锅炉工况变动对运行的影响

锅炉工况变动对运行的影响五矿营口中板有限公司115005李文娇13940775955锅炉在运行过程中，若果锅炉的蒸发量、主蒸汽压力、主蒸汽温度、烟气量、燃料量等运行参数保持不变，即工质和烟气参数保持不变时，此时的工况称为稳定工况。如果上述参数中有一个或几个发生变化，则称为锅炉工况变动。在某一稳定工况下，锅炉效率最高的工况称为最佳工况，此时的锅炉负荷称为经济负荷。锅炉在稳定工况下运行时，由于锅炉随时受到各种内外因素的干扰，各状态参数也有微小的变化，因此各状态参数的变化是绝对的，稳定只是相对的。锅炉是按额定负荷设计的，如果锅炉的一个或几个参数偏离设计数据运行时，称为锅炉的非设计工况运行。在实际运行中，锅炉大部分时间是在非设计工况下运行，，此时相对于设计工况，各参数都要发生变化，。而每一个运行参数的变化都会影响其他的运行参数，因此，只有充分了解工况变动对锅炉工作和其他运行参数的影响，运行人员才能更好的进行调节，确保锅炉安全经济运行。下面就给水温度，锅炉负荷，过量空气系数和燃料性质单独改变对锅炉工况的影响分别进行定性分析。一、给水温度的变化运行中给水温度变化会影响给水在锅炉蒸发受热面中的吸热量。单元机组负荷变化或高压加热器的运行工况变化都会引起给水温度的变化。如果单元机组负荷降低或高压加热器故障解列时，将会使给水温度降低，此时如果锅炉燃料量不变，则锅炉的蒸发量减小，单位工质在对流受热面中的吸热量增加；如果维持锅炉的蒸发量不变，则必须增加锅炉的燃料量，而增加的燃料量将使炉膛出口烟气温度升高，烟气流速增加，使每千克燃料在对流受热面中的放热量增大，也会使每千克工质在对流受热面中的吸热量增加。即给水温度降低将改变锅炉的辐射和对流换热的比例，对具有对流特性的过热器，其出口汽温将升高。二、锅炉负荷的变化运行中锅炉负荷随外界负荷的变化而变化，从而对锅炉运行工况产生影响。1.对燃料消耗量的影响若不考虑锅炉排污，自用饱和蒸汽和中间再热的情况下，根据平衡关系，锅炉在定压运行时，过热器出口蒸汽焓、给水焓基本不变，锅炉热效率也基本不变，其燃料消耗量与其负荷成正比关系。但在实际运行中，锅炉的热效率是变化的。在经济负荷以下时，随着锅炉负荷的增加，燃料消耗量的增加比锅炉蒸发量的增加小一点；在经济负荷以上时，随着锅炉负荷的增加，燃料消耗量的增加比锅炉蒸发量的增加大一点。但在一定的负荷变化范围内，锅炉的热效率变化不大，故锅炉负荷在一定范围内变化时，锅炉的燃料消耗量与锅炉的负荷近似成正比关系。2.对对流换热的影响当锅炉负荷变化时，随着进入炉内燃料量的变化，炉膛出口温度和进入对流区的烟气流量均有所变化，从而影响炉内对流换热量。当锅炉负荷增加时，由于炉膛出口温度升高，使对流受热面的传热温差增大，且随锅炉负荷的增加，烟气、受热面中工质的流速也成比例增加，传热系数增大。所以，随锅炉负荷的增加，对流换热量也增加，即当锅炉负荷增加时，对流过热器的出口汽温升高。3.对炉内辐射换热的影响锅炉负荷变动时，进入炉内的燃料量必须进行相应的调整，而燃料量的变化必然引起炉内燃烧温度和炉膛出口烟温发生变化，从而影响炉内的辐射换热。当锅炉负荷增加时，随燃料量的增加，炉内燃烧温度和炉膛出口烟温随之升高，由于炉内温度的升高，炉内总的辐射换热量增加，但炉膛出口烟温的升高又说明每千克燃料在炉内的辐射换热量是减少的。