过、再热汽温变化的影响因素及调节方法
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过、再热汽温变化的影响因素及 调节方法
—白文方
一 、过、再热汽温变化的影响因素
控制汽温的重要性，影响汽温变化的因素。
二、过热器、再热器汽温调节方法
蒸汽侧和烟气侧调温方法与原理，汽温调节选择 原则。
过热器—将饱和蒸汽加热到额定过热温度的锅炉受热 面部件； 再热器—将汽轮机高压缸排汽重新加热到额定再热温 度的锅炉受热面部件。 汽温影响因素：锅炉的受热面设计时，规定了锅炉的 燃料特性、给水温度、过剩空气系数和各种热损失等 额定参数，但实际运行时由于各种扰动，不能获得设 计预定的工况，导致锅炉的蒸汽参数发生变化。 内扰—由锅炉设备本身的工作条件变化所引起，如受 热面积灰、结渣，烟道漏风等因素； 外扰—由锅炉外部的条件引起时，如用户对锅炉负荷 需要的变化随时间而变化。
由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许 多的困难，其主要难点表现在以下几个方面： 1、影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽 负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰 中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。
各因素对过热汽温影响
影响因素 锅炉负荷 ±10% 炉膛过剩空气系数 ±10% 给水温度 ±10℃ 燃煤水分 ±1% 燃煤灰分 ±10%
主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经
济运行是非常重要的。过热蒸汽温度控制的任务是维 持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，并保护过 热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸 汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过 高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的 高温段，严重影响安全。
汽温变化（℃） ±10 ±10～20 ±4～5 ±1～5 ±5
2、汽温对象具有大延迟、大惯性的特点，尤其随 着机组容量和参数的增加，蒸汽的过热受热面的 比例加大，使其延迟和惯性更大，从而进一步加 大了汽温控制的难度。 3、汽温对象在各种扰动作用下（如负荷、工况变 化等）反映出非线性、时变等特性，使其控制的 难度加大。
汽温特性——锅炉负荷变化时，过热器与再热器
出口蒸汽温度跟随变化的规律。（负荷对汽 温影响）
℃ 汽 温
额定汽温
1 —辐射式过热器 2 —半辐射式过热器 3 —对流式过热器
本厂2*300MW单元机组，锅炉形式为亚临界、 一次中间再热、自然循环锅炉，汽轮机形式为亚 临界、单轴、双缸、双排汽、中间再热凝汽式。 以此机组为例分析气温影响因素及调节方法。
本厂两台300MW单元机组过热器装有两级喷水 减温器，第一级布置在分隔屏过热器之前作为主 蒸汽温度的粗调节。第二级喷水减温器设在末级 对流过热器进口是主蒸汽的细调节。 正常工况时，一、二级喷水量的比例为总喷水量 的75％和25％，在高加全部切除时，其比例为95 ％和5％。
再热器不宜采用喷水减温调节汽温。因为喷水减温 器将增加再热蒸汽量，从而增加了汽轮机中，低压 缸的蒸汽流量，即增加了中低压缸的出力。如果机 组的负荷一定，将使高压缸出力减小，减少高压缸 的蒸汽流量。这就等于用部分的低压蒸汽循环代替 高压蒸汽循环做功，因而必然导致整个机组热经济 性的降低。
如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效
率，据估计，温度每降低5℃，热经济性将下降约1%；
且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之 带水，严重影响汽轮机的安全运行。一般规定过热汽
温下限不低于其额定值10℃。通常，高参数电厂都要
