淺談600MW火電廠鍋爐汽溫調(diào)整

趙紅梅

內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古呼和浩特 010206

鍋爐汽溫是直接影響火力發(fā)電廠生產(chǎn)效率的主要因素之一，也是機(jī)組運(yùn)行過程中必須監(jiān)視和調(diào)整的重要參數(shù)之一。通過調(diào)整汽溫在允許范圍內(nèi)，滿足機(jī)組安全性好、經(jīng)濟(jì)性高、投資成本低。從循環(huán)效率來講，汽溫越高越好，但是汽溫提高，對鍋爐蒸汽系統(tǒng)和汽輪機(jī)通流部分金屬材料提出更高的要求，成本將大大提高。汽溫過低除了影響機(jī)組熱效率外，還將使汽輪機(jī)末級蒸汽濕度過大，嚴(yán)重時(shí)還有可能產(chǎn)生水沖擊，以致造成汽輪機(jī)葉片斷裂損壞事故。汽溫變化過大，鍋爐各受熱面的焊口及連接部分、汽輪機(jī)的汽缸轉(zhuǎn)子等部分將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力外，嚴(yán)重時(shí)甚至可能發(fā)生因葉輪與隔板的動靜摩擦而造成汽輪機(jī)的劇烈振動或設(shè)備損壞。故調(diào)整主、再熱蒸汽溫度穩(wěn)定，對機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行意義重大。

1 運(yùn)行中影響汽溫變化的因素

影響汽溫變化的因素有鍋爐負(fù)荷、主蒸汽壓力、過量空氣系數(shù)的大小、一、二次風(fēng)的配比、鍋爐給水溫度、受熱面的清潔程度、煙道和爐膛的漏風(fēng)、制粉系統(tǒng)的啟停、火焰中心的位置、燃料的性質(zhì)、吹灰和打焦操作、減溫水量等。

1.1 鍋爐負(fù)荷

鍋爐過熱器一般分為輻射式、半輻射式對流式。但由于輻射式和半輻射式過熱器所占份額較小，故其總的汽溫特性是對流式的。對流換熱不僅與煙氣的溫度有關(guān)，還有煙氣的流速有關(guān)。當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加時(shí)，燃料量增加、煙氣量增多，通過過熱器的煙氣流速相應(yīng)增加，因而提高了煙氣側(cè)的對流放熱系數(shù)；同時(shí)，當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加時(shí)，爐膛出口煙氣溫度也升高，從而提高了過熱器的平均溫差。雖然流經(jīng)過熱器的蒸汽流量隨鍋爐負(fù)荷的增加而增加，其吸熱量也增多，但是，由于傳熱系數(shù)和平均溫差同時(shí)增大，使過熱器傳熱量的增加大于蒸汽流量增加而要增加的吸熱量。因此，單位蒸汽所獲得的熱量相對增多，出口汽溫也相對升高。

1.2 主蒸汽壓力

當(dāng)汽壓升高時(shí)，過熱蒸汽溫度升高；汽壓降低時(shí)，過熱蒸汽溫度降低。這是因?yàn)樵谌剂狭课锤淖兊那闆r下，由于壓力升高，鍋爐的蒸發(fā)量瞬間降低，導(dǎo)致通過過熱器的蒸汽量減少，相對蒸汽吸熱量增大，導(dǎo)致過熱汽溫升高，反之亦然。而燃燒突然強(qiáng)化導(dǎo)致汽壓升高時(shí)，汽溫相應(yīng)升高，反之亦然。

1.3 過量空氣系數(shù)

當(dāng)送入爐膛的過量空氣量增加時(shí)，爐膛溫度降低，輻射傳熱減弱，輻射過熱器出口汽溫降低；而對于對流過熱器，由于燃燒生成的煙氣量增多，煙氣流速增大，對流換熱增強(qiáng)，導(dǎo)致出口過熱汽溫升高[1]。

1.4 鍋爐給水溫度

隨著給水溫度的升高，產(chǎn)出相同蒸汽量所需燃料用量減少，煙氣量相應(yīng)減少且流速下降，對流過熱器吸熱減少，總體出口汽溫下降，減溫水量減少，機(jī)組整體效率提高。反之，當(dāng)給水溫度降低時(shí)，將導(dǎo)致鍋爐出口汽溫升高。因此，高壓加熱器的投入與解列對鍋爐汽溫的影響比較明顯。

