影響鍋爐汽溫的因素及汽溫的控制措施?

問題：

影響鍋爐汽溫的因素及汽溫的控制措施?

答疑：

鍋爐運行中，如果汽溫過高，將引起過熱器、再熱器、蒸汽管道以及汽輪機汽缸、閥門、轉(zhuǎn)子部分金屬強度降低，導(dǎo)致設(shè)備使用壽命縮短，嚴重時甚至造成設(shè)備損壞事故。從以往鍋爐受熱面爆管事故統(tǒng)計情況來看，絕大多數(shù)的爐管爆破是由于金屬管壁嚴重超溫或長期過熱造成的，因而汽溫過高對設(shè)備的安全是一個很大的威脅。蒸汽溫度低的危害大家也是知道的，它將引起機組的循環(huán)效率下降，使煤耗上升，汽耗率上升，新蒸汽溫度過低時，帶來的后果就不僅僅是經(jīng)濟上的問題了，嚴重時可能引起蒸汽帶水，給汽輪機的安全穩(wěn)定運行帶來嚴重的危害，所以規(guī)程上規(guī)定機組額定負荷下新蒸汽溫度變化應(yīng)在+5℃～-5℃之間。

一、 影響過熱汽溫變化的因素

1、 燃料性質(zhì)的變化：主要指燃料的揮發(fā)份、含碳量、發(fā)熱量等的變化，當煤粉變粗時，燃料在爐內(nèi)燃燼時間長，火焰中心上移，汽溫將升高。當燃料的水份增加時，水份在爐內(nèi)蒸發(fā)需吸收部分熱量，使爐膛溫度降低，同時水份增加，也使煙氣體積增大，增加了煙氣流速，使輻射過熱器的吸熱量降低，對流過熱器的吸熱量增加。

2、 風量及其配比的變化：爐內(nèi)氧量增大時，由于低溫冷風吸熱，爐膛溫度降低，使爐膛出口溫度升高。在總風量不變的情況下，配風的變化也會引起汽溫的變化，當下層風量不足時，部分煤粉燃燒不完全，使得火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高。

3、 燃燒器及制粉系統(tǒng)運行方式的變化：上層制粉系統(tǒng)運行將造成汽溫升高，燃燒器擺角的變化，使火焰中心發(fā)生變化，從而引起汽溫的變化

4、 給水溫度的變化：給水溫度升高，蒸發(fā)受熱面產(chǎn)汽量增多，從而使汽溫降低。反之，給水溫度降低汽溫將升高。

5、 受熱面清潔程度的變化：水冷壁和屏過積灰結(jié)焦或管內(nèi)結(jié)垢時，受熱面的吸熱將減少，使爐膛出口溫度升高，當過熱器本身結(jié)焦或積灰時，由于傳熱不好，將使汽溫降低。

6、 鍋爐負荷的變化：爐膛熱負荷增加時，爐膛出口煙溫升高，使對流受熱面吸熱量增大，輻射受熱面吸熱量降低。

7、 飽和蒸汽溫度和減溫水量的變化：從汽包出來的飽和蒸汽含有少量水分，在正常工況下飽和溫度變化很小，但由于某些原因造成飽和蒸汽溫度較大變化時，如汽包水位突增，蒸汽帶水量增大，在燃燒工況不變的情況下，這些水分在過熱器中要吸熱，將使汽溫降低。在用減溫水調(diào)節(jié)汽溫時，當減溫水的溫度或流量變化時將引起蒸汽側(cè)總熱量的變化，當煙氣側(cè)工況未變時，汽溫將發(fā)生相應(yīng)的變化。

二、 影響再熱汽溫變化的因素

由于再熱器具有較大的容積，工質(zhì)在其中的流速較慢，且又布置在煙氣低溫區(qū)域，煙氣側(cè)的傳熱溫差小，因而再熱汽溫變化的遲滯時間較長。再熱蒸汽壓力低，比熱小，使得再熱汽溫在工況變化時的溫度變化幅度較大。同時，再熱蒸汽溫度不僅受鍋爐工況的變化影響，還受汽輪機工況的影響。如抽汽量變化的影響及高壓缸排汽溫度變化的影響。

