660MW超临界直流炉主、再热蒸汽温度的运行调整分析

王际凯

内蒙古京宁热电有限公司 内蒙古乌兰察布市012000

摘要：超临界技术的应用可以提高电厂生产效率，减少环境污染，节约设备能源，因此，在世界上许多国家和地区都得到了广泛使用，由于直流锅炉没有热包，热应力问题尤为突出，因此，保证主蒸汽的稳定是一项尤为重要的工作。由于超临界直流机组在我国商业运行的时间还较短，直流炉的特性注定了机组主汽温度自动控制与机组的协调控制存在紧密联系，要解决机组主汽温度自动控制，机组协调控制及给水控制必须稳定。660MW 超临界机组的主、再热蒸汽温度的运行调整在正常运行中是非常重要的，是保证机组稳定运行的一个重要方面，汽温过高会影响机组的寿命，过低会降低机组的效率。

关键词：超临界直流炉 ；主蒸汽温度调整 ；措施

电站锅炉过热汽温、再热汽温影响着机组的安全经济运行。由于超临界压力锅炉没有汽包，热水受热面、蒸发受热面和过热受热面之间没有固定的界限，运行工况发生变化时，各受热面的长度会发生变化，控制锅炉过热器出口温度(主汽温) 在允许范围内对整个电厂的安全运行和生产具有非常重要的意义，主汽温度过高或过低都会影响整个机组的正常运行。超超临界机组运行参数高，其控制要求也比常规机组更为严格，尤其超超临界直流锅炉的主汽温变化特性就比汽包锅炉更为复杂，控制和调节也更为困难。因此，研究直流锅炉的汽温变化特性就有着很重要的现实意义和理论价值。

一、超临界直流炉汽温控制的必要性及特征

超临界直流炉技术的汽温是受水煤比、机组负荷、风量和燃烧情况等因素影响。汽温过热以及大幅度偏离等因素，会导致超临界直流炉技术汽温在经济和设备安全等方面都受到影响。超临界直流炉技术汽温如果超高会降低金属设备的强度，超临界直流炉技术气温较低又会导致汽轮机的损耗加强，同时，系统的热效率会降低。超临界直流炉技术突破了传统的自然循环锅炉的汽包，在水进入到锅炉后，因为各种因素的影响，导致各受热面之间分界线不固定。一般来说，超临界直流炉技术汽温的特征有两个：一是，动态特征。机器在运行的过程中，汽温会受到给水量、给煤量等因素的影响，超临界直流炉技术会在运行过程中呈绝对动态的相对静态。二是，静态特征。在锅炉炉膛内的烟温发热量以及锅炉热效率等因素都相对稳定的情况下，而低压负荷性能降低，这将会导致汽温长期处于静态形式。

二、直流炉汽温的影响原因

直流炉在运行过程中产生主蒸汽流量负荷，因此，会导致主蒸汽的温度产生变化。主要是因为烟度和蒸汽等因素产生的，蒸汽因素有流量、控制系统和供水温度。在机组运行过程中，观察发现，影响直流炉温度的主要因素是材料燃烧量的总风量和直流炉的主蒸汽流量负荷。

1、给水量和给煤比。一般情况下，直流炉汽温调节不能够通过汽包设备来完成，只能采用给煤比和给水量在一定范围内进行控制。在设备运行过程中，控制一定的给水量和给煤量，在水温度不变的情况下，增加给煤量或者是减少给水量，将在一定程度上使得水煤比减小。在此基础上，也会导致热水和蒸发段长度的增长，同时会导致锅炉内的温度升高。但是，在增加给水量或者减少给煤量的情况下，水煤比增加，也因此会使得热水和蒸发段长度减少，进而导致汽温的降低。

2、火焰中心高度。直流炉的加热过程是过热过程，因此，在过热过程中，过热效果至关重要。在其他因素相对的情况下，火焰中心的高度较高时，会使散发能力提升，加热能减少，便会导致汽温降低。将中间点调节之后，中间点的温度会下降，为了将中间点的温度恢复到正常范围，就必须减小系统中的水煤比，以此来恢复系统中的主汽温温度。

三、660MW超临界直流炉温度调整措施

660MW 超临界直流炉正常运行中主、再热蒸汽温度调整操作，为运行人员的调节提供理论指导。某锅炉运行结束至今机组基本运行稳定，能够快速响应网调深度调峰的需求，同时设备可靠，锅炉效率稳定，但是仍存在一些问题。正常运行中，主、再热汽温度偏差大 ，可达 20℃。吹灰过程中 ，主、再热汽温变化幅度大 ，经常出现高温或低温现象。

