有關660mw超臨界直流鍋爐氣溫控制技術的研究

姚政通

摘要：660MW超臨界直流鍋爐是對基于普通鍋爐基礎上的新一代大型鍋爐設備的稱呼，通常具有負荷參數(shù)高以及裝機容量大等特點，是我國火力發(fā)電設備的主力軍之一。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對于電力的需求也越來越大。作為火力發(fā)電中的主要設備之一，660MW超臨界直流鍋爐對于發(fā)電廠的穩(wěn)定運行有著重要的意義。因此關于660MW超臨界直流鍋爐的溫度控制問題，也引起了研究人員的注意。本文針對660MW超臨界直流鍋爐的汽溫控制技術，進行簡要的分析，可供參考。

關鍵詞：660mw;超臨界;直流鍋爐;氣溫;控制技術

1直流鍋爐汽溫變化特征

對于直流鍋爐來講，氣溫的變化原因較為復雜。在正常的運行條件下，鍋爐各個受熱面之間是沒有固定界限的，加熱段、蒸發(fā)段與過渡段之間的溫度變化呈漸進式的分布。但是，如果鍋爐內部出現(xiàn)燃料與給水的比例不均衡時，鍋爐三個受熱面原有的平衡將會被打破，導致出汽口的蒸汽輸出參數(shù)變化。例如，倘若鍋爐的給水流量變小，就會讓鍋爐的燃燒時間增加，促使蒸汽在過渡段的時間加長，使過渡面積擴大，蒸汽的溫度難以下降，導致出汽口蒸汽溫度上升。相反的，如果給水較多，就會使鍋爐蒸發(fā)段的面積擴大，降低鍋爐的內部溫度，影響鍋爐以及出汽口的氣溫。

2引起鍋爐溫度異常的原因

2.1爐內產(chǎn)生堆積物

超臨界直流鍋爐在運行的過程中，由于長期的水漬積累或雜物進入，在爐內形成堆積物。此類堆積物的形成，造成鍋爐內部受熱不均勻。局部地區(qū)因為堆積物的原因造成溫度較高，最終導致鍋爐內部溫度異常，影響鍋爐的整體安全運行。

2.2火焰位置問題

雖然爐膛內火焰位置的控制不能決定直流爐的最終溫度，但是它會給汽溫的控制帶來一定的影響。正如火焰中心高度上升，會造成水冷壁的吸熱下降;如果中間點溫度降低，則會導致輻射式過熱器進口的溫度下降，半輻射式過熱器出口的溫度下降。雖然在煙氣熱容上有所提升，讓直流過熱器有更加高效的吸熱機會，但是在煤水比保持不變的前提下，換熱量提高（再熱器側換熱量同樣增加），依舊不能填補輻射換熱所帶來的損失，因此鍋爐的主汽溫會不斷下降。

2.3水煤比例問題

660MW超臨界直流鍋爐與普通鍋爐相同，其內部的工質都為水。其在運行過程中將工質注入鍋爐內，并點火燃燒加熱鍋爐。目前，針對此類鍋爐的加熱燃料，應用較多的燃料為煤。煤由于造價較低、熱能較高，因此受到多數(shù)火力發(fā)電廠的應用。當前引起660MW超臨界直流鍋爐溫度異常的原因之一即為：水煤比例問題。水煤比例失衡造成整體鍋爐溫度異常，最終導致整體鍋爐工作效率低下。

3分析660MW超臨界直流鍋爐溫度控制技術措施

660MW超臨界直流鍋爐汽溫控制技術，整體的發(fā)展態(tài)勢較好。當前主要針對660MW超臨界直流鍋爐汽溫控制的技術有：自動化技術、調節(jié)水煤比技術、針對運行狀態(tài)預控技術等。針對此類技術，進行簡要分析介紹。

3.1自動化技術

隨著技術的快速發(fā)展，各類設備在運行的過程中自動化程度較高。自動化技術的應用，在一定程度上提高了設備的工作效率比，也減輕了因人為操作帶來的失誤。目前針對660MW超臨界直流鍋爐的汽溫控制技術中，也應用到了自動化技術。自動化技術針對660MW超臨界直流鍋爐所在的設備機組，進行全面的管控。并針對其運行狀態(tài)，作出相應的調節(jié)，其中溫度異常調節(jié)也屬于調節(jié)的一種類型。

3.2煤水比調節(jié)