求保持过热汽温在540℃的范围内。气温的变化率。 据计算，过热器在超温10℃到20℃下长期运行， 其寿命会缩短一半；而汽温降低10℃会使循环若效应 降低0.5％，运行中一般规定汽温额定值的波动不能 超过－10℃～+5℃。因此，要求锅炉设置适当的调温 手段，以修正运行因素对汽温波动的影响
★中参数锅炉一般采用蒸汽侧调节，如中低压锅炉通常 采用面式减温器，如给水品质良好也可采用喷水减温。 ★高参数以上大型锅炉，一般同时采用蒸汽侧和烟气侧 调节手段。发展趋势是减少喷水量，以烟气侧调温为 主，约占调节量的2/3，蒸汽侧调节作为细调，约占 调节量的1/3。 ★高参数自然循环锅炉一般采用二级喷水调温调节过热 汽温，喷水量一般为锅炉额定负荷的3～5％。 ★在直流锅炉中，除了用给水－燃料比作为汽温的粗调 手段外，一般还采用三级喷水 。
蒸汽侧调节方法
★汽温的调节方式
烟气侧调节方法 ★各类汽温调节方式的基本要求为：
①调节范围广（60/70—100%负荷）； ②调节惯性或延迟时间小，灵敏度好； ③结构简单可靠，维护工作量小； ④附加的金属消耗量和能量消耗量小； ⑤对电站循环热效率影响小。
蒸汽侧的调节，是指通过降低蒸汽的焓值来调 节温度。例如喷水式减温器向过热器中喷水，喷 入的水的加热和蒸发要消耗过热蒸汽的一部分热 量，从而使汽温下降，调节喷入的水量，可以达 到调节汽温的目的。
1、 改变火焰中心位置。改变火焰的中心位置可 以改变炉内辐射吸热量和进入过热器的烟气速度， 因而可以调节过热汽温。当火焰中心位置抬高时， 火焰离过热器较近，炉内辐射吸热量减少，炉膛 出口烟温升高，则过热汽温将升高。火焰中心位 置降低时，则过热汽温降低。
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2、改变烟气量。若改变流经过热器的烟气量， 则烟气流速必然改变，使对流传热系数变化，从 而改变了烟气对过热器的放热量。烟气量增多时 ，烟气流速大，使汽温升高；烟气量减少时，烟 气流速小，使汽温降低。改变烟气量即改变烟气 流速的方法如调节送风量。
利用送风量调节汽温是有限度的，超过了范围将造 成不良后果。因为过多的送风量不但增加了送、吸 风机是耗电量，降低了电厂的经济性，而且增大了 排烟热损失，降低锅炉热效率。特别是燃油锅炉对 过剩空气量的控制就更为重要。过剩空气量的增加 ，不但加速空气预热器的腐蚀，还有可能引起可燃 物在尾部受热面的堆积，导致尾部受热面再燃烧
—白文方
一 、过、再热汽温变化的影响因素
控制汽温的重要性，影响汽温变化的因素。
二、过热器、再热器汽温调节方法
蒸汽侧和烟气侧调温方法与原理，汽温调节选择 原则。
过热器—将饱和蒸汽加热到额定过热温度的锅炉受热 面部件； 再热器—将汽轮机高压缸排汽重新加热到额定再热温 度的锅炉受热面部件。 汽温影响因素：锅炉的受热面设计时，规定了锅炉的 燃料特性、给水温度、过剩空气系数和各种热损失等 额定参数，但实际运行时由于各种扰动，不能获得设 计预定的工况，导致锅炉的蒸汽参数发生变化。 内扰—由锅炉设备本身的工作条件变化所引起，如受 热面积灰、结渣，烟道漏风等因素； 外扰—由锅炉外部的条件引起时，如用户对锅炉负荷 需要的变化随时间而变化。
由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许 多的困难，其主要难点表现在以下几个方面： 1、影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽 负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰 中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。
各因素对过热汽温影响
影响因素 锅炉负荷 ±10% 炉膛过剩空气系数 ±10% 给水温度 ±10℃ 燃煤水分 ±1% 燃煤灰分 ±10%
主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经
济运行是非常重要的。过热蒸汽温度控制的任务是维 持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，并保护过 热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸 汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过 高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的 高温段，严重影响安全。
