660MW超臨界直流鍋爐汽溫調(diào)整分析及解決方案

張超

【摘 要】本文通過對(duì)660MW超臨界直流鍋爐汽溫調(diào)整原理進(jìn)行探討，通過匯總機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中存在的汽溫調(diào)整問題，分析影響主再熱汽溫的主要因素，提出有針對(duì)性的調(diào)整思路，并對(duì)汽溫調(diào)整中的注意事項(xiàng)進(jìn)行重點(diǎn)交代，使鍋爐在變工況情況下，主再熱汽溫調(diào)整困難的問題得以解決。

【關(guān)鍵詞】超臨界；汽溫；過熱度

寶二發(fā)電公司660MW超臨界直流鍋爐型式為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，定-滑-定方式運(yùn)行、單爐膛、一次中間再熱、采用切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐、露天布置燃煤鍋爐。過熱器配置二級(jí)噴水減溫裝置，左右能分別調(diào)節(jié)。在任何工況下（包括高加全切和B-MCR工況），過熱器噴水的總流量約為8%過熱蒸汽流量，再熱器采用煙氣擋板調(diào)溫，噴水減溫為輔，再熱器噴水減溫器噴水總流量的能力約為4-4.5%再熱蒸汽流量（B-MCR工況下），設(shè)計(jì)噴水量為零。

過熱汽溫控制在直流負(fù)荷以前，主要通過燃燒側(cè)調(diào)整，可輔助采用噴水減溫控制；在直流負(fù)荷以后，以控制煤水比為主，通過調(diào)整煤水比改變加熱段、蒸發(fā)段、過熱段在鍋爐水冷壁中的位置（如圖1），改變鍋爐分離器出口蒸汽過熱度，從而調(diào)整主汽溫度，為調(diào)整兩側(cè)偏差和汽溫細(xì)調(diào)，采用噴水減溫為輔。

再熱汽溫控制由尾部煙道擋板調(diào)溫和再熱器微量噴水減溫調(diào)溫構(gòu)成，以尾部煙道擋板調(diào)溫為主，微量噴水減溫為輔。即當(dāng)再熱汽溫超限時(shí)，先進(jìn)行尾部煙道擋板調(diào)溫，若未達(dá)到調(diào)節(jié)目的，再配合使用再熱器微量噴水調(diào)溫。

1 在實(shí)際運(yùn)行中，主再熱汽溫調(diào)節(jié)主要存在以下問題

1）鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，爐內(nèi)燃燒相對(duì)集中，爐膛火焰充滿度不好，使汽溫變化比較敏感，給鍋爐汽溫調(diào)節(jié)帶來一定困難。

2）鍋爐煤質(zhì)變化大且相對(duì)較差，三臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，磨煤機(jī)基本處于滿出力運(yùn)行，磨煤機(jī)出力對(duì)燃燒的的調(diào)節(jié)裕度較小。

3）鍋爐輸渣系統(tǒng)存在缺陷較多，處理過程中，爐膛及過再熱器吹灰不正常，使鍋爐受熱面積灰結(jié)渣嚴(yán)重，影響了鍋爐汽溫的正常調(diào)整。處理過程中爐底漏風(fēng)較大，降低了爐膛火焰溫度，干擾了鍋爐的穩(wěn)定燃燒。

4）鍋爐二次風(fēng)配置屬上海鍋爐廠的獨(dú)創(chuàng)，在二次風(fēng)擋板的調(diào)節(jié)方面無運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，特別是在給水側(cè)大幅變化時(shí)，如何在燃燒側(cè)配合調(diào)整汽溫，需要繼續(xù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高操作技能。

5）鍋爐主、再熱減溫器調(diào)節(jié)特性較差，各級(jí)減溫水流量未進(jìn)行校核，普遍存在顯示不準(zhǔn)的情況，在燃燒調(diào)節(jié)時(shí)參考價(jià)值不大。

6）鍋爐過熱度自動(dòng)調(diào)節(jié)還需進(jìn)一步完善，在低負(fù)荷、變工況和煤質(zhì)變化大時(shí)，給水過熱度自動(dòng)調(diào)節(jié)振蕩較大，且和主汽壓的變化趨勢(shì)呈反向變化，必須通過值班員干預(yù)才能穩(wěn)定。

2 影響660MW超臨界直流鍋爐汽溫因素的分析

1）作為直流爐最主要的調(diào)溫手段，中間點(diǎn)溫度，即過熱度對(duì)汽溫的影響是最明顯的。在變工況及鍋爐煤質(zhì)變化較大時(shí)，鍋爐過熱度波動(dòng)較大時(shí)，汽溫就會(huì)發(fā)生較大波動(dòng)。

