探討如何減少機(jī)組主再熱蒸汽超溫的方法

李玲 李洋

摘 要：自2019年以來，我公司四臺機(jī)組主再熱器汽溫超溫次數(shù)大頻次增加，2020年2月平均溫度水平創(chuàng)新低，超溫次數(shù)卻并未減少;本文通過分析我公司的汽溫調(diào)節(jié)原理、導(dǎo)致超溫的主要因素，從而探討優(yōu)化汽溫控制，減少主再熱超溫的方法。

關(guān)鍵詞：主、再熱汽溫;控制原理;超溫

1、引言

主、再熱蒸汽溫度是火力發(fā)電機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要參數(shù)，維持鍋爐汽溫在正常范圍內(nèi)（542±5℃）是運(yùn)行調(diào)整的主要任務(wù)之一。蒸汽溫度過高將會引起受熱面金屬蠕變，縮短管材壽命，甚至可能造成超溫爆管，導(dǎo)致機(jī)組故障停機(jī)。主、再熱蒸汽溫度過高會顯著影響電廠的經(jīng)濟(jì)性和安全性，所以控制主、再熱蒸汽溫度在正常范圍內(nèi)運(yùn)行無疑是衡量鍋爐運(yùn)行質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一。

我公司鍋爐采用巴威制造B&WB-1025/17.5-M型，為亞臨界、一次再熱、自然循環(huán)、前后墻對沖燃燒、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣煤粉爐。5套制粉系統(tǒng)為直吹式對沖燃燒方式，前墻布置3層、后墻布置2層燃燒器，最上層4只，其余兩層8只，共20只。在最上層煤粉燃燒器上方，前后墻各有1層燃燼風(fēng)口，每層4個(gè)，共8個(gè)。鍋爐設(shè)計(jì)主再汽溫應(yīng)控制在542±5℃，兩側(cè)溫差<14℃，最高不超過42℃。

2、汽溫控制原理

鍋爐主蒸汽溫度調(diào)節(jié)方式以蒸汽側(cè)為主、煙氣側(cè)為輔，而再熱蒸汽溫度以煙氣側(cè)為主、蒸汽側(cè)為輔。煙氣側(cè)的調(diào)節(jié)過程慣性大，通常情況下需要3-5分鐘左右溫度才會開始變化;而蒸汽側(cè)的調(diào)節(jié)相對比較靈敏。

過熱蒸汽的控制通過兩級噴水來調(diào)節(jié)蒸汽溫度。第一級噴水減溫器位于一級過熱器出口集箱到屏式過熱器進(jìn)口集箱的連接管道上，左右各一，第一級減溫控制的作用是克服進(jìn)入低溫過熱器和屏式過熱器的擾動，粗調(diào)以維持進(jìn)入第二級減溫器的蒸汽溫度的在可控范圍內(nèi);第二級噴水減溫器位于屏出口集箱到二級過熱器進(jìn)口集箱的導(dǎo)管上，二級減溫對主汽溫進(jìn)行微調(diào)，直接保證主蒸汽溫度等于給定值。

再熱器入口設(shè)事故噴水，噴水減溫一般用于再熱器的超溫保護(hù)，一般不用噴水減溫調(diào)節(jié)再熱汽溫，同時(shí)尾部煙道處設(shè)有煙氣擋板，可通過調(diào)節(jié)煙氣擋板對再熱氣溫進(jìn)行調(diào)節(jié)

3、主再熱汽超溫原因

在機(jī)組正常運(yùn)行中，導(dǎo)致汽溫超溫的原因很多，主要有AGC指令變化過快，啟停磨，吹灰，供熱，汽溫自動調(diào)節(jié)滯后以及運(yùn)行人員預(yù)判調(diào)整不及時(shí)等原因。

