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综述600MW超临界直流锅炉的汽温调节

作者：付光辉

来源：《中国新技术新产品》2011年第11期

摘要：本文阐述了发电厂600MW超临界直流锅炉汽温调节的一些常用方法，总结了这些调节方法的特性，对锅炉汽温的扰动因素做了简单分析，并阐述了作者自己的观点。 关键词：锅炉；主蒸汽温度；再热蒸汽温度；水煤比；减温水；负荷 中图分类号：TM621.2 文献标识码:B

广东红海湾发电有限公司一期工程#1、#2机组为国产600MW超临界压力燃煤发电机组，主要是带基本负荷运行，同时具有一定的调峰能力，热力系统为单元制系统，循环冷却水取自海水，为开式循环，三大主设备由东方电气集团公司属下的东方锅炉厂、东方汽轮机厂、东方电机股份有限公司制造，容量及参数相互匹配。

锅炉型号为DG1950/25.4－Ⅱ2，型式为∏型布置、单炉膛、一次中间再热、尾部双烟道结构、前后墙对冲燃烧方式、旋流燃烧器、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构露天布置、采用内置式启动分离系统、三分仓回转式空气预热器、采用正压冷一次风机直吹式制粉系统、超临界参数变压直流本生型锅炉。汽轮机型号为N600－24.2/566/566，型式为超临界压力、一次中间再热、单轴、双背压、三缸四排汽、凝汽冲动式汽轮机。发电机是型号为QFSN-600-2-22A、自并励静止可控硅整流励磁系统的三相交流隐极式同步汽轮发电机。

600MW超临界直流锅炉由于没有汽包环节，给水经加热、蒸发和过热变成过热蒸汽是一次性连续完成的，随着运行工况的不同，锅炉将运行在亚临界或超临界压力下，蒸发点会自发地在一个或多个加热区段内移动，这就给锅炉汽温调节带来了很大难度。下面分别就主蒸汽温度及再热蒸汽温度的情况进行探讨。 一、主蒸汽温度的调节

对于600MW超临界直流锅炉，保持水煤比不变，则可维持过热蒸汽温度不变。水煤比的变化是汽温变化的基本原因。当过热蒸汽温度偏低时，首先应适当增加燃料量或减小给水量，使汽温升高，然后用喷水减温方法精确保持汽温。 1、湿态运行

当机组负荷＜30％B-MCR时，超临界锅炉为湿态运行，此时锅炉的动态特性类似于汽包锅炉。在此过程中，通过给水及燃料量的改变来满足蒸汽参数的要求，此时要求361阀投自动

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以维持储水罐水位在12m左右，燃料与给水是否匹配，可以从361阀的开度反映出来，一般点火初期开度维持在30％左右,随着负荷的增加,开度逐渐减小，如需提高主蒸汽温度，则须增加给水流量并适当增加燃料量，这种情况下，361阀开度增大，汽温上升快而压力却上升很慢或者下降。如需降低主蒸汽温度，给水控制措施则与上述方案相反。

其次，通过高旁控制主蒸汽压力也是调节汽温的一个方法，当主蒸汽压力高时，则饱和温度也高，相应产生的蒸汽量就减少，在燃料量不变的情况下，汽温自然就升高，反之，当主蒸汽压力下降时，饱和温度降低，蒸汽量增加，主蒸汽温度则下降。

另外，还可以通过一、二级减温水的调节来控制主蒸汽温度，具体方法同后面干态运行时论述的一样。 2、干态运行

锅炉进入干态运行以后，361阀全关，转直流状态，主要通过一、二级减温水调整锅炉主蒸汽温度，严格控制水煤比，确保汽水分离器出口温度为定值，使得一、二级减温水控制在可调范围内，实现对过热蒸汽温度的粗调，最终达到控制主蒸汽温度的目的。

因为中间点温度比主蒸汽温度更能灵敏地反映水煤比，所以中间点温度是水煤比是否匹配的超前控制信号,实际运行中往往又是参考中间点过热度。所谓中间点过热度是根据汽水分离器压力自动给出的，也就是汽水分离器出口温度减去该点压力下对应的饱和温度，一般取20～30℃，这与每个锅炉热平衡设计有关。我公司#1、#2锅炉实际运行中维持过热度在10℃左右，并且每个负荷阶段要求中间点温度也不同，一般以满足过热蒸汽温度为566℃左右及一、二级减温水调门开度维持在40～60％为合适，当中间点温度偏离时，应立即调整给水量使实际温度恢复到设定值。

