黃金埠電廠再熱汽溫偏低原因分析及對策研究

劉志榮（黃金埠發電有限公司，江西上饒335101）

黃金埠電廠再熱汽溫偏低原因分析及對策研究

劉志榮（黃金埠發電有限公司，江西上饒335101）

國內燃煤電廠600MW機組再熱汽溫在鍋爐正常運行中低于設計值運行是較為普遍的現象，我廠的情況同樣沒有例外，特別是近期，隨著負荷率的不斷走低，這一現象顯得更加嚴重，針對這些情況，從鍋爐設計、配風、磨組運行方式、煤質等方面對再熱汽溫的影響進行了分析，提出了運行調整方面的建議。

鍋爐；再熱汽溫低；煤質；中間點溫度

國內燃煤電廠鍋爐再熱汽溫在鍋爐正常運行中低于設計值運行是較為普遍的現象，在鍋爐負荷變動時該偏差會更大。鍋爐再熱汽溫低一方面會影響機組的經濟性，例如筆者所在電廠應用的超臨界機組，在過熱汽溫和再熱汽溫在縮減10℃的情況下，均會導致發電過程中消耗的煤碳資源提升，通常情況下，兩種情況會分別提升近1.0g標煤/（kWh）和0.8g標煤/（kWh）。另一方面對于機組的安全運行也會帶來極大危害，汽溫過低，導致汽輪機最后幾級蒸汽濕度明顯提升，進而使水蒸汽對金屬葉片的腐蝕性更加嚴重，甚至直接出現水沖擊現象，直接使汽輪機的正常運行受到影響，所以在燃煤電廠鍋爐運行的相關規定中，通常會明確要求，如果汽溫的實際數值超出設定的范圍，要及時的對汽輪機進行減負荷處理，如果情況嚴重要使汽輪機被迫停止運行。除此之外，在低溫發生急劇變化的過程中，鍋爐受熱面的漢口和連接位置的熱應力會快速的增加，使氣缸、轉子等結構產生的相對位移提升，如果得不到及時的處理，可能使汽輪機在葉輪和隔板的作用下產生強烈的震動，對其性能和使用壽命產生嚴重的威脅。那么導致鍋爐再熱汽溫低的原因有哪些？又該采取什么措施來改善呢？

1 鍋爐設計中存在的先天不足

鍋爐廠在進行鍋爐設計時，從投資和管段布置簡化的方面考慮，對再熱器的各個段的面積設計存在不近合理的地方，是需要在鍋爐正常運行中加以實踐檢驗的。從我廠兩臺鍋爐運行近十年的情況來看，這個問題是需要認真審視的。我們可以通過焓升實驗來檢驗再熱器的換熱面積設計是否合理，從而確定出問題所在。國內很多廠的600MW機組進行了增加了再熱器受熱面積方面的改造，再熱汽溫均得到了一定程度的提升，這個值得我們借鑒，我們廠也可以在充分考慮投資和收益的前提下，適當進行這方面的改造。

2 鍋爐受熱面結渣積灰的影響

鍋爐運行過程中，結渣積灰覆蓋受熱面而且不能得到有效的清除，會導致受熱面的熱量不能及時的消散，這對鍋爐的效率和汽溫均會產生直接的影響，所以在鍋爐運行的過程中，保證吹灰系統和相關設備的運行狀態具有重要作用，需要我們進一步優化鍋爐的吹灰方式。當摻燒容易結焦的煤種時，我們可以選擇性的增投吹灰器，尤其是高、低再熱器段的吹灰器，從而減小鍋爐受熱面結渣積灰對再熱汽溫的影響。

3 凝汽器真空運行狀態的影響

在通常情況下，如果凝汽器真空在設計范圍內進行正常的運行，鍋爐再熱汽溫也在設計的范圍內，但如果前者的運行超出或偏離了設計范圍，即使外界電負荷需求并不發生改變，后者也難以滿足設計要求，可見凝汽器真空運行狀態對鍋爐再熱汽溫的影響非常顯著，而對鍋爐真空運行狀態產生影響的因素較多，所以在燃煤電廠電力生產的過程中，應對凝汽器真空運行狀態影響因素進行系統的把握和針對性的優化。

