超超临界二次再热机组的汽温调整

路 鹏

国电蚌埠发电有限公司 安徽蚌埠 233000

摘要：针对超超临界二次再热机组，分析了影响汽温的各种因素，介绍了机组在实际运行中，如何调整主、再热汽温，提高机组效率。

关键词：超超临界、二次再热、蒸汽温度、尾部三烟道挡板

1汽温调整的意义 

1.1锅炉运行调整的目的之一就是为汽轮机提供参数、品质合格的蒸汽以冲动汽轮机做功，而蒸汽参数要合格必然要求对蒸汽温度进行调整。

1.2、对于正常运行的锅炉而言,保持主汽、再热蒸汽温度达到额定值可以获得高的经济效益，但汽温过高会使锅炉受热面、蒸汽管道和汽轮机的金属材料超温和蠕变速度加快,影响机组的使用寿命。

1.3、汽温过低则会引起机组经济性降低,使汽机汽耗率增大,还会使汽轮机末级叶片的蒸汽湿度增大,这不仅使汽轮机内效率降低,而且造成汽轮机末级叶片的侵蚀加剧。

1.4、根据郎肯循环的原理：蒸汽初参数越高，蒸汽焓越大，做功能力越强。在终参数不变的前提下，效率越高。因此，从循环效率角度讲，汽温越高越好。

1.5、目前超超临界二次再热机组已成为新型节能降耗火电机组的发展趋势。国电蚌埠发电有限公司二期2×600MW机组锅炉为超超临界二次再热直流锅炉，型号为：DG1785.49/32.45-Ⅱ14。采用π型布置、单炉膛、二次中间再热、前后墙对冲燃烧方式、尾部三烟道调整、主汽温605℃、一次再热汽温623℃、二次再热汽温623℃。因此机组正常运行时，保证稳定较高的主、再热汽温，对于提高机组效率，节能降耗意义重大。

2影响汽温变化的因素

2.1、负荷的影响，即：锅炉蒸发量的影响。随着负荷变化，机组参数随之变化，锅炉燃烧工况变化，引起汽温变化。

2.2、主汽压力的影响。主汽压力降低时，燃料量及风量会增加，过调后会引起汽温先将后升，控制不及时有超温危险，主汽压力升高时燃料量及风量会减少，过调后会引起汽温降低。

2.3、燃烧强度的影响。负荷不变的情况下，若燃烧加强，风量、煤量增加，则主汽压力上升，主汽温度及再热汽温会由于烟温和烟气量增加有所上升；反之则下降，而汽温的变化幅度则与燃烧变化的幅度有关。

2.4、火焰中心位置的影响。当炉膛火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，由于过热器、再热器均布置在炉膛上部，因而吸收的辐射热量增加，导致主、再热汽温升高。反映到我们实际运行中常见的就是当磨煤机切换为中上层磨煤机运行时，主再热汽温度均上升。另外，当锅炉炉底水封失去时，由于炉膛负压将冷空气从炉底吸入，抬高了火焰中心，会造成主再热汽温大幅升高。

2.5、煤质的影响。当燃用煤质的发热量高但挥发份很低的贫煤，由于其在炉膛内不能完全燃烧，仍有一部分未完全燃烧的碳粒会被烟气携带至过热器区域燃烧，因此可能会造成主、再热汽温升高。因此运行中应注意煤质变化情况来判断其对汽温的影响趋势，提前做好预控调整。

2.6、煤粉细度的影响。煤粉变粗时，煤粉在炉内燃尽时间增加，火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，汽温上升。煤粉变细时，由于其在炉膛内即可实现完全燃烧，水冷壁吸热增强了，但过热器吸热相对少了，主再热汽温将下降。

2.7、风量大小的影响。风量大小直接影响烟气量的大小，也就是对对流型过热器及再热器影响较大，我们锅炉设计一般过热器汽温特性都是偏对流型，再热器汽温特性也多是对流型的，所以风量增加汽温上升，风量减小汽温下降。

2.8、烟气量的影响。我们的再热汽温调整设计为烟气挡板的调节，其原理就是通过改变流过低温对流再热器烟气量大小来调节再热汽温。对于对流型过热器再热器，烟气量即流速（流通面积是一定的）对对流换热量影响很大，烟气量增加汽温上升，减少汽温下降。

3、主汽温的调整

3.1、主蒸汽温度的调节主要是依靠调节给水量和燃料量，即调整水／煤比来控制分离器出口温度，在40％～100％负荷范围内启动分离器蒸汽过热度保持在30～60℃。

3.2 主蒸汽一、二级减温水是主汽温度调节的辅助手段，一级减温水用于保证屏式过热器不超温，二级减温水用于对主蒸汽出口温度的精确调整。过热器一级减温水在屏过前低过后喷入，主要用于保护屏过防止屏过管壁超温，同时对过热汽温进行粗调。二级减温水在屏过与高过间喷入对汽温进行细调。一级减温水的投入原则是保护屏过不超温兼顾汽温调整在正常范围，二级减温水保证过热汽温稳定，由于二级减温水量变化对汽温变化影响较快、较大。运行中禁止大幅度操作，防止汽温突升突降。

