电工文摘／技术交流渡动对，发电机输出功率和运行转速都较为平稳，机组稳定性较好，达到了预期的效果。

5 结论变速变桨距协调控制可以优化输出功率曲线，并且提高系统的暂态响应速度。

在欠负荷区引入变桨加速度控制器，仿真结果表明：在不影响发电量的同时，通过提前变桨有效地改善了机组的超速现象。

在满负荷区引入了转矩—功率混合控制方式，仿真结果表明：机组在额定风速、额定风速以上和远高于额定风速运行时，转速和功率波动比较平滑，稳定性良好。

最后，通过对控制算法的现场验证，取得了较为理想的效果。

参考文献：[1]Pao L Y,Kathryn E,Johnson A,Tutorial On the Dynamics and Contml of Wind Turbines and Wind Farms[C] Pfoc,Amer.,Ctrl.,Conf.,2009:2076-2089.[2]叶杭冶.风力发电机组的控制技术[M].第2版.北京:机械工业出版杜,2002.[3]马蕊.鄂春良,付勋渡,等.兆瓦级变速恒频风电机组变速变粱距控制技术研究[J].电气传动,2010.40(4):7-l0. [4]刑作霞.大型变速变距风力发电机组的柔性协调控制技术研究[D].北京:北京交通大学,2008.[5]vanderHooft E L.Schaak P,van Engelen T G.Wind Tnrbine Control Algorithms[R].Holland:Dutch Ministry of Economic Affairs.2003.[6]Bianchi F D,Manta R J,Christiansen C F.Power Regulation in Pitch-controlled Variable-speed WECS above Rated Wind Speed[J].Renewable Energy,2004(29):1911-1922.[7]Bossanyi E A.The Design of Closed Loop Controllers for Wind Turbines[J].Wind Energy,2000.3(3): 149-153.[8]俞斌,屈虎,杜煜,等.一种兆瓦级风力发电机组联合控制策略:中国,101660489A[P].2010-03-03.[9]林志明,潘东浩,王贵子,等.双馈式变速变桨风力发电机组的转矩控制[J].中国电机工程学报,2009,29(32):118-124.[10]Jelavi’c M,Peri’c N.Wind Turbine Controlfor Highly Turbulent Winds[J].Auwmatika:Journal for C ontrol,Measurement,Electronics,Computing and Communications,2009,5O(3-4):135-151.[11]Bossanyi EA,GH Bladed User Manual[R].Bnstol:Getred Hassan and Partners Limited.2009.[12]Bossanyi E A.GH Bladed Theory Manual[R]. Bristol:Gaerrad Hassan and Partners Limited,2008.选自《电气传动》2012年42卷6期1 前言从工业化利用的角度看，我国的能源结构不甚合理，在已探明的储量中，煤炭占92.94%，石油占5.35%，天然气占1.71%，是典型的富煤、贫油、少气的国家。

水煤浆作为一种代油燃料便深得国家有关部门的支持并强调：“对水煤浆的重要性，要提高到战略高度来认识”。

水煤浆技术开发和产业被明确列入国家重点鼓励发展的技术和产业。

因而，水煤浆锅炉应运而生。

二十世纪九十年代我公司开展了水煤浆锅炉的研发工作，由我公司设计制造的北京燕山石化三电站的220t/h高压锅炉，于2000年成功投入运行，该锅炉采用前墙布置旋流式燃烧器燃烧水煤浆，在系统运行、严格的环保要求等方面积累了丰富的设计及制造方面的经验，为之后的产品起到了宝贵的示范作用。

2 水煤浆的特性标准水煤浆是通过制浆技术，在制浆厂把精洗过的固态煤燃料和一定比例的水（33%~35%），在特制的研磨机中研磨成浆，搅拌均匀后加工成可用泵输送的流态的煤燃料。