2）以爐跟隨為主的協(xié)調(diào)方式下加、減負(fù)荷，以負(fù)荷控制為主，在加減負(fù)荷時(shí)為了快速響應(yīng)負(fù)荷，汽機(jī)調(diào)門的動(dòng)作比較快，負(fù)荷響應(yīng)快于鍋爐燃燒，即使在接到負(fù)荷指令后預(yù)加煤量比較大，但壓力、汽溫在加負(fù)荷時(shí)還會(huì)先降低，減負(fù)荷時(shí)反之。

3）爐膛配風(fēng)的影響，由于主、再熱器基本呈過熱特性，在開大上層風(fēng)門擋板時(shí)，對(duì)汽溫影響較大，特別是高低位燃燼風(fēng)擋板開大，對(duì)火焰中心的壓制比較明顯，開大時(shí)，減溫水明顯減少，汽溫亦下降。

4）過量空氣系數(shù)的變化影響到對(duì)流受熱面與輻射受熱面的吸熱比例。當(dāng)過量空氣系數(shù)增大時(shí)，爐膛水冷壁吸熱減少，造成過熱器進(jìn)口溫度降低，雖然對(duì)流過熱器吸熱量有所增加，但在煤水比不變的情況下，主汽溫有所下降，而再熱汽溫上升，反之亦然。

5）尾部煙氣擋板作為再熱汽溫的主要調(diào)整手段，對(duì)主、再熱汽溫的影響比較明顯，通過改變流過一、二次蒸汽受熱面的煙氣分配比例來調(diào)節(jié)再熱汽溫，而主汽溫的變化通過調(diào)整過熱度來彌補(bǔ)。

6）啟轉(zhuǎn)二次風(fēng)和消旋二次風(fēng)對(duì)汽溫的影響。通過調(diào)整啟轉(zhuǎn)二次風(fēng)和消旋二次風(fēng)的比例關(guān)系，可以保持爐內(nèi)燃燒充分良好，有效消除左右側(cè)熱偏差，消除左右側(cè)溫差。

7）一次風(fēng)壓及磨煤機(jī)運(yùn)行方式的影響，一次風(fēng)壓對(duì)爐內(nèi)燃燒的影響是一個(gè)暫態(tài)過程，提高一次風(fēng)壓，使積聚在磨煤機(jī)內(nèi)的煤粉送入爐膛，加強(qiáng)了燃燒，使汽溫上升。磨煤機(jī)運(yùn)行方式主要影響爐內(nèi)火焰中心高度，改變水冷壁和過再熱器的吸熱比例，影響主再熱汽溫。

8）鍋爐受熱面的清潔程度直接保證了鍋爐效率，鍋爐不同區(qū)域吹灰時(shí)，對(duì)主再熱汽溫的影響不同，水冷壁區(qū)域吹灰時(shí)，由于水冷壁吸熱增加，主汽溫上升，由于爐膛出口煙溫下降，再熱汽溫略有下降。同理，過再熱器區(qū)域吹灰時(shí)，主再熱汽溫均上升。

3 變工況下主再熱汽溫的調(diào)節(jié)思路

1）在變工況或事故處理時(shí)，作為鍋爐汽溫主要調(diào)節(jié)手段的鍋爐過熱度大幅波動(dòng)，鍋爐給水流量大幅擾動(dòng)時(shí)，為了防止主汽溫超限，在調(diào)整時(shí)，一定要在穩(wěn)定鍋爐燃燒的基礎(chǔ)上，首先穩(wěn)定鍋爐給水流量，使水煤比保持在正常值的±0.5左右（鍋爐水煤比根據(jù)煤質(zhì)不同一般在6-7之間），而不能一味調(diào)整過熱度，因?yàn)橄鄬?duì)水煤比來說，過熱度相對(duì)滯后，把水煤比穩(wěn)定了，過熱度自然會(huì)穩(wěn)定。如果一味的通過調(diào)整給水流量來調(diào)整過熱度，就可能造成鍋爐水煤比失衡，汽溫就會(huì)大幅波動(dòng)無法穩(wěn)定而超限。

2）鍋爐燃燒穩(wěn)定與否，是鍋爐各參數(shù)是否穩(wěn)定的根本。因此在鍋爐變工況期間，維持鍋爐燃燒穩(wěn)定就特別重要，在加減煤量時(shí)，維持煤量變化在10T/min以內(nèi)，同時(shí)注意鍋爐風(fēng)量的跟蹤情況，及時(shí)調(diào)整，避免鍋爐發(fā)生爆燃或燃燒大幅減弱現(xiàn)象。