4 給水品質和蒸汽品質對再熱汽溫的影響

如果給水和蒸汽的品質在較長一段時間內均處于不合格的狀態，將直接導致受熱面管子的內壁上出現大量的水垢，這不僅會提升傳熱端差，而且在管壁內徑縮減的同時，會導致傳熱時間減少，這必然導致包括再熱汽溫的各蒸汽溫度下降，如果得不到及時的控制將會導致更加嚴重的“四管泄漏”。可見，不合格給水品質和蒸汽品質對再熱溫度的影響是在較長時間后逐漸加重的，所以在問題出現前期進行有效的控制和改善至關重要。

5 煤質對再熱汽溫的影響

眾所周知，鍋爐在設計的過程中，要結合具體的煤種特征進行，例如鍋爐受熱面面積的計算等，所以具體的煤質對再熱汽溫也會產生影響，在當前煤炭市場較好的情況下，根據以往我們的經驗，可以適當在C、D磨摻燒低熱值的樂平汽車煤，增加相同負荷下的總煤量，對于提高再熱汽溫是很有好處的。

6 爐膛出口煙溫偏差大小的影響

爐膛出口煙溫偏差是目前所有燃煤電廠鍋爐難以克服的問題，所以其產生的影響也不容忽視，筆者所在電廠應用的四角切圓燃燒鍋爐產生的煙溫偏差也十分明顯。通常情況下，爐膛出口煙溫偏差與此位置受熱面受熱偏差之間具有較顯著的正相關性，而受熱面管中過熱超溫和欠熱的同時存在，必然導致鍋爐運行調整的難度加大。降低爐膛出口煙溫偏差是保證鍋爐受熱面安全運行的重要途徑，所以改變原有的對單一鍋爐工況進行空氣動力場實驗的方法，對鍋爐各負荷段一次風、二次風、兩風之間的平衡進行實驗和提升，才能保證鍋爐變負荷的實際需要，進而通過合理的配風調節，使爐膛出口煙溫偏差達到最小的成果。

7 燃燒器傾角擺動失常對再熱汽溫的影響

在燃燒器傾角可以靈活調整的情況下，可以對水蒸汽的溫度進行有效的調整，通常情況下，在燃燒器傾角上調20°的同時，爐膛出口煙汽溫度改變的幅度可以超過100℃，這種簡單、及時的方式可以實現大幅度的溫度調節，所以在調節再熱汽溫過程中應用較為常見。但由于此結構控制和傳動結構所處的環境較差、要對其進行有效的日常維護對資金和技術的要求均非常高，導致燃燒器的控制和傳動結構在運行的過程中，出現不同步問題的概率非常大，甚至分布于爐膛四角的噴嘴不在同一水平面，在低負荷狀態下直接提升了鍋爐運行的危險性，我廠去年就出現過#2爐燃燒器擺角故障而運行中無法處理的情況，這就要求我們運行必須加強燃燒器擺角位置的檢查，并且認真執行燃燒器擺角定期活動試驗，保證燃燒器擺角的正常運行，同時設備檢修部門充分利用機組大小修的機會，對燃燒器擺角進行檢查，該更換的設備應該及時更換，保證擺角的正常運行，避免自動變手動、手動變不動問題的發生。

8 燃燒器運行方式產生的影響

如果鍋爐負荷發生變化，通過調整不同磨組的運行狀態，進而使爐膛火焰中心所處位置發生改變，使水蒸汽的溫度得到調節，通過機組的長期運行，根據我們的經驗，優先對最上層燃燒器進行投入運行的同時，停運最下層燃燒器可以得到較好的調溫效果。建議是需要運行五臺磨組時，優先采取BCDEF上五層磨組的運行方式，需要運行四臺磨組時，優先采取BCDF四層磨組的運行方式。

