楊柳青電廠#5爐主汽溫度分析

潘健斌 張淼

摘 要：主汽溫度作為機組運行中鍋爐燃燒的主要參數，其數值高低會對鍋爐運行安全產生重要的影響，必須引起高度重視。本文針對不同工況下主汽溫度變化情況進行分析，有利于及時作出應對，對保證鍋爐安全平穩運行有一定的指導作用。

關鍵詞：鍋爐 主汽溫度 變化

中圖分類號：TK227.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0187-02

Abstract：Main steam temperature as the key parameter of boiler combustion，its higher or lower has an important influence on boiler operation.In order to respond in time and ensure the safety of boiler operation，this article analyses the effect of main steam temperature changes under different working conditions.

Key Words：Boiler；Main Steam Temperature；Change

天津華能楊柳青熱電廠三期#5鍋爐采用德國BABCOCK公司產品，其型號為：BLK-1025亞臨界參數，一次中間再熱、直吹式制粉系統、旋流燃燒器、雙燃燒室（W火焰）、100%飛灰復燃、液態排渣、塔式、本生型直流鍋爐[1]。

鍋爐受熱面由爐膛及省煤器、過熱器以及再熱器組成。其中過熱器系統主要由五級過熱器組成。一級過熱器是由鍋爐上部的垂直上升水冷壁連用頂棚組成的，它屬于輻射式過熱器，布置在輻射室四周的墻上，俗稱包墻管。二級過熱器是由懸吊管組成的，它用來懸過熱器、再熱器和省煤器，逆流布置在煙道中，俗稱懸吊管。三級過熱器屬于屏式過熱器，也稱半輻射半對流過熱器，布置在高溫煙氣區的入口處，順流布置，入口設有一級減溫器。四級過熱器是對流過熱器所在位置不屬于高溫煙氣區，布置方式為可疏水式順流布置。五級過熱器為對流式末級過熱器，它布置在高溫煙氣區，布置方式為可疏水式順流布置，在入口裝有二級減溫器。鍋爐共有四臺磨煤機，每個燃燒室對應2臺磨煤機。機組額定負荷為300 MW，額定主汽溫度為541℃[2]。

1 主汽溫度偏低的現象及原因分析

鍋爐主汽溫度偏低會影響鍋爐的經濟性，不但增加汽耗，降低機組效率，而且會引起汽輪機末級葉片濕度增加和上下缸溫差增大，嚴重時會發生汽輪機水沖擊等導致機組打閘停機的事故，威脅機組的安全運行。主汽溫度偏低一般表現為以下幾種情況。

（1）運行工況為機組負荷150 MW，2臺磨運行，AGC指令漲負荷需啟第3臺磨。如圖1所示，機組負荷由150 MW漲至210 MW過程中，AGC指令快速上升，協調控制指令會大幅度加水加煤且要有過調量，此時會導致主汽溫度偏低，最低至480 ℃。其原因為負荷150 MW時兩臺磨運行，總煤量約為18.5～19 kg/s（協調控制邏輯中單臺磨煤機最大煤量為12 kg/s），而負荷210 MW時所需總煤量約為27 kg/s，加上漲負荷時的過調量約3 kg/s，實際機組所需煤量約為30 kg/s，而兩臺磨所能承受的最大煤量約為24 kg/s，加上啟動第三臺磨（啟磨約需15分鐘）時點三只油槍的總油量約1.5 kg/s（換算成煤量約3 kg/s），機組啟磨漲負荷過程中實際煤量約27 kg/s，小于210 MW時所需煤量，但是兩臺磨加三支油槍根據協調邏輯允許帶220 MW負荷；而鍋爐給水流量是根據負荷為210 MW時計算的總煤量（30 kg/s）進行增加，從而導致給水流量偏大，造成汽溫偏低。此外，燃煤加入鍋爐后其發熱量并不能馬上釋放出來，而是需要一定的時間積累，期間會導致主汽壓力偏低，汽壓偏低又需要給水流量的進一步增加，這也是造成主汽溫度偏低的一個原因。

按主汽額定溫度541 ℃計算，圖1中6：20～6：50主汽平均汽溫為506 ℃，遠低于額定溫度。

（2）運行工況為機組負荷150 MW，給水流量120 kg/s閉鎖（協調最小流量控制）。如圖2所示，機組負荷一直穩定在150 MW，但是汽溫在525 ℃左右波動，最低達到503 ℃。其原因為低負荷運行時給水流量無法與燃煤的實際發熱量進行合理地配比，給水流量由于閉鎖無法進一步減少，導致煤水比失調（協調控制邏輯中煤水比約為1：8），期間雖采用加強長吹吹灰的手段但實際效果并不明顯。按主汽額定溫度541 ℃計算，圖2中0：00-8：00主汽平均溫度為533 ℃。

（3）運行工況為機組負荷降至150 MW，給水流量120 kg/s閉鎖，煤量減至目標負荷后繼續過調。加上由于鍋爐的蓄熱特性導致的主汽壓力偏高，二者疊加從而協調指令繼續減煤導致煤水比失調，也易造成主汽溫度偏低。

2 主汽溫度過高的現象及原因分析

主汽溫度過高會導致鍋爐受熱面超限，引起承壓受熱面的金屬強度降低，熱應力增加，嚴重時造成脹粗和爆破，降低使用壽命。主汽溫度過高一般表現為以下幾種情況。

（1）機組負荷頻繁波動。此時可分為高負荷工況和低負荷工況。圖3所示為高負荷工況時的情況，從圖中可以看出AGC指令在230 MW和250 MW之間頻繁波動，從而導致主汽溫度最高至548 ℃。圖4所示為低負荷工況時的情況。圖中機組負荷由150 MW漲至170 MW后又回落至150 MW，造成主汽溫度最高達550.6 ℃。其原因為機組負荷頻繁波動導致主汽壓力的波動，而過調量也隨著機組負荷的波動不斷變化，二者疊加加劇了煤水比的短暫失調。

（2）吹灰的影響。對末級過熱器吹灰時突然遇上機組漲落負荷，二者疊加容易造成超溫。其原因為漲落負荷時鍋爐按照協調指令有一定的過調量，過調量的影響加上吹過灰的效果容易造成超溫。

（3）減溫水調門動作的遲緩也是造成超溫的一個原因。特別是位于最后兩級過熱器之間的二級減溫水調門。由于此調門為運行中控制主汽溫度的最直接手段，其動作的快慢對控制汽溫起著至關重要的作用。

3 結論

在運行中應根據不同的運行工況提前采取必要的措施控制好主汽溫度，最大可能地充分發揮鍋爐的熱效率。通過工作中的不斷總結和積累，力求鍋爐運行的安全性、經濟性大大提高。

參考文獻

[1] 300MW機組培訓教材[M].天津華能楊柳青熱電有限責任公司.

[2] 300MW鍋爐運行規程[M].天津華能楊柳青熱電有限責任公司.