專利名稱：直流式鍋爐的運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流式鍋爐的運(yùn)行方法，它包括一個(gè)蒸發(fā)器加熱面和一個(gè)在流動(dòng)介質(zhì)方面連接在蒸發(fā)器加熱面上游的預(yù)熱器以及一個(gè)調(diào)整在蒸發(fā)器加熱面內(nèi)給水質(zhì)量流量 的設(shè)備。
在直流式鍋爐中，加熱多根共同構(gòu)成燃燒室氣密外壁的鍋爐管，導(dǎo)致流動(dòng)介質(zhì)在鍋爐管內(nèi)通過時(shí)完全蒸發(fā)。流動(dòng)介質(zhì)(通常是水)在其蒸發(fā)前供給在流動(dòng)介質(zhì)方面連接在蒸發(fā)器加熱面上游的預(yù)熱器(通常也稱為省煤器)并在那里預(yù)熱。
根據(jù)直流式鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)和與之相關(guān)聯(lián)地根據(jù)當(dāng)前的鍋爐功率，調(diào)整在蒸發(fā)器加熱面內(nèi)的給水質(zhì)量流量。當(dāng)負(fù)荷改變時(shí)，蒸發(fā)器流量和供入蒸發(fā)器加熱面內(nèi)的熱量盡可能同步改變，因?yàn)橐蝗徊荒芸煽勘苊庠诩訜崞骷訜崦娉隹谔幍牧鲃?dòng)介質(zhì)單位焓(比焓)的大幅度波動(dòng)。單位焓這種不希望的大幅度波動(dòng)，使得難以控制從鍋爐排出的新汽溫度，以及除此之外導(dǎo)致過高的材料負(fù)荷并因而縮短鍋爐的使用壽命。
為了防止在鍋爐的任何運(yùn)行狀態(tài)下單位焓的大幅度波動(dòng)和大的溫度波動(dòng)，設(shè)置一個(gè)給水流量控制器，它即使在負(fù)荷變換時(shí)也能根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)提供必要的給水額定值。
由EP0639253已知一種直流式鍋爐，其中給水流量通過預(yù)先計(jì)算給水量調(diào)整。作為這種計(jì)算方法的基礎(chǔ)在這里是蒸發(fā)器加熱面的熱平衡，熱平衡時(shí)應(yīng)考慮尤其在蒸發(fā)器加熱面進(jìn)口處的給水質(zhì)量流量。
但經(jīng)驗(yàn)表明，直接在蒸發(fā)器加熱面進(jìn)口處進(jìn)行給水質(zhì)量流量的測(cè)量在技術(shù)上復(fù)雜，而且不能在任何運(yùn)行狀態(tài)下均可靠地進(jìn)行。取代這種做法，改而采用測(cè)量在預(yù)熱器進(jìn)口的給水質(zhì)量流量并納入給水量的計(jì)算中，然而它并不在任何情況下都等于蒸發(fā)器加熱面進(jìn)口處的給水質(zhì)量流量。
也就是說當(dāng)流入預(yù)熱器的介質(zhì)的溫度改變時(shí)，或基于改變了加熱使預(yù)熱器內(nèi)部的流動(dòng)介質(zhì)密度改變時(shí)，導(dǎo)致預(yù)熱器內(nèi)質(zhì)量?jī)?chǔ)入或轉(zhuǎn)出效應(yīng)(Massenein-und-ausspeicherungseffekte)，以及在預(yù)熱器進(jìn)口處的給水質(zhì)量流量與在蒸發(fā)器加熱面進(jìn)口處的給水質(zhì)量流量不一致。若在調(diào)整給水質(zhì)量流量時(shí)不考慮或只是不充分地考慮這種儲(chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)，則會(huì)導(dǎo)致已提及的單位焓大幅度波動(dòng)并因而導(dǎo)致在蒸發(fā)器加熱面出口處流動(dòng)介質(zhì)大的溫度波動(dòng)。
在這里，溫度波動(dòng)的量與負(fù)荷變換的速度有關(guān)以及當(dāng)負(fù)荷快速變換時(shí)特別大。因此，迄今有必要對(duì)負(fù)荷變換速度加以限制，并因而只能接受鍋爐效率較低的后果。此外，在萬一發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)出現(xiàn)的快速和無法控制的負(fù)荷變換，縮短了鍋爐的使用壽命。