煤水比指的是鍋爐給水與燃料的總體比率，是計算直流鍋爐在燃燒過程中所產(chǎn)生的熱能與蒸汽量帶來的負荷是否合理的重要參數(shù)。因此，通常在鍋爐燃燒所選擇的燃料中各種物質變化不大的前提下，煤水比的設置也是相對固定的，從而使鍋爐的汽溫以及壓力始終保持在一個穩(wěn)定的范圍內，變化幅度不大。因此，煤水比的調節(jié)是鍋爐效率與溫度穩(wěn)定的重要基礎之一。在機組的操作過程中，對于煤水比的計算一定要精確和仔細，提前干預煤水比的變化，減少溫度的劇變。在具體的操作中要做到以下幾點：第一，要對煤水比的變化趨勢和鍋爐的工作狀態(tài)進行預先地判定，即根據(jù)機組加減負荷的變化制定給水量以及燃料的供應;第二，一旦燃料的材質發(fā)生變化，操作人員要迅速調整煤水比，并且結合過熱度參數(shù)重新計算煤水比的比率，保證汽溫的穩(wěn)定控制;第三，應當根據(jù)機組的整體性能、運行時間以及負荷強度隨時微調煤水比，讓煤水比在不同環(huán)境下都能有效地保證汽溫的平衡與穩(wěn)定，這就要求煤水比應該是一種動態(tài)平衡過程。負荷較高時，鍋爐的燃燒較為充分，煤水比可以適當調高，保持在一個較高的水準;相反，如果負荷較低，則需要降低煤水。

3.3控制過熱、中間點溫度措施

過熱度是過熱汽溫的重要指標之一，保證過熱度的穩(wěn)定能夠有效地控制過渡段的蒸汽出口焓的穩(wěn)定，同時也促進了過渡段長度保持在一個穩(wěn)定的范圍內。因此，控制過熱、分離器出口中間點溫度也是660MW超臨界直流鍋爐汽溫控制技術的有效方式之一。具體來講，就是利用計算公式來建立分離器出口壓力、飽和溫度以及中間點溫度差距的變動曲線，總結過熱度的實際變化數(shù)值，以便機組可以在過熱度投自動時自動地進行給水量的調整。通過控制過熱、中間點溫度的措施控制直流爐的整體汽溫必須在一定的邏輯條件內，調整給水量可以調控過熱度，而過熱度的變化也帶動了主汽壓力、飽和溫度、分離器出口過熱度以及中間點溫度的變化，這又會導致給水量的進一步變化，成為連續(xù)的循環(huán)變化。因此，在這種不斷的起伏波動條件下，過熱度等參數(shù)幾乎不可能長期保持絕對的穩(wěn)定，所以工作人員要在主汽壓力擺動、機組負荷擺動、主汽調門擺動的狀態(tài)下根據(jù)經(jīng)驗與要求進行適當?shù)牟僮骱涂刂?。當然，還有許多辦法也可以幫助660MW超臨界直流鍋爐進行汽溫的控制，例如降壓法吹管技術，能在條件和設備更換較少的前提下滿足鍋爐溫度控制的具體要求等。

4結語

目前關于660MW超臨界直流鍋爐的汽溫控制技術，整體的發(fā)展較為良好。其中引起鍋爐溫度異常的主要原因有：爐內產(chǎn)生堆積物、火焰位置問題、水煤比例問題。當前針對此類原因，主要的改善方式為：自動化技術、調節(jié)水煤比技術等?？傊挥胁僮魅藛T熟悉鍋爐的工作原理、工作環(huán)境以及操作流程，提前做好準備和預判工作，不斷創(chuàng)新技術手段，才能真正保證鍋爐汽溫的穩(wěn)定控制。

參考文獻

[1]李中堯，吳維康，王艷龍.超臨界直流爐在運用過程中的相關問題分析與策略探討[J].建筑工程技術與設計.2018，（1）.

[2]王輝.超臨界燃煤機組鍋爐主再熱汽溫變化的運行分析與對策研究[J].科學與信息化.2019，（12）.

[3]陳爆.660MW超臨界燃煤直流鍋爐運行效率的影響因素及對策[J].建材發(fā)展導向（上）.2018，（2）.

[4]李俊嬌，趙偉華.超臨界600MW機組給水控制策略[J].自動化應用，2015，（4）.

[5]辛志波.超超臨界直流爐給水控制策略研究與設計[J].華電技術.2019，（10）.