660MW超臨界直流鍋爐汽溫調整分析及解決方案

張超

【摘 要】本文通過對660MW超臨界直流鍋爐汽溫調整原理進行探討，通過匯總機組實際運行中存在的汽溫調整問題，分析影響主再熱汽溫的主要因素，提出有針對性的調整思路，并對汽溫調整中的注意事項進行重點交代，使鍋爐在變工況情況下，主再熱汽溫調整困難的問題得以解決。

【關鍵詞】超臨界；汽溫；過熱度

寶二發電公司660MW超臨界直流鍋爐型式為超臨界參數變壓運行螺旋管圈直流爐，定-滑-定方式運行、單爐膛、一次中間再熱、采用切圓燃燒方式、平衡通風、全鋼懸吊結構Π型鍋爐、露天布置燃煤鍋爐。過熱器配置二級噴水減溫裝置，左右能分別調節。在任何工況下（包括高加全切和B-MCR工況），過熱器噴水的總流量約為8%過熱蒸汽流量，再熱器采用煙氣擋板調溫，噴水減溫為輔，再熱器噴水減溫器噴水總流量的能力約為4-4.5%再熱蒸汽流量（B-MCR工況下），設計噴水量為零。

過熱汽溫控制在直流負荷以前，主要通過燃燒側調整，可輔助采用噴水減溫控制；在直流負荷以后，以控制煤水比為主，通過調整煤水比改變加熱段、蒸發段、過熱段在鍋爐水冷壁中的位置（如圖1），改變鍋爐分離器出口蒸汽過熱度，從而調整主汽溫度，為調整兩側偏差和汽溫細調，采用噴水減溫為輔。

再熱汽溫控制由尾部煙道擋板調溫和再熱器微量噴水減溫調溫構成，以尾部煙道擋板調溫為主，微量噴水減溫為輔。即當再熱汽溫超限時，先進行尾部煙道擋板調溫，若未達到調節目的，再配合使用再熱器微量噴水調溫。

1 在實際運行中，主再熱汽溫調節主要存在以下問題

1）鍋爐低負荷運行時間較長，爐內燃燒相對集中，爐膛火焰充滿度不好，使汽溫變化比較敏感，給鍋爐汽溫調節帶來一定困難。

2）鍋爐煤質變化大且相對較差，三臺磨煤機運行時，磨煤機基本處于滿出力運行，磨煤機出力對燃燒的的調節裕度較小。

3）鍋爐輸渣系統存在缺陷較多，處理過程中，爐膛及過再熱器吹灰不正常，使鍋爐受熱面積灰結渣嚴重，影響了鍋爐汽溫的正常調整。處理過程中爐底漏風較大，降低了爐膛火焰溫度，干擾了鍋爐的穩定燃燒。

4）鍋爐二次風配置屬上海鍋爐廠的獨創，在二次風擋板的調節方面無運行經驗，特別是在給水側大幅變化時，如何在燃燒側配合調整汽溫，需要繼續總結經驗，不斷提高操作技能。

5）鍋爐主、再熱減溫器調節特性較差，各級減溫水流量未進行校核，普遍存在顯示不準的情況，在燃燒調節時參考價值不大。

6）鍋爐過熱度自動調節還需進一步完善，在低負荷、變工況和煤質變化大時，給水過熱度自動調節振蕩較大，且和主汽壓的變化趨勢呈反向變化，必須通過值班員干預才能穩定。

2 影響660MW超臨界直流鍋爐汽溫因素的分析

1）作為直流爐最主要的調溫手段，中間點溫度，即過熱度對汽溫的影響是最明顯的。在變工況及鍋爐煤質變化較大時，鍋爐過熱度波動較大時，汽溫就會發生較大波動。

2）以爐跟隨為主的協調方式下加、減負荷，以負荷控制為主，在加減負荷時為了快速響應負荷，汽機調門的動作比較快，負荷響應快于鍋爐燃燒，即使在接到負荷指令后預加煤量比較大，但壓力、汽溫在加負荷時還會先降低，減負荷時反之。

3）爐膛配風的影響，由于主、再熱器基本呈過熱特性，在開大上層風門擋板時，對汽溫影響較大，特別是高低位燃燼風擋板開大，對火焰中心的壓制比較明顯，開大時，減溫水明顯減少，汽溫亦下降。

4）過量空氣系數的變化影響到對流受熱面與輻射受熱面的吸熱比例。當過量空氣系數增大時，爐膛水冷壁吸熱減少，造成過熱器進口溫度降低，雖然對流過熱器吸熱量有所增加，但在煤水比不變的情況下，主汽溫有所下降，而再熱汽溫上升，反之亦然。

5）尾部煙氣擋板作為再熱汽溫的主要調整手段，對主、再熱汽溫的影響比較明顯，通過改變流過一、二次蒸汽受熱面的煙氣分配比例來調節再熱汽溫，而主汽溫的變化通過調整過熱度來彌補。

