鍋爐主、再熱蒸汽超溫分析及控制措施

楊朝陽

(寧夏大唐國際大壩發電有限責任公司，寧夏 青銅峽751607)

0 引言

寧夏大唐國際大壩發電有限責任公司大壩兩臺600MW 機組鍋爐為東方鍋爐廠生產的亞臨界參數、自然循環、前后墻對沖燃燒方式、一次中間再熱、單爐膛平衡通風、固態排渣、全鋼構架的Π 型汽包鍋爐。 在爐膛上部垂直布置有屏式過熱器，水平煙道由上部后墻水冷壁管繞制而成，在折焰角上方水平煙道內按照煙氣流動方向依次布置有末級(高溫)過熱器和高溫再熱器；尾部后豎井四周由包墻過熱器組成，尾部豎井煙道被中隔墻分為兩部分，前后分別布置低溫再熱器和低溫過熱器，低溫再熱器和低溫過熱器被省煤器中間聯箱引出的吊掛管懸吊；其后分別布置省煤器、煙道擋板、空氣預熱器。 自投產以來，主、再熱蒸汽超溫頻繁出現，對機組性能產生影響。 主蒸汽、再熱汽溫、鍋爐受熱面金屬溫度是發電廠汽機、鍋爐安全經濟運行所必須監視與調整的主要參數，由于影響汽溫的因素多，影響過程復雜多變，調節過程慣性大，這就要求汽溫調節應勤分析、多觀察，樹立起超前調節的思想。在機組運行工況發生變化時，應加強對汽溫的監視與調整，分析其影響因素與變化的關系，摸索出汽溫調節的一些經驗，來指導我們的調整操作。 由于汽溫變化的復雜性，在實際調節過程中要靈活應用。

1 鍋爐超溫原因分析

1.1 根據日常運行記錄可以發現， 每臺爐都有燃燒調整不當的情況發生

例如，沒有根據燃燒需要及時調整各層燃燒器的配風，使燃燒工況偏離設計值，火焰中心偏移，導致燃燒行程加長，爐膛出口煙溫升高。 如果鍋爐各層一次風口風量不均勻，給煤量或一次風不均勻也能造成燃燒中心偏斜，甚至貼壁燃燒，使水冷壁局部超溫。 在啟、停磨煤機及鍋爐負荷升降的過程中，由于運行工況的變化率過大，爐膛出口煙道溫度場和速度場分布不均，也會加大局部超溫的可能性。

1.2 根據空氣動力場試驗， 爐膛出口處可能存在著一定的殘余氣流旋轉現象，而一、二次風的動量比會影響到煙氣流的旋轉強度，使沿爐膛寬度方向的爐膛出口煙溫和煙速分布存在一定的偏差，造成水平煙道的煙溫分布不均，在這種情況下，煙氣溫度場和速度場的分布偏差就使受熱面吸熱產生了較大的偏差，加大了局部超溫的幅度。

1.3 由于煤種原因造成過熱器或水冷壁嚴重結焦， 或者因吹灰設備等因素導致爐膛部分受熱面粘灰嚴重，促使受熱面煙氣溫度進一步升高，加劇了過熱器的超溫，造成過熱器爆管。

1.4 鍋爐本體都有不同程度的漏風，造成爐膛出口煙道煙氣量增加，也加劇了超溫。

1.5 給水品質不合格或者因為沒有進行定期排污、除氧效果差、汽包加藥量不合適等因素造成給水品質不良，易對管子形成腐蝕，引起受熱面管內結垢積鹽，影響傳熱。當給水不合格時，在水冷壁上結垢并形成垢下腐蝕，會造成受熱面在運行中發生超溫現象。