因此本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的鍋爐運(yùn)行方法，它可以在任何運(yùn)行狀態(tài)不需要很大的技術(shù)成本就能基本上同步改變通過蒸發(fā)器加熱面的給水質(zhì)量流量和加入蒸發(fā)器加熱面的熱量。
按本發(fā)明為達(dá)到此目的采取的措施是，為用于調(diào)整給水質(zhì)量流量 的設(shè)備配設(shè)一個(gè)控制器，它的控制參數(shù)是給水質(zhì)量流量 以及它的給水質(zhì)量流量額定值 根據(jù)一個(gè)屬于蒸發(fā)器功率的額定值L控制，其中，作為輸入?yún)?shù)之一向控制器輸入預(yù)熱器進(jìn)口給水密度的實(shí)際值ρE。
本發(fā)明考慮問題的出發(fā)點(diǎn)是，為了同步改變通過蒸發(fā)器加熱面的給水質(zhì)量流量和加入蒸發(fā)器加熱面的熱量，應(yīng)實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器加熱面的熱流平衡。為此，最佳的方式雖然應(yīng)規(guī)定在蒸發(fā)器加熱面進(jìn)口測(cè)量給水質(zhì)量流量，但由于直接測(cè)量蒸發(fā)器進(jìn)口的給水質(zhì)量流量業(yè)已證實(shí)不能可靠地實(shí)施，所以現(xiàn)在所述的測(cè)量在一個(gè)就介質(zhì)方面恰當(dāng)前移的位置，亦即在預(yù)熱器進(jìn)口處進(jìn)行。然而因?yàn)樵陬A(yù)熱器內(nèi)可能產(chǎn)生質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)，測(cè)量值可能摻假，所以應(yīng)當(dāng)恰當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償這種效應(yīng)。為此，在蒸發(fā)器加熱面進(jìn)口的給水質(zhì)量流量的計(jì)算應(yīng)基于另一些易于獲得的測(cè)量參數(shù)進(jìn)行。對(duì)于修正在預(yù)熱器進(jìn)口處獲得的給水質(zhì)量流量的測(cè)量值特別適用的測(cè)量參數(shù)，是在預(yù)熱器加熱面內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)的平均密度及其隨時(shí)間的變化。
為了特別準(zhǔn)確地計(jì)算通過蒸發(fā)器加熱面的熱流以及還為了特別準(zhǔn)確的隨后修正給水質(zhì)量流量的測(cè)量值，有利地規(guī)定附加地獲得在預(yù)熱器加熱面出口的流動(dòng)介質(zhì)密度。由此有可能特別準(zhǔn)確地得知并因而也能考慮所謂的儲(chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)。按附加的或另一種有利的進(jìn)一步發(fā)展，作為給水質(zhì)量流量的額定值 采用表達(dá)式 其中， 是預(yù)熱器進(jìn)口處的給水質(zhì)量流量實(shí)際值，Δρ是在預(yù)熱器內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)平均密度隨時(shí)間的變化，以及V是預(yù)熱器的容積。因此，通過量Δρ·V考慮了所述的儲(chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)。
若在預(yù)熱器內(nèi)部加入流動(dòng)介質(zhì)內(nèi)的熱量是穩(wěn)定的，也就是說不隨時(shí)間改變，則為了計(jì)算額定值 可以近似地采用預(yù)熱器進(jìn)口處流動(dòng)介質(zhì)的密度ρE代替平均密度ρ。也就是說，在這種情況下密度ρE隨時(shí)間的改變可假定等于平均密度ρ隨時(shí)間改變，從而不需要附加地獲知在蒸發(fā)器加熱面出口處流動(dòng)介質(zhì)的密度ρA。