3.1AGC方式下的負(fù)荷指令變化過快

在AGC投入且滑壓運(yùn)行方式下，如遇AGC指令變化頻繁，加減負(fù)荷幅度過大會發(fā)生總煤量超調(diào)的現(xiàn)象，爐膛內(nèi)擾動劇烈，鍋爐的燃燒量和蒸發(fā)量不匹配，導(dǎo)致主、再汽溫難控。當(dāng)AGC指令快速增加時(shí)，機(jī)組在協(xié)調(diào)控制方式下會先快速增加煤量，為使主汽壓力滿足負(fù)荷要求煤量往往是超調(diào)的，鍋爐燃燒突然劇烈，汽溫也隨之快速上升，如果減溫水和煙氣擋板調(diào)整不及時(shí)就很容易引起超溫;當(dāng)AGC指令快速減小時(shí)，機(jī)組在協(xié)調(diào)控制方式下煤量也會減少，這個(gè)時(shí)候主、再汽溫一般都會下降，當(dāng)負(fù)荷降到位煤量回調(diào)時(shí)，由于之前汽溫的下降，這個(gè)時(shí)候的減溫水自動會收的很小，擋板也適當(dāng)開大過，這一波回調(diào)的煤量也比較容易引起超溫。

3.2啟停磨的影響

磨煤機(jī)啟動時(shí)，需要開熱一次風(fēng)進(jìn)行暖磨，使磨煤機(jī)出口溫度達(dá)到啟磨條件，這個(gè)時(shí)候一次風(fēng)及一次風(fēng)攜帶的磨煤機(jī)里殘留的煤粉會進(jìn)入爐膛，打破了爐膛原來的燃燒平衡，主再熱蒸汽溫度會上升，導(dǎo)致超溫;當(dāng)啟動上層磨煤機(jī)或停運(yùn)下層磨煤機(jī)時(shí)，由于爐膛火焰中心的提高，會使對流吸熱為主的再熱器和輻射吸熱為主的屏過吸熱量增加，極易導(dǎo)致主、再熱蒸汽超溫。

停磨時(shí)，為了防止磨煤機(jī)內(nèi)殘煤在重啟磨煤機(jī)通風(fēng)時(shí)大量送入爐膛，造成超溫或嚴(yán)重超溫，我公司規(guī)定停磨后要對磨煤機(jī)吹掃五分鐘。為了防止磨煤機(jī)出口溫度高，吹掃風(fēng)是冷一次風(fēng)，風(fēng)量約有30～40t/h，會導(dǎo)致爐膛局部冷卻過快，爐水吸熱下降，蒸發(fā)量下降。同時(shí)煙氣量增加，對流換熱后移，有導(dǎo)致汽溫突升并超溫的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3爐膛吹灰對汽溫影響

鍋爐短吹減少了水冷壁結(jié)焦的概率，使得輻射吸熱增加，鍋爐蒸發(fā)量增加，蒸汽流量增加，煙氣流量減少溫度下降，汽溫會有一定下降。在減溫水調(diào)節(jié)閥自動下，調(diào)節(jié)閥會自動關(guān)小。由于調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)性能的滯后，減溫水量減少幅度跟不上汽溫下降的速度，使汽溫下降到設(shè)定值以下，當(dāng)汽溫與設(shè)定值偏差較多時(shí)，減溫水減少量會過調(diào)節(jié)，導(dǎo)致在汽溫反彈時(shí)，調(diào)節(jié)閥來不及開大，導(dǎo)致超溫。

鍋爐長吹時(shí)，提高了鍋爐對流換熱效率，會使得鍋爐汽溫一定時(shí)間內(nèi)有上升趨勢，特別是屏過和二過區(qū)域有時(shí)結(jié)焦嚴(yán)重，在長吹進(jìn)行到此區(qū)域時(shí)過熱汽溫會快速上升。

3.4供熱的影響

機(jī)組供熱管道從高壓缸排汽管道上接出，減少了再熱汽做功，供熱流量增加時(shí)，為了保證機(jī)組負(fù)荷會導(dǎo)致調(diào)門開大、汽壓降低。在機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)，我公司四臺機(jī)組采用中壓調(diào)門供熱，抽取冷再蒸汽，冷再供汽量不斷增加，使得進(jìn)入再熱器的蒸汽量減少，當(dāng)供熱流量變化過快時(shí)也會導(dǎo)致煤量過調(diào)現(xiàn)象的產(chǎn)生，導(dǎo)致汽溫的不穩(wěn)定。