1、 高壓缸排汽溫度變化的影響：機組在定壓方式下運行時，高壓缸排汽溫度將隨機組負荷的增加而升高。過熱汽溫的升高也將造成高壓缸排汽溫度的升高，另外，主汽壓力越高，蒸汽在汽輪機中做功能力越大，焓降也越大，高壓缸排汽溫度則相應(yīng)降低。

2、 鍋爐煙氣量的變化：因再熱器呈對流特性，煙氣量越大時，再熱器吸熱越多，汽溫升高。

3、 鍋爐負荷的變化：鍋爐負荷降低時，輻射受熱面的吸熱比例增加，作為對流受熱面的再熱器吸熱量減少，汽溫將降低。

4、 其它一些諸如：受熱面的清潔程度、火焰中心的位置、減溫水量的變化等因素對再熱汽溫的影響與過熱汽溫類似。

三、蒸汽的壓力在這里很關(guān)鍵，從下表可以看出：

隨著汽壓的上升爐水的飽和溫度、飽和水焓上升，而飽和蒸汽焓和爐水的汽化熱減小。我們知道爐水都是汽包壓力下的飽和水，在燃料不變的前提下提高汽包壓力會使得更多的飽和水變?yōu)轱柡驼羝?，而燃料量沒有改變，也就使得主、再熱汽溫下降。

四、 幾種常見的工況擾動造成的汽溫變化分析

1、 高加解列

高加解列后，鍋爐的給水溫度將下降，工質(zhì)加熱和蒸發(fā)所需的熱量增多，在燃料量不變的情況下，鍋爐蒸發(fā)量降低，造成過熱汽溫升高。如果要維持蒸發(fā)量，必須增加燃料，這樣不僅使整個爐膛溫度升高，爐膛出口煙溫升高，且流過過熱器和再熱器的煙氣量和煙氣流速增大，鍋爐熱負荷增大，管壁溫度升高甚至產(chǎn)生超溫，損壞設(shè)備。因此一般在高加停用時，要限制機組負荷不大于90%額定負荷，嚴禁超負荷運行。運行中發(fā)生高加保護動作解列時，應(yīng)立即相應(yīng)開大過、再熱減溫水量，必要時通過減少燃料量來減弱燃燒，達到控制汽溫升高的目的。

2、 啟停制粉系統(tǒng)

當啟動制粉系統(tǒng)運行時，由于大量煤粉進入爐膛內(nèi)，鍋爐熱負荷急劇增加，受熱面吸熱量增大，將造成汽溫升高。為了減小啟動制粉系統(tǒng)時對汽溫的擾動和防止超溫，啟動前應(yīng)適當將過、再熱汽溫降低，緩慢開啟制粉系統(tǒng)風門進行暖磨，使爐膛熱負荷隨著磨煤機內(nèi)余粉的吹入逐漸升高，啟動磨煤機后，將相應(yīng)給煤機煤量放至最低，以減少瞬間吹入爐膛的燃料量。由于其余給煤機的煤量相應(yīng)減少，但因鍋爐的慣性作用，這部分的燃燒并沒有立即減弱，此時可通過降低一次風壓來適當減少進入爐膛的燃料量，避免因大量煤粉燃燒造成爐內(nèi)熱負荷的急劇增強。待汽溫變化平緩后，再進行加負荷操作。同時，汽機調(diào)門要配合控制好主汽壓力的變化，使其盡量平穩(wěn)上升，以此來適應(yīng)因燃燒變化所帶來的蒸發(fā)量的改變，維持鍋爐受熱面內(nèi)總的能量變化平衡。在停運制粉系統(tǒng)的操作中，關(guān)閉停運磨煤機的風門時應(yīng)緩慢進行，一方面是為了對磨煤機進行吹掃，保證停運后的安全;另一方面是防止其對一次風產(chǎn)生瞬間提高的擾動，造成燃燒突然加劇，引起汽溫快速升高而產(chǎn)生的超溫。對冷熱風門內(nèi)漏較大的磨煤機，要及時聯(lián)系檢修處理。

