煤質(zhì)差時(shí)再熱汽溫的控制措施

李蔚

【摘要】再熱器循環(huán)可以降低汽輪機(jī)末級(jí)葉片的蒸汽濕度，降低消耗，提高電廠的熱效率。高壓缸做功以后的乏汽，回到鍋爐以后，主要提高蒸汽的干度，提高機(jī)組的熱效率，降低汽輪機(jī)低壓部分蒸汽帶水?，F(xiàn)主要就對(duì)鍋爐再熱器汽溫進(jìn)行了一些研究和探討。

【關(guān)鍵詞】再熱器 循環(huán)

一、為什么要控制鍋爐的再熱汽溫

蒸汽再熱器是鍋爐的重要組成部分，其作用是將在汽輪機(jī)高壓缸做功之后的蒸汽再次加熱到新蒸汽溫度，然后送到汽輪機(jī)中壓缸繼續(xù)做功，進(jìn)過再熱循環(huán)，一方面可以提高循環(huán)熱效率，另一方面可以使汽輪機(jī)的末級(jí)葉片的濕度控制在容許的范圍內(nèi)。

再熱器循環(huán)可以降低汽輪機(jī)末級(jí)葉片的蒸汽濕度，降低消耗，提高電廠的熱效率。高壓缸做功以后的乏汽，回到鍋爐以后，主要提高蒸汽的干度，進(jìn)入汽輪機(jī)做功，不會(huì)對(duì)汽輪機(jī)產(chǎn)生損壞，控制再熱汽溫的目的也就在于此，提高機(jī)組的熱效率，降低汽輪機(jī)低壓部分蒸汽帶水，由于蒸汽負(fù)荷是由用戶決定的，所以幾乎都采用改變煙氣流量作為主要控制手段。

二、再熱汽溫的控制方法

再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用擺動(dòng)火嘴加噴水減溫的控制方式。按設(shè)計(jì)，再熱蒸汽溫度正常情況下由噴燃器火嘴傾角的擺動(dòng)來控制。也就是說，再熱器汽溫控制的減溫水閥門平常是全關(guān)的，它對(duì)再熱汽溫只起一種輔助的或保護(hù)性質(zhì)的調(diào)節(jié)作用。

（一）擺動(dòng)火嘴

擺動(dòng)燃燒器火嘴傾角是設(shè)計(jì)用來調(diào)節(jié)再熱汽溫的正常手段。它是一個(gè)帶前饋信號(hào)的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在鍋?zhàn)o(hù)A， B側(cè)末級(jí)再熱器出口聯(lián)箱上各裝有兩個(gè)出口蒸汽溫度測(cè)點(diǎn)，可由運(yùn)行人員在OIS下一動(dòng)選擇每側(cè)的某一測(cè)點(diǎn)或兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均值作為本次再熱汽溫控制使用。根據(jù)主蒸汽流量經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出的隨機(jī)組負(fù)荷變化的再熱汽溫設(shè)定值。與運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定值經(jīng)小值選擇器后與再熱蒸汽測(cè)量值進(jìn)行比較，偏差進(jìn)入控制器，控制器設(shè)計(jì)為SMITH預(yù)估器和PID調(diào)節(jié)器互相切換的方式，兩者只能由一個(gè)起控制作用，為了提高再熱汽溫在外擾下的調(diào)節(jié)品質(zhì)，控制回路設(shè)計(jì)了機(jī)組負(fù)荷和送風(fēng)量經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出的前饋信號(hào)，根據(jù)再熱汽溫的偏差經(jīng)控制器的控制運(yùn)算后在加上前饋信號(hào)，形成了對(duì)燃燒器火嘴傾角的控制指令，這個(gè)指令信號(hào)分四路并列輸出去驅(qū)動(dòng)爐膛四角的燃燒器火嘴傾角。

（二）噴水減溫

噴水減溫只起輔助或保護(hù)性質(zhì)的減溫作用。每側(cè)的再熱汽溫有兩個(gè)測(cè)量信號(hào)，當(dāng)擺動(dòng)火嘴在自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，噴水減溫的再熱汽溫設(shè)定在擺動(dòng)火嘴控制系統(tǒng)設(shè)定值的基出上加上根據(jù)擺動(dòng)火嘴控制指令經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出的偏置量，意在當(dāng)擺動(dòng)火嘴有調(diào)節(jié)與低時(shí)抬高噴水減溫控制系統(tǒng)設(shè)定值以確保噴水減溫閥門關(guān)死。當(dāng)擺動(dòng)火嘴控制指令接近下限而將失去調(diào)節(jié)余地時(shí)，該偏置量應(yīng)該減小到零以便再熱汽溫偏高時(shí)噴水閥門接替擺動(dòng)火嘴的減溫手段。