3.3、根据各台磨煤机的加仓方式，确定制粉系统磨组适应当前工况，汽温低时，可以切换磨组运行，如低负荷四台磨煤机运行可以调整为一台中层磨，一台上层磨煤机运行。

3.4、调峰机组负荷变化快，保证锅炉在良好的运行工况下的前提是保证磨煤机在正常运行工况，每台磨煤机不堵磨、不振动、粉细度合适、磨碗差压在合适范围内、磨煤机电流波动不大。随着负荷变化，机组参数随之变化，锅炉燃烧工况稳定变化，汽温变化不大。

3.5、在40％～100％负荷范围内机组处于滑压状态，负荷变化，主汽压力随之变化，及时调整的分离器出口温度，保证水煤比稳定，使机组处于良好的AGC跟踪状态，使主汽压力设定值与主汽压力实际值基本接近，汽温变化不大。

3.6、启动上层磨煤机会引起火焰中心位置升高，应提前控制分离器出口温度，控制主汽温度，上层磨煤机启动后带低煤量运行，工况稳定后，逐渐提高给煤量。

3.7、通过调整磨煤机旋转分离器频率来调整煤粉细度，汽温低时可使下层磨煤机煤粉适当变粗，煤粉在炉内燃尽时间增加，火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，进而提高汽温，但应通过观看火焰、取灰渣观察等方法，必须保证进入锅炉煤粉燃烬。

3.8、汽温低时可以适当增加总风量，间接增大了锅炉烟气量，增加了对流受热面的换热量，从而提高汽温。

4、再热汽温调整

4.1、提高机组的再热汽温，一方面可以增大电厂机组朗肯循环温差，提高机组循环效率，另一方面再热汽温的提高能增加乏汽的干度，减少乏汽中的水滴对汽轮机末级叶片的冲击，保证汽轮机组的内效率，提高汽轮机的经济安全性。计算得出再热汽温每提高10℃，发电煤耗能降低1g/(kw·h)。

4.2、再热汽温调整设计为烟气挡板的调节，其原理就是通过改变流过低温对流再热器烟气量大小来调节再热汽温。对于对流型过热器再热器，烟气量即流速（流通面积是一定的）对对流换热量影响很大，烟气量增加汽温上升，减少汽温下降。

4.3、再热汽温通过尾部三烟道挡板进行调节，尾部三烟道挡板是尾部烟道用隔墙分开，三个烟道并列布置，各级受热面的吸热量与高温级受热面布置相匹配，一次低再布置在前烟道内，二次低再布置在中烟道内，低过布置在后烟道内，低再和低过下部均布置省煤器。在每个烟道出口分别布置烟气调节挡板，共3个挡板。总体布置见下图：

（烟道总体布置示意图）

运行过程中，通过对各出口挡板门的调节，改变各烟道烟气量，从而满足各烟道内受热面吸收相应热量。合理分配再热器各级受热面的吸热比例，以控制再热器侧烟道烟气流量随负荷变化幅度。负荷-烟气份额关系曲线见下图：

（负荷-烟气份额关系曲线图）

因为主汽温可以通过调整分离器出口温度来调整给水量，保证温度不低，所以低负荷时尽量提高二次再热温度。低负荷时，低过烟气挡板可以降低到10%左右，二次低再挡板全开，根据一次再热和二次再热的温度调整一次低再挡板在20%-30%，尽量提高二次再热的温度。

4.4、再热汽温的调整设计上用烟气挡板调整，事故喷水减温在再热器入口布置是异常情况下防止再热汽温超限少量喷入。投入时注意观察减温器后温度应有一定的过热度。

4.5、不论是烟气挡板还是喷水减温，调整再热汽温均滞后性比较大，所以加减负荷、切换磨煤机等变工况运行应有预见性的提前减温水和挡板同时配合调整，和过热温调整要同步进行，否则，将很难控制。

4.6、由于再热器减温水投入后对机组效率降低明显，（相当于增加了低品质蒸汽进入中压缸做功的份额）所以，在保证安全经济运行的前提下，尽量不投或少投减温水，尽量采用烟气挡板和燃烧调整满足再热汽温要求。

5、结束语

本文通过了解汽温调整的意义，结合超超临界二次再热机组的实际运行情况，分析了影响汽温变化的因素，讲述如何在运行中保证机组主、再热汽温稳定在较高的温度的方法，使采用二次再热技术机组的经济性得到了体现。

参考文献：

【1】 东方电气集团东方锅炉股份有限公司.国电蚌埠电厂项目二期工程 2×660MW超超临界二次再热燃煤锅炉运行说明书. 2017.

【2】 国电蚌埠发电有限公司集控运行规程主机运行篇.2018.

【3】 国电蚌埠发电有限公司集控运行规程辅机运行篇.2018.

【4】 樊泉桂.锅炉原理.2004.

【5】 章德龙.超超临界火电机组培训系列教材锅炉分册.2013.