1 000mw直流鍋爐汽壓強(qiáng)度圖譜分析

1、第45卷第1期2014年1月鍋爐技術(shù)BOILERTECHNOLOGYV0145，No1Jan，20141000MW直流鍋爐汽壓強(qiáng)度圖譜分析周興1，梁明仁1，王偉2，鄭之民1，王春波1(1華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院，河北保定071003；2河北大唐國(guó)際豐潤(rùn)熱電有限公司，河北唐山064000)摘要：應(yīng)用直流鍋爐汽壓微分關(guān)系式，針對(duì)某1000MW直流鍋爐，定量分析了各影響因子在典型負(fù)荷下對(duì)汽壓的影響，并繪制了影響因子強(qiáng)度圖譜。發(fā)現(xiàn)輸入

2、熱量、燃煤量、鍋爐效率、給水焓、給水量對(duì)汽壓的影響最大，而其他因素影響相對(duì)較小。所得結(jié)論可為超臨界直流鍋爐的控制研究提供理論依據(jù)及指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：直流鍋爐；汽壓特性；影響因子；強(qiáng)度系數(shù)；圖譜分析中圖分類號(hào)：TK2292文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672—4763(2014)01—0005—030前言超臨界直流機(jī)組在提高發(fā)電效率，節(jié)約能源資源，減少污染等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在亞臨界機(jī)組的熱力循環(huán)效率一般在35％左右，超臨界直流機(jī)

3、組的熱力循環(huán)效率可提高到45％左右。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)役600Mw亞臨界機(jī)組和超臨界機(jī)組的比較，其熱耗可降低近800kJ／kWh，發(fā)電煤耗可降低45g／kWh[1]。由于超臨界直流鍋爐沒(méi)有汽包，造成汽壓和汽溫變化相互影響[2]，汽壓特性與汽包鍋爐有很大不同[3]。機(jī)組的主蒸汽壓力參數(shù)對(duì)機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性能有著十分重要影響[4_]，因此掌握直流鍋爐汽壓特性的變化規(guī)律，對(duì)于機(jī)組的控制[6]，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、降低一次能源消耗、保護(hù)環(huán)境具有重要的實(shí)際意義。

4、本文在直流鍋爐汽壓微分關(guān)系式的基礎(chǔ)上，以1000Mw機(jī)組(配套無(wú)調(diào)節(jié)的級(jí)汽輪機(jī)在純滑壓條件下運(yùn)行)為例，借助汽壓微分關(guān)系式計(jì)算了相關(guān)影響因子的系數(shù)。通過(guò)汽壓影響強(qiáng)度系數(shù)圖譜揭示各影響因子對(duì)汽壓的影響強(qiáng)度，為機(jī)組的運(yùn)行和汽壓控制提供依據(jù)。本文方法也可為其它類型機(jī)組的同類問(wèn)題的解決提供參考。1汽壓影響因素及微分關(guān)系式由能量守恒、質(zhì)量守恒可以得到：—dp—o—MdX(1)po式中：P。——主汽壓，MPa；dp?！髌麎旱脑隽浚琈Pa；dX—

5、—主汽壓相對(duì)影響因子組矩陣；M——壓力相對(duì)影響因子的系數(shù)強(qiáng)度矩陣M—EMlM2M9]與dX一一對(duì)應(yīng)。M—A，A，AA，AzA。Air考?xì)釧咋《毛如”A^r]dX=c訾警案警等dh。。dh，。dG：，d(h”：，h’：，)7r瓦瓦百7]_。式中：B——燃煤量，t／h；Q，——輸入鍋爐熱量，kJ／kg；仇l——鍋爐效率，％；G，G。，Gz，——主給水流量、噴水量、再熱流量，t／h；h。。，h?！o水焓、噴水焓，kJ／kg；hzr“，，ld

6、——再熱蒸汽出I=1、入口焓，kJ／kg。其中系數(shù)A。，A：，A。為：1妒去麗霉r蔫J_rp焉收稿日期：2012—11—08；修回日期：2013—08—30基金項(xiàng)目：河北省自然基金(E2013502292)作者簡(jiǎn)介：周興(1987一)，男，碩士研究生，主要從事煤的潔凈燃燒技術(shù)方面研究。萬(wàn)方數(shù)據(jù)第1期周興，等：1000Mw直流鍋爐汽壓強(qiáng)度圖譜分析7結(jié)合式(1)，計(jì)算出不同工況下相對(duì)強(qiáng)度系數(shù)結(jié)果如表1。將表2的數(shù)據(jù)，以負(fù)荷為橫坐標(biāo)，各個(gè)系數(shù)