也就是说，在锅炉负荷增加时，炉内总的辐射换热量是增加的，但其增加小于锅炉负荷的增加，即锅炉负荷的增加时，对应每千克燃料在炉内的换热量相对减少了。由此可知，锅炉负荷增加时，辐射过热器的出口蒸汽温度降低。4.对锅炉热效率的影响锅炉负荷增加时，若保持过量空气系数不变，则随燃料量的增加，燃烧产生的烟气量和炉膛出口烟温升高，排烟温度也随之升高，以致造成锅炉排烟热损失q2增加，。但随着炉膛温度的提高和混合条件的改善，可减少化学和机械不完全燃烧热损失q3、q4。如果该损失大于排烟热损失q2的增加值，锅炉热效率随负荷的增加而增加。当锅炉负荷增加到一定程度时，q2、q3、q4相加的和最小，这时锅炉的效率最高，，通常将这时锅炉的负荷称为经济负荷，一般为锅炉额定负荷的80%左右。但当负荷超过经济负荷时，因可燃物在炉内停留时间缩短，化学和机械部不完全燃烧热损失增加，以致使锅炉的热效率随负荷的增加而降低。三、过量空气系数的变化炉膛漏风或风量调节不当，将改变炉内过量空气系数。炉内保持最佳过量空气系数时，锅炉的各项热损失最小，锅炉的热效率最高。过量空气系数偏离最佳值时，锅炉效率降低。当炉内过量空气系数增加时，燃烧生成的烟气量增加，排烟温度升高，排烟热损失q2增大。在一定范围内增加过量空气系数，有利于锅炉燃烧并且使化学和机械不完全燃烧热损失q3、q4减少，锅炉效率有可能有所升高或保持不变，但当过量空气系数过大时，锅炉的效率将降低。当炉膛漏风时，因漏入锅炉的是冷空气，因而对锅炉的运行工况影响将更大，且漏风的部位不同，对锅炉的影响也不同。炉膛下部或燃烧器处漏风，将影响燃料的着火和燃烧，漏入的冷空气将使理论燃烧温度和炉膛出口烟温有较大幅度的降低，；炉膛上部漏风，对炉内燃烧和辐射换热影响较小，但炉膛出口烟温降低更多。对流烟道漏风时，将降低漏风处的温度，使该段烟道的热偏差和换热量降低。四、燃料性质的变化运行中进入锅炉的燃料性质发生变化时，将会对锅炉的运行工况产生显著的影响。1.燃料中挥发分的变动将影响炉内的着火和燃烧。挥发分的特点是自身容易着火，且能促进焦炭的燃烧。挥发分降低，不易着火，燃料燃烧缓慢。2.燃料中的灰分含量及其性质的变化将影响不完全燃烧热损失，造成受热面的结渣和磨损加剧。燃料中的灰分增加时，若保持燃料量不变，由于燃料中的可燃物减少，燃料释放出来的热量降低，因而锅炉蒸发量降低。同时炉膛出口烟温降低，以致使对流受热面传热温差减小，对流受热面吸热量降低；如果保持锅炉蒸发量不变，势必要增加锅炉燃料量，由于燃料量的增加，锅炉的排烟量和各处的烟温均要发生变化，从而影响锅炉的各运行参数。燃料中的灰分增加，还会加剧受热面的磨损和积灰。3.燃料中的水分增加时，由于燃烧生成的烟气容积增大，其中水蒸气将带走大量的热量，使排烟热损失增加；水分增加还会影响燃料的着火和燃烧，使机械不完全燃烧热损失增大，从而使锅炉热效率降低。燃料中的水分对炉内烟温、换热和排烟热损失的影响与过量空气系数对锅炉运行工况的影响相似，燃料中的水分增加时，烟气容积增大，炉内理论燃烧温度降低，由于水分的比热容比空气的比热容大得多，因而影响也更加严重。在锅炉实际运行中，锅炉工况变动随时存在，往往一个参数的变化将带动几个参数的变化，此时如果不及时调整，势必影响锅炉的安全经济运行。因此了解锅炉工况变动对各参数的影响对运行人员具有极其重要的意义。