在計(jì)算給水質(zhì)量流量額定值 時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮，若近似地采用預(yù)熱器進(jìn)口處流動(dòng)介質(zhì)的密度ρE代替平均密度ρ，則進(jìn)口密度變化的信號(hào)必須相應(yīng)于系統(tǒng)的通過時(shí)間予以延遲。因此進(jìn)口密度的實(shí)際值ρE有利地通過一個(gè)在控制技術(shù)中常用的具有PT1-特性的微分元件，轉(zhuǎn)換為一個(gè)以預(yù)熱器通過時(shí)間作為時(shí)間常數(shù)延遲的進(jìn)口密度改變。
但尤其例如當(dāng)負(fù)荷變換時(shí)預(yù)熱器內(nèi)加熱改變的情況下，亦即在預(yù)熱器內(nèi)部加入流動(dòng)介質(zhì)內(nèi)的熱量不穩(wěn)定的情況下，平均密度ρ及其隨時(shí)間的改變?chǔ)う训挠?jì)算，不能僅僅通過近似地采用進(jìn)口密度實(shí)施。因?yàn)樵谒阈g(shù)平均時(shí)，ρE和ρA在ρ的計(jì)算中各占一半，所以在不穩(wěn)定加入熱量的情況下而進(jìn)口密度ρE恒定時(shí)，出口密度ρA的二分之一改變被用作預(yù)熱器內(nèi)密度變化的計(jì)量。
在這種情況下也通過一微分元件生成密度信號(hào)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。但因?yàn)槌隹诿芏鹊母淖冊(cè)跁r(shí)間上發(fā)生在預(yù)熱器內(nèi)的質(zhì)量?jī)?chǔ)存效應(yīng)之后，所以密度信號(hào)有利地以約為1秒鐘的比較小的時(shí)間常數(shù)予以PT1-延遲。
通過分別確定在預(yù)熱器進(jìn)口和出口處流動(dòng)介質(zhì)的密度，可以此方式考慮預(yù)熱器內(nèi)的給水儲(chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)，以及使給水流量額定值方便地與鍋爐的運(yùn)行情況相配。
因此，即使在給水溫度在進(jìn)入預(yù)熱器之前突然改變的情況下，也能特別準(zhǔn)確地控制鍋爐。這例如可能由于連接在預(yù)熱器上游的外部預(yù)熱部分突然損壞發(fā)生的。在發(fā)生此類故障時(shí)，預(yù)熱器進(jìn)口處流動(dòng)介質(zhì)密度內(nèi)的這種躍變基本上不變地通過直至出口。但是在預(yù)熱器內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)平均密度ρ的變化已經(jīng)被完全納入在預(yù)熱器進(jìn)口處密度的改變中，所以在蒸發(fā)器加熱面出口的密度變化不再能對(duì)給水質(zhì)量流量額定值 的計(jì)算修正起什么作用。因此，優(yōu)選地采用一個(gè)校正電路，校正電路在這種情況下補(bǔ)償DT1-元件的反應(yīng)，它微分和延遲預(yù)熱器出口的密度信號(hào)。為此，有利地將進(jìn)口密度信號(hào)供給一個(gè)以預(yù)熱器通過時(shí)間為時(shí)間常數(shù)的延遲元件，并相應(yīng)于預(yù)熱器熱力學(xué)時(shí)間常數(shù)地進(jìn)行PT1-延遲，以及將如此生成的信號(hào)負(fù)值地歸入出口密度信號(hào)。
此校正電路在任何情況下都能促使正確地考慮密度變化當(dāng)入流介質(zhì)的溫度突然改變時(shí)，如所說明的那樣不考慮出口密度ρA的改變。但若進(jìn)口密度ρE保持常數(shù)，而在預(yù)熱器內(nèi)的熱量輸入變化并因而出口密度ρA改變，則在預(yù)熱器出口不進(jìn)行修正，并在給水質(zhì)量流量額定值 的計(jì)算中充分考慮所述熱量輸入變化產(chǎn)生的效果。
現(xiàn)在，若例如在負(fù)荷變換時(shí)隨著供熱變化的同時(shí)也改變了進(jìn)口密度ρE，則分別不僅考慮由于進(jìn)口處密度躍變引起的質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)，而且也考慮基于供熱的改變引起的存儲(chǔ)效果。對(duì)于在預(yù)熱器出口處的修正，只考慮由于改變供熱產(chǎn)生的變化，因?yàn)橛捎谶M(jìn)口處的密度躍變也在出口處延時(shí)地產(chǎn)生的變化，只是在進(jìn)口處考慮和在出口處補(bǔ)償。
