淺談電站鍋爐蒸汽溫度調整

曹 毅（內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司,內蒙古 托克托 010200）

淺談電站鍋爐蒸汽溫度調整

曹 毅
（內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司,內蒙古 托克托 010200）

摘 要：鍋爐蒸汽溫度是火電廠運行質量的重要指標之一，蒸汽溫度直接影響電廠的安全性和經濟性。本文主要敘述了影響汽溫的因素，并提出了調整方法。

關鍵詞：汽溫;安全;調整

隨著節能減排形勢的日益嚴峻，為提高火電廠的熱效率，現代電站鍋爐設計的蒸汽初參數日益升高，與此同時帶來的安全問題也更加突出。相對于蒸汽壓力，蒸汽溫度的影響因素更為復雜，調節難度大，對機組經濟性、安全性的影響更加明顯。

鍋爐蒸汽溫度過高會使金屬管壁在高溫下發生蠕變降低金屬強度，甚至導致換熱器爆管，嚴重影響安全。如果鍋爐蒸汽溫度偏低，則會降低機組的熱效率。另外，過熱汽溫的降低還會導致蒸汽做功能力減小，蒸汽流量增大，軸向推力增大，也對汽輪機安全運行帶來不利的影響。采用中間再熱系統的鍋爐在運行中，再熱汽溫偏低會使汽輪機低壓缸排汽濕度升高，甚至帶水，嚴重影響汽輪機的安全運行。同時，為提高循環熱效率，還應在金屬材料允許的條件下盡量提高再熱汽溫。

接下來，我們通過分析影響汽溫的因素，結合實際調整經驗，提出一些汽溫的調整方法。

1 影響汽溫的因素

1.1 鍋爐負荷

鍋爐負荷增加時，鍋爐的燃料量增加，煙氣量和煙氣流速均增大。此時，由于煤在爐膛中燃燒的火焰溫度基本不變，所以火焰與爐膛的輻射換熱量增加較小。這就是說負荷增加整個鍋爐受熱面輻射換熱比例相對減小而尾部煙道的對流換熱比例增加。

1.2 過量空氣系數

過量空氣量系數改變也即改變送風量，最終使進入尾部煙道的煙氣量及其流速發生改變。這將改變整個對流換熱區域的換熱條件。

1.3 給水溫度

提高給水溫度，可以降低單位蒸發量所需的燃料量，這時流過尾部煙道的煙氣量也相應減少，汽溫隨之下降；反之，汽溫將上升。因此，回熱循環的運行方式直接影響給水溫度，也對汽溫有顯著影響。

1.4 燃燒器的運行方式

當幼苗長到三葉時要及時用石磙鎮壓，蹲苗以促進根系生長，增加分蘗，使幼苗生長健壯。鎮壓時，選擇晴天的下午，此時苗發軟，損傷輕。

燃燒器沿爐膛縱向布置，運行的燃燒器的位置不同將對爐內火焰中心位置及爐膛出口煙溫帶來很大的影響，這都會影響汽溫變化。

1.5 主蒸汽壓力

蒸汽壓力和溫度決定了蒸汽的焓值，即做功能力。在實際運行中，溫度基本不變，提高主蒸汽壓力，焓值升高，同等負荷下汽輪機所需蒸汽流量下降，鍋爐蒸發量下降，所需燃料量下降，煙氣量也隨之減少。對于對流特性的過熱器和再熱器來說，提高主蒸汽壓力，汽溫下降。

1.6 減溫水量及減溫水溫度

減溫水流量大、溫度低時，過熱器出口的汽溫將明顯下降，反之汽溫將升高。

1.7 火焰中心的位置

火焰中心的位置直接影響爐膛和尾部煙道的吸熱比例，對汽溫的影響較大。

1.8 二次風的配風

二次風的配風情況直接影響火焰中心的位置及爐內燃燒的過程。對于四角切圓的鍋爐來說，二次風的調整對于消除汽溫左右兩側偏差尤為重要。

1.9 鍋爐受熱面的結焦及積灰情況

灰分及煤焦的熱阻較大，受熱面結焦及積灰都將影響煙氣與受熱面的換熱。

2 汽溫調節的方法

飽和蒸汽通過受熱面管壁間接吸收煙氣熱量形成過熱蒸汽，所以，汽溫調節應從管壁內側和外側兩方面入手：管壁內側的調節和管壁外側的調節。管壁內側的調節，也就是通過改變管內蒸汽的熱焓來調節溫度。例如噴水式減溫器，噴入的溫度較低的水與管內高溫過熱蒸汽混合后吸收熱量生成溫度較高的過熱蒸汽同時降低原過熱蒸汽的熱焓，從而使汽溫下降，通過控制噴水量可以達到調節汽溫的目的。管壁外側的調節，是通過改變管壁外側煙氣的流量、流速以及溫度來調節汽溫。