在一、二级减温水调节时要考虑到受热面系统存在较大的热容量，汽温调节存在一定的惯性和延迟，所以调整减温水时要注意监视减温器后的介质温度变化，注意不要猛增、猛减，要根据汽温偏离的大小及减温器后温度变化情况平稳地对蒸汽温度进行调节；另外锅炉低负荷运行时调节减温水要注意，减温后的蒸汽温度必须保持20℃以上过热度，防止过热器积水。 直流锅炉中主给水流量等于水冷壁入口流量和减温水量之和，负荷不变，如果主蒸汽温度升高，减温水量增加，水冷壁入口流量会相应地减少，从而加剧了水煤比的失调程度，因此对于直流锅炉，必须用保持水煤比作为维持过热器出口蒸汽温度的主要粗调手段，用喷水减温作为细调手段。

二、再热蒸汽温度的控制

再热蒸汽温度的控制采用尾部烟道烟气挡板调节和高温再热器进口微量喷水减温，正常运行中要尽量避免采用再热器减温水进行汽温调整，以免降低机组循环效率。

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滑压运行时，锅炉侧再热蒸汽温度在机组50－100％B-MCR负荷范围内应控制在566℃左右，两侧蒸汽温度偏差小于10℃。同时受热面沿程工质温度、受热面金属温度不超过报警值，烟气挡板开度应在40～60％范围内，再热器减温水全关。

正常运行期间，再热蒸汽温度由布置在尾部烟道中的烟气挡板调节，两个烟道的挡板（过热器侧与再热器侧）以相反的方向动作，过热器侧挡板与再热器侧挡板之和为110％，且挡板开度维持在30～70％之间，以免开度过低导致挡板振动过大，且一般有负荷越高，再热器侧烟道挡板开度越小的特性。当再热蒸汽温度升高时则关小再热器侧烟道挡板以增加再热器烟道阻力，减少通过再热器烟道烟气量，降低再热蒸汽温度，同时过热器侧烟道挡板向开大方向调整可降低过热器烟道阻力，这样将减少通过再热器对流受热面的烟气量以降低再热器出口汽温。

由于烟气挡板系统的响应有一定的滞后性，在瞬变状态或需要时，可以投布置在高温再热器进口管道上的减温器喷水减温，喷水水源取自给水泵的中间抽头。锅炉低负荷运行时要尽量避免使用减温水，防止减温水不能及时蒸发造成受热面积水，再热器减温水调节时要注意减温后的温度必须保持20℃以上的过热度，防止再热器积水。 三、超临界直流锅炉汽温的扰动因素分析

在锅炉运行中，各种扰动因素都能引起汽温的变化，而维持稳定的过热蒸汽温度与再热蒸汽温度是机组安全、经济运行的重要保证。蒸汽温度过高将引起管壁超温、金属蠕变寿命降低，会影响机组的安全性；蒸汽温度过低将引起循环热效率的降低。 1、负荷的扰动

给水流量对中间点的温度控制比燃料量对其控制要更灵敏一些。升负荷时，首先增加燃料量，为了维持水煤比，如果同时大量增加给水流量，则中间点的温度会下降很快，从而引起主蒸汽温度的下降，所以水量的增加需要有一定的延时，避免主蒸汽温度的大幅度波动；反之，降负荷时，应先减少燃料量再减少水量。我们经常发现中间点温度变化率的波动对给水量变化速度的快慢最为敏感，所以中间点温度变化率的快慢就应该是给水变化快慢的主要依据，在调节时根据中间点温度的变化快慢来改变给水量变化的快慢。只要能稳定中间点汽温的波动幅度，主、再热蒸汽温度也就能维持住了。 2、给水温度的扰动

当高加退出等因素使给水温度降低时，为了维持负荷以及中间点温度的不变，则需增加煤量，水煤比下降，此时虽然负荷和中间点温度稳定，但由于燃料量增加锅炉内辐射换热增强，炉膛出口温度升高，过热器的辐射换热和对流换热得到加强，主蒸汽温度必然升高，如果不加以控制就会出现超温，此时应该适当减小中间点温度，但由于高加退出时再热蒸汽量增加，再热蒸汽温度反而会下降，此时可通过开大再热器侧烟气挡板或关小再热器减温水来控制。反