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捷制500MW机组 蒸汽温度控制分析探讨 周广斌　李富新 （山西神头第二发电厂） 摘要：主要分析总结捷制500MW机组蒸汽温度的调整原理和方法，提高蒸汽温度的调节质量，保证机组安全经济运行。 关键词：温度；工况；调整；分析 1　前言 蒸汽温度是表征锅炉特性的重要参数之一，各锅炉都有明确规定的额定汽温值和允许的偏差范围、变化速率。如果汽温过高，会使锅炉受热面及蒸汽管道金属材料的蠕变速度加快，缩短使用寿命。超温严重时，将会因材料强度的急剧下降而导致管道发生爆破。同时，当汽温过高超过允许值时，还会使汽轮机的汽缸、主汽门、调节汽门、喷嘴和叶片等部件的机械强度降低，部件温差热应力、热变形增大，将导致设备的损坏。如果汽温偏低，使机组的理想焓降减少，效率降低，机组的功率会随着汽温的降低而自行下降。如要维持机组负荷不变，蒸汽流量会自行增大，汽轮机调节级理想焓降会减少，末级的理想焓降会增大，引起末级叶片弯应力明显增大，甚至会超过允许值。同时，汽温过低还会使汽轮机末级叶片的蒸汽湿度增大，造成叶片的浸湿加剧。过热汽温和再热汽温变化太大，还将引起汽轮机胀差变化，产生机组振动，严重时发生动静摩擦。汽温下降太快，会导致汽轮机水冲击事故，损坏通流部分和推力轴承，危机机组安全运行。总上所述，汽温调节具有非常重要的意义，很有必要进行研究总结。 2 蒸汽温度控制系统概述 捷制500MW的1650t/h亚临界低备率强制循环锅炉设有四级过热器和两级再热器，其中，第三、四级过热器和第二级再热器的出入口均交叉布置，有利于防止吸热偏差大。每级过热器和再热器都分A、B、C、D四路。过热器减温水系统共设Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级减温，高旁喷水减温系统称为第Ⅳ级减温，再热器减温水系统为单级系统，称为第Ⅴ级减温。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ级减温器分别安装在辐射过热器入口、三级过热器入口、四级过热器入口、高级再热器入口。蒸汽温度调节采用喷水减温器，Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ级减温器还装设事故调节喷头。喷水减温器是将减温水直接喷入蒸汽中，水吸收蒸汽热量被加热、蒸发和过热，使汽温降低，以达到调节蒸汽温度的目的。由于喷水减温器是将水汽直接接触的原理工作的，故其调节幅度大、惯性小、调节灵敏，易于自动化。但对水质的要求很高，过热器减温水源来自于给水泵出口和强制循环泵出口；再热器减温水来自于给水泵中间抽头。 在单元机组集控DCS控制系统中可监视和调节蒸汽温度。在DCS系统蒸汽控制画面中显示每级过热蒸汽和再热蒸汽的实时出入口温度，并装设相关热键与对应调节阀门的软手操控制器相联锁。在DCS控制系统中可查看蒸汽温度历史曲线，便于分析总结蒸汽温度的调整状况。每级任一路减温水均有两个软手操器对应控制就地主、备两套减温水阀门，同时电动调整门和电动关断阀具有相互联动功能。任一路三级过热蒸汽温度、出口过热蒸汽温度和出口再热汽温超限达保护定值时，对应主保护动作，锅炉灭火，汽轮机掉闸，发电机解列。 3 蒸汽温度的影响因素 捷制500MW锅炉蒸汽温度的变化与诸多因素有关，如锅炉负荷、给水温度、燃烧工况、减温水及受热面的清洁程度等工况的改变都将引起锅炉汽温发生变化。另外主汽温度变化还会使汽轮机高压缸排汽温度（低级再热器入口温度）变化，造成再热器出口汽温波动。这些因素在实际运行中常常同时产生影响。 3.1　燃料性质变化。燃料性质的变化主要是燃煤挥发分、水分、灰分、含碳量以及煤粉细度的改变。当燃煤的挥发分降低，含碳量增加或煤粉较粗时，煤粉在炉内的燃尽时间增加，炉膛出口烟温升高，使汽温升高；燃煤中的水分和灰分增加时，燃煤的发热量降低，为了保证锅炉蒸发量，必须增加燃料消耗量。水分蒸发和灰分温度提高要吸收炉内热量，使炉内温度水平降低，炉内辐射传热量减少。同时水分增加也是烟气体积增大，烟气流速增加，对流受热面吸热增多，汽温升高。捷制500MW锅炉蒸汽系统受热面总体呈现对流传热性质，故水分增加将使出口过热汽温升高。 3.2　燃料量变化。送入炉内的燃料量取决于锅炉负荷，负荷发生变化，燃料量必须相应变动，炉膛出口烟温发生变化，烟气流速发生变化。当锅炉加负荷时，燃料量增多，烟气流量也增加，蒸汽温度会升高。 3.3　磨煤机组合方式变化。锅炉正压直吹式制粉系统共配置六台中速磨煤机，正常运行中，投运四台或五台磨。每台磨煤机对应同层四个直流扰动式喷燃器，喷燃器分三层布置在炉前后墙上，每层间跨距8米。当喷燃器从上排切换至中排或下排时，火焰中心明显下降，汽温下降。 3.4　风量调节变化。当送风量或漏风量增加而使炉内过剩空气量增加时，由于低温空气的吸热，将使炉膛温度降低，辐射传热减弱，流经对流过热器的烟气量增多，烟气流速变快，对流过热器的汽温升高。若风量不足，燃烧不好，造成烟道再燃烧时，会使汽温升高，如果严重不足，燃烧差，炉温降低幅度大，使汽温和机组负荷均下降。