1、 山东大学硕士学位论文超临界压力锅炉过热蒸汽、再热蒸汽汽温变工况特性研究姓名：李兵申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：黄新元20080520山 东大 学 硕 士 学 位 论 文 山 东大 学 硕 士 学 位 论 文 工 质 中间 点比 焓 与 相 变 点给 水 流 量 ，过 热 器 出 口 工 质 比 焓 ，爹再热 器工 质 出口 比 焓 ， ；再热 器 工 质 进 口 比 焓 ， ；再热 汽 流 量 份 额；煤 水 比 ；屹七彳研对流 受热 面 出 口 口 烟 温 ，：岛 空气 比 热 容 ， ；勺气烟 气 比 热 容 ， ！ ；热空气 温度， ； ， 每千 克再热 蒸汽吸 热量 ，
2、；论 文作 者签名： 一取关 于学 位 论 文使 用授权的声 明 苈 畚脑诮饷芎 笥 袷卮斯 娑论 文秸 者签名 ：山 东大 学 硕 士 学 位 论 文 课题 背 景山 东大 学 硕 士 学 位 论 文 超临 界 机 组在国内 外 的 发 展 现状及 趋 势 年 代 后， 日 本吸 取 了 欧 洲的 经 验 ， 自 行 开 发 了 能 带中 间 负荷变 压 运 行 的 超 琁 临 界 机组 的 发展 趋势山 东大 学 硕 士 学 位 论 文发 电 机 组 的 重 要 发 展 方向。给 水泵过 热器山 东大 学 硕 士 学 位 论 文 研 究动态 温度 值 。变 化 规 律 进 行了 探 讨。虽
3、然设计 技 术不 同，采 用 了 不 同的炉 型 结构、受 热 面温 特 性 与亚临界 自 然循 环锅 炉 的过 热 汽 温 特 性 不 同，超临界 锅 炉 汽 温 特 性 为辐射 特 性 ，且屏式过 热 器 和 位 于炉 膛出口 的高 温 过 热 器 的吸 热 起主 导 作 用 。某电 厂 俳绻 绕 飨低吃 钡 闹 髡 羝 律 ，其中 屏式过 热 器 的蒸 汽 温 升 为 ，折焰 角上 部 的高 温 过 热 器 温 升 为 。再 热 器 系 统 的汽 温 特 性 主 要表现 为 对 流特 性 ，取决 于受 热 面 的布 置和 调温 方砖一砖；警正常 运行 的 锅炉，其 工况 总 是处 于 不
4、 断的 变 化 中 ，例 如锅炉的 负 荷、给水 温 度 、煤 质 和 过 量空 气系 数 等 ，都 不 可 能 始终维 持 在 设 计 值 ，任 何 工况 的变 动 都 会 引 起锅炉参数 和 运行 指 标的 相 应 变 化 。 在 电厂 的 实际生 产 运行 中 ，当 运行 工况 发生 变 化 时，依 靠 精 确 的 热 力 计 算 方 法 进行 热 力 计 算 得 出 汽温 等相 关 参数 的 变 化 是十 分困 难 的 ，这 个 困 难 不 仅来自 整个 热 力 系 统 的 庞 大 与 复杂、计 算 公式的 相 互 耦 合 而且 电厂 运行 的 煤 质 多 变 ，与 煤 质 有 关 的
5、 燃 烧计 算也很 难 实时进行 。 本文 提出 了汽温 控 制 方 程 的 概 念 ，推 导出 了超临 界 压 力 锅炉的 具 体应 用 形 式，利 用 汽温 控 制 方 程 式可 以 进行 变 工况 的 定量计 算 或 者 定性 分析 ，得 到 汽温 的 变 化 趋势，以 便指 导运行 人 员 在 工况 发生 变 化 时采 取 正确 的 措 施，保 证 锅炉安 全 经 济运行 。 从本质 上 讲 ，汽温 控 制 方 程 适用 于 超临超 临界压 力 锅炉在 亚临界压 力 区 段运行时 ，工质的 加热 区 段有 热 水 段、蒸发 段和 过热 段； 在 超 临界压 力 区 段运行时 ，工质没有
6、 蒸发 段，水 直 接 变 为蒸汽，水 汽分 界处为相 变 点，直 流 锅炉的 各 加热 区 段之 间 没有 固 定的 分 界面【 】 【 】 【 】 【 ，这 是 超 临界压 力 锅炉的 运行特性 与 自然 循环锅炉有较大 区 别的 基本 原 因 。稳 定工况 下 ，超 临界压 力 锅炉以 给水 为基础的 过热 蒸汽总焓 升按照 锅炉山 东大 学 硕 士 学 位 论 文图 固 定 煤 水 比 时 给 水 温 度 的变 化 对 过 热 蒸汽温 度 的影 响图 固 定 煤 水 比 时 过 量 空气 系 数的变 化 对 过 热 蒸汽温 度 的影 响山 东大 学 硕 士 学 位 论 文表 籰 各煤种
