直流鍋爐干態(tài)運(yùn)行溫度控制與調(diào)節(jié)

郝友太

摘要：隨著電力行業(yè)的發(fā)展，目前大容量、高參數(shù)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(diǎn)決定了其在干態(tài)運(yùn)行過(guò)程中汽溫調(diào)節(jié)的特殊性。本文從影響直流鍋爐干態(tài)運(yùn)行汽溫的因素出發(fā)，探討直流鍋爐干態(tài)運(yùn)行溫度調(diào)節(jié)與控制的方法。

關(guān)鍵詞：直流鍋爐 ? 過(guò)熱汽溫 ? ?再熱汽溫 ? ? 調(diào)節(jié)

一、直流鍋爐干態(tài)運(yùn)行過(guò)熱汽溫的控制與調(diào)節(jié)

1、影響直流鍋爐干態(tài)運(yùn)行過(guò)熱汽溫的主要因素

a燃料、給水比（煤水比）

直流鍋爐過(guò)熱器出口焓（h″ss）的表達(dá)式為：

式中 —過(guò)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(fā)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(guò)熱汽溫）的值就取決于B/G的比值;只要B/G的比值不變，過(guò)熱汽溫就不變。

b給水溫度

對(duì)于直流鍋爐，若燃料不變，由于給水溫度降低，加熱段加長(zhǎng)、過(guò)熱段縮短，過(guò)熱汽溫會(huì)隨之降低，負(fù)荷也會(huì)降低。因此，當(dāng)給水溫度降低時(shí)，必須改變?cè)瓉?lái)設(shè)定的煤水比，即適當(dāng)提高煤水比，以使過(guò)熱汽溫維持在額定值。

c過(guò)量空氣系數(shù)

當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)增大時(shí)，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(guò)熱器出口溫度降低;雖然對(duì)流過(guò)熱器吸熱量有所增加，但在煤水比不變的情況下，末級(jí)過(guò)熱器出口汽溫有所下降。過(guò)量空氣系數(shù)減少時(shí)，結(jié)果與增加時(shí)相反。

d火焰中心高度

火焰中心高度變化的影響與過(guò)量空氣系數(shù)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(guò)量空氣系數(shù)增加，過(guò)熱汽溫略有下降;反之，過(guò)熱汽溫略有上升。

e受熱面結(jié)渣

煤水比不變，爐膛水冷壁結(jié)渣時(shí)，過(guò)熱汽溫有所降低;過(guò)熱器結(jié)渣或積灰時(shí)，過(guò)熱汽溫下降明顯。

f燃料的影響

當(dāng)燃料的發(fā)熱量下降時(shí)，為了維持負(fù)荷以及中間點(diǎn)溫度的不變，燃料量會(huì)逐漸增加，此時(shí)雖然爐膛輻射換熱大體相當(dāng)，但是由于煙氣量的增加，過(guò)熱器對(duì)流換熱增加，故穩(wěn)定后主熱蒸汽溫度會(huì)上升，所以也應(yīng)該適當(dāng)?shù)臏p小中間點(diǎn)溫度的設(shè)定值。反之，當(dāng)燃料發(fā)熱量升高時(shí)，應(yīng)該適當(dāng)提高中間點(diǎn)溫度。

2、直流鍋爐干態(tài)運(yùn)行過(guò)熱汽溫的調(diào)節(jié)

a過(guò)熱汽溫粗調(diào)（煤水比的調(diào)節(jié)）

煤水比調(diào)節(jié)的主要溫度參照點(diǎn)是分離器出口溫度即所謂的中間點(diǎn)溫度。分離器呈干態(tài)，中間點(diǎn)溫度為過(guò)熱溫度。從直流鍋爐汽溫控制的動(dòng)態(tài)特性可知：過(guò)熱汽溫控制點(diǎn)離開工質(zhì)開始過(guò)熱點(diǎn)越近，汽溫控制時(shí)滯越小，即汽溫控制的反應(yīng)明顯。運(yùn)行中，煤水比變化時(shí)，中間點(diǎn)溫度就會(huì)偏離設(shè)定值。中間點(diǎn)溫度的偏差信號(hào)指示運(yùn)行人員或計(jì)算機(jī)及時(shí)調(diào)節(jié)煤水比，消除中間點(diǎn)溫度的偏差，以便保持過(guò)熱汽溫度的穩(wěn)定。

b過(guò)熱汽溫度的細(xì)調(diào)

