1000MW超超临界直流炉汽温调整及注意事项

1000MW超超临界直流炉汽温调整及注意事项

发表时间：2018-02-09T14:29:17.400Z 来源：《防护工程》2017年第29期作者：李平

[导读] 1000MW超超临界直流炉的汽温控制在火力发电厂的发展中起着很关键的作用,它是保障机组安全稳定运行的一个重要方面。

神华国华广投（柳州）发电有限责任公司广西柳州 545600

摘要：1000MW超超临界直流炉的汽温控制在火力发电厂的发展中起着很关键的作用,它是保障机组安全稳定运行的一个重要方面,决定着锅炉能否提供合格的蒸汽,本文将从主汽温和再热汽温的影响因数,深入研究主汽温和再热汽温的变化特性,最终分析得出主汽温和再热汽温的控制方法，为运行人员的汽温调整操作提供指导。

关键词：超超临界直流炉；1000MW；煤水比；主汽温；再热汽温；喷水减温

0.概述

直流炉具有蓄热小、汽温汽压受负荷影响大等特点，正常运行中能否保证主、再热汽温稳定将直接影响到锅炉效率和煤耗，甚至影响设备安全。本文以上海锅炉厂生产的SG3091/27.46-M541 1000MW超超临界锅炉为例，阐述了在运行过程中积累的主、再热汽温的调整经验。

该锅炉为超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，锅炉采用一次再热、单炉膛单切圆燃烧、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构塔式布置；由上海锅炉厂有限公司引进Alstom-Power公司Boiler Gmbh的技术生产。炉膛由膜式水冷壁组成，水冷壁采用螺旋管加垂直管的布置方式；炉膛上部依次分别布置有一级过热器、三级过热器、二级再热器、二级过热器、一级再热器、省煤器。过热器采用三级布置，在每两级过热器之间设置喷水减温，主蒸汽温度主要靠煤水比和减温水控制。再热器两级布置，再热蒸汽温度主要采用燃烧器摆角调节，在再热器入口和两级再热器布置危急减温水。

1.汽温调节的意义和目的

在运行过程中，蒸汽温度将随锅炉负荷、燃料性质、给水温度、过量空气系数、受热面清洁程度的变化而波动，应设法予以调节。汽温高使管壁温度高，金属材料许用应力下降，影响其安全。长期超温运行，将缩短锅炉寿命；汽温降低，机组循效率下降，汽轮机排汽湿度增大，汽温下降10℃，煤耗增大0.2%；对于高压机组，汽温下降10℃，汽轮机排汽湿度约增加0.7%；再热蒸汽温度不稳定，还会引起汽缸与转子的胀差变化，甚至引起振动。综上所述，汽温偏离额定值，对机组运行的经济性、安全性均有不利影响，必须采取可靠的调节手段，维持汽温与额定汽温的差值不大于+5℃和-10℃。

2.影响汽温的因素

煤水比。若给水不变而增大燃料量，由于受热面热负荷q成比例增加，热水段长度和蒸发段长度必然缩短，而过热段长度相应延长，主蒸汽温度就会升高；若燃料量不变而增大给水流量，由于q并未改变，所以热水段长度和蒸发段长度必然延伸，而过热段长度随之缩短，主蒸汽温度就会降低。所以，直流炉以调节煤水比作为基本的调温手段。

给水温度。若给水温度降低，在同样给水量和煤水比的情况下，直流锅炉的加热段将延长，过热段缩短，主蒸汽温度会随之降低；再热器出口汽温则由于汽轮机高压缸排汽温度的下降而降低。因此，当给水温度降低时，必须改变原来设定的煤水比，即适当增大燃料量，才能维持额定汽温。

受热面沾污。炉膛结焦使锅炉传热量减少，排烟温度升高，锅炉效率降低。对工质而言，则1kg工质的总吸热量减少。而工质的加热热和蒸发热之和一定，所以，过热吸热减少，故主蒸汽温度降低。但再热器吸热因炉膛出口烟温的升高而增加，对于再热蒸汽温度，进口再热蒸汽温度的降低和再热器吸热量的增大影响相反，所以变化不大。对流式过热器和再热器的积灰使传热量减小，使主蒸汽温度和再热蒸汽温度降低。在调节煤水比时，若为炉膛结焦，可直接增大煤水比；但过热器结焦，则增大煤水比时应注意监视水冷壁出口温度，在其不超温的前提下来调整煤水比。

过量空气系数。当增大过量空气系数时，炉膛出口烟温基本不变。但炉内平均温度下降，炉膛水冷壁的吸热量减少，致使过热器进口蒸汽温度降低，虽然对流式过热器的吸热量有一定的增加，但前者的影响更强些。在煤水比不变的情况下，过热器出口温度将降低。若要保持主蒸汽温度不变，也需要重新调整煤水比。随着过量空气系数的增大，辐射式再热器吸热量减少不多，而对流式再热器的吸热器增加；对于显示对流式汽温特性的再热器，出口再热蒸汽温度将升高。

火焰中心高度。当火焰中心升高时，炉膛出口烟温显著上升，再热器无论显示何种汽温特性，其出口汽温均将升高。此时，水冷壁受热面的下部利用不充分，致使1kg工质在锅炉内的总吸热量减少，由于再热蒸汽的吸热是增加的，所以过热蒸汽吸热减少，主蒸汽温度降低。

综上，直流锅炉的给水温度、过量空气系数、火焰中心位置、受热面沾污程度对主蒸汽温度、再热蒸汽温度的影响与汽包锅炉有很大的不同。有些影响是完全相反的。对于直流锅炉，上述后四种因素的影响相对较小，且变动幅度有限，它们都可以通过调整煤水比来消除。

3.主蒸汽温度的调节

主蒸汽温度的粗调。对于直流锅炉，控制主蒸汽温度的关键在于控制锅炉的煤水比，而煤水比合适与否则需要通过中间点温度来判断。在主蒸汽温度调节中，中间点温度实际是与锅炉负荷有关，中间点温度与锅炉负荷存在一定的函数关系，锅炉的煤水比B/G按中间点温度来调整，中间点至过热器出口区段的主蒸汽温度变化主要依靠喷水减温调节。对于直流锅炉，其喷水减温只是一个暂时措施，要保持稳定汽温的关键是要保持固定的煤水比。

主蒸汽温度的细调。运行中锅炉负荷的变化，给水温度、燃料品质、炉膛过量空气系数以及受热面结渣等因素的变化，对主蒸汽温度变化均有影响，因此在运行中要保证煤水比的精确值也是不容易的。特别是燃煤锅炉，控制燃料量是比较粗糙的，这就迫使除了采用煤水比作为粗调的调节手段外，还必须采用在蒸汽管道设置喷水减温器作为细调的调节手段。减温喷水实质上是调整锅炉给水在水冷壁和过热器之间的分配比例，即喷水减温仅仅改变动态中的主蒸汽温度，用于主蒸汽温度的细调。