CN104748097A - 一种提高超临界直流锅炉主汽温度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高超临界直流锅炉主汽温度的方法，设定低于当前主汽压力的预期主汽压力P0，通过手动或机组自动控制系统将锅炉由当前主汽压力降低并稳定至预期主汽压力P0下运行，维持降压前后机组负荷、过热度一致，由于蒸汽的定压比热容减小，主汽温度升高。以解决超临界直流锅炉由于主汽温度偏低，影响叶片寿命，威胁汽轮机运行安全，而现有技术调整主汽温度的作用有限，无法满足实际生产需要的问题。本发明属于火电厂超临界直流锅炉运行控制技术领域。

Description

一种提高超临界直流锅炉主汽温度的方法
技术领域
本发明涉及一种提高超临界直流锅炉主汽温度的方法，属于火电厂超临界直流锅炉运行控制技术领域。
背景技术
超临界直流锅炉由于运行控制不当，容易导致主汽温度偏低，不但影响机组的经济性，而且使汽轮机最后几级叶片的蒸汽湿度增加，叶片发生汽蚀，加剧了对叶片的侵蚀作用，严重时将会发生水击，缩短叶片的使用寿命，威胁汽轮机的安全运行。
对于现有技术，稳定工况下，主要是通过调整配风来改变火焰中心进而增强过热器吸热比例和提高过热度的方法来改善主汽温度，增强过热器吸热容易引起受热面超温，而过热度的提高容易引起水冷壁超温，两种调整方法均受到受热面管材的制约，调整作用受限。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种提高超临界直流锅炉主汽温度的方法，以解决超临界直流锅炉由于主汽温度偏低，影响叶片寿命，威胁汽轮机运行安全，而现有技术调整主汽温度的作用有限，无法满足实际生产需要的问题。
本发明的方案如下：一种提高超临界直流锅炉主汽温度的方法，包括如下步骤：
设定低于当前主汽压力的预期主汽压力P0，通过手动或机组自动控制系统将锅炉由当前主汽压力降低并稳定至预期主汽压力P0下运行，同时，维持降压前后机组负荷、过热度一致，由此，主汽温度得以升高；
优选地，所设定的预期主汽压力P0低于起始时当前主汽压力1～4MPa；
优选地，通过手动或自动控制系统调整降压的具体过程为，维持机组负荷不变，同步减少给水流量和燃料量，使主汽压力逐渐降低；当主汽压力降低至与预期主汽压力P0之间的偏差在0.3～0.5MPa时，减小给水流量和燃料量的减少速率，降低主汽压力的降低速率，当前主汽压力与预期主汽压力的偏差小于0.1MPa后进行微调，直到主汽压力稳定在预期主汽压力P0下；
优选地，所述微调为，当前主汽压力低于预期主汽压力P0时，则适当增加给水流量和燃料量，以升高主汽压力，当前主汽压力高于预期主汽压力P0时，则适当降低给水流量和燃料量，如此循环，直到当前主汽压力最终稳定在预期主汽压力P0下；
本发明采用降低主汽压力运行的方法来提高主汽温度，压力降低后，一方面，蒸汽达到降压前主汽温度所需吸收的热量减小，在过热器吸热一定的情况下，主汽温度将升高；另一方面，蒸汽定压比热容Cp减小，即吸热相同时蒸汽温升增大。由于降压运行前、后机组负荷维持不变，即给水流量和燃料量不变，锅炉燃烧所产生的热量不变，即过热器吸收的总热量不变。因此，机组采用降低主汽压力方式运行后，主汽温度将明显升高。
与现有技术相比，本发明不需进行燃烧和过热度的调整即可提高主汽温度，经过申请人的大量研究和计算，机组降低主汽压力运行后，由于蒸汽的定压比热容减小，主汽温度得到一定程度的提高，同时压力降低后对应的饱和温度降低，对水冷壁等受热面的管壁温度控制也有利。在维持过热段总长度不变的情况下（即维持一定的过热度），采用降低主汽压力运行方式下的有益效果即主汽温度提高见表1所示。
由上表可看出，对于超临界锅炉（压力大于等于22MPa），其降低主汽压力后对主汽温度的影响十分明显，其对主汽温度的影响效果远大于普通锅炉（压力小于22MPa）中主汽压力降低对主汽温度的影响，对于普通锅炉，虽然降低主汽压力同样能够提升主汽温度，但其提升效果微乎其微，不具备实际使用价值，而对于超临界锅炉来说，其对主汽温度的提升效果极好；
综上所述，采用本发明的运行调整方式后，即不需对现有设备进行改进和调整，无额外成本开出，就可使主汽温度得以明显有效的提高，减小汽轮机末节叶片的汽蚀危害，保证叶片的使用寿命，提高汽轮机运行的安全性，非常具有使用和推广的价值。
说明书附图
图1为超临界锅炉的结构示意图，
其中，1表示给水泵、2表示燃煤锅炉、3表示磨煤机、4表示燃烧器、5表示省煤器、6表示水冷壁、7表示过热器、8表示蒸汽轮机；
图2为降压控制逻辑图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。
本发明涉及的结构主要为给水泵1、燃煤锅炉2、磨煤机3和蒸汽轮机8，通过调节给水泵1和磨煤机3来分别控制进入燃煤锅炉2的给水流量和燃料量，而在燃煤锅炉2和蒸汽轮机8之间分别设置有用于监测锅炉主汽压力和主汽温度的压力探测器和温度探测器。
实施例1：
针对超临界直流锅炉，当前主汽压力为25MPa，主汽温度540℃，过热度20℃，设定预期主汽压力23MPa，维持机组负荷、过热度不变，投入机组自动控制系统，设定降压速率0.2~0.5MPa/min，系统将通过判断降压速率同步控制给水泵1和磨煤机3以减小给水流量和燃料量。
当主汽压力降低至23.3~23.5MPa时，自动控制系统将视当前降压速率的大小适当降低给水流量和燃料量的减小速率，若降压速率过快，系统会提前增加燃料量和给水流量，以使主汽压力缓慢靠近预期主汽压力。
通过上一步的调整，当前主汽压力会进一步靠近预期主汽压力，系统会根据当前主汽压力与预期主汽压力偏差进行判断，然后进行微调，如主汽压力低于预期主汽压力，则会增加给水流量和燃料量，若高于预期主汽压力，则会减小给水流量和燃料量。
通过自动控制系统的不断调整，机组最终稳定在预期主汽压力23MPa下运行，负荷、过热度维持与调整前一致，主汽温度较调整前升高约63.71度。
实施例2：
针对超临界直流锅炉，当前主汽压力为24MPa，当前主汽温度540℃，过热度20℃，设定预期主汽压力20MPa，维持当前负荷、过热度不变，手动调节机组给水泵1和磨煤机3，同步减小给水流量和燃料量后稳定运行1~3min，当主汽压力降低至20.3~20.5MPa，视当前降压速率的大小适当降低给水流量和燃料量的减小速率，另外，由于机组投入燃料量后燃烧产生热量有一定滞后性，因此，若此时机组降压速率过快，应适当增加燃料量和给水量。
当主汽压力低于预期主汽压力0.1~0.3MPa，适当增加给水流量和燃料量，如主汽压力高于预期主汽压力，则减小给水流量和燃料量，如此进行不断微调，直至主汽压力与预期主汽压力偏差在0.1MPa以内并能维持稳定运行。在维持负荷、过热度不变的情况下，机组最终稳定在预期主汽压力20MPa下运行，主汽温度较调整前升高约79.01度。

