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锅炉改造过程中的安全问3.1烟风系统微正压运行锅炉改造首先遇到的是通风方式的选择。由于目前中小型燃油气锅炉普遍采用单独送风的微正压运行方式,而且绝大多数的燃烧器控制系统是按照单独送风的微正压运行方式设计的,所以,单独送风的微正压运行方式往往作为首选方式被采用。

原有的燃煤工业锅炉,特别是+型及相似的快装组装锅炉,它们的炉膛是由水冷壁组成,砖墙单薄,保温简单,炉膛的密封性和承压能力均差,改为燃油气锅炉后,在正常的运行中,由于炉膛内处于微正压运行状态,有可能引起高温烟气外泄,而产生不安全因素。此外,旦锅炉出现故障,还会引起可燃气体外泄这对燃气锅炉尤为严重导致更大的事故。极为严重的是,炉膛的炉墙已无法承受由于爆炸而产生的强大的压力,造成破坏性的后果。因此,在锅炉改造中应认真考虑炉墙密封性和外护板的足够强度,尤其是应设置可靠的防爆装置。

微负压运行当采取微负压运行时,锅炉的控制要根据负压送风的特性进行设计。由于原有的炉膛结构的限制,炉膛容积偏大,存在燃烧死角,所以应考虑延长燃烧运行时的前后吹扫时间,避免炉膛内残存可燃气体引起不安全因素。为了提高锅炉的运行热效率,也应重视炉墙密封性。

3.2通风装置改造后的锅炉,由于燃烧方式的改变,使整个锅炉系统的风量风压发生变化后面将提及,因此,原有的设备通风装置往往已不适用。此外,锅炉改造选用的燃烧器都是定型产品,如相应容量的燃烧器送风系统不能提供整个锅炉系统足够的压头,就需要增加引风机装置,即鼓风引风的送风方式。现有的燃油锅炉系统控制设计都立足于鼓风送风的基础上进行制,特别是锅炉启动前和停炉后的吹扫阶段,可能由于引风机风门的关闭,而不能达到预期的效果,带来不安全因素,对于燃气锅炉更需关注这问。

锅炉改造的经济性分析此处的经济分析,作者以锅壳式的燃油燃气锅炉进行比较。

4.1炉膛换热目前国内采用的燃烧器设备,除少部分燃烧重油火炬相对燃烧轻油的燃烧器喷出的火炬长度较长,油粒子粒度的均匀度较差,油粒燃烧时间较长。要取得最佳的燃烧效果,就应有相适应的炉膛结构。由前述燃烧方式的解析可知,当以层燃炉的炉膛燃烧油或气时,其炉膛结构偏大,长度偏短,且形状不规则,温度场沿炉膛的长度宽度高度形成截然不同的形态,2.

在层燃炉膛悬浮燃烧,其炉膛的宽度方向有个明显峰值,即燃烧器的布置位置,炉膛宽度越大,温度分布越不均匀;沿长度方向相对温度曲线比较平坦,这是燃烧火炬而导致的。沿高度方向的温度分布完全取决于燃烧器的布置位置。由于+型锅炉其炉膛高度较低,特别是4你以下的锅炉,很多改造的方案将燃烧器布置的位置与炉膛出口窗几乎处于同水平面。

综合上述因素,造成炉膛内火焰充满度差,容易形成死角,高温烟气在炉膛停留时间短,单位受热面4.2对流换热在燃煤锅炉的设计中,对流管束的烟气流速般设计在182267,这主要考虑到避免过大的烟管磨损及阻力损失,又能取得较大的放热系数,有较好的换热效果。在改燃油或燃气锅炉以后,相同容量的烟气量较燃煤的烟气量要少得多,可为原烟气量的54.87左右按标准状态计算。按相同的温差折算,此时的烟气流速约为9.8712.0667.由于对流放热系数是烟速的函数!=,在相同条件下,对流放热系数将减少为原来的61.84.在换热公式,中,传热系数!由于辐射放热系数!=远小于对流放热系数此处为了便于述,将辐射放热系数略去。因此,在假设其它条件不变的基础上,由于烟气量的减少,而引起换热效果下降3540.4.3散热损失导热传热公式,=0其中,为面积,为传导系数,为壁面温度与环境温度的差值。由于改造锅炉的面较原设计的燃油气锅炉大得多此处与常用的锅壳式燃油气炉比较。特别是改造后比原设计燃油气锅炉严重得多。

由于上述的原因,在燃煤锅炉改造成燃油气锅炉后,虽然较原燃煤锅炉而言,能大幅度提高锅炉的热效率,但与原设计的燃油气锅炉比较,很难保证达到相同的热效率。也就是说,难以达到与原设计的燃油气锅炉相同的运行成本。

4.4送风系统部分用户为了进步提高锅炉的热效率,在锅炉改造时要求保留原有的省煤器部分,但需要引起注意当采用省煤器后,现行的燃烧器的鼓风机压头可能无法满足整个系统的阻力损失,因此需要重新配置。由于原有的引风机的风量风压过大,根本无法使用,需要重新更新引风机,这样与新设计的燃油气锅炉相比,机组的运行成本增加,运行效率下降。

若要避免前面所述的问,达到锅炉的全自动控制,需要进行新的锅炉控制系统的设计,并增加锅炉改造成本费用。



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在系统中,我们用锅炉汽包压力信号汽机调节级压力信号的瞬时变化值转换成相应给煤量信号作给煤系统调节的前馈信号,作用在给煤主控制系统的前端。当主蒸汽压力的信号产生变化趋势时,首先在汽包压力和调节级压力上产生变化,将这两个信号取延时变化量转换成对应给煤量,这个给煤量的大小及增减快慢可依调节特性调整设定,使总给煤量有个瞬时增减的尖峰值变化,它超前作用锅炉主蒸汽压力调节系统,提前控制主蒸汽压力的变化可有利地消除了直吹式锅炉给煤系统的滞后性。给煤量超前主蒸汽压力变化,可以保证主蒸汽压力自动投人质量,提高主汽蒸压力自动投入效果。它的完成是通过加,人0能童块功能块实现的,1.