3）在機(jī)組加減負(fù)荷及其他較小擾動(dòng)時(shí)，鍋爐過熱度基本穩(wěn)定，可提前調(diào)整主汽溫設(shè)定值，調(diào)整減溫水量和尾部煙氣擋板，就能控制汽溫穩(wěn)定。

4）在事故處理過程中，汽溫大幅波動(dòng)時(shí)，還可以通過改變一次風(fēng)壓，開大或關(guān)小頂部二次風(fēng)，調(diào)整運(yùn)行磨煤機(jī)出力及切換磨煤機(jī)的方法來改變爐內(nèi)燃燒和火焰中心高度來調(diào)整汽溫，汽機(jī)側(cè)可通過開關(guān)調(diào)門來配合，但這些方法要注意汽溫、汽壓變化，汽溫穩(wěn)定時(shí)再緩慢恢復(fù)，切忌來回調(diào)整，造成汽溫大幅擺動(dòng)。

4 目前方式下鍋爐汽溫調(diào)整注意事項(xiàng)

1）低負(fù)荷情況下，加強(qiáng)鍋爐過熱度調(diào)整監(jiān)視，煤質(zhì)變化大引起過熱度波動(dòng)時(shí)，及時(shí)干預(yù)調(diào)整，使過熱度穩(wěn)定，加強(qiáng)汽泵的檢查，在單臺(tái)泵出力小于350T/H，應(yīng)考慮開啟一臺(tái)汽泵的再循環(huán)門至20%以上，防止泵流量小于270 T/H，再循環(huán)小于20%跳泵。在負(fù)荷低于250MW時(shí)，注意兩臺(tái)汽泵的調(diào)整特性，若給水流量大幅擺動(dòng)，及時(shí)切一臺(tái)汽泵控制至“手動(dòng)”，避免給水流量大幅擺動(dòng)，引起鍋爐流量保護(hù)動(dòng)作。

2）在低負(fù)荷下三臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，火焰相對(duì)集中，局部熱負(fù)荷偏高，在運(yùn)行過程中，要加強(qiáng)對(duì)各管壁溫度的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)管壁溫度高時(shí)及時(shí)分析調(diào)整，可適當(dāng)降低過熱度設(shè)定值（20℃-25℃為宜），使管壁溫度在正常范圍內(nèi)。

3）低負(fù)荷下，爐內(nèi)火焰充滿度不夠，火焰偏斜嚴(yán)重，過再熱汽溫兩側(cè)偏差大，這時(shí)要及時(shí)調(diào)整二次風(fēng)擋板開度，一般是A側(cè)高、B側(cè)低，主要原因是啟轉(zhuǎn)二次風(fēng)開度大，消旋風(fēng)開度小造成，通過開大BC、DE及低位燃燼風(fēng)，加強(qiáng)消旋，就可有效消除熱偏差。在調(diào)整時(shí)小幅多次進(jìn)行，切忌大幅調(diào)整，避免燃燒大幅波動(dòng)。

4）尾部煙氣擋板作為再熱汽溫的主要調(diào)節(jié)手段，在變工況時(shí)，一定要提前進(jìn)行調(diào)整，一般調(diào)整后3-5分鐘，再熱汽溫才會(huì)有變化，同時(shí)注意煙氣擋板對(duì)過熱器溫的影響，保證再熱器無減溫水運(yùn)行。

5）在采用汽機(jī)調(diào)門配合調(diào)整汽溫時(shí)，調(diào)門開度變化對(duì)負(fù)荷影響偏大，因此在調(diào)整時(shí)要謹(jǐn)慎操作，一次開1%，不能連續(xù)操作，避免機(jī)組負(fù)荷大幅波動(dòng)，引起機(jī)組各主參數(shù)失穩(wěn)。

通過對(duì)鍋爐汽溫變化的原因分析，在日常汽溫調(diào)整中按照以上調(diào)整思路和注意事項(xiàng)，就能實(shí)現(xiàn)變工況情況下鍋爐汽溫穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]上海廠超臨界鍋爐調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的基本技術(shù)要求[S].

[2]上海廠超臨界鍋爐運(yùn)行說明書[S].

[3]國(guó)電發(fā)[1999]579號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程[S].

[4]鍋爐燃燒與制粉系統(tǒng)說明書[S].

[責(zé)任編輯：湯靜]