汽温变化（℃） ±10 ±10～20 ±4～5 ±1～5 ±5
2、汽温对象具有大延迟、大惯性的特点，尤其随 着机组容量和参数的增加，蒸汽的过热受热面的 比例加大，使其延迟和惯性更大，从而进一步加 大了汽温控制的难度。 3、汽温对象在各种扰动作用下（如负荷、工况变 化等）反映出非线性、时变等特性，使其控制的 难度加大。
汽温特性——锅炉负荷变化时，过热器与再热器
出口蒸汽温度跟随变化的规律。（负荷对汽 温影响）
℃ 汽 温
额定汽温
1 —辐射式过热器 2 —半辐射式过热器 3 —对流式过热器
本厂2*300MW单元机组，锅炉形式为亚临界、 一次中间再热、自然循环锅炉，汽轮机形式为亚 临界、单轴、双缸、双排汽、中间再热凝汽式。 以此机组为例分析气温影响因素及调节方法。
本厂两台300MW单元机组过热器装有两级喷水 减温器，第一级布置在分隔屏过热器之前作为主 蒸汽温度的粗调节。第二级喷水减温器设在末级 对流过热器进口是主蒸汽的细调节。 正常工况时，一、二级喷水量的比例为总喷水量 的75％和25％，在高加全部切除时，其比例为95 ％和5％。
再热器不宜采用喷水减温调节汽温。因为喷水减温 器将增加再热蒸汽量，从而增加了汽轮机中，低压 缸的蒸汽流量，即增加了中低压缸的出力。如果机 组的负荷一定，将使高压缸出力减小，减少高压缸 的蒸汽流量。这就等于用部分的低压蒸汽循环代替 高压蒸汽循环做功，因而必然导致整个机组热经济 性的降低。
如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效
率，据估计，温度每降低5℃，热经济性将下降约1%；
且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之 带水，严重影响汽轮机的安全运行。一般规定过热汽
温下限不低于其额定值10℃。通常，高参数电厂都要
求保持过热汽温在540℃的范围内。气温的变化率。 据计算，过热器在超温10℃到20℃下长期运行， 其寿命会缩短一半；而汽温降低10℃会使循环若效应 降低0.5％，运行中一般规定汽温额定值的波动不能 超过－10℃～+5℃。因此，要求锅炉设置适当的调温 手段，以修正运行因素对汽温波动的影响
★中参数锅炉一般采用蒸汽侧调节，如中低压锅炉通常 采用面式减温器，如给水品质良好也可采用喷水减温。 ★高参数以上大型锅炉，一般同时采用蒸汽侧和烟气侧 调节手段。发展趋势是减少喷水量，以烟气侧调温为 主，约占调节量的2/3，蒸汽侧调节作为细调，约占 调节量的1/3。 ★高参数自然循环锅炉一般采用二级喷水调温调节过热 汽温，喷水量一般为锅炉额定负荷的3～5％。 ★在直流锅炉中，除了用给水－燃料比作为汽温的粗调 手段外，一般还采用三级喷水 。
蒸汽侧调节方法
★汽温的调节方式
烟气侧调节方法 ★各类汽温调节方式的基本要求为：
①调节范围广（60/70—100%负荷）； ②调节惯性或延迟时间小，灵敏度好； ③结构简单可靠，维护工作量小； ④附加的金属消耗量和能量消耗量小； ⑤对电站循环热效率影响小。
蒸汽侧的调节，是指通过降低蒸汽的焓值来调 节温度。例如喷水式减温器向过热器中喷水，喷 入的水的加热和蒸发要消耗过热蒸汽的一部分热 量，从而使汽温下降，调节喷入的水量，可以达 到调节汽温的目的。
1、 改变火焰中心位置。改变火焰的中心位置可 以改变炉内辐射吸热量和进入过热器的烟气速度， 因而可以调节过热汽温。当火焰中心位置抬高时， 火焰离过热器较近，炉内辐射吸热量减少，炉膛 出口烟温升高，则过热汽温将升高。火焰中心位 置降低时，则过热汽温降低。
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2、改变烟气量。若改变流经过热器的烟气量， 则烟气流速必然改变，使对流传热系数变化，从 而改变了烟气对过热器的放热量。烟气量增多时 ，烟气流速大，使汽温升高；烟气量减少时，烟 气流速小，使汽温降低。改变烟气量即改变烟气 流速的方法如调节送风量。
利用送风量调节汽温是有限度的，超过了范围将造 成不良后果。因为过多的送风量不但增加了送、吸 风机是耗电量，降低了电厂的经济性，而且增大了 排烟热损失，降低锅炉热效率。特别是燃油锅炉对 过剩空气量的控制就更为重要。过剩空气量的增加 ，不但加速空气预热器的腐蚀，还有可能引起可燃 物在尾部受热面的堆积，导致尾部受热面再燃烧