直流锅炉干态运行温度控制与调节

郝友太

摘要：随着电力行业的发展，目前大容量、高参数的超临界、超超临界直流锅炉已逐步取代了亚临界汽包锅炉，而直流锅炉的特点决定了其在干态运行过程中汽温调节的特殊性。本文从影响直流锅炉干态运行汽温的因素出发，探讨直流锅炉干态运行温度调节与控制的方法。

关键词：直流锅炉   过热汽温    再热汽温     调节

一、直流锅炉干态运行过热汽温的控制与调节

1、影响直流锅炉干态运行过热汽温的主要因素

a燃料、给水比（煤水比）

直流锅炉过热器出口焓（h″ss）的表达式为：

式中 —过热器出口和给水焓，kJ/kg;

B、G—燃料和给水量，kg/h;

Qar，net—燃料的低位发热量（收到基），kJ/kg;

—锅炉效率，%。

可以看出，若公式中hfw?、Qar，net和 保持不变，则 （即过热汽温）的值就取决于B/G的比值;只要B/G的比值不变，过热汽温就不变。

b给水温度

对于直流锅炉，若燃料不变，由于给水温度降低，加热段加长、过热段缩短，过热汽温会随之降低，负荷也会降低。因此，当给水温度降低时，必须改变原来设定的煤水比，即适当提高煤水比，以使过热汽温维持在额定值。

c过量空气系数

当过量空气系数增大时，除排烟损失增加、锅炉效率降低外，炉膛水冷壁吸热减少，造成水冷壁出口温度降低、屏式过热器出口温度降低;虽然对流过热器吸热量有所增加，但在煤水比不变的情况下，末级过热器出口汽温有所下降。过量空气系数减少时，结果与增加时相反。

d火焰中心高度

火焰中心高度变化的影响与过量空气系数变化的影响相似。在煤水比不变的情况下，火焰中心上移类似于过量空气系数增加，过热汽温略有下降;反之，过热汽温略有上升。

e受热面结渣

煤水比不变，炉膛水冷壁结渣时，过热汽温有所降低;过热器结渣或积灰时，过热汽温下降明显。

f燃料的影响

当燃料的发热量下降时，为了维持负荷以及中间点温度的不变，燃料量会逐渐增加，此时虽然炉膛辐射換热大体相当，但是由于烟气量的增加，过热器对流换热增加，故稳定后主热蒸汽温度会上升，所以也应该适当的减小中间点温度的设定值。反之，当燃料发热量升高时，应该适当提高中间点温度。

2、直流锅炉干态运行过热汽温的调节

a过热汽温粗调（煤水比的调节）

煤水比调节的主要温度参照点是分离器出口温度即所谓的中间点温度。分离器呈干态，中间点温度为过热温度。从直流锅炉汽温控制的动态特性可知：过热汽温控制点离开工质开始过热点越近，汽温控制时滞越小，即汽温控制的反应明显。运行中，煤水比变化时，中间点温度就会偏离设定值。中间点温度的偏差信号指示运行人员或计算机及时调节煤水比，消除中间点温度的偏差，以便保持过热汽温度的稳定。

b过热汽温度的细调

锅炉蒸汽温度的稳定是反映锅炉汽温调节性能的主要标志。由于锅炉调节中受到许多因素变化的影响，只靠煤水比的粗调还不够;另外，还可能出现过热器出口左、右侧温度偏差。喷水减温器调节惰性小，反应快，开始喷水到喷水点后汽温开始变化只需几秒中，可以实现精确的细调。所以，在整个锅炉负荷范围内，要用喷水减温来消除煤水比调节（粗调）所出存在的偏差，以达到精确控制过热汽温的目的。必须注意的是，要严格控制减温水总量，尽可能少用，以保证有足够的水量冷却水冷壁。

二、直流锅炉干态运行再热汽温的控制和调节

1、影响直流锅炉干态运行再热汽温的主要因素

a给水温度

给水温度降低时（如高压加热器退出），若锅炉出力保持不变，则需要增加燃料量，以补充因给水温度降低而减少的热量;这样，炉膛出口烟气量增加，以对流受热面为主的再热器吸热量增加，导致再热汽温升高。

b过量空气系数

过量空气系数增加，以对流受热面为主的再热器吸热量增加，再热汽温升高;反之则降低。

c炉膛火焰中心

炉膛火焰中心的高度对再热汽温有相当显著的影响，是调节再热汽温的重要手段。当火焰中心抬高时，炉膛出口温度上升，以对流受热面为主的再热器进口烟温升高，吸热量增加，再热汽温提高;反之，再热器吸热量减少，再热汽温降低。

d受热面结渣

再热器受热面结渣或积灰，吸热量减少，再热汽温降低。炉膛水冷壁结渣，水冷壁吸热量减少，导致炉膛出口烟温上升，再热器吸热量增加，再热汽温提高。

e过热汽温度和压力

过热汽温度变化会引起高压缸排汽变化。过热汽温降低，高压缸排汽温度降低;在再热器吸热量不变的条件下，因再热器进口温度降低，导致再热器出口温度降低。过热蒸汽压力的变化也会引起再热器温度的变化。过热蒸汽压力降低，在过热汽温不变的情况下，过热蒸汽的焓增大，高压缸排汽温度上升;在再热器吸热量不变的条件下，因再热器进口温度升高，使再热器出口温度提高;反之，过热蒸汽压力升高，再热汽温降低。

f燃料的影响

当燃料的发热量下降时，为了维持负荷以及中间点温度的不变，燃料量会逐渐增加，此时虽然炉膛辐射换热大体相当，但是由于烟气量的增加，再热器对流换热增加，故稳定再热蒸汽温度会上升。

2、直流锅炉干态运行再热汽温的调节

再热汽温得调节方法：一是改变流通再热器得烟气量（靠调节烟道烟气挡板来实现）;二是再热器喷水减温（在紧急情况下或烟气挡板调节无效时），作为事故喷水减温。采用烟道挡板调温的主要优点是：在调节再热汽温时，对炉膛的燃烧工况影响小，且调节幅度较大。其缺点是：调温迟滞时间长，挡板易卡塞，挡板开得较大时易引起磨损，关得较小时又易引起积灰。

结束语：直流锅炉干态运行汽温调节是一项及其重要但又经常操作的工作，只有在日常调整中掌握影响温度调节的因素，多思考、勤总结，才能提高应变能力，保证锅炉安全、经济运行。

参考文献：

1、电站锅炉运行特性    中国电力出版社   刘彤  2018年8月

2、新疆华电高昌热电有限公司锅炉运行规程

马月锐、雷贯强等  2020年6月