1.5 受熱面結(jié)焦積灰

蒸發(fā)受熱面結(jié)焦時(shí)，會造成輻射傳熱量減少，爐膛出口煙溫升高，使對流過熱器吸熱量增大，出口汽溫升高。對流過熱器積灰時(shí)，本身換熱能力下降，出口汽溫降低。

1.6 燃燒器運(yùn)行方式

燃燒器運(yùn)行方式改變，如擺動式燃燒器傾角改變、多排燃燒器投退切換以及燃燒器出現(xiàn)故障時(shí)等，必然會改變爐內(nèi)燃燒工況，使火焰中心發(fā)生變化，影響到爐膛出口煙氣溫度。若爐膛出口煙氣溫度升高，則蒸汽溫度上升；反之，汽溫則下降。

1.7 爐底水封破壞

鍋爐從底部漏入大量的冷風(fēng)，降低了爐膛溫度，延長了著火時(shí)間，使火焰中心上移，爐膛出口溫度升高，同時(shí)造成過量空氣量的增加，對流換熱加強(qiáng)，導(dǎo)致過熱蒸汽溫度升高。

2 汽溫調(diào)節(jié)的原則與方法

2.1 噴水減溫器的調(diào)節(jié)原則

調(diào)整過熱汽溫一般以噴水減溫為主要手段。減溫器一般為單級及以上布置，其中一級減溫水作為粗調(diào)，主要用來控制屏式過熱器的壁溫，并輔助調(diào)節(jié)主蒸汽溫度的穩(wěn)定。運(yùn)行中要重點(diǎn)關(guān)注分隔屏出口汽溫的變化趨勢，如果上漲過快要及時(shí)解除一級減溫水自動，開大減溫水量或降低自動偏置，防止后屏超溫；同樣如果分隔屏出口汽溫下降較快要及時(shí)解除自動，關(guān)小減溫水量或增大自動偏置，防止主蒸汽溫度低于額定值。二級減溫水作為細(xì)調(diào)，保證主蒸汽溫度在額定值。正常運(yùn)行時(shí)，二級減溫水應(yīng)保持有一定的調(diào)節(jié)余地，但減溫水量不宜過大，以保證過熱器運(yùn)行工況正常。減溫水的調(diào)節(jié)要有預(yù)見性和提前性才能保證不過調(diào)。調(diào)節(jié)減溫水維持汽溫，有一定的遲滯時(shí)間，調(diào)整時(shí)減溫水不可猛增、猛減（在機(jī)組啟動過程中由于蒸汽流量小，更應(yīng)該注意），應(yīng)根據(jù)減溫器后汽溫變化趨勢來確定減溫水量的大小。大幅調(diào)節(jié)減溫水，會出現(xiàn)調(diào)節(jié)過量，即原來汽溫偏高時(shí)，由于猛烈增減減溫水，調(diào)節(jié)后會出現(xiàn)汽溫偏低；接著又猛烈關(guān)減溫水門，汽溫又會偏高。結(jié)果使汽溫反復(fù)波動，甚至發(fā)散控制不穩(wěn)。大幅調(diào)節(jié)減溫水，會使減溫器本身特別是厚壁部件（水室、噴頭）出現(xiàn)交變溫差應(yīng)力，導(dǎo)致金屬疲勞，出現(xiàn)本身或焊口裂紋而造成事故。

2.2 正常升降負(fù)荷

一般情況下，正常升負(fù)荷時(shí)，燃燒加強(qiáng)，汽溫上升，要及時(shí)增大減溫水量或降低汽溫偏置，防止超溫，負(fù)荷快到目標(biāo)值后要及時(shí)關(guān)小減溫水量或增大自動偏置，防止低汽溫；減負(fù)荷時(shí)，操作相反。但要想把汽溫調(diào)好不致超溫也不至過低或者大幅波動，調(diào)汽溫的人不能只盯著汽溫變化，更要對機(jī)組當(dāng)前整體狀態(tài)有把握，通過當(dāng)前煤量、風(fēng)量、主汽壓力、負(fù)荷、減溫水量以及主再熱汽溫的時(shí)滯特性等參數(shù)的變化分析判斷汽溫變化的方向及幅度，從而針對性的調(diào)整。