有利地，預(yù)熱器的延遲時(shí)間以及熱力學(xué)時(shí)間常數(shù)交互地或互補(bǔ)地與鍋爐的負(fù)荷相配。
有利地，給水流量控制器可根據(jù)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)接通和關(guān)閉。
采用本發(fā)明獲得的優(yōu)點(diǎn)主要在于，在考慮預(yù)熱器內(nèi)給水的平均密度作為修正值的情況下，通過計(jì)算給水質(zhì)量流量同步控制通過蒸發(fā)器加熱面的給水流量和加入蒸發(fā)器加熱面的熱量，以特別簡(jiǎn)單和可靠的方式，在直流式鍋爐所有可能的運(yùn)行狀態(tài)，可靠地防止了在蒸發(fā)器加熱面出口處流動(dòng)介質(zhì)單位焓的大幅度波動(dòng)和所產(chǎn)生新汽的大的溫度波動(dòng)，并因而降低材料負(fù)荷和延長(zhǎng)鍋爐使用壽命。
下面借助附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。其中

圖1表示直流式鍋爐的給水流量控制器；圖2表示給水流量控制器另一種實(shí)施形式；圖3a表示在直流式鍋爐全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)在入流的給水溫度突然改變的情況下直流式鍋爐蒸發(fā)器加熱面出口處流動(dòng)介質(zhì)單位焓隨時(shí)間的變化曲線；圖3b表示在直流式鍋爐部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)在入流介質(zhì)溫度突然改變的情況下單位焓隨時(shí)間的變化曲線；以及圖3c表示在負(fù)荷變換的情況下單位焓隨時(shí)間的變化曲線。
在所有的圖中相同的部分采用同樣的附圖標(biāo)記。
圖1示意表示一種用于生成直流式鍋爐給水質(zhì)量流量額定值 的設(shè)備1。直流式鍋爐有一個(gè)也稱為省煤器的給水預(yù)熱器2，它處于一個(gè)沒有詳細(xì)表示的煙道內(nèi)。就流動(dòng)介質(zhì)而言在預(yù)熱器2上游連接一臺(tái)給水泵3以及在其下游連接一個(gè)蒸發(fā)器加熱面4。在從給水泵3通往預(yù)熱器2的給水管內(nèi)設(shè)一測(cè)量裝置5，用于測(cè)量通過給水管的給水質(zhì)量流量 為給水泵3的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)配設(shè)一個(gè)調(diào)節(jié)器6，借助測(cè)量裝置5測(cè)量的給水質(zhì)量流量 的調(diào)節(jié)偏差 作為控制參數(shù)處于其進(jìn)口。為調(diào)節(jié)器6配設(shè)用于生成給水質(zhì)量流量額定值 的設(shè)備1。
此設(shè)備設(shè)計(jì)用于特別符合要求地確定額定值 在這里考慮到不直接在蒸發(fā)器加熱面4前，而是在預(yù)熱器2前進(jìn)行給水質(zhì)量流量 實(shí)際值的檢測(cè)。由此，在確定給水質(zhì)量流量 測(cè)量值時(shí)，由于在預(yù)熱器2內(nèi)的質(zhì)量?jī)?chǔ)入或轉(zhuǎn)出效應(yīng)可能產(chǎn)生不準(zhǔn)確度。為了對(duì)此加以補(bǔ)償，規(guī)定通過考慮在預(yù)熱器2進(jìn)口處給水的密度ρE修正此測(cè)量值。設(shè)備1的輸入?yún)?shù)一方面有一個(gè)由額定值發(fā)生器7輸出的直流式鍋爐功率額定值L，以及另一方面有根據(jù)測(cè)量裝置9的壓力和溫度測(cè)量確定的預(yù)熱器2進(jìn)口處給水密度的實(shí)際值ρE。
