淺談再熱煙氣擋板自動調節

萬要強

摘 要：再熱煙氣擋板自動調節對于再熱汽溫的調節有著重要的意義，文章結合了福建大唐國際寧德發電廠再熱汽溫調節的情況，綜合分析了再熱煙氣擋板自動調節這一系統的邏輯實現方式，針對系統中存在的問題，提出解決的方案，以實現再熱汽溫的穩定。

關鍵詞：再熱汽溫調節；再熱煙氣擋板自動；邏輯

1 系統介紹

1.1 概述

福建大唐國際寧德發電廠一期工程的燃煤發電機組中包含了兩臺燃煤發電機，并且每一臺都具有600MW的超臨界參數。鍋爐本體是Π型露天布置燃煤鍋爐，其生產于哈爾濱鍋爐廠有限公司，但其生產技術來自于三井巴布科克能源公司。本款Π型露天布置燃煤鍋爐的結構是全鋼懸吊，內部系統運行具有超臨界變壓運行螺旋管圈直流、單爐膛、一次中間再熱、前后墻對沖旋流燃燒方式以及固態排渣的特點，并且平衡通風的效果較好。汽輪機是凝汽式的，其生產于哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，其內部結構是具有超臨界、一次中間再熱、單軸以及三缸四排汽的特點。至于機組熱工控制設備則是OVATION分散控制系統，其生產于西屋公司。再熱汽溫的運行原理是利用尾部煙氣擋板進行調溫，同時在再熱器入口管道有事故噴水減溫器，以便應對突發事件。

1.2 再熱煙氣調節原理

雖然寧德電廠燃燒器是靠前后墻對沖旋流進行燃煤的，無法對火焰的中心進行調整，但是再熱汽溫的調溫部位主要是煙氣調節擋板，并且有事故噴水減溫器可以應對突發事件。

再熱汽噴水對鍋爐效率影響很大，每10t/h再熱蒸汽減溫水影響約0.8g/KWh的供電煤耗量，由于再熱蒸汽溫度對于吸熱量變化非常敏感，所以，再熱蒸汽用煙氣側作為汽溫的主要調節手段。

在鍋爐尾部有兩個平行的煙道，低溫過熱器和低溫再熱器間隔布置。省煤器的煙溫比鍋爐其他部位的低，所以其底部配備了煙氣擋板，調節擋板的開合程度來調整過熱器和再熱器的煙氣比例，從而改變再熱汽溫。

2 再熱汽溫控制系統存在問題

由于再熱汽溫對象的特殊性質，不容易控制，以往都是手動調節再熱煙氣擋板，并且減溫水調節閥是調節的主要手段。雖然現在已經實現了減溫水調節閥的自動化，但是如果再熱汽溫的變化范圍較大，減溫水調節閥會出現超調量的現象，從而引起了主汽壓波動，運行人員不得不解除減溫水自動化模式，防止導致更大的安全事故。

3 再熱煙氣調節投不上原因分析

3.1 原控制邏輯，再熱煙氣調節檔板邏輯里有跟蹤斷層，只要一投自動，再熱煙氣調節檔板指令就會變為0，使檔板全關，不能實現手自動無擾切換。

3.2 之前的方案是以A側和B側末級再熱汽溫的最大值作為依據，分別進行兩側再熱煙氣調節檔板的調節，但是最大值的反饋需要一個過程，兩側的再熱煙氣調節檔板不能及時做出反應。

3.3 由于鍋爐大幅度升負荷時，末級再熱汽溫升的比較快，鍋爐大幅度降負荷時，末級再熱汽溫降的比較快，沒有引入鍋爐蒸汽流量變化率作為前饋。

4 改進方案

4.1 完善跟蹤，實現手自動無擾切換。

4.2 根據之前的方案，兩臺再熱煙氣調節檔板會根據A側和B側末級再熱汽溫的最大值反饋進行自動調節。因為鍋爐燃燒器是前后墻對沖配置的，也就是說兩側的煙氣流量是不一樣的，如果將兩臺再熱煙氣調節檔板設置成同時操作，那么會造成汽溫的不平衡，所以最佳的設計就是A側和B側末級再熱氣溫煙氣調節檔板是單獨控制的。以A側為例，如圖2所示。

圖2

4.3 根據機組負荷變化率的大小進行再熱擋板調節的動作。具體地說就是在升降負荷的情況下，煙氣流量會產生很大的變化，從而引起再熱汽溫大幅度升降，當遇到這種情況時，機組會產生一個反饋，并傳達給再熱擋板，要求再熱擋板提前做好調節的準備。

4.4 根據本側末級再熱汽溫微分的變化進行再熱擋板調節的動作。具體地說就是當末級再熱汽溫有趨勢發生變化時，再熱擋板要進行調節。

4.5 在噴水減溫器運作了之后，根據再熱汽溫的微分變化提前進行再熱煙氣調節擋板的動作。具體地說就是為了防止煙氣擋板調節不及時，在噴水減溫器工作之后，再熱汽溫會降低，擋板就要提前打開。因為煙氣擋板調節具有一定的滯后性，其比噴水調節的反應慢2～3分鐘，如果沒有提前打開擋板調節，會造成汽溫的不平衡。

4.6 采用總煤量的微分作為前饋。不啟停磨煤機的情況下，機組升降負荷時，再熱煙氣調節擋板自動調解能很好的控制末級再熱汽溫。但是當啟停磨煤機或機組投入AGC期間的情況下，再熱煙氣調節擋板的調節功能因為總煤量的影響受到了限制，其調節效果也不太理想。針對這個問題，可以采用總煤量的微分作為前饋，提前做好再熱煙氣調節擋板的調節動作。

4.7 如果再熱擋板的打開程度超過了72%，那么過熱煙氣調節擋板會逐漸關閉，這樣做的目的是通過加強過熱煙道的阻力，提高再熱器對流受熱面的煙氣流量，以實現再熱器出口汽溫的上升。一般情況下，過熱煙氣擋板的自動調節范圍是75%～100%。

4.8 根據鍋爐廠提供的《鍋爐運行說明書》，再熱煙氣調節檔板關到20%的情況下，煙氣通流量能夠滿足鍋爐正常運行，再熱擋板調節范圍在20%～100%，所以我們把自動調節的輸出限定在此范圍內。調試期間，我們發現20%～100%這個區間調節范圍太小，后來又把最小開度限定在10%。

4.9 再熱煙氣擋板自動和再熱噴水減溫自動如何配合的問題。再熱煙氣擋板自動和再熱噴水減溫自動是兩套獨立的調節系統，但是調節對象都是末級再熱汽溫。在正常運行的前提下，我們可以將再熱煙氣擋板自動的設定值設置成低于再熱噴水減溫自動的設定值，兩者間的值差為3～4℃。這樣一來，在運作的過程中，就可以減少噴水，以再熱擋板調節為主。

5 結束語

經過一系列的改造，再熱煙氣調節擋板自動化已經投入了使用，再熱汽溫保持了穩定，另外機組運行的安全性和經濟性都有所提高。投入再熱煙氣調節擋板自動后，按少投10t/h再熱蒸汽減溫水計算，可節約0.8g/KWh的供電煤耗量。

參考文獻

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