浅谈电站锅炉蒸汽温度调整

摘 要：锅炉蒸汽温度是火电厂运行质量的重要指标之一，蒸汽温度直接影响电厂的安全性和经济性。本文主要叙述了影响汽温的因素，并提出了调整方法。

关键词：汽温；安全；调整

随着节能减排形势的日益严峻，为提高火电厂的热效率，现代电站锅炉设计的蒸汽初参数日益升高，与此同时带来的安全问题也更加突出。相对于蒸汽压力，蒸汽温度的影响因素更为复杂，调节难度大，对机组经济性、安全性的影响更加明显。

锅炉蒸汽温度过高会使金属管壁在高温下发生蠕变降低金属强度，甚至导致换热器爆管，严重影响安全。如果锅炉蒸汽温度偏低，则会降低机组的热效率。另外，过热汽温的降低还会导致蒸汽做功能力减小，蒸汽流量增大，轴向推力增大，也对汽轮机安全运行带来不利的影响。采用中间再热系统的锅炉在运行中，再热汽温偏低会使汽轮机低压缸排汽湿度升高，甚至带水，严重影响汽轮机的安全运行。同时，为提高循环热效率，还应在金属材料允许的条件下尽量提高再热汽温。

接下来，我们通过分析影响汽温的因素，结合实际调整经验，提出一些汽温的调整方法。

1 影响汽温的因素

1.1 锅炉负荷

锅炉负荷增加时，锅炉的燃料量增加，烟气量和烟气流速均增大。此时，由于煤在炉膛中燃烧的火焰温度基本不变，所以火焰与炉膛的辐射换热量增加较小。这就是说负荷增加整个锅炉受热面辐射换热比例相对减小而尾部烟道的对流换热比例增加。

过量空气量系数改变也即改变送风量，最终使进入尾部烟道的烟气量及其流速发生改变。这将改变整个对流换热区域的换热条件。

1.3 给水温度

提高给水温度，可以降低单位蒸发量所需的燃料量，这时流过尾部烟道的烟气量也相应减少，汽温随之下降；反之，汽温将上升。因此，回热循环的运行方式直接影响给水温度，也对汽温有显著影响。

1.4 燃烧器的运行方式

燃烧器沿炉膛纵向布置，运行的燃烧器的位置不同将对炉内火焰中心位置及炉膛出口烟温带来很大的影响，这都会影响汽温变化。

1.5 主蒸汽压力

蒸汽压力和温度决定了蒸汽的焓值，即做功能力。在实际运行中，温度基本不变，提高主蒸汽压力，焓值升高，同等负荷下汽轮机所需蒸汽流量下降，锅炉蒸发量下降，所需燃料量下降，烟气量也随之减少。对于对流特性的过热器和再热器来说，提高主蒸汽压力，汽温下降。

1.6 减温水量及减温水温度

减温水流量大、温度低时，过热器出口的汽温将明显下降，反之汽温将升高。

1.7 火焰中心的位置

火焰中心的位置直接影响炉膛和尾部烟道的吸热比例，对汽温的影响较大。

1.8 二次风的配风

二次风的配风情况直接影响火焰中心的位置及炉内燃烧的过程。对于四角切圆的锅炉来说，二次风的调整对于消除汽温左右两侧偏差尤为重要。

1.9 锅炉受热面的结焦及积灰情况

灰分及煤焦的热阻较大，受热面结焦及积灰都将影响烟气与受热面的换热。

2 汽温调节的方法

饱和蒸汽通过受热面管壁间接吸收烟气热量形成过热蒸汽，所以，汽温调节应从管壁内侧和外侧两方面入手：管壁内侧的调节和管壁外侧的调节。管壁内侧的调节，也就是通过改变管内蒸汽的热焓来调节温度。例如喷水式减温器，喷入的温度较低的水与管内高温过热蒸汽混合后吸收热量生成温度较高的过热蒸汽同时降低原过热蒸汽的热焓，从而使汽温下降，通过控制喷水量可以达到调节汽温的目的。管壁外侧的调节，是通过改变管壁外侧烟气的流量、流速以及温度来调节汽温。

2.1 从管壁内侧调节汽温

管壁内侧调节汽温一般采用喷水减温。喷水减温操作简单，只需根据汽温变化适当增加或减少减温水的投入量即可。

主蒸汽由于容积大、流程长，调节难度较高，通常设置两级喷水减温器。第一级作为粗调节，布置在分隔屏过热器之前，调节屏式过热器出口汽温，用来保护屏式过热器，防止管壁超温。该减温器后面还有多级过热器且离主蒸汽出口较远，只能对汽温作粗略的调整。第二级减温器作为细调节设在末级对流过热器进口，直接调整主蒸汽出口温度，此处距主蒸汽出口距离近，且此后只有一级末级对流过热器，所以第二级喷水减温的灵敏度高，调节时滞也小，能有效的保证主蒸汽出口温度符合要求。正常工况时，