直流式鍋爐功率的額定值L(它在運(yùn)行時(shí)總是隨時(shí)間改變和在未表示的燃燒控制回路內(nèi)直接提供給燃料調(diào)節(jié)器)也供給設(shè)備1的一個(gè)第一延遲元件13的進(jìn)口。此延遲元件13輸出一個(gè)第一信號(hào)或一個(gè)延時(shí)的第一功率值L1。第一功率值L1供給所述給水流量控制器1函數(shù)發(fā)生器的函數(shù)發(fā)生器單元10和11的進(jìn)口。在函數(shù)發(fā)生器單元10的出口出現(xiàn)一個(gè)給水質(zhì)量流量的值 以及在函數(shù)發(fā)生器單元11的出口出現(xiàn)一個(gè)由蒸發(fā)器加熱面4出口處的單位焓hIA與此蒸發(fā)器加熱面4進(jìn)口處的單位焓hIE構(gòu)成的差值Δh(L1)。值 和Δh作為L(zhǎng)1的函數(shù)根據(jù)直流式鍋爐穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)測(cè)得的 和Δh值確定，并儲(chǔ)存在函數(shù)發(fā)生器單元10或11內(nèi)。
輸出量 和Δh(L1)在設(shè)備1函數(shù)發(fā)生器的一個(gè)乘法元件14內(nèi)互乘。所得的乘積值 相當(dāng)于在功率值L1時(shí)蒸發(fā)器加熱面4內(nèi)的熱流，以及，必要時(shí)在通過一個(gè)在微分元件14a內(nèi)根據(jù)進(jìn)口焓確定的、表征蒸發(fā)器內(nèi)儲(chǔ)入或轉(zhuǎn)出效應(yīng)的功率系數(shù)修正后，作為分子輸入除法元件15內(nèi)。作為分母在除法元件15內(nèi)輸入借助一個(gè)加法元件19生成的、在蒸發(fā)器加熱面4出口處單位焓額定值hSA(L2)與借助測(cè)量裝置9測(cè)量的蒸發(fā)器加熱面4進(jìn)口單位焓實(shí)際值hIE之間的差值。
額定值hSA(L2)取自設(shè)備1函數(shù)發(fā)生器的第三函數(shù)發(fā)生器單元12。函數(shù)發(fā)生器單元12的輸入值在第二延遲元件16的出口處形成，后者的輸入?yún)?shù)是在第一延遲元件13出口處的第一功率值L1。與此相應(yīng)，第三函數(shù)發(fā)生器單元12的輸入值是相對(duì)于第一功率值L1延時(shí)的第二功率值L2。作為L(zhǎng)2函數(shù)的值hSA(L2)根據(jù)在直流式鍋爐穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)測(cè)量的hSA值確定，以及儲(chǔ)存在第三函數(shù)發(fā)生器單元12內(nèi)。
可以從除法元件15的出口提取給水質(zhì)量流量額定值 用于在加法元件23內(nèi)進(jìn)行的、構(gòu)成輸入調(diào)節(jié)器6內(nèi)借助裝置5測(cè)量的預(yù)熱器2內(nèi)給水質(zhì)量流量實(shí)際值的調(diào)節(jié)偏差。
微分元件17的進(jìn)口與第二延遲元件16的出口相連，微分元件17的出口值負(fù)值地供給一個(gè)加法元件18。此加法元件18以微分元件17的輸出信號(hào)修正在蒸發(fā)器加熱面4內(nèi)熱流 的值。
由測(cè)量裝置9測(cè)得的在預(yù)熱器2進(jìn)口給水的溫度和壓力實(shí)際值，在計(jì)算元件20內(nèi)換算為預(yù)熱器2進(jìn)口處給水密度的實(shí)際值ρE。它提供給微分元件22的進(jìn)口并與預(yù)熱器的容積相乘。如此算出的基于在預(yù)熱器2內(nèi)部?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)使給水質(zhì)量流量改變的近似值 通過一個(gè)集成在微分元件22內(nèi)以給水通過預(yù)熱器2的通過時(shí)間作為時(shí)間常數(shù)的延遲元件，供給一個(gè)加法元件24，它以 修正來自微分元件15的質(zhì)量流量的額定值 并由此可以在調(diào)整給水質(zhì)量流量時(shí)考慮基于預(yù)熱器2進(jìn)口給水溫度并因而密度的改變導(dǎo)致的質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)。
圖2表示給水流量調(diào)節(jié)器另一種實(shí)施形式，它也可以在預(yù)熱器2內(nèi)部熱量的加入隨時(shí)間改變的情況下，在調(diào)整給水質(zhì)量流量時(shí)可靠地考慮質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)。
