直流鍋爐干態運行溫度控制與調節

郝友太

摘要：隨著電力行業的發展，目前大容量、高參數的超臨界、超超臨界直流鍋爐已逐步取代了亞臨界汽包鍋爐，而直流鍋爐的特點決定了其在干態運行過程中汽溫調節的特殊性。本文從影響直流鍋爐干態運行汽溫的因素出發，探討直流鍋爐干態運行溫度調節與控制的方法。

關鍵詞：直流鍋爐 ? 過熱汽溫 ? ?再熱汽溫 ? ? 調節

一、直流鍋爐干態運行過熱汽溫的控制與調節

1、影響直流鍋爐干態運行過熱汽溫的主要因素

a燃料、給水比（煤水比）

直流鍋爐過熱器出口焓（h″ss）的表達式為：

式中 —過熱器出口和給水焓，kJ/kg;

B、G—燃料和給水量，kg/h;

Qar，net—燃料的低位發熱量（收到基），kJ/kg;

—鍋爐效率，%。

可以看出，若公式中hfw?、Qar，net和 保持不變，則 （即過熱汽溫）的值就取決于B/G的比值;只要B/G的比值不變，過熱汽溫就不變。

b給水溫度

對于直流鍋爐，若燃料不變，由于給水溫度降低，加熱段加長、過熱段縮短，過熱汽溫會隨之降低，負荷也會降低。因此，當給水溫度降低時，必須改變原來設定的煤水比，即適當提高煤水比，以使過熱汽溫維持在額定值。

c過量空氣系數

當過量空氣系數增大時，除排煙損失增加、鍋爐效率降低外，爐膛水冷壁吸熱減少，造成水冷壁出口溫度降低、屏式過熱器出口溫度降低;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，末級過熱器出口汽溫有所下降。過量空氣系數減少時，結果與增加時相反。

d火焰中心高度

火焰中心高度變化的影響與過量空氣系數變化的影響相似。在煤水比不變的情況下，火焰中心上移類似于過量空氣系數增加，過熱汽溫略有下降;反之，過熱汽溫略有上升。

e受熱面結渣

煤水比不變，爐膛水冷壁結渣時，過熱汽溫有所降低;過熱器結渣或積灰時，過熱汽溫下降明顯。

f燃料的影響

當燃料的發熱量下降時，為了維持負荷以及中間點溫度的不變，燃料量會逐漸增加，此時雖然爐膛輻射換熱大體相當，但是由于煙氣量的增加，過熱器對流換熱增加，故穩定后主熱蒸汽溫度會上升，所以也應該適當的減小中間點溫度的設定值。反之，當燃料發熱量升高時，應該適當提高中間點溫度。

2、直流鍋爐干態運行過熱汽溫的調節

a過熱汽溫粗調（煤水比的調節）

煤水比調節的主要溫度參照點是分離器出口溫度即所謂的中間點溫度。分離器呈干態，中間點溫度為過熱溫度。從直流鍋爐汽溫控制的動態特性可知：過熱汽溫控制點離開工質開始過熱點越近，汽溫控制時滯越小，即汽溫控制的反應明顯。運行中，煤水比變化時，中間點溫度就會偏離設定值。中間點溫度的偏差信號指示運行人員或計算機及時調節煤水比，消除中間點溫度的偏差，以便保持過熱汽溫度的穩定。

b過熱汽溫度的細調

鍋爐蒸汽溫度的穩定是反映鍋爐汽溫調節性能的主要標志。由于鍋爐調節中受到許多因素變化的影響，只靠煤水比的粗調還不夠;另外，還可能出現過熱器出口左、右側溫度偏差。噴水減溫器調節惰性小，反應快，開始噴水到噴水點后汽溫開始變化只需幾秒中，可以實現精確的細調。所以，在整個鍋爐負荷范圍內，要用噴水減溫來消除煤水比調節（粗調）所出存在的偏差，以達到精確控制過熱汽溫的目的。必須注意的是，要嚴格控制減溫水總量，盡可能少用，以保證有足夠的水量冷卻水冷壁。

二、直流鍋爐干態運行再熱汽溫的控制和調節

1、影響直流鍋爐干態運行再熱汽溫的主要因素

a給水溫度

給水溫度降低時（如高壓加熱器退出），若鍋爐出力保持不變，則需要增加燃料量，以補充因給水溫度降低而減少的熱量;這樣，爐膛出口煙氣量增加，以對流受熱面為主的再熱器吸熱量增加，導致再熱汽溫升高。

b過量空氣系數

過量空氣系數增加，以對流受熱面為主的再熱器吸熱量增加，再熱汽溫升高;反之則降低。

c爐膛火焰中心

爐膛火焰中心的高度對再熱汽溫有相當顯著的影響，是調節再熱汽溫的重要手段。當火焰中心抬高時，爐膛出口溫度上升，以對流受熱面為主的再熱器進口煙溫升高，吸熱量增加，再熱汽溫提高;反之，再熱器吸熱量減少，再熱汽溫降低。

d受熱面結渣

再熱器受熱面結渣或積灰，吸熱量減少，再熱汽溫降低。爐膛水冷壁結渣，水冷壁吸熱量減少，導致爐膛出口煙溫上升，再熱器吸熱量增加，再熱汽溫提高。

e過熱汽溫度和壓力

過熱汽溫度變化會引起高壓缸排汽變化。過熱汽溫降低，高壓缸排汽溫度降低;在再熱器吸熱量不變的條件下，因再熱器進口溫度降低，導致再熱器出口溫度降低。過熱蒸汽壓力的變化也會引起再熱器溫度的變化。過熱蒸汽壓力降低，在過熱汽溫不變的情況下，過熱蒸汽的焓增大，高壓缸排汽溫度上升;在再熱器吸熱量不變的條件下，因再熱器進口溫度升高，使再熱器出口溫度提高;反之，過熱蒸汽壓力升高，再熱汽溫降低。

f燃料的影響

當燃料的發熱量下降時，為了維持負荷以及中間點溫度的不變，燃料量會逐漸增加，此時雖然爐膛輻射換熱大體相當，但是由于煙氣量的增加，再熱器對流換熱增加，故穩定再熱蒸汽溫度會上升。

2、直流鍋爐干態運行再熱汽溫的調節

再熱汽溫得調節方法：一是改變流通再熱器得煙氣量（靠調節煙道煙氣擋板來實現）;二是再熱器噴水減溫（在緊急情況下或煙氣擋板調節無效時），作為事故噴水減溫。采用煙道擋板調溫的主要優點是：在調節再熱汽溫時，對爐膛的燃燒工況影響小，且調節幅度較大。其缺點是：調溫遲滯時間長，擋板易卡塞，擋板開得較大時易引起磨損，關得較小時又易引起積灰。

結束語：直流鍋爐干態運行汽溫調節是一項及其重要但又經常操作的工作，只有在日常調整中掌握影響溫度調節的因素，多思考、勤總結，才能提高應變能力，保證鍋爐安全、經濟運行。

參考文獻：

1、電站鍋爐運行特性 ? ?中國電力出版社 ? 劉彤 ?2018年8月

2、新疆華電高昌熱電有限公司鍋爐運行規程

馬月銳、雷貫強等 ?2020年6月