（三）汽溫調(diào)節(jié)的概念和方法

維持穩(wěn)定的汽溫是保證機(jī)組安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所必須的。主汽溫過高會(huì)使金屬應(yīng)力下將影響機(jī)組的安全運(yùn)行，汽溫低則會(huì)降低機(jī)組循環(huán)效率。因此，要求鍋爐設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)溫手段，以修正運(yùn)行因素對(duì)汽溫波動(dòng)的影響。對(duì)汽溫調(diào)節(jié)方法的基木耍求是：調(diào)節(jié)慣性或延遲時(shí)間小，調(diào)節(jié)范圍大，對(duì)熱循環(huán)熱效率影響小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠及附加設(shè)備消耗少。煙氣側(cè)的調(diào)節(jié)，使通過改變鍋爐內(nèi)輻射受熱面和對(duì)流受熱面吸熱量分配比例的方法或改變流經(jīng)過熱器的煙氣量的方法吸如調(diào)節(jié)煙氣擋板來調(diào)節(jié)再熱器蒸汽溫度。

（1）從蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)汽溫。汽溫調(diào)節(jié)通常采用噴水減溫作為主要調(diào)節(jié)手段。由于鍋爐給水品質(zhì)較高，所以減溫水通常采用給水作為冷卻工質(zhì)。噴水減溫的方法是將水呈霧狀直接噴射到被調(diào)過熱蒸汽中去與之混合，吸收過熱蒸汽的熱量使本身加熱，蒸發(fā)，過熱，最后也成為過熱蒸汽的一部分。被調(diào)溫的過熱蒸汽由于放熱，所以汽溫降低，達(dá)到了調(diào)溫的目的。噴水減溫調(diào)節(jié)操作簡(jiǎn)單，只要根據(jù)汽溫的變化適當(dāng)?shù)淖兏鄳?yīng)的減溫水調(diào)節(jié)閥門開度，改變進(jìn)入減溫器的減溫水量即可達(dá)到調(diào)節(jié)過熱汽溫的目的。

（2）從煙氣側(cè)調(diào)節(jié)汽溫。改變火焰中心位置。改變火焰的中心位置可以改變爐內(nèi)輻射吸熱量和進(jìn)入過熱器的煙氣速度，因而可以調(diào)節(jié)過熱汽溫。當(dāng)火焰中心位置抬高時(shí)，火焰離過熱器較近，爐內(nèi)輻射吸熱量減少，爐膛出口煙溫升高，則過熱汽溫將升高?；鹧嬷行奈恢媒档蜁r(shí)，則過熱汽溫降低。

（四）改變煙氣量

若改變流經(jīng)過熱器的煙氣量，則煙氣流速必然改變，使對(duì)流傳熱系數(shù)變化，從而改變了煙氣對(duì)過熱器的放熱量。煙氣量增多時(shí)，煙氣流速大，使汽溫升高；煙氣量減少時(shí)，煙氣流速小，使汽溫降低。

采用煙氣再循環(huán)。采用煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)汽溫的原理是從尾部煙道（通常是從省煤器后）抽出一部分低溫?zé)煔?，用再循環(huán)風(fēng)機(jī)送回爐膛，并通過對(duì)再循環(huán)煙氣量的調(diào)節(jié)來改變流經(jīng)過熱器的煙氣流量，改變煙氣流速。此外，當(dāng)送入爐膛的低溫再循環(huán)煙氣量改變時(shí)，還使?fàn)t膛溫度發(fā)生變化，爐內(nèi)輻射吸熱與對(duì)流吸熱的比例將改變，從而使汽溫發(fā)生變化。由此，改變?cè)傺h(huán)煙氣量，可以同時(shí)改變流過過熱器的煙氣流量和煙氣含熱量，因而可以調(diào)節(jié)汽溫。

（2）煙氣旁路調(diào)節(jié)。采用這種方法是將過熱器處的對(duì)流煙道分隔成主煙道和旁路煙道兩部分。在旁路煙道中的受熱面之后裝有煙氣擋板，調(diào)節(jié)煙氣擋板的開度，即可改變通過主煙道的煙氣流速，從而改變主煙道中受熱面的吸熱量。采用煙氣旁路來調(diào)節(jié)再熱汽溫時(shí)，還會(huì)影響到過熱汽溫。為了增加再熱汽溫的調(diào)節(jié)幅度并減小對(duì)過熱汽溫的影響，應(yīng)使主煙道中的再熱器有較大的受熱面，而旁路煙道中的過熱器受熱面則應(yīng)小些。

調(diào)節(jié)送風(fēng)量。調(diào)節(jié)送風(fēng)量可以改變流經(jīng)過熱器的煙氣量，即改變煙氣流速，達(dá)到調(diào)節(jié)過熱汽溫的目的。調(diào)節(jié)送風(fēng)量首先必須滿足燃燒工況的要求，以保證鍋爐機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。利用送風(fēng)量調(diào)節(jié)汽溫是有限度的，超過了范圍將造成不良后果。因?yàn)檫^多的送風(fēng)量不但增加了送、吸風(fēng)機(jī)是耗電量，降低了電廠的經(jīng)濟(jì)性，面且增大了排煙熱損失，降低鍋爐熱效率。

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