為此，按圖1的給水流量控制器，在按圖2的實(shí)施例中補(bǔ)充考慮在預(yù)熱器2出口處流動(dòng)介質(zhì)的密度ρA。為了確定在預(yù)熱器2出口處流動(dòng)介質(zhì)的密度，在預(yù)熱器2出口設(shè)一個(gè)用于測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)壓力和溫度的測(cè)量裝置21。計(jì)算元件26根據(jù)測(cè)量的溫度和壓力確定在預(yù)熱器2出口處流動(dòng)介質(zhì)密度的實(shí)際值ρA，作為連接在下游的加法元件30的輸入信號(hào)。加法元件30的輸出信號(hào)供給微分元件36，它將其時(shí)間導(dǎo)數(shù)與預(yù)熱器2的容積相乘提供作為輸出信號(hào)。此描述預(yù)熱器2出口處給水質(zhì)量流量隨時(shí)間的改變 的輸出信號(hào)供給加法元件36，它作為第二輸入?yún)?shù)包括在預(yù)熱器2進(jìn)口處給水質(zhì)量流量的改變 加法元件36作為輸出信號(hào)有基于在預(yù)熱器2內(nèi)質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)引起的、根據(jù) 和 算出的給水質(zhì)量流量的平均改變 除法元件36的輸出信號(hào)在加法元件24處歸入除法元件15的輸出信號(hào)，以修正給水質(zhì)量流量的額定值。
在運(yùn)行故障的情況下，這種例如在位于上游的預(yù)熱部分突然損壞時(shí)引起的運(yùn)行故障導(dǎo)致流入預(yù)熱器2的給水溫度突變，此時(shí)計(jì)算元件26的輸出信號(hào)還必須修正進(jìn)口密度改變的影響。若這一點(diǎn)沒有實(shí)現(xiàn)，則兩次，亦即在確定預(yù)熱器2進(jìn)口處給水密度和預(yù)熱器2出口處給水密度時(shí)均考慮預(yù)熱器2進(jìn)口處密度躍變的影響。為了對(duì)此進(jìn)行修正，微分元件20的輸出信號(hào)歸入延遲元件28，它具有給水通過預(yù)熱器2的通過時(shí)間作為時(shí)間常數(shù)。如此產(chǎn)生的信號(hào)通過一個(gè)具有預(yù)熱器2蓄熱常數(shù)的延遲元件32負(fù)值地歸入加法元件30。由此在出口密度信號(hào)中消除了預(yù)熱器2進(jìn)口處密度躍變的影響，并因而在計(jì)算正確的質(zhì)量流量時(shí)只是一次而非雙倍地考慮。
在使用設(shè)備1的情況下給水流量控制可以在鍋爐的任何運(yùn)行狀態(tài)非常簡(jiǎn)單地確定通過蒸發(fā)器加熱面4的給水質(zhì)量流量額定值 通過將此給水質(zhì)量流量與加入蒸發(fā)器加熱面內(nèi)的熱量準(zhǔn)確地調(diào)諧，能可靠防止在蒸發(fā)器加熱面4出口處新汽出口溫度大的波動(dòng)和單位焓的大幅度波動(dòng)。由此可以避免由于溫度波動(dòng)造成高的、導(dǎo)致縮短直流式鍋爐使用壽命的材料負(fù)荷。
圖3a中表示的在蒸發(fā)器加熱面4出口處三個(gè)單位焓(kJ/kg)隨時(shí)間(t)的變化曲線(曲線群I至III)是直流式鍋爐全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)連接在預(yù)熱器2上游的預(yù)熱部分損壞的情況下獲得的。圖3a中的曲線軌跡I適用于這種情況，即，在給水流量控制時(shí)沒有考慮在預(yù)熱器2進(jìn)口的給水通過模擬運(yùn)行故障引起的密度改變，也就是說作為給水質(zhì)量流量的額定值 采用按圖1或2的除法元件15未經(jīng)修正的輸出信號(hào)。
曲線軌跡II適用于這種情況，即，在給水流量控制時(shí)如圖1中表示的那樣僅考慮預(yù)熱器2進(jìn)口密度ρE隨時(shí)間的改變，并因而只考慮基于在預(yù)熱器2進(jìn)口處的溫度躍變引起的質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)?；谠陬A(yù)熱器2內(nèi)加熱的改變并因而加入給水內(nèi)熱量的改變引起的質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)仍不考慮。這種情況對(duì)應(yīng)于圖1所示的給水流量控制。
