锅炉蒸汽温度的调节方法

锅炉蒸汽温度的调节方法

陈超德

中电国华北京分公司发电部（100025）

内容摘要：本文对锅炉运行中影响汽温的因素、汽温在规定范围外的波动对锅炉的危害性作了详细的论述，并提出蒸汽温度的调节方法。关键词：过量空气系数、烟气侧、蒸汽侧、喷燃器、过热汽温、过热器

维持稳定的汽温是保证机组安全和经济运行所必需的。汽温过高会使金属许用应力下降，将影响机组的安全运行；汽温降低则会影响机组的循环热效率。因此，汽温调节是锅炉的一项重要任务。下面从三个方面进行论述。

一、运行中影响汽温的因素

影响汽温的运行因素是多种多样的，这些因素常常还可能同时发生影响。下面分别论述各个因素对汽温的影响。

1、锅炉负荷

过热器一般具有对流汽温特性，即锅炉负荷升高（或下降）汽温也随之上升（或降低）。

2、过量空气系数

过量空气增大时，燃烧生成的烟气量增多，烟气流速增大，对流传热加强，导致过热汽温升高。

3、给水温度

给水温度升高，产生一定蒸汽量所需的燃料量减少，燃烧

产物的容积也随之减少，同时炉膛出口烟温降低。在电厂运行

中，高压加热器的投停会使给水温度有很大变化，因而会使过

热汽温发生显著变化。

4、受热面的污染情况

炉膛受热面的结渣或积灰，会使炉内辐射传热量减少，过热器区域的烟气温度提高，因而使过热气温上升。反之，过

热器本身的结渣或积灰将导致汽温下降。

5、饱和蒸汽用汽量

当锅炉采用饱和蒸汽作为吹灰等用途时，用汽量增多将使

过热汽温上升。锅炉的排污量对汽温也有影响，但因排污水

的焓值低，故影响不大。

6、燃烧器的运行方式

摆动燃烧器喷嘴向上倾斜，会因火焰中心提高而使过热汽

温升高。但是，对流受热面距炉膛越远，喷嘴倾角对其吸热

量和出口温度的影响就越小。

二、汽温在规定范围外的波动对锅炉的危害性

汽温偏离额定数值过大时，会影响锅炉和汽轮机运行的安全性和经济性。

汽温过高对设备的安全有很大的威胁：1）汽温过高会加快金属材料的蠕变速度，还会使过热器、蒸汽管道、汽轮机高压部件等产生额外的热应力，因而会缩短设备的使用寿命；2）严重超温时，会造成过热器管子金属过热而爆管。

汽温过低会影响用汽设备的安全运行和经济性，原因是：1）汽温过低会使汽轮机最末级的蒸汽湿度增加，加剧对叶片的腐蚀，甚至会发生水冲击而威胁汽轮机的安全。2）汽温过低会使汽轮机轴向推力增加，容易出现推力轴瓦烧毁事故。3）汽温过低由于汽轮机部件冷却不均匀，会造成汽轮机的磨损或振动，严重时甚至被迫停机。4）当压力不变而汽温降低时，蒸汽的焓必然减少，因而蒸汽的做功能力减小，这样会增加汽轮机或其他用汽设备的汽耗而影响设备运行的经济性。

由此可见，汽温是锅炉运行中必须监视和控制的主要参数之一。现代锅炉对汽温的控制非常严格，汽温允许波动范围一般不得超过额定值±5℃。对于不同的钢材的过热器，其运行控制温度是有一定限度的。例如，20号钢管壁温最高不超过450℃，考虑到过热器运行中会产生热偏差，因此运行中常控制20号钢管过热器汽温不超过425℃。

三、蒸汽温度的调节方法

汽温变化是由蒸汽侧和烟气侧两方面的因素引起的，因此对汽温的调节也就可以从这两方面来进行。

蒸汽侧调节汽温：采用减温器，使给水或蒸汽凝结水通入减温器，直接或间接地冷却蒸汽。减温器有表面式和混合式（喷水式）两种，可采用自动调节。无论是表面式或混合式减温器，调节操作都可以根据汽温的变化来适当变更相应的减温水调节阀的开度以改变进入减温器的减温水量，即可达到调节过热汽温的目的。当汽温高时，开大

调节阀增加减温水量，当汽温低时，关小调节阀减少减温水量，或者根据需要将减温器解列。在投运和使用减温器时，应避免减温水的猛加猛减，以防减温器损坏或者造成汽温过大波动。在现代大中型锅炉上采用过热蒸汽温度自动调节系统就是借助与改变通过减温器的减温水量来实现的。高压以上的锅炉机组对汽温调节要求很严格，故常常设臵有级（段）喷水减温。第一级一般布臵在屏式过热器之前，第二级则布臵在高温对流过热器的进口或中间。因此，在进行汽温调节时，第一级是作为粗调节，其喷水量的多少，应以保持屏式过热器的管壁温度不超过允许数值为原则；第二级作为细调节，用以比较准确地控制过热器出口主蒸汽温度，使其符合规定值。

烟气侧调节汽温：通过改变流经过热器烟气的温度和流速以改变过热器烟气侧的传热条件改变过热器受热面的吸热量。例如：改变火焰中心位臵来改变过热器入口温度。1）改变喷燃器的倾角。适合于采用摆动式喷燃器的煤粉炉，将喷燃器向下倾斜某一角度，可使火焰中心位臵下移，降低炉膛出口烟气温度，从而使汽温降低。相反可以使汽温升高。2）改变喷燃器的运行方式。对于沿炉膛高度布臵有多排喷燃器的锅炉，可以将不同高度的喷燃器组投入或停止运行，即通过上下排喷燃器的切换来改变火焰中心的位臵。当汽温高时，应尽量先投下排喷燃器加大下排喷燃器的燃料量，汽温低时，可切换成上排喷燃器运行或减少下排喷燃器的燃料量。3）改变配风工况。在总风量不变的情况下，改变各燃烧器风量分配比例可改变火焰长度和炉膛热态空气动力场，以达到改变火焰中心位臵的目的。这要根据燃烧设

备的具体特性来进行调整。

调节过热蒸汽温度的方法很多，各有其优缺点，在应用时，应根据具体情况予以选择。一般情况下常利用烟气侧调温作为粗调，而蒸汽侧调温作为细调。

总之，在进行汽温调节时，操作应平稳均匀，例如对于减温调节阀的操作不可大开大关，以免引起急剧的汽温波动而危害设备的安全。影响汽温变化的因素很多，因此调节汽温时应全面综合考虑，不能只满足于平均汽温不超限，还应在燃烧调节上力求做到不使火焰偏斜，避免水冷壁结焦，注意烟道两侧烟温偏差，以加强对过热器管壁温度的监视，预防局部管壁因为超温而爆管。

参考文献

范从振《锅炉原理》中国电力出版社 1986、5