燃煤锅炉主蒸汽、再热蒸汽超温的原因分析及解决方案

燃煤锅炉主蒸汽、再热蒸汽超温的原因分析及解决方案

范强军

山东电力建设第三工程有限公司 山东青岛 266100

摘要：汽温作为火力发电机组的重要运行参数，对电厂锅炉安全经济运行起着至关重要的影响。影响汽温的因素众多，影响过程复杂多变，调节过程惯性较大，因此在调整过程中容易出现主蒸汽温度和再热蒸汽温度过高或过低的现象。蒸汽温度过高可导致受热面超温爆管，而蒸汽温度过低将使机组经济性降低。本文针对两台330MW燃煤机组频繁出现主蒸汽和再热蒸汽温度过高的现象，以机组正常工况下主蒸汽、再热蒸汽的温度变化情况为研究对象，通过加强对汽温的监视与调整，摸索出机组汽温控制调节的方法与措施，避免了超温现象的发生，为同类机组汽温调节控制提供借鉴。

关键词：燃煤锅炉；主蒸汽；再热蒸汽；超温

引言

为确保该电厂锅炉能经济、安全、满发,需对锅炉进行性能校核计算及评估研究。通过计算和评估,发现并分析存在的问题,并提出解决方案,为锅炉及辅机系统的正常运行提供技术支持。

1燃煤锅炉主蒸汽、再热蒸汽超温的原因分析

1.1再热汽温变化因素

再热蒸汽容积大，流速较慢，布置在烟气低温区域，烟气侧的传热温差小，因而再热汽温变化比较迟缓。再热蒸汽压力低，比热小，使得当工况变化时再热汽温的变化幅度较大。同时，再热汽温不仅受锅炉工况变化的影响，还受其他因素影响，如再热汽冷段至辅汽联箱开度变化、临机用汽、抽汽量变化及高压缸排汽温度变化等都会引起再热汽温的变化 。

1.2日常运行记录

根据日常运行记录可以发现，每台炉都有燃烧调整不当的情况发生例如，没有根据燃烧需要及时调整各层燃烧器的配风，使燃烧工况偏离设计值，火焰中心偏移，导致燃烧行程加长，炉膛出口烟温升高。如果锅炉各层一次风口风量不均匀，给煤量或一次风不均匀也能造成燃烧中心偏斜，甚至贴壁燃烧，使水冷壁局部超温。在启、停磨煤机及锅炉负荷升降的过程中，由于运行工况的变化率过大，炉膛出口烟道温度场和速度场分布不均，也会加大局部超温的可能性。

1.3其他影响锅炉蒸汽温度变化的因素

1）负荷变化。 负荷增加时，燃料量、风量也要增加，炉膛出口烟温升高，汽温就会升高；反之汽温降低。2）压力变化。 压力升高，主汽温和再热汽温也会升高；压力降低，主汽温和再热汽温也会降低。3）煤质变化。 当煤的挥发份含量高时，煤易着火，在炉内燃烧时间短，火焰中心上移，汽温降低。当煤粉变粗时，燃料在炉内燃尽时间长，汽温将升高。当燃料水分增加时，水分在炉内蒸发需吸收部分热量，使炉膛温度降低；水分增加使烟气体积增大，烟气流速增加，辐射过热器的吸热量降低，对流过热器的吸热量增加。4）风量及其配风变化。炉内氧量增大时，说明送风量大，烟气量增加，造成对流式过热器温度升高，使炉膛出口温度升高。在总风量不变的情况下，配风的变化也会引起汽温的变化，当下层风量不足时，部分煤粉燃烧不完全，使得火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，引起汽温升高。