最后，曲線軌跡III表示在附加地考慮基于預(yù)熱器2內(nèi)加熱的改變引起的質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)的情況下單位焓隨時(shí)間的變化曲線，這對(duì)應(yīng)于圖2所示的給水流量控制。在這種情況下，圖2中的加法元件24，除微分元件15的輸出量外，作為第二輸入?yún)?shù)有根據(jù) 和 計(jì)算的給水質(zhì)量流量平均變化 也就是說給水流量控制在這種情況下不僅考慮了預(yù)熱器2進(jìn)口處的密度ρE，而且附加地考慮了預(yù)熱器2出口處的密度ρA。通過分別確定兩個(gè)密度ρE和ρA，可以考慮不僅基于預(yù)熱器2內(nèi)加熱的改變而且基于預(yù)熱器2進(jìn)口處給水溫度改變引起的質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)。
圖3b表示在蒸發(fā)器加熱面4出口處三個(gè)單位焓(kJ/kg)隨時(shí)間(t)的變化曲線(曲線群I至III)，所針對(duì)的是直流式鍋爐部分負(fù)荷運(yùn)行(最大功率的50％)時(shí)當(dāng)連接在預(yù)熱器2上游的預(yù)熱部分損壞時(shí)的情況。
圖3b中的曲線軌跡I如在圖3a中那樣適用于這種情況，即，在給水流量控制時(shí)沒有考慮在預(yù)熱器2進(jìn)口處因連接在預(yù)熱器2上游的預(yù)熱部分損壞引起的給水密度的變化，也就是說，作為給水質(zhì)量流量的額定值 使用按圖1或2的除法元件15未經(jīng)修正的輸出信號(hào)。
圖3b中的曲線軌跡II如在圖3a中那樣適用于這種情況，即，在給水流量控制時(shí)如圖1中表示的那樣僅考慮預(yù)熱器2進(jìn)口處密度ρE隨時(shí)間的改變。仍不考慮基于預(yù)熱器2內(nèi)加熱的改變引起的質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)。這種情況對(duì)應(yīng)于圖1所示的給水流量控制。
在圖3b中的曲線軌跡III如在圖3a中那樣表示在附加地考慮基于預(yù)熱器2內(nèi)加熱的改變引起的質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)的情況下單位焓隨時(shí)間的變化曲線，這對(duì)應(yīng)于圖2所示的給水流量控制。
圖3c表示在從全負(fù)荷運(yùn)行到部分負(fù)荷運(yùn)行(100％負(fù)荷到50％負(fù)荷)的負(fù)荷變換時(shí)，直流式鍋爐蒸發(fā)器加熱面4出口處三個(gè)單位焓(kJ/kg)隨時(shí)間(t)的變化曲線(曲線群I至III)。
圖3c中的曲線軌跡I如在圖3a中那樣適用于這種情況，即，在給水流量控制時(shí)沒有考慮在預(yù)熱器2進(jìn)口處因預(yù)熱器2損壞引起的給水密度的變化，也就是說，作為給水質(zhì)量流量的額定值 使用按圖1或2的除法元件15未經(jīng)修正的輸出信號(hào)。
圖3c中的曲線軌跡II如在圖3a中那樣適用于這種情況，即，在給水流量控制時(shí)如圖1中表示的那樣僅考慮預(yù)熱器2進(jìn)口處密度ρE隨時(shí)間的改變。仍不考慮基于預(yù)熱器2內(nèi)加熱的改變引起的質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)。這種情況對(duì)應(yīng)于圖1所示的給水流量控制。
在圖3c中的曲線軌跡III如在圖3a中那樣表示在附加地考慮基于預(yù)熱器2內(nèi)加熱的改變引起的質(zhì)量?jī)?chǔ)入和轉(zhuǎn)出效應(yīng)的情況下單位焓隨時(shí)間的變化曲線，這對(duì)應(yīng)于圖2所示的給水流量控制。