1.6 由于運行人員80%以上為參加工作2 至3 年的年輕人， 運行調整技術水平低，對鍋爐超溫造成嚴重危害的認識不強。

2 鍋爐超溫的控制

2.1 機組啟、停時的操作

2.1.1 機組的啟動過程是一個很不穩定的階段，同時也存在很多事故隱患，控制蒸汽溫度、金屬壁溫和升溫、升壓速度就更加重要。

2.1.2 機組啟、停過程中，嚴格執行規程，按照啟、停曲線控制汽溫、汽壓速度以及汽包上下壁溫差。

2.1.3 機組滑停以前必須對鍋爐進行一次全面吹灰， 以減小減溫水量，可以使汽溫在下滑過程中較好控制，使滑停過程順利進行。

2.1.4 滑停過程中應盡量依靠減弱燃燒來使汽溫下滑，不宜采取開大減溫水的方法來下滑汽溫，如汽溫下降速度較慢或居高不下時，可以加大下層磨的出力減小上層磨的出力，或者停運上層磨，減少磨煤機的運行臺數。 另一方面可以適當的開大上排二次風檔板，關小下層二次風檔板的方法使汽溫下滑。

2.1.5 滑停過程中，應盡可能的保持磨煤機集中運行，使燃燒穩定。停磨前應先將磨的煤量減至最小，再停止磨煤機運行。 停磨后應適當加大其余磨的出力，保持總磨煤量小幅度變化，以防止汽溫下降速度過快。

2.1.6 正常情況下，機組滑停至給水閥進行切換時，密切監視、調整給水差壓，防止由于切換時給水壓力的突增，導致減溫水流量突增，使汽溫產生突降。

2.1.7 對于打過水壓后的鍋爐，由于過熱器及再熱器中存著較多的積水，此時啟動存在著汽包壓力上升快，而汽溫上升速度慢，為了使汽溫與汽壓相匹配，在鍋爐點火前全開過熱器及再熱器，主、再汽管道所有疏水門，進行充分疏水；點火后及時開啟高旁、低旁閥，使過、再熱器中的積水及時排走。投油槍時，上層油槍，以提高火焰中心高度，使過、再熱器中的積水盡快蒸發掉，保證過、再熱汽溫與壓力的匹配關系。

2.1.8 對于極熱態機組，當汽機調跳閘，鍋爐滅火后，應立即關閉所有減溫水調門及總門，并開啟排汽電動門或旁路門（汽機允許條件下），開啟過、再熱器疏水門。 減少過、再熱汽溫的下降，為短時間恢復作好準備。 鍋爐在點火前盡量開大旁路門降壓，吹掃完畢后應立即投油槍點火，以減小爐膛熱損失，投油時可先投上油槍，保持較高的火焰中心高度，并保持較高的氧量值，以使汽溫盡快達到沖轉參數。

2.1.9 在機組啟動初期低負荷投入減溫水時，應注意一級減溫器后的溫度以及事故噴水后的溫度應高于對應的過、再熱汽壓力下的飽和溫度，以防過、再熱器積水振動。

2.1.10 油槍要從底層投入并應該定期切換， 采取多油強少油量的燃燒方式，同時保障油槍的霧化效果良好。

2.1.11 正常投入輔助蒸汽系統，鍋爐點火后保證空予器的正常、連續吹灰。

2.1.12 為滿足汽機的沖轉參數，可選擇適當的磨組投入運行。此時一級減溫水可投入，二級減溫水盡量不投。

2.1.13 保證第一臺磨煤機在最大出力時，啟動第二臺后，盡量保證入爐煤的平衡，防止汽溫、汽壓的大幅度波動，必要時利用油槍進行配合。

2.1.14 在鍋爐突然滅火或跳閘只剩下一臺磨煤機運行， 操作時嚴格執行規程，嚴禁趕火升壓。

2.1.15 停爐過程中要緩慢減少煤量，必要時投入油槍，放慢降溫降壓速度。

2.2 正常運行調整時的操作

2.2.1 正常運行時，控制主蒸汽溫度在541±5℃，再熱蒸汽溫度541±5℃，左右側溫度偏差不大于15℃，如超出此限，應該積極設法調整平衡。

2.2.2 運行調整中， 控制一級減溫水流量， 保證屏過后汽溫不超過472℃；二級減溫水細調，高過后汽溫541±5℃℃。再熱汽溫使用煙氣擋板調整，盡量減少再熱減溫水量。

2.2.3 從實際情況看，在投入上排磨煤機時易發生超溫現象。 為此在啟動備用磨煤機時，應加大運行磨煤機的入爐煤量，并保證風煤比適當。 啟動后，減小運行磨煤機的煤量，盡量保證入爐煤的平衡。 也可以提前使汽溫緩慢降至525℃左右，隨后緩慢調整至正常值。

