600MW超临界直流锅炉主、再热汽温调节特性

600MW超临界直流锅炉主、再热汽温调节特性

李凯强

华能沁北电厂，河南济源 454650

摘要：本文以实际运行经验为基础，总结了600MW超临界机组主、再热汽温调整的调整手段，既提高了安全性，又提高了经济性。

关键词：超临界直流锅炉；主、再汽温；影响因素；调节方法。

在火力发电机组运行中，机组主、再热汽温对机组安全性和经济性影响较大，当主、再热汽温超温时，容易引起金属壁温超限，长时间超限或短时多次超限，将会引起金属寿命下降，引发安全生产事故；当主、再热汽温长时间处于低温运行时，一般主汽温每降低10℃，相当使循环热效率下降0.5%，汽轮机出口蒸汽温度增加0.7%，降低了机组效率的同时，还加大了对汽轮机末级叶片的侵蚀，甚至发生水冲击，严重危险汽轮机安全运行。因此主、再热汽温的调整显的尤为重要。600MW机组经济性指标参照图如表1所示：

一.首先要知道影响主、再热汽温的几个因素：

1. 炉内燃烧工况的影响。当加负荷过程或者煤质突然变好时，炉内燃烧工况加强，主汽压力上升，主、再热蒸汽温度会由于烟温上升、烟气量增加而有所上升；反之则下降，汽温的变化幅度与燃烧的幅度有关。实际过程中发生在加负荷过程，送风及煤粉送入炉膛加强燃烧后导致主、再热蒸汽温度升高。

2. 炉内火焰中心的影响。当炉内火焰中心上移，水冷壁受到的辐射传热减少，炉膛出口烟温上升，导致锅炉烟道布置的主、再热蒸汽传热加强，引起主、再热汽温上升；反之则会下降。实际过程为中、上层制粉系统切换前后，汽温调节特性的不同，以及炉底漏风量大时，导致汽温升高。

3. 锅炉受热面积灰结焦程度的影响。受热面积灰结焦对汽温的影响非常大，当受热面积灰和积焦后，根据传热原理R=δ/λA (K/w) ，δ—材料层厚度（m）λ—材料导热系数[W/(m.k)]，传热热阻R不断增加，受热面的换热能力急剧下降，因此，换热面积灰结焦对主、再热蒸汽温调整影响非常大。

4. 送风量的影响。送风量的大小直接决定了烟气量的大小，提升送风量，会提高烟气流速，增加对流换热器（过热器、再热器）的换热能力，所以，送风量增加时气温上升，反之则下降。

5. 再热烟气挡板的动作幅度的影响。烟气挡板作为再热蒸汽的调整手段，应当小幅动作，因为尾部烟道一侧为低温再热器，另一侧为省煤器及低温过热器，当挡板大幅动作时，对过热汽温的调节也有一定影响。实际过程表现为高负荷阶段，当再热器挡板快速关闭后，低温过热器受热加强，出口汽温上升，屏过出口汽温也随之增加，同时过热器温也将增加。

6. 主汽压力的影响。一般当汽压升高时，过热蒸汽温度也要升高。这是由于当汽压升高时，饱和温度随之升高，则从水变为蒸汽需要消耗更多的热量，在燃料不变的情况下，锅炉的蒸发量要瞬间减少，即过热器所通过的蒸汽量减少，相对蒸汽的吸热量增大，导致过热蒸汽温度升高。反之，压力下降，汽温下降。但应注意，压力变化对气温的影响是一个暂时的过程，随着压力降低，燃料量及风量会增加，因此终究汽温是会上升的甚至会上升的幅度很大（取决于燃料量增加的程度）。

7. 给水温度的影响。给水温度升高，产出相同蒸汽量所需燃料量减少，烟气量相应减少且流速下降，炉膛出口烟温降低。整体上，辐射过热器吸热比例增加，对流过热器吸热比例减少，根据对流过热器和纯对流再热器特性，主、再热汽温是下降的，减温水量减小。反之，给水温度降低将导致主、再热汽温升高。实际运行中在进行高加的解列和投入操作时尤为明显，要多加关注，及时调整。

