劉志榮（黃金埠發(fā)電有限公司，江西上饒335101）

黃金埠電廠再熱汽溫偏低原因分析及對策研究

劉志榮（黃金埠發(fā)電有限公司，江西上饒335101）

國內(nèi)燃煤電廠600MW機組再熱汽溫在鍋爐正常運行中低于設(shè)計值運行是較為普遍的現(xiàn)象，我廠的情況同樣沒有例外，特別是近期，隨著負(fù)荷率的不斷走低，這一現(xiàn)象顯得更加嚴(yán)重，針對這些情況，從鍋爐設(shè)計、配風(fēng)、磨組運行方式、煤質(zhì)等方面對再熱汽溫的影響進行了分析，提出了運行調(diào)整方面的建議。

鍋爐；再熱汽溫低；煤質(zhì)；中間點溫度

國內(nèi)燃煤電廠鍋爐再熱汽溫在鍋爐正常運行中低于設(shè)計值運行是較為普遍的現(xiàn)象，在鍋爐負(fù)荷變動時該偏差會更大。鍋爐再熱汽溫低一方面會影響機組的經(jīng)濟性，例如筆者所在電廠應(yīng)用的超臨界機組，在過熱汽溫和再熱汽溫在縮減10℃的情況下，均會導(dǎo)致發(fā)電過程中消耗的煤碳資源提升，通常情況下，兩種情況會分別提升近1.0g標(biāo)煤/（kWh）和0.8g標(biāo)煤/（kWh）。另一方面對于機組的安全運行也會帶來極大危害，汽溫過低，導(dǎo)致汽輪機最后幾級蒸汽濕度明顯提升，進而使水蒸汽對金屬葉片的腐蝕性更加嚴(yán)重，甚至直接出現(xiàn)水沖擊現(xiàn)象，直接使汽輪機的正常運行受到影響，所以在燃煤電廠鍋爐運行的相關(guān)規(guī)定中，通常會明確要求，如果汽溫的實際數(shù)值超出設(shè)定的范圍，要及時的對汽輪機進行減負(fù)荷處理，如果情況嚴(yán)重要使汽輪機被迫停止運行。除此之外，在低溫發(fā)生急劇變化的過程中，鍋爐受熱面的漢口和連接位置的熱應(yīng)力會快速的增加，使氣缸、轉(zhuǎn)子等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的相對位移提升，如果得不到及時的處理，可能使汽輪機在葉輪和隔板的作用下產(chǎn)生強烈的震動，對其性能和使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。那么導(dǎo)致鍋爐再熱汽溫低的原因有哪些？又該采取什么措施來改善呢？

1 鍋爐設(shè)計中存在的先天不足

鍋爐廠在進行鍋爐設(shè)計時，從投資和管段布置簡化的方面考慮，對再熱器的各個段的面積設(shè)計存在不近合理的地方，是需要在鍋爐正常運行中加以實踐檢驗的。從我廠兩臺鍋爐運行近十年的情況來看，這個問題是需要認(rèn)真審視的。我們可以通過焓升實驗來檢驗再熱器的換熱面積設(shè)計是否合理，從而確定出問題所在。國內(nèi)很多廠的600MW機組進行了增加了再熱器受熱面積方面的改造，再熱汽溫均得到了一定程度的提升，這個值得我們借鑒，我們廠也可以在充分考慮投資和收益的前提下，適當(dāng)進行這方面的改造。

2 鍋爐受熱面結(jié)渣積灰的影響

鍋爐運行過程中，結(jié)渣積灰覆蓋受熱面而且不能得到有效的清除，會導(dǎo)致受熱面的熱量不能及時的消散，這對鍋爐的效率和汽溫均會產(chǎn)生直接的影響，所以在鍋爐運行的過程中，保證吹灰系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài)具有重要作用，需要我們進一步優(yōu)化鍋爐的吹灰方式。當(dāng)摻燒容易結(jié)焦的煤種時，我們可以選擇性的增投吹灰器，尤其是高、低再熱器段的吹灰器，從而減小鍋爐受熱面結(jié)渣積灰對再熱汽溫的影響。

3 凝汽器真空運行狀態(tài)的影響

在通常情況下，如果凝汽器真空在設(shè)計范圍內(nèi)進行正常的運行，鍋爐再熱汽溫也在設(shè)計的范圍內(nèi)，但如果前者的運行超出或偏離了設(shè)計范圍，即使外界電負(fù)荷需求并不發(fā)生改變，后者也難以滿足設(shè)計要求，可見凝汽器真空運行狀態(tài)對鍋爐再熱汽溫的影響非常顯著，而對鍋爐真空運行狀態(tài)產(chǎn)生影響的因素較多，所以在燃煤電廠電力生產(chǎn)的過程中，應(yīng)對凝汽器真空運行狀態(tài)影響因素進行系統(tǒng)的把握和針對性的優(yōu)化。