2.2.4 機組正常加負荷時，在調門開度保持不變時，當燃燒加強后，蒸汽側的蒸發量要滯后于燃燒側的熱負荷的加強， 對于過熱器來說，由于蒸發量的逐漸增加，對汽溫來說還有一定的補償能力。 而對于再熱器則沒有這種補償能力。因此在加負荷過程中再熱汽溫的上升速度要比過熱汽溫的上升速度快。 這時我們可以采用開大汽輪機調門的辦法，或適當開啟減溫水的辦法來調節汽溫。 減負荷過程與此相反。

2.2.5 快速減負荷是指機側由于某種原因使汽輪機調門迅速關小。根據前面的分析可得，過再熱汽溫的上升速度是比較快的。因此，我們在開大減溫水的同時，應根據負荷減少情況打掉1～2 臺磨煤機(正常次序應該是在決定快減負荷時首先打磨），在旁路投運正常情況下,可先開啟旁路(此時應注意旁路減溫水情況,防止對再熱汽溫造成沖擊)，或用開啟向空排汽的辦法來控制汽溫。 開排汽時應注意水位變化。

2.2.6 在正常切換磨煤機時，如汽溫上升較快，可增加上排磨煤機二次風量，適當降低一次風速。 將火焰中心下移，配合減溫水及煙氣擋板，使汽溫不超標。 磨煤機啟動時，相當于燃燒側負荷突然加強，因此過再熱汽溫一般為上升趨勢，并有可能超溫。 故在啟動磨煤機以前可以先適當的降低汽溫，再熱汽溫降到525～530℃穩定后再啟，啟磨后適當的降低其它磨的出力，保持總煤量在小范圍內變化，并注意風量的調整（在啟磨前應先適當的增加風量，對于啟磨所增加的煤量,風量無法迅速按比例增加），防止缺風運行，保持氧量在3～5%范圍內，磨煤機停運時的情況與此相反。

2.2.7 此外應防止水位波動，過剩空氣系數變化等對汽溫、汽壓造成的影響。

2.2.8 高加解列后由于給水溫度降低，要維持蒸發量，就必須增加燃料量，故過熱汽溫為上升趨勢。 但由于高加解列后1、2、3 段抽汽要進入汽輪機做功，會使機組負荷突然增加，尤其是在600MW 時，有可能使鍋爐超壓、安全門動作；如果調門全開，則會使調節級超壓，故此時不宜加煤量，相反還應減小燃料量，待負荷和壓力下降后再加燃料量。高加解列后對再熱汽溫的影響與過熱汽溫有所不同， 由于抽汽量減少，使再汽壓力升高流量增大，在燃燒還未變化時，再熱汽溫暫時下降(約5-10℃)，但隨著機組工況趨于穩定，再熱汽溫隨即會迅速上升，監盤人員要做好預想工作，及時進行調整。投入高加時應緩慢投入，以防產生較大的擾動。

2.2.9 應嚴格執行《鍋爐吹灰管理辦法》，不得隨意停運吹灰器，如排煙溫度偏高、減溫水量投入較大時，應有針對性地增加吹灰區域和吹灰次數。

3 總結

在機組運行工況發生變化時，應加強對汽溫的監視與調整，分析其影響因素與變化的關系，摸索出汽溫調節的一些經驗，來指導我們的調整操作。 超溫現象控制效果非常明顯。 自這些措施在值內開始應用以來，長時間以來再沒有發生超溫情況，部門推廣至其他值亦取得良好效果，沒有發生超溫爆管停機事故，取得了良好的經濟效果。

［1］趙星海，張衛會，辛國華.電站鍋爐后屏過熱器管壁溫度的數值計算[J].東北電力技術，2002（08）.

［2］付東，張寶瑞，趙立奇.600MW 機組鍋爐末級再熱器管壁溫度控制分析[J].華北電力技術，2002（09）.

［3］鄧全勝.寧夏大唐國際大壩發電公司發電部鍋爐技術措施[J].中國·寧夏·青銅峽，2011，11.