这个功能块在时间参数设定下给出输入信号延迟值,即当汽包压力和调节级压力瞬时变化时,在人01功能块处设定时间,经过这个时间后,才能达到输入值,再利用减法功能块产生个汽包压力和调节级压力的瞬时变化量,将这个变化量转换成相应给煤量,从而产生主蒸汽压力调节过程给煤童的尖峰值。这个峰值使主蒸汽压力变化趋势进行超前增减。峰值给煤量瞬时变化大小可根据锅炉特点在调试过程中整定,以达到最佳调节效果。把这种调节过程中瞬时给煤量的增减量称为能量块,它能有效反映锅炉热负荷的变化,有利于直吹服了直吹式锅炉给煤系统的滞后性。

3.2增强积分作用在协调控制系统中为克服锅炉主蒸汽压力用来改善调节效果。在炉控系统输出端加上微积分功能块,2.

这个功能是通过口,和5相减,相减结果送至输出,通过微分时间参数整定产生阶跃信号。

当主蒸汽压力信号变化或负荷发生变化时,经炉控仍调节输出信号到10功能块,端,经微分功能块时间信号大小,产生给煤量的阶跃变化,其微分功能作用大小在调节中整定,达到给煤作用给煤量峰值大小随输人信号大小变化而变化,能够,效克服锅炉直吹式给煤系统的滞后缺陷,提高主蒸汽压力的自动投入效果。

3.3利用时间差改善锅炉的滞后性直吹式锅炉给煤系统运行有着极大的惯性。

这种惯性主要反映在当负荷发生变化时,如果协调主控系统将负荷信号同时输出给机控和炉控系统,当汽机主控系统输出信号开启或关闭汽轮机调节门时,锅炉主控系统输出给煤主控系统的给煤量信号并不能立即增减锅炉热负荷,因为这时负荷变化所增加或减少的给煤量,通过给煤系统到炉膛燃烧产生热负荷使主蒸汽压力变化是需要段时间的。主蒸汽压力不能跟上汽轮机调速汽门的调节,容易造成主蒸汽压力突然升高或降低而造成锅炉系统运行的不安全性,这就是变负荷时锅炉主蒸汽压力系统的延迟性。这样就要求当协调控制系统投人自动时,当负荷设定值发生变化时,从负荷控制回路发出的功率值应先输出到锅炉主控制回路,提前增加或减少给煤量,使主蒸汽压力先产生变化趋势,再将功率值送到功率控制回路去使调节门发生变化。这种锅炉主蒸汽压力先增减,汽轮机调节门后开关,保证主蒸汽压力维持在原有的定值上小幅波动,以确保锅炉主蒸汽压力参数运行的稳定性。这个功能的实现是通过时间延时功能块来完成的,也就是发给功率控制回路的信号前加个时间延时块,其延时时间根据现场实现过程整定,般在30,12,8,可依具体情况调整。

3.4阶跃给煤置当负荷发生变化时,锅炉给煤系统应提前增加相应给煤量来满足负荷变化的要求,使给煤量有个阶跃变化,这个阶跃给煤量是在协调控制系统调试过程中逐渐摸索出来的,即在协调控制系统投人时多少负荷对应多少给煤量,负荷变化差值对应给煤量差值,这个给煤量差上接第355页3结论用变频法自激测量强干扰下的下节电容介损值,具有抗干扰能力强测试结果稳定以及测量结果误差小的特点,适用于现场需要。

西南电业管理局试验研究所。压电气设备试验方法358值就是变负荷时的阶跃给煤量值。做个函数功能块,输人端为负荷变化量,输出端为对应给煤量,使负荷变化值同需要提前加入的给煤量有个对应关系,它可使锅炉主蒸汽压力有个超前变化过程,当汽轮机调速汽门开关使负荷变化时,锅炉主蒸汽压力能满足负荷变化的需求,保证锅炉主蒸汽压力在变负荷时3.5汽门微调为适应直吹式锅炉给煤系统运行要求,在协调系统运行过程中,锅炉燃烧系统煤质的变化和燃烧工况的变化也可造成主蒸汽压力的不稳定,使主蒸汽压力超出正常运行参数范围。

为保证主蒸汽压力不超过调整范围,提高锅炉主蒸汽压力的调节品质,将锅炉主蒸汽压力设定上下限值。旦主蒸汽压力超出限值,协调控制系统发出信号使汽轮机调速汽门开始动作。

以微量开关而维持主蒸汽压力定值,当主蒸汽压力回到范围内时,调蒸汽门又,到原来开关位置。这样也可维持主蒸汽压力的正常运行和协调控制系统的稳定性。

3.6负荷变化率在协调控制系统中设定负荷上升速率和下降速率,当负荷发生变化时,汽轮机调速汽门以50002 0000kWmin的负荷变化率升降,用以满足锅炉主蒸汽压力的变化,可使汽轮机负荷变化尽快达到目标值,又可使锅炉主蒸汽压力跟上调速汽门的开关变化,使调速汽门开关时有个斜率,从而适应锅炉主蒸汽压力的变化速度,可有效控制主蒸汽压力的突变。

富拉尔基发电总厂3台200MW机组直吹式锅炉给煤系统的协调控制从改造到现在直运行正常,效果良好,解决了锅炉主蒸汽压力自动长期不能投人的问。






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