9 燃燒器出力和配風工況對再熱汽溫的影響

筆者所在電廠應用的鍋爐幾乎所有采用了四角分布切圓燃燒方式，在此燃燒方式中二次風間隔和煤粉燃燒器要間隔分布，所以在鍋爐處于較低的負荷狀態下，要達到對再熱汽溫調整的效果，需要對處于上層磨組的出力進行提升，減小下層磨組的出力，并在此過程中，在將總風量視為固定值的基礎上，對上層磨組和下層磨組的二次風分配比例進行調整，實現對爐膛火焰中心結構所處位置和狀態的優化，即關小下層二次風，增大上層二次風，抬高爐膛火焰中心。這種調節后的爐內燃燒呈“三角”，達到提高再熱汽溫的目的。

10 過量空氣系數對再熱汽溫的影響

如果在鍋爐處于較低負荷狀態的情況下，對總風量適當的提升，既可以在爐膛火焰中心位置優化的同時，使爐膛出口煙溫和半輻射半對流再熱器受熱面吸熱能力均得到改善，又可以使煙氣的流速在增加的同時促使對流換熱器低溫再熱器吸收的熱量提升，兩者均會帶到再熱汽溫的身高，所以過量空氣系數的大小對再熱汽溫會產生重要的影響，但需要注意的是，如果此系數的具體值過大，會導致爐膛溫度的大幅縮減，即“冷爐”，使鍋爐的運行面臨較大的安全威脅。建議550MW工況時，維持運行氧量3.0～3.5%，不要≮3.0%；建議500MW工況，運行氧量維持3.5%左右；430MW左右負荷工況穩定煤質條件下，四臺磨組運行，運行氧量維持4.5%左右；建議在350MW以下低負荷工況，控制氧量5.5%左右；建議在300MW以下低負荷工況，控制氧量6.0～6.5%左右。

11 中間點溫度

提高中間點溫度，對于再熱汽溫提高的作用是明顯的。在高負荷時段，在保證鍋爐水冷壁、屏過不超溫的情況下，盡量提高中間點溫度的設定值，從而提升中間點溫度。再就是低負荷時段，中間點溫度的設定就顯得尤為重要。隨著我省百萬機組的投產和經濟增長速度減緩，我廠的機組負荷率快速下降，尤其是晚峰過后，經常出現連續7～8h單機負荷帶至250MW甚至更低的情況；為了消除協調控制模式造成的機組負荷波動，我們大家都采用了機組切TF模式的運行方式。這個時候出現了主再熱汽溫嚴重偏離設計值的情況。我們可以通過摸索，保證鍋爐各管段不超溫的情況下，盡量提高中間點溫度，從而盡可能多的提高主再熱汽溫；對于經常出現的快速將至低負荷的過程，經常出現給水流量減下來比較遲緩的過程，我們可以摸索經驗，將給水流量手動降到目標值，從而減緩再熱汽溫的快速下降，待工況穩定后，再重新投入給水和中間點溫度自動，并盡可能提高中間點溫度，從而提高再熱汽溫。

我廠再熱汽溫自投產來一直偏離設定值較多，在當前電力市場日漸疲軟的情況下，除了努力提高機組的負荷率從而可以在較多的時間內保證再熱汽溫的前提下，需要我們在今后的工作中不斷摸索經驗和總結，進一步提高再熱汽溫，從而提高機組的經濟性，深挖潛力，為節能工作作出更大的貢獻。

［1］韓昭滄.燃料及燃燒，第二版.北京：冶金工業出版社，1994.

［2］汪祖鑫.超臨界壓力600MW機組的啟動和運行.北京：中國電力出版社，1996.

【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-2066（2016）29-0052-02

2016-9-29

劉志榮，男，本科，集控運行技師國電黃金埠發電有限公司發電運行部值長。