7、(M1，M2M9)為縱坐標(biāo)。分別繪制成柱狀圖和折線圖。就可以明顯看出各個(gè)相對(duì)影響因子強(qiáng)度系數(shù)的相對(duì)大小和隨負(fù)荷的變化趨勢(shì)。由表1和圖(1～2)可以得出以下結(jié)論：(1)在不同負(fù)荷下，強(qiáng)度系數(shù)M?！玀，，均為正，說(shuō)明相應(yīng)的影響因子數(shù)值增加，汽壓上升。M8一M9O即相應(yīng)的影響因子增加，汽壓減小。Ms、M7，相對(duì)于其他影響因子，數(shù)值小一個(gè)數(shù)量級(jí)。在進(jìn)行分析時(shí)，可以忽略不計(jì)，不考慮其影響。2O18饕鬈瑙12恥罾06醯04蔞。。0202螽謠魁強(qiáng)h盟

8、墨醯靛罌圈M，M2M3區(qū)習(xí)M4imm脅目M6皿哪M7衄MSM9負(fù)荷，％圖1相同負(fù)荷下汽壓相對(duì)強(qiáng)度系數(shù)條形圖305070100負(fù)荷，％oM，％托oM4—M5—”M6—“M7DMs，M9圖2不同負(fù)荷下汽壓相對(duì)強(qiáng)度系數(shù)趨勢(shì)圖(2)M。～M3(燃煤量，輸入熱量，鍋爐效率)對(duì)汽壓的貢獻(xiàn)最大，在100％THA工況下為17976，即燃煤量，輸入熱量，鍋爐效率相對(duì)變化1(或1％)個(gè)單位，汽壓相對(duì)變化17976個(gè)單位。隨負(fù)荷增加，其影響效果減小，這是因?yàn)?/p>

9、，在高負(fù)荷時(shí)，燃煤量、輸入熱量和鍋爐效率與負(fù)荷并不是成線性的增加。輸入熱量通常可以認(rèn)為是燃料的低位發(fā)熱量，不隨負(fù)荷變化。鍋爐效率在高負(fù)荷時(shí)有所提高，因此燃煤量的增加要小于負(fù)荷的增加，由此造成高負(fù)荷時(shí)，三者對(duì)汽壓的影響減小。由圖2發(fā)現(xiàn)，其變化趨勢(shì)近似成直線，因此在之后的計(jì)算中，可以通過(guò)2個(gè)負(fù)荷下的數(shù)值，通過(guò)線性內(nèi)插或外推就可方便的得到任意負(fù)荷下的相對(duì)影響因子強(qiáng)度系數(shù)。(3)M。、M6(給水焓、給水量)對(duì)汽壓的影響次之，分別為05946、0

10、8051。M。是M6的223倍，可見(jiàn)燃煤量較給水量對(duì)汽壓的影響大。M。隨負(fù)荷變化不大，即各個(gè)負(fù)荷給水量對(duì)氣壓的影響近似相等。在應(yīng)用本方法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，只需計(jì)算一個(gè)負(fù)荷下M。數(shù)值，就可對(duì)不同負(fù)荷下的數(shù)值進(jìn)行估算。M6隨著負(fù)荷近似呈線性關(guān)系，實(shí)際應(yīng)用中，計(jì)算方法與M?！玀3的計(jì)算方法相同。(4)M8、M9(再熱流量、再熱焓增)對(duì)汽壓的影響為負(fù)，即再熱流量，再熱焓增增加，汽壓降低。在其他條件不變時(shí)，再熱流量增加，將使得主蒸汽流量減少，汽壓降低。

11、再熱焓增增加，則主蒸汽吸熱減少，汽溫、汽壓降低。但二者均與負(fù)荷近似呈線性變化，在高負(fù)荷時(shí)，其影響效果更為明顯，這是由于高負(fù)荷時(shí)，再熱流量、再熱焓增都比低負(fù)荷時(shí)大。但對(duì)于滑壓運(yùn)行的機(jī)組，再熱焓增基本不隨負(fù)荷變化[7]，因此M9對(duì)汽壓的影響可以忽略。4結(jié)語(yǔ)(1)采用直流鍋爐汽壓微分關(guān)系式，通過(guò)定量計(jì)算，確定了影響直流鍋爐汽壓各個(gè)因素的強(qiáng)度關(guān)系。發(fā)現(xiàn)燃煤量，輸入熱量，鍋爐效率，對(duì)給水焓，給水量對(duì)汽壓的影響最大。(2)M?！玀。(燃煤量，輸入熱