Claims (4)

1.一种提高超临界直流锅炉主汽温度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
设定低于当前主汽压力的预期主汽压力P0，通过手动或机组自动控制系统将锅炉由当前主汽压力降低并稳定至预期主汽压力P0下运行，同时，维持降压前后机组负荷、过热度一致，由此，主汽温度得以升高。
2.根据权利要求1所述一种提高超临界直流锅炉主汽温度的方法，其特征在于：所设定的预期主汽压力P0低于起始时主汽压力1～4MPa。
3.根据权利要求1或2所述一种提高超临界直流锅炉主汽温度的方法，其特征在于：通过手动或自动控制系统调整降压的具体过程为，维持机组负荷、过热度不变，同步减少给水流量和燃料量，使主汽压力逐渐降低；当主汽压力降低至与预期主汽压力P0之间的偏差在0.3～0.5MPa时，减小给水流量和燃料量的减少速率，降低主汽压力的降低速率，之后进行微调，直到主汽压力稳定在预期主汽压力P0下。
4.根据权利要求3所述一种提高超临界直流锅炉主汽温度的方法，其特征在于：所述微调为，当前主汽压力低于预期主汽压力P0时，则增加给水流量和燃料量，以提高主汽压力；当前主汽压力高于预期主汽压力P0时，则降低给水流量和燃料量，如此循环，直到当前主汽压力最终稳定在预期主汽压力P0下。
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