4 給水品質(zhì)和蒸汽品質(zhì)對再熱汽溫的影響

如果給水和蒸汽的品質(zhì)在較長一段時間內(nèi)均處于不合格的狀態(tài)，將直接導(dǎo)致受熱面管子的內(nèi)壁上出現(xiàn)大量的水垢，這不僅會提升傳熱端差，而且在管壁內(nèi)徑縮減的同時，會導(dǎo)致傳熱時間減少，這必然導(dǎo)致包括再熱汽溫的各蒸汽溫度下降，如果得不到及時的控制將會導(dǎo)致更加嚴(yán)重的“四管泄漏”?？梢?，不合格給水品質(zhì)和蒸汽品質(zhì)對再熱溫度的影響是在較長時間后逐漸加重的，所以在問題出現(xiàn)前期進行有效的控制和改善至關(guān)重要。

5 煤質(zhì)對再熱汽溫的影響

眾所周知，鍋爐在設(shè)計的過程中，要結(jié)合具體的煤種特征進行，例如鍋爐受熱面面積的計算等，所以具體的煤質(zhì)對再熱汽溫也會產(chǎn)生影響，在當(dāng)前煤炭市場較好的情況下，根據(jù)以往我們的經(jīng)驗，可以適當(dāng)在C、D磨摻燒低熱值的樂平汽車煤，增加相同負(fù)荷下的總煤量，對于提高再熱汽溫是很有好處的。

6 爐膛出口煙溫偏差大小的影響

爐膛出口煙溫偏差是目前所有燃煤電廠鍋爐難以克服的問題，所以其產(chǎn)生的影響也不容忽視，筆者所在電廠應(yīng)用的四角切圓燃燒鍋爐產(chǎn)生的煙溫偏差也十分明顯。通常情況下，爐膛出口煙溫偏差與此位置受熱面受熱偏差之間具有較顯著的正相關(guān)性，而受熱面管中過熱超溫和欠熱的同時存在，必然導(dǎo)致鍋爐運行調(diào)整的難度加大。降低爐膛出口煙溫偏差是保證鍋爐受熱面安全運行的重要途徑，所以改變原有的對單一鍋爐工況進行空氣動力場實驗的方法，對鍋爐各負(fù)荷段一次風(fēng)、二次風(fēng)、兩風(fēng)之間的平衡進行實驗和提升，才能保證鍋爐變負(fù)荷的實際需要，進而通過合理的配風(fēng)調(diào)節(jié)，使?fàn)t膛出口煙溫偏差達到最小的成果。

7 燃燒器傾角擺動失常對再熱汽溫的影響

在燃燒器傾角可以靈活調(diào)整的情況下，可以對水蒸汽的溫度進行有效的調(diào)整，通常情況下，在燃燒器傾角上調(diào)20°的同時，爐膛出口煙汽溫度改變的幅度可以超過100℃，這種簡單、及時的方式可以實現(xiàn)大幅度的溫度調(diào)節(jié)，所以在調(diào)節(jié)再熱汽溫過程中應(yīng)用較為常見。但由于此結(jié)構(gòu)控制和傳動結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境較差、要對其進行有效的日常維護對資金和技術(shù)的要求均非常高，導(dǎo)致燃燒器的控制和傳動結(jié)構(gòu)在運行的過程中，出現(xiàn)不同步問題的概率非常大，甚至分布于爐膛四角的噴嘴不在同一水平面，在低負(fù)荷狀態(tài)下直接提升了鍋爐運行的危險性，我廠去年就出現(xiàn)過#2爐燃燒器擺角故障而運行中無法處理的情況，這就要求我們運行必須加強燃燒器擺角位置的檢查，并且認(rèn)真執(zhí)行燃燒器擺角定期活動試驗，保證燃燒器擺角的正常運行，同時設(shè)備檢修部門充分利用機組大小修的機會，對燃燒器擺角進行檢查，該更換的設(shè)備應(yīng)該及時更換，保證擺角的正常運行，避免自動變手動、手動變不動問題的發(fā)生。

8 燃燒器運行方式產(chǎn)生的影響

如果鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化，通過調(diào)整不同磨組的運行狀態(tài)，進而使?fàn)t膛火焰中心所處位置發(fā)生改變，使水蒸汽的溫度得到調(diào)節(jié)，通過機組的長期運行，根據(jù)我們的經(jīng)驗，優(yōu)先對最上層燃燒器進行投入運行的同時，停運最下層燃燒器可以得到較好的調(diào)溫效果。建議是需要運行五臺磨組時，優(yōu)先采取BCDEF上五層磨組的運行方式，需要運行四臺磨組時，優(yōu)先采取BCDF四層磨組的運行方式。

