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直流锅炉冷态启动过程仿真分析
发表时间:2006-9-13 王广军;吴景兴;陈红;马金凤;章臣樾   来源:中国电机工程学报
关键字:直流锅炉 启动 仿真 
利用分布参数非线性数学模型对某台1900t/h直流锅炉冷态启动过程进行仿真试验,分析了在不同启动工况下锅炉的主要动态过程,所得到的结果对锅炉的启动过程具有一定的指导作用。

  图2中给出仿真计算过程中所涉及的三种旁通阀开度设置及相应的高压缸进汽调门开度变动规律,图3中给出了燃烧率的两种不同变动规律。以上两图中的曲线1均按启动操作规程设置。图4及图5为当A及η按启动规程变动时水冷壁出口工质干度x1b及分离器内工质干度xfl和过热蒸汽流量Dgr的变化过程。图6~图9为当高压旁通阀开度设置不同时,锅炉主要热力参数的变动过程(其中曲线1、2、3、分别与图2中的阀门开度相对应,燃烧率的变动规律为图3中的曲线1)。由图4及图5可见,由于分离器金属与分离器内原有的过冷水的蓄热作用,在点火初期xfl的增加滞后于x1b。当τ=1200s时,水冷壁出口工质已达饱和状态,而此时xfl<0,进入其中的饱和蒸汽被迅速凝结,故分离器压力(图6中的曲线1)维持不变,过热蒸汽流量为零,过热器处于干烧状态。当xfl≥0后,pfl开始上升,过热蒸汽流量随pfl的升高而不断增加。当xfl=1.0时,hfl=0,标志着锅炉已转入纯直流运行工况,而此时水冷壁出口工质干度已达1.15,即为微过热蒸汽。显然,在0.0≤xfl≤1.0阶段,分离器中工质温度只与pfl有关;而当锅炉转入直流运行时,此温度除继续受pfl影响外,更主要地则取决于分离器中过热蒸汽焓的大小。由于此时进入分离器的工质已具有相当的过热度,分离器中工质的焓值很快升为与水冷壁出口工质焓值相当,从而导致在系统开始转入纯直流运行方式的瞬间,分离器金属及其内部工质具有很高的温升率(图7)。在锅炉启动过程中,对此应予以充分重视。
 

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图2 高压旁通阀开度设置情况
Fig.2 Setting the high pressure by-pass valve opening
 

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图3 两种燃烧率变动规律
Fig.3 Two kinds of change of combustion rate
 

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图4 工质质量含汽率响应特性
Fig.4 The response characteristic of
steam ratio in 1.0 kg water
 

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图5 过热蒸汽流量响应特性
Fig.5 The response characteristic of
flow of superheat steam
 

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图6 分离器压力响应特性比较
Fig.6 The comparison of the response characteristic
of the pressure in separator
 

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图7 分离器工质温度响应特性比较
Fig.7 The comparison of the response characteristic
of the temperature in separator
 

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图8 过热汽温响应特性比较
Fig.8 The comparison of the response characteristic
of superheat steam temperature
 

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图9 高压旁通蒸汽流量响应特性比较
Fig.9 The comparison of the response characteristic
of the steam flow in the high pressure by-path

  比较图6~图9中的有关曲线可以发现,在相同的燃烧率变动工况下,高压旁通阀开度Amin及Amax设置得愈小,分离器压力上升速率愈快,达到高压缸冲转压力(pgr≈8MPa)所需的时间愈短。但与此同时,分离器金属及其内部工质温度的变动速度也将随之加大。特别是在系统转入纯直流运行方式的瞬间,旁通阀开度设置愈小,分离器温度变动率的增幅愈大。这是因为,在上述三种工况下,水冷壁出口工质及分离器中工质焓的变化情况基本相同,而在相同的焓值大,压力愈大,所对应的工质温度也就愈高。

 
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责任编辑:陈沁