6）啟轉二次風和消旋二次風對汽溫的影響。通過調整啟轉二次風和消旋二次風的比例關系，可以保持爐內燃燒充分良好，有效消除左右側熱偏差，消除左右側溫差。

7）一次風壓及磨煤機運行方式的影響，一次風壓對爐內燃燒的影響是一個暫態過程，提高一次風壓，使積聚在磨煤機內的煤粉送入爐膛，加強了燃燒，使汽溫上升。磨煤機運行方式主要影響爐內火焰中心高度，改變水冷壁和過再熱器的吸熱比例，影響主再熱汽溫。

8）鍋爐受熱面的清潔程度直接保證了鍋爐效率，鍋爐不同區域吹灰時，對主再熱汽溫的影響不同，水冷壁區域吹灰時，由于水冷壁吸熱增加，主汽溫上升，由于爐膛出口煙溫下降，再熱汽溫略有下降。同理，過再熱器區域吹灰時，主再熱汽溫均上升。

3 變工況下主再熱汽溫的調節思路

1）在變工況或事故處理時，作為鍋爐汽溫主要調節手段的鍋爐過熱度大幅波動，鍋爐給水流量大幅擾動時，為了防止主汽溫超限，在調整時，一定要在穩定鍋爐燃燒的基礎上，首先穩定鍋爐給水流量，使水煤比保持在正常值的±0.5左右（鍋爐水煤比根據煤質不同一般在6-7之間），而不能一味調整過熱度，因為相對水煤比來說，過熱度相對滯后，把水煤比穩定了，過熱度自然會穩定。如果一味的通過調整給水流量來調整過熱度，就可能造成鍋爐水煤比失衡，汽溫就會大幅波動無法穩定而超限。

2）鍋爐燃燒穩定與否，是鍋爐各參數是否穩定的根本。因此在鍋爐變工況期間，維持鍋爐燃燒穩定就特別重要，在加減煤量時，維持煤量變化在10T/min以內，同時注意鍋爐風量的跟蹤情況，及時調整，避免鍋爐發生爆燃或燃燒大幅減弱現象。

3）在機組加減負荷及其他較小擾動時，鍋爐過熱度基本穩定，可提前調整主汽溫設定值，調整減溫水量和尾部煙氣擋板，就能控制汽溫穩定。

4）在事故處理過程中，汽溫大幅波動時，還可以通過改變一次風壓，開大或關小頂部二次風，調整運行磨煤機出力及切換磨煤機的方法來改變爐內燃燒和火焰中心高度來調整汽溫，汽機側可通過開關調門來配合，但這些方法要注意汽溫、汽壓變化，汽溫穩定時再緩慢恢復，切忌來回調整，造成汽溫大幅擺動。

4 目前方式下鍋爐汽溫調整注意事項

1）低負荷情況下，加強鍋爐過熱度調整監視，煤質變化大引起過熱度波動時，及時干預調整，使過熱度穩定，加強汽泵的檢查，在單臺泵出力小于350T/H，應考慮開啟一臺汽泵的再循環門至20%以上，防止泵流量小于270 T/H，再循環小于20%跳泵。在負荷低于250MW時，注意兩臺汽泵的調整特性，若給水流量大幅擺動，及時切一臺汽泵控制至“手動”，避免給水流量大幅擺動，引起鍋爐流量保護動作。

2）在低負荷下三臺磨煤機運行，火焰相對集中，局部熱負荷偏高，在運行過程中，要加強對各管壁溫度的監視，發現管壁溫度高時及時分析調整，可適當降低過熱度設定值（20℃-25℃為宜），使管壁溫度在正常范圍內。

3）低負荷下，爐內火焰充滿度不夠，火焰偏斜嚴重，過再熱汽溫兩側偏差大，這時要及時調整二次風擋板開度，一般是A側高、B側低，主要原因是啟轉二次風開度大，消旋風開度小造成，通過開大BC、DE及低位燃燼風，加強消旋，就可有效消除熱偏差。在調整時小幅多次進行，切忌大幅調整，避免燃燒大幅波動。

4）尾部煙氣擋板作為再熱汽溫的主要調節手段，在變工況時，一定要提前進行調整，一般調整后3-5分鐘，再熱汽溫才會有變化，同時注意煙氣擋板對過熱器溫的影響，保證再熱器無減溫水運行。

5）在采用汽機調門配合調整汽溫時，調門開度變化對負荷影響偏大，因此在調整時要謹慎操作，一次開1%，不能連續操作，避免機組負荷大幅波動，引起機組各主參數失穩。

通過對鍋爐汽溫變化的原因分析，在日常汽溫調整中按照以上調整思路和注意事項，就能實現變工況情況下鍋爐汽溫穩定，實現鍋爐運行安全性和經濟性。

【參考文獻】

[1]上海廠超臨界鍋爐調節控制系統的基本技術要求[S].

[2]上海廠超臨界鍋爐運行說明書[S].

[3]國電發[1999]579號汽輪發電機運行規程[S].

[4]鍋爐燃燒與制粉系統說明書[S].

[責任編輯：湯靜]