1、主汽温度的调整。正常运行中 ，以控制中间点温度来作为调节主蒸汽温度的主要方法 ，一、二级喷水减温作为辅助方法 ，其中一级减温主要控制屏过不超温 ，二级减温控制主蒸汽温度维持在精确值。中间点温度的控制主要通过控制煤水比来实现 ，如果煤水比失调 ，则会造成主蒸汽温度的波动。在负荷不变的情况下，给水根据过热度的设定值与实际值的偏差来调整给水。由于实际运行过程中煤水比在小幅度不停变化 ，这时就要通过加减煤量来维持煤水比，虽然中间点温度和主蒸汽温度也是在小幅度变化 ，但总体来说变化不大 ，可以将主蒸汽温度维持在一定范围。需要注意的是 ，在控制中间点温度的过程中 ，一二级减温应有一定的开度但不要太大 ，使调整有一定的余度 ，这样在汽温快速降低时 ，可以通过关小减温水来暂时减缓一下温度的下降 ，然后再通过维持煤水比控制中间点温度来调节。

2、再热汽温的调整。再热蒸汽温度的调整一般用烟气挡板来调节，即通过改变再热器流过的烟气流量来改变再热蒸汽温度，再热汽温也可以通过再热器减温水来调节，但一般只有在再热器事故超温的情况下才采取事故喷水减温，因为使用再热器减温水的不仅会使主汽压力大幅度波动，还会会使汽轮机的效率下降。再热蒸汽温度的调节比较滞后 ，调节过程中不宜大幅度调节烟气挡板，否则会造成再热蒸汽温度的波动。这就要求运行人员在监盘的过程中注意一些重要参数的变化，做到提前调整。当再热器温度较低时，而烟气挡板开度又较大时，可以增加送风来调节再热蒸汽温度，但幅度不宜过大，调节时要考虑对主蒸汽温度的影响。

3、主、再热蒸汽温度偏差的调整。主、再热蒸汽温度出现偏差，说明炉膛内存在着热偏差，这就要求从燃烧方面来调节。1）改变制粉系统的运行方式，选用不同的制粉系统，从而改变炉内的燃烧情况。2）改变二次风箱的挡板开度，使同层制粉系统的两次二次风量不同 ，从而改变炉内燃烧情况。3）改变运行制粉系统的出力，调节不同制粉系统的供煤量，由于制粉系统各粉管出粉量的差异 ，从而影响炉内燃烧情况。

4、吹灰过程中主、再热汽温的调节

（1）水冷壁吹灰时的汽温调整。低负荷时炉膛水冷壁吹灰会使主再热蒸汽温度大幅度降低，这时需要通过提高过热度维持汽温，而过热度高又会导致水冷壁超温，因此在吹灰之前应适当降低过热度。吹灰过程中如主蒸汽温度持续下降无法维持时，可暂停吹灰 ，采用间歇性吹灰方式，待主蒸汽温度回升时继续吹灰。水冷壁吹灰器前也可以在燃烧上进行调节，可以把下层燃烧器的出力减小 ，增加中层或上层燃烧器的出力，这样提高炉膛内火焰中心，这样一方面可以提高主蒸汽温度，另一方便也可以防止水冷壁超温。

（2）过热器吹灰时的汽温调整。当过热器吹灰时，主蒸汽温度会有所升高，再热器温度有所下降，这时为了维持主蒸汽温度，一、二级减温水开度将增大，总给水量不变时，通过水冷壁的水就会减少，过热度会上升，从而导致水冷壁超温。所以过热器吹灰时要及时调整给水维持水煤比。吹灰前可提前将再热器的烟气挡板开大，控制再热蒸汽温度尽量高值，防止吹灰时再热汽温过低。

超临界直流炉的运行调节过程相当复杂，它的调节需要通过多方面的因素来完成，如果只靠单一的调节方式，对于超临界直流炉的发展是不利的。为了超临界直流炉能更好发展，我国还在不断努力研究当中，相信以后的直流炉技术会越来越好、越来越完善。

参考文献

[1] 赵鹏大，李万亨.600 MW超临界直流炉协调控制系统应用[D].华北电力大学,2018.

[2] 王丕洲.基于600MW机组煤水比非线性控制研究[D].华北电力大学,2019.

[3] 张铁松.火电厂超临界直流炉的主汽温度控制策略分析[J].硅谷,2019(2):232,236.

[4] 曳前进，孙轶卿．超临界直流锅炉的过热汽温及其影响因素分析 ［J］． 电力科学与工程，2019，25( 1) : 66-68．