9 燃燒器出力和配風(fēng)工況對再熱汽溫的影響

筆者所在電廠應(yīng)用的鍋爐幾乎所有采用了四角分布切圓燃燒方式，在此燃燒方式中二次風(fēng)間隔和煤粉燃燒器要間隔分布，所以在鍋爐處于較低的負(fù)荷狀態(tài)下，要達到對再熱汽溫調(diào)整的效果，需要對處于上層磨組的出力進行提升，減小下層磨組的出力，并在此過程中，在將總風(fēng)量視為固定值的基礎(chǔ)上，對上層磨組和下層磨組的二次風(fēng)分配比例進行調(diào)整，實現(xiàn)對爐膛火焰中心結(jié)構(gòu)所處位置和狀態(tài)的優(yōu)化，即關(guān)小下層二次風(fēng)，增大上層二次風(fēng)，抬高爐膛火焰中心。這種調(diào)節(jié)后的爐內(nèi)燃燒呈“三角”，達到提高再熱汽溫的目的。

10 過量空氣系數(shù)對再熱汽溫的影響

如果在鍋爐處于較低負(fù)荷狀態(tài)的情況下，對總風(fēng)量適當(dāng)?shù)奶嵘?，既可以在爐膛火焰中心位置優(yōu)化的同時，使?fàn)t膛出口煙溫和半輻射半對流再熱器受熱面吸熱能力均得到改善，又可以使煙氣的流速在增加的同時促使對流換熱器低溫再熱器吸收的熱量提升，兩者均會帶到再熱汽溫的身高，所以過量空氣系數(shù)的大小對再熱汽溫會產(chǎn)生重要的影響，但需要注意的是，如果此系數(shù)的具體值過大，會導(dǎo)致爐膛溫度的大幅縮減，即“冷爐”，使鍋爐的運行面臨較大的安全威脅。建議550MW工況時，維持運行氧量3.0～3.5%，不要≮3.0%；建議500MW工況，運行氧量維持3.5%左右；430MW左右負(fù)荷工況穩(wěn)定煤質(zhì)條件下，四臺磨組運行，運行氧量維持4.5%左右；建議在350MW以下低負(fù)荷工況，控制氧量5.5%左右；建議在300MW以下低負(fù)荷工況，控制氧量6.0～6.5%左右。

11 中間點溫度

提高中間點溫度，對于再熱汽溫提高的作用是明顯的。在高負(fù)荷時段，在保證鍋爐水冷壁、屏過不超溫的情況下，盡量提高中間點溫度的設(shè)定值，從而提升中間點溫度。再就是低負(fù)荷時段，中間點溫度的設(shè)定就顯得尤為重要。隨著我省百萬機組的投產(chǎn)和經(jīng)濟增長速度減緩，我廠的機組負(fù)荷率快速下降，尤其是晚峰過后，經(jīng)常出現(xiàn)連續(xù)7～8h單機負(fù)荷帶至250MW甚至更低的情況；為了消除協(xié)調(diào)控制模式造成的機組負(fù)荷波動，我們大家都采用了機組切TF模式的運行方式。這個時候出現(xiàn)了主再熱汽溫嚴(yán)重偏離設(shè)計值的情況。我們可以通過摸索，保證鍋爐各管段不超溫的情況下，盡量提高中間點溫度，從而盡可能多的提高主再熱汽溫；對于經(jīng)常出現(xiàn)的快速將至低負(fù)荷的過程，經(jīng)常出現(xiàn)給水流量減下來比較遲緩的過程，我們可以摸索經(jīng)驗，將給水流量手動降到目標(biāo)值，從而減緩再熱汽溫的快速下降，待工況穩(wěn)定后，再重新投入給水和中間點溫度自動，并盡可能提高中間點溫度，從而提高再熱汽溫。

我廠再熱汽溫自投產(chǎn)來一直偏離設(shè)定值較多，在當(dāng)前電力市場日漸疲軟的情況下，除了努力提高機組的負(fù)荷率從而可以在較多的時間內(nèi)保證再熱汽溫的前提下，需要我們在今后的工作中不斷摸索經(jīng)驗和總結(jié)，進一步提高再熱汽溫，從而提高機組的經(jīng)濟性，深挖潛力，為節(jié)能工作作出更大的貢獻。

［1］韓昭滄.燃料及燃燒，第二版.北京：冶金工業(yè)出版社，1994.

［2］汪祖鑫.超臨界壓力600MW機組的啟動和運行.北京：中國電力出版社，1996.

【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-2066（2016）29-0052-02

2016-9-29

劉志榮，男，本科，集控運行技師國電黃金埠發(fā)電有限公司發(fā)電運行部值長。