2.1 從管壁內側調節汽溫

管壁內側調節汽溫一般采用噴水減溫。噴水減溫操作簡單，只需根據汽溫變化適當增加或減少減溫水的投入量即可。

主蒸汽由于容積大、流程長，調節難度較高，通常設置兩級噴水減溫器。第一級作為粗調節，布置在分隔屏過熱器之前，調節屏式過熱器出口汽溫，用來保護屏式過熱器，防止管壁超溫。該減溫器后面還有多級過熱器且離主蒸汽出口較遠，只能對汽溫作粗略的調整。第二級減溫器作為細調節設在末級對流過熱器進口，直接調整主蒸汽出口溫度，此處距主蒸汽出口距離近，且此后只有一級末級對流過熱器，所以第二級噴水減溫的靈敏度高，調節時滯也小，能有效的保證主蒸汽出口溫度符合要求。正常工況時，一、二級噴水量的比例為總噴水量的75%和25%，在高加全部切除時其比例為95%和5%。

噴水減溫雖然操作簡單，減溫效果明顯，但對于機組的經濟性來說有不利的影響。一方面，減溫水是直接從給水泵到達過熱器或再熱器，最終蒸汽流量一定的情況下，經過省煤器的水量減少，排煙溫度上升，排煙熱損失增大；另一方面噴水減溫的過程本身是一個熵增的過程，損失了做功能力。對于再熱器來說，噴水減溫增加了再熱蒸汽流量，增大了中低壓缸的做功比例，減小了高壓缸的出力，這就等于部分的用低壓蒸汽循環代替高壓蒸汽循環做功，必然導致整個機組熱經濟性的降低。所以，再熱減溫水又稱事故減溫水，主要任務是保護再熱器。正常運行時，應盡量避免再熱減溫水的投入。

噴水減溫最大的不足之處是只能使蒸汽減溫而不能升溫，所以當鍋爐負荷較低或煤種原因導致汽溫偏低時，此時應考慮降低主汽壓力或采用滑壓運行，可適當提高主汽溫度，但這種方法效果有限。

2.2 從管壁外側調節汽溫

（1）調整火焰中心位置?；鹧嬷行奈恢每梢詻Q定火焰在爐膛內停留時間的長短，也即決定了輻射換熱量與對流換熱量的比例。當火焰中心抬高時，火焰離過熱器較近，爐內輻射吸熱量減少，爐膛出口煙溫升高，則過熱汽溫將升高?；鹧嬷行奈恢媒档蜁r，則過熱汽溫降低。

調整火焰中心位置有以下幾種方法：

1）改變燃燒器的運行方式。大容量鍋爐一般都在垂直方向配置多層燃燒器，且都有冗余配置，實際運行中可根據實際需要使用不同的燃燒器組合。理論上當汽溫高時應盡量先投用下層燃燒器，反之，應盡量先投用上層燃燒器。不同的鍋爐，特性不盡相同，可根據設備情況進行調整。

2）調整燃燒器的擺角。大容量鍋爐的燃燒器噴嘴一般均可上下擺動（有的是部分燃燒器可擺動），可以通過改變噴嘴傾角來改變煤粉在爐膛內燃燒的位置也就是火焰中心的位置，從而達到調整汽溫的目的。但擺動幅度不可過大，一般不超過±30°。如果向下的傾角過大，火焰直吹水冷壁下部或冷灰斗，造成其工作環境惡化導致結渣。如果向上傾角過大，煤粉燃燒時間縮短，增加不完全燃燒損失并可能發生爐膛滅火。

3）調整二次風配風。為使煤粉能完全燃燒以及控制燃燒產物，爐膛自上而下配置多層二次風門。在保證爐膛不缺氧的情況下，可以通過改變上下層二次風門開度的方法來改變燃燒各階段二次風送入的量以及爐膛內的煙氣動力場，從而達到改變火焰中心位置的目的。一般可以開大上層二次風，關小下層二次風，以壓低火焰中心。一般可以關小上層二次風，開大下層二次風，以抬高火焰中心。實際調整時應根據燃燒器的運行方式、燃燒器周界風的投入量以及二次風箱的壓力等其他因素靈活調整。

（2）改變煙氣量。改變流經尾部煙道的煙氣量，則煙氣流速和溫度必然改變，煙氣對過熱器的放熱量也將發生變化。煙氣量增多時汽溫升高，煙氣量減少時，汽溫降低。

改變煙氣量一般是通過調節總風量來實現。調節總風量可以改變流經尾部煙道的煙氣量，達到調節汽溫的目的。調節總風量重要前提是必須滿足燃燒的需要，即充足的氧量和能滿足制粉出力的一次風量。利用風量調節汽溫還應兼顧鍋爐的經濟性。因為過多的風量不但增加了風機的耗電量，降低了電廠的經濟性，而且增加了排煙損失，降低鍋爐效率。

（3）吹灰及除焦。及時清理受熱面不僅可以提高受熱面換熱效率，改善蒸汽動力循環，保護受熱面，還可以作為一種汽溫調節的輔助手段。爐膛吹灰后可以提高爐膛換熱能力，增加爐膛吸熱比例，有利于降低汽溫；尾部煙道吹灰可以提高尾部煙道換熱能力，增加尾部煙道吸熱比例，有利于提高汽溫。

參考文獻：

[1]陳廣棟.鍋爐主蒸汽溫度的控制、調節[J].中國科技博覽,2012(01).

[2]于洋.發電廠影響鍋爐汽溫的主要因素及其調整策略[J].電子世界,2014(24).