2解决方案

2.1正常运行调整时的操作

1）正常运行时，控制主蒸汽温度在541±5℃，再热蒸汽温度541±5℃，左右侧温度偏差不大于15℃，如超出此限，应该积极设法调整平衡。2）运行调整中，控制一级减温水流量，保证屏过后汽温不超过472℃；二级减温水细调，高过后汽温541±5℃℃。再热汽温使用烟气挡板调整，尽量减少再热减温水量。3）从实际情况看，在投入上排磨煤机时易发生超温现象。为此在启动备用磨煤机时，应加大运行磨煤机的入炉煤量，并保证风煤比适当。启动后，减小运行磨煤机的煤量，尽量保证入炉煤的平衡。也可以提前使汽温缓慢降至525℃左右，随后缓慢调整至正常值。4）机组正常加负荷时，在调门开度保持不变时，当燃烧加强后，蒸汽侧的蒸发量要滞后于燃烧侧的热负荷的加强，对于过热器来说，由于蒸发量的逐渐增加，对汽温来说还有一定的补偿能力。而对于再热器则没有这种补偿能力。因此在加负荷过程中再热汽温的上升速度要比过热汽温的上升速度快。这时我们可以采用开大汽轮机调门的办法，或适当开启减温水的办法来调节汽温。减负荷过程与此相反。5）快速减负荷是指机侧由于某种原因使汽轮机调门迅速关小。根据前面的分析可得，过再热汽温的上升速度是比较快的。因此，我们在开大减温水的同时，应根据负荷减少情况打掉1～2台磨煤机(正常次序应该是在决定快减负荷时首先打磨），在旁路投运正常情况下,可先开启旁路(此时应注意旁路减温水情况,防止对再热汽温造成冲击)，或用开启向空排汽的办法来控制汽温。开排汽时应注意水位变化。

2.2燃烧器布置

锅炉燃烧器布置方式采用前、后墙布置 、对冲燃烧方式。在锅炉前、后墙上分别布置四层和三层燃烧器。每层各有5 只低NO x 轴向旋流燃烧器, 共35只燃烧器。在最上层煤粉燃烧器的上方, 前、后墙各布置一层燃尽风口, 每侧布置 5只,共 10 只燃尽风口。通常有六层燃烧器投入运行 。

2.3增加锅炉管壁防超温控制策略

由于该电厂锅炉悬吊管壁温至机组DCS控制系统信号为通信点，不能作为控制监测点使用，因此通过重新敷设电缆，将1号炉易超温的锅炉后墙悬吊管管壁1，3，6温度测点引入机组DCS控制系统，作为控制监测点使用。锅炉水煤比的控制采用同时控制水跟煤的方式调整给水量与给煤量，通过数据分析来调整水煤比，将锅炉中间点蒸汽过热度控制在30℃左右。当锅炉水冷壁温度过高，或减温水流量过高/过低时，自动调整过热度设定值。这种同时控制水跟煤的方式，对机组负荷和主蒸汽压力的控制会有一定影响，但对主蒸汽温度和锅炉中间点蒸汽过热度的控制非常有利。通过判断易超温测点温度值，增加锅炉水冷壁超温控制策略，为两级调整过热度设定值方法。在锅炉管壁温度大于等于470℃时，第1级控制增加过热度设定值-4℃，从而调整增加给水量和减少给煤量，达到抑制超温的手段。如若锅炉管壁温度下降至小于等于467℃或延时150s，增加过热度设定值0℃；如负荷上升或其他原因致使温度继续上升至大于等于475℃，且第1级调整结束后60s，第2级控制增加过热度设定值-3℃，从而进一步调整增加给水量和减少给煤量；如温度下降至小于等于468℃或延时150s，增加过热度设定值为0℃，以达到进一步抑制超温目的，同时设置投/切、温度测点升速率保护、品质判断等相关保护功能。

结语

锅炉主、再热蒸汽温度对锅炉及汽轮机的安全运行至关重要，解决蒸汽超温现象不能一味增大减温水喷入量，应从机组温控原理、系统运行变化、设备实际情况等多方面出发，合理制定措施，进行综合治理，从而才能彻底解决锅炉蒸汽超温问题，保证机组安全可靠运行。

参考文献

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