超臨界直流鍋爐過(guò)熱蒸汽動(dòng)態(tài)特性分析

摘 要：以某600MW超臨界直流鍋爐的過(guò)熱器系統(tǒng)為研究對(duì)象，在仿真機(jī)上分別進(jìn)行燃煤量、給水流量、功率階躍擾動(dòng)試驗(yàn)，進(jìn)而分析過(guò)熱蒸汽的動(dòng)態(tài)特性。揭示出過(guò)熱器出口蒸汽溫度、壓力等參數(shù)在這些階躍擾動(dòng)下的變化規(guī)律，對(duì)過(guò)熱器系統(tǒng)的控制和改進(jìn)具有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：超臨界； 過(guò)熱； 動(dòng)態(tài)特性； 集總參數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TK229.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2013）10-180-001

1.過(guò)熱器系統(tǒng)

以某600MW超臨界直流鍋爐的過(guò)熱器系統(tǒng)為研究對(duì)象。研究的過(guò)熱器系統(tǒng)范圍從分離器出口開(kāi)始至高壓缸入口結(jié)束。包括：頂棚過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、上下兩側(cè)一級(jí)減溫器、屏式過(guò)熱器、上下兩側(cè)二級(jí)減溫器以及高溫過(guò)熱器等。

2.仿真示例及動(dòng)態(tài)特性分析

對(duì)該600MW超臨界機(jī)組在ECR工況下燃煤量、給水流量、汽輪機(jī)功率分別發(fā)生階躍擾動(dòng)時(shí)的過(guò)熱蒸汽動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真研究。其動(dòng)態(tài)響應(yīng)及分析如下。

2.1燃煤量擾動(dòng)過(guò)熱蒸汽的動(dòng)態(tài)特性

鍋爐燃煤量階躍減小時(shí)，過(guò)熱段縮短。鍋爐過(guò)熱蒸汽流量和過(guò)熱蒸汽壓力逐漸降低，隨著壓力的降低，鍋爐的蓄熱能力也降低，同時(shí)放出部分蓄熱以滿足加熱蒸汽的需要，所以蒸汽流量和壓力變化過(guò)程中會(huì)有降低的趨勢(shì)，過(guò)熱蒸汽壓力最終穩(wěn)定在較低的水平，而蒸汽流量由于給水流量未變而減溫水量的減少，也會(huì)維持在較低的水平。過(guò)熱蒸汽溫度經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延遲后，單調(diào)下降，最終穩(wěn)定在較低的水平上。

2.2給水流量擾動(dòng)過(guò)熱蒸汽的動(dòng)態(tài)特性

鍋爐給水流量階躍減少時(shí)，由于壁面熱負(fù)荷未變化，故熱水段和蒸發(fā)段都要縮短，從而包含部分蒸汽，蒸汽流量逐漸減小到擾動(dòng)的給水流量。過(guò)渡過(guò)程中，由于蒸汽流量大于給水流量，所以工質(zhì)儲(chǔ)存量不斷減少。隨著蒸汽流量的逐漸減少和過(guò)熱段的增加，出口過(guò)熱汽溫漸漸升高。但在汽溫升高時(shí)金屬吸收蓄熱，對(duì)汽溫變化有一定的減緩作用。汽壓隨著蒸汽流量的減少而逐漸減低。雖然由于給水流量減少使蒸汽流量減少，但由于燃煤量并未增加，故穩(wěn)定后工質(zhì)的總吸熱量并未變化，只是單位工質(zhì)吸熱量增加、出口汽溫升高而已。

2.3功率擾動(dòng)過(guò)熱蒸汽的動(dòng)態(tài)特性

汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度突然增大，蒸汽流量立即增加，汽壓下降。由于當(dāng)汽壓下降時(shí)，飽和溫度下降，鍋爐金屬釋放蓄熱，產(chǎn)生附近蒸發(fā)量，抑制汽壓下降。隨后，蒸汽流量因汽壓降低而逐漸增加，最終與給水流量保持平衡。同時(shí)汽壓降低速度也趨緩，最后達(dá)到一穩(wěn)定值。

3.結(jié)論

（1）燃煤量或給水流量單獨(dú)擾動(dòng)時(shí)，都將引起過(guò)熱蒸汽溫度的劇烈變化，而功率擾動(dòng)時(shí)，過(guò)熱汽溫變化不大，可見(jiàn)保持煤水比協(xié)調(diào)變化對(duì)穩(wěn)定過(guò)熱汽溫極其重要。

（2）燃煤量或功率單獨(dú)擾動(dòng)時(shí)，雖會(huì)引起過(guò)熱蒸汽壓力的變化，但明顯低于給水流量擾動(dòng)引起的壓力變化。

（3）燃煤量、給水流量或功率單獨(dú)擾動(dòng)時(shí)，都會(huì)引起過(guò)熱蒸汽流量的變化，給水流量擾動(dòng)效果最大，功率擾動(dòng)次之，燃煤量擾動(dòng)效果最小。

參考文獻(xiàn)：

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