一、二级喷水量的比例为总喷水量的75%和25%，在高加全部切除时其比例为95%和5%。

喷水减温虽然操作简单，减温效果明显，但对于机组的经济性来说有不利的影响。一方面，减温水是直接从给水泵到达过热器或再热器，最终蒸汽流量一定的情况下，经过省煤器的水量减少，排烟温度上升，排烟热损失增大；另一方面喷水减温的过程本身是一个熵增的过程，损失了做功能力。对于再热器来说，喷水减温增加了再热蒸汽流量，增大了中低压缸的做功比例，减小了高压缸的出力，这就等于部分的用低压蒸汽循环代替高压蒸汽循环做功，必然导致整个机组热经济性的降低。所以，再热减温水又称事故减温水，主要任务是保护再热器。正常运行时，应尽量避免再热减温水的投入。

喷水减温最大的不足之处是只能使蒸汽减温而不能升温，所以当锅炉负荷较低或煤种原因导致汽温偏低时，此时应考虑降低主汽压力或采用滑压运行，可适当提高主汽温度，但这种方法效果有限。

2.2 从管壁外侧调节汽温

（1）调整火焰中心位置。火焰中心位置可以决定火焰在炉膛内停留时间的长短，也即决定了辐射换热量与对流换热量的比例。当火焰中心抬高时，火焰离过热器较近，炉内辐射吸热量减少，炉膛出口烟温升高，则过热汽温将升高。火焰中心位置降低时，则过热汽温降低。

调整火焰中心位置有以下几种方法：

1）改变燃烧器的运行方式。大容量锅炉一般都在垂直方向配置多层燃烧器，且都有冗余配置，实际运行中可根据实际需要使用不同的燃烧器组合。理论上当汽温高时应尽量先投用下层燃烧器，反之，应尽量先投用上层燃烧器。不同的锅炉，特性不尽相同，可根据设备情况进行调整。

2）调整燃烧器的摆角。大容量锅炉的燃烧器喷嘴一般均可上下摆动（有的是部分燃烧器可摆动），可以通过改变喷嘴倾角来改变煤粉在炉膛内燃烧的位置也就是火焰中心的位置，从而达到调整汽温的目的。但摆动幅度不可过大，一般不超过±30°。如果向下的倾角过大，火焰直吹水冷壁下部或冷灰斗，造成其工作环境恶化导致结渣。如果向上倾角过大，煤粉燃烧时间缩短，增加不完全燃烧损失并可能发生炉膛灭火。

3）调整二次风配风。为使煤粉能完全燃烧以及控制燃烧产物，炉膛自上而下配置多层二次风门。在保证炉膛不缺氧的情况下，可以通过改变上下层二次风门开度的方法来改变燃烧各阶段二次风送入的量以及炉膛内的烟气动力场，从而达到改变火焰中心位置的目的。一般可以开大上层二次风，关小下层二次风，以压低火焰中心。一般可以关小上层二次风，开大下层二次风，以抬高火焰中心。实际调整时应根据燃烧器的运行方式、燃烧器周界风的投入量以及二次风箱的压力等其他因素灵活调整。

（2）改变烟气量。改变流经尾部烟道的烟气量，则烟气流速和温度必然改变，烟气对过热器的放热量也将发生变化。烟气量增多时汽温升高，烟气量减少时，汽温降低。

改变烟气量一般是通过调节总风量来实现。调节总风量可以改变流经尾部烟道的烟气量，达到调节汽温的目的。调节总风量重要前提是必须满足燃烧的需要，即充足的氧量和能满足制粉出力的一次风量。利用风量调节汽温还应兼顾锅炉的经济性。因为过多的风量不但增加了风机的耗电量，降低了电厂的经济性，而且增加了排烟损失，降低锅炉效率。

（3）吹灰及除焦。及时清理受热面不仅可以提高受热面换热效率，改善蒸汽动力循环，保护受热面，还可以作为一种汽温调节的辅助手段。炉膛吹灰后可以提高炉膛换热能力，增加炉膛吸热比例，有利于降低汽温；尾部烟道吹灰可以提高尾部烟道换热能力，增加尾部烟道吸热比例，有利于提高汽温。