7、的 成 分 百 分 含量 和 低位 发热 量 山 东大 学 硕 士 学 位 论 文过 热 蒸汽温度 变化 。图 固 定 煤水 比 时 煤种的 变化 对 过 热 蒸 汽 温度 的 影 响力锅 炉 的 汽 温特 性是相 反 的 。山 东大 学 硕 士 学 位 论 文这 个 特 性 也 是 和自然循 环 锅 炉 相 反的。 对 于自然循 环 锅 炉 ，随 着 炉 膛 火焰 中 心位 置的向 上 移动，过 热汽温 升高 。图 凳 齛 与 锅 炉 负 荷 的关 系山 东大 学 硕 士 学 位 论 文式中根 据 公式 进行分 析 如下 ：山 东大 学 硕 士 学 位 论 文 瑀 增 大 ，在 煤 水 比
8、不 变的情况 下 ，由 式 可 知 ，蒸汽 焓 升 增 加 ，再 热 汽温升 高 。 在 锅 炉 运行过 程 中，有时 用增 加 炉 内 过 量空气 系 数的方 法 来提高 再 热汽温 ，但这 将 以 降 低锅 炉 效 率为代价 。图 固定煤 水 比 时 煤 种的变化对 再 热 汽温 的影响图 为在 保 持 煤 水 比 和其 他 条 件不 变的情况 下 ，煤 种的变化对 再 热 蒸热 量 相对 增 加 ， 过热 蒸 汽吸热 比 例 升 高 ， 再热 汽温 降 低 。炉膛 内 受热 面结 渣或 积 灰， 会使 炉内 辐 射 传 热 量 减少 ， 再热 器 区 域的 烟温 升 高 ， 再热 器 相
9、对 吸热 量 。 增 加 ， 由 式 可 知 ， 再热 蒸 汽焓 升 增 加 ， 再热 汽温 升 高 。 再热 器 本 身 严 重积 灰或 结 渣， 将使 再热 器 本 身 的 传 热 量 减少 ，导 致汽温 下降 。 当空 气预热 器 积 灰时 ， 入炉热 风温 度 降 低 ， 炉内 烟气单 位 放热 量 减少 ， 但 炉膛 出 口 烟温 基本 不 变， 所 以 再热 汽温 可 认 为 是 不 受影 响 的 。由 式 分 析 ， 式中 的 蚫 都 与炉内 烟气单 位 放 热 量 无 关 ， 故 再热 汽温 不变。山 东大 学 硕 士 学 位 论 文第 三章 超 临界压 力 锅炉过热 汽温 的
10、控 制 超 临界压 力 锅炉过热 汽温 的调 节温 的。山 东大 学 硕 士 学 位 论 文作 用 到过热 汽温 ， 甚 至 控制 系 统本 身 已 经 失灵的 情况下， 加 大 较 低 温 度 的 减温 水的 投入 可以 在 一 定 时 间 内控制 住过热 汽温 ， 同 时 发 出报警 信号， 为 运 行人 员 采取 有 效 措 施 赢得时 间 。 但 超 临界锅炉 的 正 常 的 汽温 调 节 一 般 不 宜采用大 量 喷水的 减温 方式 ， 总减温 水量 往往不 超 过总蒸发 量 的 。 因为 减温 水量 增 大 时 ， 喷水点 前 的 受热 面 ， 尤 其 是水冷 壁中 的 工 质 流
11、量 必 然 减小 ， 使 得水冷 壁中 工 质 温 度 升 高 ， 其 结 果不 仅 加 大 了 汽温 调 节 的 幅度 ， 而 且 可能导 致水冷 壁和 喷水点 前 的 受热 面 超 温 。 另 外 温 度 很低 的 给水对 于 温 度 很高 的 蒸汽联箱 或 过热 器 管 子 造 成 冷 冲 击 ， 影 响使 用 寿 命 。 因此 ， 喷水减温 的 调 节 能力不 会 很大 。 超 临界锅炉 再热 汽温 的 调 节 研究 对象概述山 东大 学 硕 士 学 位 论 文最 大 连续 蒸发 量额 定 蒸发 量再 热蒸汽进口 压力再 热蒸汽进口 温 度再 热蒸汽出口 压力再 热蒸汽出口 温 度给 水 温度过 热器系统 按 蒸汽流 向 可 分 为 四级： 顶棚 及 包 墙 过 热器、 分 隔 屏过 热器、后 屏过 热器和 末 级过 热器， 其中主要受 热面 为 分 隔 屏过 热器、 后 屏过 热器和末 级过 热器， 分 隔 屏和 后 屏过 热器布 置 在炉 膛 的上部 ， 主要吸 收 炉 膛 内的辐射 热量 ， 末 级过 热器布 置 在水 平 烟道 内， 受 热面 呈逆流 布 置 ， 靠对流 传 热吸收 热量 。