2.3 啟停磨煤機(jī)

啟停磨煤機(jī)直接影響火焰中心高度，從而影響汽溫。一般來說，啟上層磨會使火焰中心高度上移，汽溫升高，但這種情況只有在磨煤機(jī)已正常運(yùn)行后才能表現(xiàn)出來。而在通風(fēng)暖磨的過程中，由于上層通風(fēng)會壓低火焰中心造成汽溫下降，下降的程度與通風(fēng)暖磨時(shí)間長短及通風(fēng)量大小有關(guān)，所以啟磨通風(fēng)前汽溫不要控制過低（不要低于530℃），但也不要過高（不要超過538℃）因?yàn)閱⒛ズ笃麥仉S著煤量的增加會有上升趨勢。因此，要保證在切換磨煤機(jī)過程中汽溫平穩(wěn)，一是盡量縮短大風(fēng)量通風(fēng)暖磨時(shí)間，可提前開啟熱風(fēng)擋板靠熱風(fēng)調(diào)門漏風(fēng)使磨煤機(jī)提前熱備。二是掌握汽溫變化的規(guī)律，在通風(fēng)前如果汽溫正常(535℃左右不低)不要調(diào)減溫水，待倒磨后適當(dāng)開大一級減溫水調(diào)門、再熱器減溫水調(diào)門緊盯二級減溫前后及主、再熱汽溫，逐漸開大調(diào)整，注意轉(zhuǎn)上層磨后同樣的負(fù)荷，二級減溫前后的溫度應(yīng)調(diào)至比倒磨前低10－20℃才能保證汽溫正常，因?yàn)槟┘夁^熱器吸熱量增大了，其蒸汽側(cè)進(jìn)出口溫差自然要增加。停上層磨，因上層煤量不停的減少，其它層相應(yīng)會增加，汽溫肯定是下降的，所以停前維持較高汽溫，停的過程中就逐漸關(guān)小減溫水維持汽溫535℃以上。啟停下層磨則與上層磨剛好相反，啟動通風(fēng)時(shí)汽溫上升，啟動后加煤量由于火焰中心的下移汽溫下降，停止時(shí)負(fù)荷不變的情況下汽溫是上升的[2]。

2.4 高加投停

高加投停是一個(gè)給水溫度變化過程，高加投停時(shí)由于給水溫度變化幅度較大，對汽溫影響較大，一般情況下，給水溫度變化3℃，汽溫變化1℃，因此只要不是高加跳閘的緊急情況，嚴(yán)格按照加熱器投停要求進(jìn)行，輔以減溫水量的及時(shí)調(diào)整，汽溫變化應(yīng)不會很大。若出現(xiàn)高加解列，給水溫度降低，要維持蒸發(fā)量，就必須增加燃料量，故過熱汽溫為上升趨勢，此時(shí)及時(shí)降低機(jī)組負(fù)荷，在燃燒狀況允許的條件下可停運(yùn)上層制粉系統(tǒng)運(yùn)行，同時(shí)根據(jù)汽溫變化趨勢及時(shí)開大減溫水。但由于高加解列后Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段抽汽要進(jìn)入汽輪機(jī)做功，會增加機(jī)組負(fù)荷，注意機(jī)側(cè)軸向推力、軸移、推力瓦溫、軸振、監(jiān)視段壓力等在正常范圍，有可能使鍋爐超壓、安全門動作，故此時(shí)不宜增加煤量，相反應(yīng)該適當(dāng)減少煤量，待負(fù)荷和壓力下降后再增加燃料，注意汽溫的調(diào)整。

3 結(jié)語

火力發(fā)電廠的安全運(yùn)行中，汽溫調(diào)整非常重要。影響汽溫的因素有很多，因此調(diào)好汽溫難度也很大。在汽溫調(diào)節(jié)中，要善于分析總結(jié)，樹立提前意識，根據(jù)不同工況準(zhǔn)確判斷調(diào)整，不僅要保持額定的蒸汽溫度，還要防止管壁超溫，因?yàn)槌瑴乇軜O易引起機(jī)組非停。因此，無論是機(jī)組啟停還是運(yùn)行中，一定要加強(qiáng)對汽溫的監(jiān)視與調(diào)整。