二.汽温调整主要包括以下几个方面进行调整：

1. 燃烧调整。目前火电厂运行受到煤炭价格影响，大多都选择掺烧煤泥，因此存在煤质掺烧不均，炉内燃烧工况变化非常明显，严重时会导致锅炉氧量、过热度、汽温大幅摆动。

因此在掺烧煤泥时，我们应注意煤仓上煤细则，注意煤泥掺烧份额，要关注炉膛出口氧量及过热度变化，变化幅度较大时及时减少掺烧煤泥制粉系统出力，加强其他制粉系统出力，稳定燃烧，减少掺烧煤泥对主、再热汽温的影响。另外要注意启停制粉系统时，要注意加负荷时大量煤粉进入炉膛，燃烧加强后对汽温的影响，以及降负荷煤粉减少，燃烧减弱对汽温的影响。

2. 火焰中心高度的调整。主要通过制粉系统即喷然器运行方式以及燃尽风的使用来实现，主要调整制粉系统出力。但在改变火焰中心高度时应注意燃烧稳定，否则就不能用改变火焰中心位置调节汽温，同时需要减少炉底漏风，防止炉内燃烧工况不稳定。

3. 积灰结焦调整。我公司规定吹灰频次为每日白班全面吹灰一次，每日中班进行水冷壁吹灰，每班进行一次空预器吹灰，清理积灰效果良好。一般情况下水冷壁积灰结焦，其吸热量就会下降，而这些热量会由烟气携带至过热器、再热器区域进行释放，流经过热器、再热器中的蒸汽量不变，所以过热汽温、再热汽温必然上升了；当进行炉膛吹灰后，水冷壁得到了清洁，水冷壁吸热量增加了，过热器、再热器吸热量小了，汽温自然要下降。同理，过热器、再热器受热面吹灰以后，汽温会升高，减温水量相应增加。吹灰效果越好，汽温变化越明显。因此，在锅炉吹灰时，要根据所吹区域掌握汽温变化趋势，及时调节减温水量，避免汽温突变。

4. 送风量的调整。在保证燃烧稳定的前提下，适当调整总风量，使氧量在正常范围的上下限运行，也可以用来调节汽温。由于主再热汽温均为对流特性，因此，增加风量会使汽温升高，减小风量会使汽温降低。在用风量调整汽温时应注意，由于风量调整对燃烧影响较大，风量调整可能会引起燃烧的变化，因此，风量幅度不能太大，原则是锅炉低负荷、煤质差时尽量维持小风量运行确保燃烧安全，若低负荷、煤质好锅炉燃烧好而汽温低时，可适当增加风量以提高汽温。高负荷时主汽温度、再热汽温一般都可以达到正常值，按正常的氧量曲线配风即可。夏天环境温度高而高负荷运行时，有可能出现“缺风”现象，可适当增加总风量保证燃烧完全。

5. 烟气挡板的调整。鉴于再热器减温水对机组效率影响较大，所以，烟气挡板将作为调节再热汽温的主要手段。用烟气挡板调节再热汽温时应注意挡板不能大幅动作，一方面对炉膛负压存在影响，另一方面，高负荷时，大幅动作再热烟气挡板，会使主再热汽温同时波动，对汽温调整不利。

6. 避免汽压波动过大。掌握锅炉的带负荷能力，控制好负荷增减速度和幅度，增减负荷前应提前提示，提前调整燃料量，运行中要做到勤调、微调，防止出现反复波动，投运和完善自动调节系统。

7. 给水温度的调整。主要按照机组设计值自身调整，其次是调整高加端差，以保证高加加热效率，在高加投退时注意对汽温的影响。

三.结语

超临界直流锅炉主、再热汽温调整是系统性的、综合性的，受到很多变化因素的影响，因此在汽温调节时，应注意各项因素，通过改变煤水比、中间点过热度、火焰高度、受热面清洁度、过量空气系数、烟气挡板动作幅度、高加投运率等措施，调整主再热汽温在正常范围内，提高锅炉运行的安全性及经济性。

参考文献：

[1] 马斌，锅炉主再热汽温调整浅析；

[2] 李伟，660MW超临界锅炉主再热汽温影响因素及调节措施；

[3] 徐国峰，电厂集控运行的节能降耗措施分析；

[4] 王艳红，给水温度对机组汽温及煤耗率的定量分析模型。