4、汽溫控制策略改進(jìn)

通過上述分析，我們了解到主、再熱器汽溫容易超溫的幾大主要原因，那么在機(jī)組正常運(yùn)行中，就需要操作員時(shí)刻根據(jù)機(jī)組運(yùn)行工況對對鍋爐燃燒進(jìn)行干預(yù)，對汽溫調(diào)控要提高關(guān)注度，共同調(diào)控，提前預(yù)控，以保證主、再熱器汽溫可控，具體調(diào)整手段如下：

4.1AGC變化較快時(shí)，及時(shí)干預(yù)。

當(dāng)AGC連續(xù)加減負(fù)荷或者負(fù)荷頻繁波動時(shí)，一方面可以通過改變機(jī)組的變負(fù)荷速率或者負(fù)荷保持等手段來使負(fù)荷的加減變得平穩(wěn)或是分段進(jìn)行負(fù)荷的加減，以消除或減少負(fù)荷波動對鍋爐燃燒產(chǎn)生的劇烈擾動;另一方面對風(fēng)量控制要勤調(diào)且小幅度調(diào)整，避免因風(fēng)量突增而使鍋爐燃燒加劇造成超溫;也可以提前將主、再熱汽溫壓低，留有一定的裕度，從而避免超溫的發(fā)生。另外機(jī)組減負(fù)荷后期煤量會有大幅度回調(diào)，此時(shí)要關(guān)注汽溫回升幅度加大調(diào)整力度，避免汽溫回升過快控制不及時(shí)。

4.2啟停磨平緩操作。

啟停磨時(shí)冷熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的開啟和關(guān)閉應(yīng)緩慢進(jìn)行，一次風(fēng)流量及給煤量的增加或減少應(yīng)緩慢平穩(wěn)，避免風(fēng)量突增、突減及煤量突增、突減對爐膛產(chǎn)生的擾動，同時(shí)要避免與其他影響爐內(nèi)燃燒的操作一起進(jìn)行，必要時(shí)可以通過調(diào)整BTU參數(shù)來修正進(jìn)入爐膛的煤量。停磨時(shí)磨棍抬起后讓磨煤機(jī)空轉(zhuǎn)一會，吹掃時(shí)間和風(fēng)量要保證，使磨煤機(jī)內(nèi)部殘留的煤粉盡量走完。啟上層磨煤機(jī)時(shí)，要緩慢增加煤量并提前將主、再熱汽溫壓低一點(diǎn)。

4.3吹灰時(shí)擋板調(diào)節(jié)要有裕度

吹灰時(shí)，汽溫會下降較快，可以適當(dāng)開大再熱器煙氣擋板，一級減溫水也可以適當(dāng)收一點(diǎn)。但要考慮到調(diào)節(jié)的裕度，避免過調(diào)導(dǎo)致超溫發(fā)生，此外高負(fù)荷時(shí)對再熱器擋板的調(diào)整還應(yīng)考慮到對脫硝裝置入口煙溫的影響。在吹個(gè)別長吹時(shí)，因其布置位置的關(guān)系，會使主再汽溫突升，此時(shí)要特別注意主、再熱汽溫的變化，要及時(shí)手動參與溫度的調(diào)整。

5、結(jié)束語

鍋爐汽溫是火電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指標(biāo)。在運(yùn)行中影響汽溫的因素多種多樣，我們在調(diào)整汽溫的同時(shí)，要充分考慮減溫水和煙氣擋板的調(diào)節(jié)，細(xì)化鍋爐燃燒調(diào)整，密切關(guān)注負(fù)荷和煤量的變化，嚴(yán)密監(jiān)視汽溫曲線的變化趨勢和速度，嚴(yán)格將汽溫控制在正常范圍內(nèi)，從而不斷提高鍋爐汽溫控制水平。

參考文獻(xiàn)

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