按圖3a、3b和3c的曲線圖表明，圖1或2所示的給水流量控制器1特別適用于避免在蒸發(fā)器加熱面4出口處單位焓的大幅度波動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種直流式鍋爐的運(yùn)行方法，它包括一個(gè)蒸發(fā)加熱面(4)、一個(gè)在流動(dòng)介質(zhì)方面連接在該蒸發(fā)器加熱面(4)上游的預(yù)熱器(2)、一個(gè)用于調(diào)整給水質(zhì)量流量 的設(shè)備以及一個(gè)為此設(shè)備配設(shè)的給水流量控制器(1)，它的控制參數(shù)是給水質(zhì)量流量 以及它的關(guān)于所述給水質(zhì)量流量 的額定值 根據(jù)一個(gè)關(guān)于蒸發(fā)器功率的額定值L來控制，其中，將所述預(yù)熱器(2)進(jìn)口處給水密度的實(shí)際值ρE作為輸入?yún)?shù)之一輸入所述給水流量控制器(1)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述預(yù)熱器(2)出口處給水密度的實(shí)際值ρA作為另一個(gè)輸入?yún)?shù)輸入所述給水流量控制器(1)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，參數(shù)M·+Δρ‾·V]]>用作所述給水質(zhì)量流量的額定值 其中， 是所述預(yù)熱器(2)進(jìn)口處的給水質(zhì)量流量的實(shí)際值，Δρ是在所述預(yù)熱器(2)內(nèi)部給水的平均密度隨時(shí)間的變化以及V是所述預(yù)熱器(2)的容積。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其中，在所述預(yù)熱器(2)進(jìn)口處給水的密度ρE用作所述平均密度ρ的近似值。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，在所述預(yù)熱器(2)內(nèi)給水的平均密度隨時(shí)間的變化Δρ通過一個(gè)有微分特性的功能元件生成。
6.按照權(quán)利要求2至5之一所述的方法，其中，所述進(jìn)口密度信號(hào)輸入一個(gè)具有所述預(yù)熱器(2)通過時(shí)間的時(shí)間常數(shù)的延遲元件，并相應(yīng)于所述預(yù)熱器(2)的一個(gè)熱力學(xué)時(shí)間常數(shù)地進(jìn)行PT1-延遲，如此生成的信號(hào)隨后負(fù)值歸入所述出口密度信號(hào)中。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述延遲時(shí)間以及所述預(yù)熱器(2)的熱力學(xué)時(shí)間常數(shù)交互地與鍋爐負(fù)荷相匹配。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其中，所述給水流量控制器(1)可按需要接通和關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直流式鍋爐的運(yùn)行方法。本發(fā)明的目的是應(yīng)在任何運(yùn)行狀態(tài)和技術(shù)不復(fù)雜的情況下能同步改變通過蒸發(fā)器加熱面(4)的給水質(zhì)量流量(I)和在蒸發(fā)器加熱面(4)內(nèi)加入的熱量。為此，為用于調(diào)整給水質(zhì)量流量(I)的設(shè)備配設(shè)一個(gè)給水流量調(diào)節(jié)器(1)，它的控制參數(shù)是給水質(zhì)量流量(I)以及它的給水質(zhì)量流量的額定值(II)根據(jù)一個(gè)屬于蒸發(fā)器功率的額定值L控制，其中，作為輸入?yún)?shù)之一將預(yù)熱器(2)進(jìn)口處給水密度的實(shí)際值ρE輸入所述給水流量控制器(1)中。
文檔編號(hào)F22B35/00GK1906441SQ200580001775
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2005年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者阿克塞爾·巴特林, 魯?shù)婪颉た死瓲? 弗蘭克·托馬斯 申請(qǐng)人:西門子公司