鍋爐蒸汽溫度的穩(wěn)定是反映鍋爐汽溫調(diào)節(jié)性能的主要標(biāo)志。由于鍋爐調(diào)節(jié)中受到許多因素變化的影響，只靠煤水比的粗調(diào)還不夠;另外，還可能出現(xiàn)過(guò)熱器出口左、右側(cè)溫度偏差。噴水減溫器調(diào)節(jié)惰性小，反應(yīng)快，開始噴水到噴水點(diǎn)后汽溫開始變化只需幾秒中，可以實(shí)現(xiàn)精確的細(xì)調(diào)。所以，在整個(gè)鍋爐負(fù)荷范圍內(nèi)，要用噴水減溫來(lái)消除煤水比調(diào)節(jié)（粗調(diào)）所出存在的偏差，以達(dá)到精確控制過(guò)熱汽溫的目的。必須注意的是，要嚴(yán)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(tài)運(yùn)行再熱汽溫的控制和調(diào)節(jié)

1、影響直流鍋爐干態(tài)運(yùn)行再熱汽溫的主要因素

a給水溫度

給水溫度降低時(shí)（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(bǔ)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(duì)流受熱面為主的再熱器吸熱量增加，導(dǎo)致再熱汽溫升高。

b過(guò)量空氣系數(shù)

過(guò)量空氣系數(shù)增加，以對(duì)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(duì)再熱汽溫有相當(dāng)顯著的影響，是調(diào)節(jié)再熱汽溫的重要手段。當(dāng)火焰中心抬高時(shí)，爐膛出口溫度上升，以對(duì)流受熱面為主的再熱器進(jìn)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(jié)渣

再熱器受熱面結(jié)渣或積灰，吸熱量減少，再熱汽溫降低。爐膛水冷壁結(jié)渣，水冷壁吸熱量減少，導(dǎo)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(guò)熱汽溫度和壓力

過(guò)熱汽溫度變化會(huì)引起高壓缸排汽變化。過(guò)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(jìn)口溫度降低，導(dǎo)致再熱器出口溫度降低。過(guò)熱蒸汽壓力的變化也會(huì)引起再熱器溫度的變化。過(guò)熱蒸汽壓力降低，在過(guò)熱汽溫不變的情況下，過(guò)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(jìn)口溫度升高，使再熱器出口溫度提高;反之，過(guò)熱蒸汽壓力升高，再熱汽溫降低。

f燃料的影響

當(dāng)燃料的發(fā)熱量下降時(shí)，為了維持負(fù)荷以及中間點(diǎn)溫度的不變，燃料量會(huì)逐漸增加，此時(shí)雖然爐膛輻射換熱大體相當(dāng)，但是由于煙氣量的增加，再熱器對(duì)流換熱增加，故穩(wěn)定再熱蒸汽溫度會(huì)上升。

2、直流鍋爐干態(tài)運(yùn)行再熱汽溫的調(diào)節(jié)

再熱汽溫得調(diào)節(jié)方法：一是改變流通再熱器得煙氣量（靠調(diào)節(jié)煙道煙氣擋板來(lái)實(shí)現(xiàn)）;二是再熱器噴水減溫（在緊急情況下或煙氣擋板調(diào)節(jié)無(wú)效時(shí)），作為事故噴水減溫。采用煙道擋板調(diào)溫的主要優(yōu)點(diǎn)是：在調(diào)節(jié)再熱汽溫時(shí)，對(duì)爐膛的燃燒工況影響小，且調(diào)節(jié)幅度較大。其缺點(diǎn)是：調(diào)溫遲滯時(shí)間長(zhǎng)，擋板易卡塞，擋板開得較大時(shí)易引起磨損，關(guān)得較小時(shí)又易引起積灰。

結(jié)束語(yǔ)：直流鍋爐干態(tài)運(yùn)行汽溫調(diào)節(jié)是一項(xiàng)及其重要但又經(jīng)常操作的工作，只有在日常調(diào)整中掌握影響溫度調(diào)節(jié)的因素，多思考、勤總結(jié)，才能提高應(yīng)變能力，保證鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

1、電站鍋爐運(yùn)行特性 ? ?中國(guó)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(yùn)行規(guī)程

馬月銳、雷貫強(qiáng)等 ?2020年6月