定值θ0，再热器喷水减温调节系统的输出减小，把喷水调门关死。

显然，喷水减温是再热汽温的辅助调节手段。

3．烟气再循环法

烟气再循环法是利用烟气再循环风机，将部分烟气从省煤器后抽出，再从炉膛底部冷灰斗处送入炉膛，形成再循环烟气流量。

当再循环烟气流量增大时，炉膛火焰温度略有降低，辐射吸热量略有减少，而烟气流量的增大，使对流受热面吸热量有明显增加，这样就改变了主蒸汽和再热蒸汽的吸热比例，达到调节再热汽温的目的。

对于再热器布置在竖井烟道的锅炉，采用再循环烟气调节再热汽温还是适宜的，不大的再循环烟气量可获得理想的再热汽温值。

同时对过热汽温的影响也较小。

但目前由于以下原因，烟气再循环法的再热汽温调节其正常作用难以发挥：

（1）机组带基本负荷时，再热汽温达到规定值；

（2）再热器受热面偏大或炉内结渣，煤种变更，汽机高压缸排汽温度高等原因，使再热汽温已达到规定值；

（3）竖井烟道设计烟速过高，省煤器管子磨损已相当严重，若投用烟气再循环，会使磨损加剧；

（4）再循环风机磨损严重，在停用烟气再循环（带基负荷时）后，因挡板无法关闭严密，造成高温烟气倒流，烧坏炉底设备；

（5）投用烟气再循环后，会使炉膛温度低，影响燃烧的稳定性，甚至可能引起炉内灭火。

关于烟气再循环法的再热汽温调节系统，可参见有关书籍。

4．汽—汽热交换器法

由炉内受热面的汽温—负荷特性知，辐射受热面与对流受热面在负荷变化时的吸热特性刚好相反。

当负荷降低时，过热蒸汽在辐射受热面中的吸热量增加，而再热蒸汽在对流受热面中的吸热量降低。

如果这时将过热蒸汽辐射吸收的多余热量传给再热蒸汽，则两者刚好可以互相补偿。

实现这种热交换的装置叫做汽—汽热交换器。

图8-26给出了采用汽—汽热交换器的再热汽温调节的管道仪表图。

用汽—汽热交换器法进行再热汽温调节的方案有多种，

（图8-26）

如：

以汽—汽热交换器出口温度θ2作为被调量组成单回路调节系统，利用三通旁路阀调整流过交换器中的再热蒸汽流量，使θ2达到与负荷D对应的给定值，并对再热蒸汽温度θ1辅助喷水调节；以热交换器出口再热汽温θ2为导前信号，取再热器出口汽温θ1作为被调量，组成具有导前汽温微分信号的双回路调节系统等方案。

东锅330MW锅炉本体说明书

共39页第1页版本:

A

文档编号：

102M-SM

锅炉说明书

（性能与结构）

编制：

校对：

审核：

审定：

批准：

文档编号:

102M-SM锅炉说明书第2页版本:

A

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专业室

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结构与土建设计室

锅炉性能设计室

非承压件设计室

燃烧室

预热器设计室

文档编号:

102M-SM锅炉说明书第3页版本:

A

前言

DG1164/17.5-II12型锅炉（见图1）是我公司为国电榆次热电厂2×330MW级工程火电机组锅炉设计制造的亚临界参数自然循环锅炉。

本说明书仅对锅炉的结构、性能等进行简要介绍。

锅炉的安装和运行详见102M-AM《锅炉安装说明书》，102M-YM《锅炉运行说明书》。

本说明书应与安装、运行说明书以及其它说明书配合使用，这些说明书可供安装公司、电厂在编制自己的技术文件时作为参考与指导。

为了便于了解锅炉其它部分的有关情况，本说明书末附有锅炉各种说明书一览表，供查阅。

（见附录二）

建议：

锅炉在投运前必须经过充分的调试，如果没有进行很好的调试易对锅炉的性能造成损伤。

文档编号:

102M-SM锅炉说明书第4页版本:

A

目录

1.锅炉基本性能.................................................................................................................................8

1.1锅炉基本参数............................................................................................................................................8

1.1.1型号......................................................................................................................8

1.1.2型式......................................................................................................................8

1.1.3锅炉参数..............................................................................................................8

1.2设计条件.....................................................................................................................................................8

1.2.1地理、地质及气象条件......................................................................................8

1.2.2燃料及灰渣特性..................................................................................................8

1.2.3点火和助燃燃料..................................................................................................9

1.2.4汽水品质..............................................................................................................9

1.3锅炉基本性能............................................................................................................................................9

1.3.1负荷特性..............................................................................................................9

1.3.2运行条件.............................................................................................................10

1.3.3过热器和再热器蒸汽温度控制范围.................................................................10

1.3.4炉膛压力.............................................................................................................10

1.3.5锅炉汽、水、烟、风阻力.................................................................................10

1.3.6锅炉效率.............................................................................................................10

1.3.7锅炉热力特性.....................................................................................................11

1.3.8水循环数据.........................................................................................................12

1.3.9锅炉启动时间.....................................................................................................12

1.3.10蒸汽品质.............................................................................................................12

1.3.11锅炉寿命.............................................................................................................13

1.3.12锅炉主要界限尺寸.............................................................................................13

2锅炉主要系统及基本结构....................................................................................................14

2.1水汽流程...................................................................................................................................................14

2.2烟、风流程...............................................................................................................................................14

2.3基本结构...................................................................................................................................................14

文档编号:

102M-SM锅炉说明书第5页版本:

A

2.3.1给水及省煤器.....................................................................................................14

2.3.2锅筒.....................................................................................................................15

2.3.3水冷壁.................................................................................................................15

2.3.3.1炉膛...................................................................................................................15

2.3.3.2水冷壁回路.......................................................................................................16

2.3.4过热器.................................................................................................................16

2.3.4.1顶棚过热器及包墙过热器.........................................................................................................16

2.3.4.2低温过热器.......................................................................................................................................16

2.3.4.3全大屏过热器..................................................................................................................................16

2.3.4.4屏式过热器.......................................................................................................................................17

2.3.4.5高温过热器.......................................................................................................................................17

2.3.4.6过热器集箱.......................................................................................................................................17

2.3.5再热器.................................................................................................................17

2.3.5.1低温再热器.......................................................................................................................................17

2.3.5.2高温再热器.......................................................................................................................................18

2.3.6汽温调节..............................................