表1为水煤浆的技术指标及对使用的影响。

3 水煤浆锅炉的燃烧特性水煤浆锅炉燃烧方式和煤粉锅炉一样，采用空间燃烧或室式燃烧。

空间燃烧中按锅炉容量的大小不同采用的燃烧器型式也不一样。

炉膛内有四角切向布置直流式燃烧器和单面炉墙布置或双面炉墙对冲布置燃烧器两大类。

对冲布置可以克服后期混合差的缺点。

水煤浆雾化的难度比油大，需采用多级混合式蒸汽机械雾化喷嘴。

雾化蒸汽温度不小于300℃，第一级雾化用多层蒸汽流冲击煤浆流，；第二级雾化是混合物在混合室及喷头内强烈扰动水煤浆及水煤浆锅炉的研究摘要：随着节能减排形势的紧迫，水煤浆已成为一种很好的代油燃料，水煤浆锅炉也得到人们的广泛重视。

开发水煤浆锅炉也成为大势所趋。

本文简单介绍水煤浆的一些特性及水煤浆锅炉的设计。

关键词：水煤浆 水煤浆锅炉杭州锅炉集团股份有限公司 吕丽华68/2012.05/DGWZ/电工文摘／技术交流并多次冲击壁面使混合进一步均匀；三级雾化是混合物在压差的作用下喷出，混合物体积迅速膨胀同时与炉膛气体强烈摩擦，最终得到的颗粒团约80~100um。

水煤浆锅炉普遍存在结渣和沾污现象，主要的解决方法如下：1）选用高挥发份及高灰熔点的煤或混合煤制浆。

对低灰熔点的应掺入高灰熔点的煤，使其熔点不至过低，至少应高于1250℃。

2）在高挥发份的前提下，选用低的断面热负荷和容积热负荷，使炉内最高温度低于1250℃，炉膛出口温度不高于1000℃。

3）组织良好的炉内流场，确保燃烧器煤浆射流在最高温度区且不扫到炉壁，确保炉壁附近为氧化性气氛。

4）炉膛布置吹灰器（蒸汽），适当装设打焦孔。

5）对流烟道取用较高的烟速，并装设吹灰器。

称水煤浆为清洁能源是相对的，与油燃料相比还是要差一些。

因而水煤浆锅炉在多数情况下应配置脱硫和除尘等设备。

水煤浆锅炉在一定程度上带有煤粉炉的属性，但也有因水煤浆的特点所带来的特殊性，无论如何，提高水煤浆表1 水煤浆技术指标及对使用的影响项目符号单位技术要求(GB/T18855)对使用的影响浓度C%Ⅰ级＞65.0Ⅱ级＞63.0~65.0Ⅲ级≥60.0~63.0浓度低，影响热值，影响锅炉效率，不利稳定燃烧。

发热量Q net，cwm MJ/kg Ⅰ级＞19.00Ⅱ级＞18.00~19.00Ⅲ级≥17.00~18.00热值低，是由水份和灰份增加引起的，对燃烧和锅炉效率不利。

灰分A cwm%Ⅰ级≤6.00Ⅱ级＞6.00~8.00Ⅲ级＞8.00~10.00灰份大，除影响燃烧和锅炉热效率外，还会加大锅炉磨损，结渣，粘污增大，除灰排渣任务重。

硫分S t，cwm%Ⅰ级≤0.35Ⅱ级＞0.35~0.65Ⅲ级＞0.65~0.80硫分大，脱硫装置投资加大，锅炉尾部还可能发生低温腐蚀。

粘度η（在浆体温度20℃，剪切率100S-1时）mPa・S ηmPa・s＜1200粘度大，对雾化不利，影响燃烧效果，泵的输送电耗高。

续表1 水煤浆技术指标及对使用的影响项目符号单位技术要求(GB/T18855)对使用的影响粒度分布P d,+0.3mm%Ⅰ级≤0.05Ⅱ级＞0.05~0.20Ⅲ级＞0.20~0.80粗颗粒不利于雾化，影响燃尽，降低燃烧效率。

P d,-0.075 mm%≥75.0煤灰熔融性软化温度（适合于固态排渣方式）ST℃＞1250低灰熔点会严重影响固态排渣锅炉的安全运行。

锅炉燃烧的稳定性和燃烧设备的安全可靠性是设计者的首要任务和必须优先考虑的问题。

提高稳定性的措施有：1）提高进入炉膛的空气温度；2）减少燃烧区域的冷却吸热面以提高燃烧区域的温度；3）选用适合于水煤浆燃烧的喷燃器。

4 水煤浆锅炉的整体布置下面就以220t/h高温、高压水煤浆锅炉的设计做一个简单的说明。

该锅炉为单锅筒、自然循环、采用集中下降管、∏型布置的固态排渣水煤浆锅炉，其整体布置如图1所示。

4.1 炉膛和燃烧器布置制浆煤种的不同，直接影响炉膛蒸发受热面的布置。

喷入炉内的水煤浆颗粒因结团现象而大于原浆中的煤粒，燃烬过程会长些，因此，采用较高的断面热负荷和较低的容积热负荷，即瘦长型的炉型。

锅炉前部为炉膛，深度和宽度均为7570mm。

炉膛四周均布了φ60x5，节距为80mm 的膜式水冷壁，形成一个完全封闭的炉膛，为了更有效的脱硫需求，炉膛内不敷设卫燃带，水冷壁采用过渡管接头DGWZ/2012.05/69电工文摘／技术交流单排引入上、下集箱。

在炉膛前、后和两侧的水冷墙中，每面墙各有上升管94根。

前墙和两侧各有φ133x10mm的引出管10根，后墙引出管为φ108x8mm，共16根。

每面水冷墙沿宽度分成四个回路。

图中锅炉的燃烧器为前墙布置，分为五层共10只燃烧器。

当专烧水煤浆或水煤浆和重油混烧时，采用下面四层燃烧器，当专烧重油时，需上层2只重油燃烧器和下层3只水煤浆燃烧器中的重油枪同时投入，以确保额定负荷下的气温要求。

4.2 过热器的布置锅炉过热器采用辐射和对流相结合，多次交叉混合的典型过热器系统。

由屏式辐射过热器和两级对流过热器组成。

屏式过热器位于炉膛折焰角前上部，两级对流过热器均布置在水平烟道中。

蒸汽由二级过热器入口集箱以逆流方式通过第二级对流过热器，从第二级对流过热器出口集箱后弯头进入一级减温器（冷段），蒸汽经减温后进入屏式过热器。

从屏式过热器出来的蒸汽进入第一级过热器，之后蒸汽逆流进入二级减温器。

在二级减温器中经过交叉混合后顺流进入一级减温器（热段），使蒸汽达到额定温度后进入出口集箱。

4. 3 省煤器的布置采用省煤器是弥补锅炉炉膛蒸发吸热量不足的可靠和有效的途径。

该炉在尾部竖井烟道中布置省煤器。

因为水煤浆的飞灰量多于纯燃油锅炉，要考虑飞灰对管子的磨损。

为了减轻灰对省煤器管子的磨损，在高温省煤器、低温省煤器两级省煤器管组上面和两侧靠炉墙的管子上均装设有防磨盖板，管端的弯头处也装置了防磨罩。

在尾部竖井烟道中的省煤器双级分布，水与烟气呈逆向流动，上、下两级省煤器均采用顺列布置 。

4. 4 空气预热器的布置采用空气预热器能有效提高锅炉所需的空气温度，降低排烟损失，是强化燃烧的首选措施。

图中锅炉的空气预热器采用立式管箱结构，分两级布置，上部为高温空气预热器一个行程，下部为低温空气预热器有三个行程。

出于结构和系统的考虑，空气预热器在水平截面上烟道分成前后两部分，空气从低温空气预热器的前、后墙引入，经高温空气预热器的前、后墙引出。