3、 水冷壁結(jié)焦

水冷壁結(jié)焦時，因為灰、渣的熱阻大，影響水冷壁的吸熱，使輻射吸熱量比例減少，爐膛出口煙溫升高，過、再熱器吸熱比例增大，引起汽溫的升高。此時可通過加強對水冷壁的短吹吹灰，以清潔水冷壁表面，提高其吸熱能力。同時要積極分析結(jié)焦原因，進行燃燒調(diào)整，并定期進行吹灰工作，避免形成大面積結(jié)焦而造成超溫或燃燒事故。

4、 爐底水封破壞

爐底水封破壞，使得大量冷風從撈渣機或水封槽處吸入，降低了爐膛溫度，使輻射吸熱的比例降低，蒸發(fā)量減少;爐膛出口煙氣溫度升高，煙氣量及煙氣流速增大，對流受熱面吸熱加強，造成過、再熱汽溫的升高。爐底水封破壞的表現(xiàn)為：在總風量不變的情況下，氧量升高，排煙溫度升高。監(jiān)盤人員要及時發(fā)現(xiàn)異常，開大減溫水量，必要時通過減弱燃燒來削弱汽溫的上漲程度。同時立即聯(lián)系檢查爐底水封的水量，盡快恢復(fù)被破壞的水封。

5、 配風不當

輔助風的作用是保證燃料著火后期燃燒所需要的氧氣，當與煤粉相應(yīng)層的輔助風配給不足時，將使得燃料在爐膛中心無法燃燼，從而延長燃燒所需的時間，造成爐膛出口煙氣溫度升高，引起汽溫的升高。這種情況在鍋爐點火期間和爐膛熱負荷較低時，容易造成大量煤粉未完全燃燒，而增加鍋爐尾部煙道發(fā)生再次燃燒的可能性。所以，正常運行時，用關(guān)小輔助風的方法提高汽溫，是不安全也不經(jīng)濟的。

6、 減溫水系統(tǒng)閥門故障

正常運行時，減溫水是保證主、再熱汽溫在正常范圍內(nèi)的不可缺少的調(diào)節(jié)手段，當減溫水系統(tǒng)因調(diào)整不及時，造成汽溫升高，一方面可通過燃燒方面進行調(diào)整，如減少燃料量及降低一次風壓，達到減弱燃燒的目的;另一方面可通過汽機開大調(diào)門，來增大流經(jīng)過、再熱器的蒸汽流量，達到降低溫度的目的。但后一種方法，只是暫時緩解汽溫的上漲，如調(diào)門不及時關(guān)小以維持適當?shù)钠鼔毫Γ斊鼔毫Φ?，汽化潛熱與過熱熱之間的比例從新分配后，將造成汽溫更加快速的上漲。當減溫水系統(tǒng)因閥門故障，如閥芯脫落、氣動門氣源失去、電動頭故障等原因，造成減溫水量達不到需求量時，應(yīng)視減溫水減少量的多少程度，快速減少燃料，減弱燃燒，如汽溫升高到對鍋爐受熱面有危害或?qū)ζ啓C不允許時，應(yīng)果斷進行停爐處理。

7、 汽機高中壓主汽門或調(diào)門關(guān)閉

在機組進行高中壓主汽門或調(diào)門嚴密性試驗、活動性試驗時，當遇到閥門關(guān)閉后不能及時開啟的情況下，此時鍋爐受熱面內(nèi)的工質(zhì)只有熱量輸入，而沒有熱量輸出，或熱量輸出遠小于熱量輸入，如單側(cè)高壓主汽門或中壓主汽門關(guān)閉，將造成該側(cè)蒸汽流量減少，從而引起該側(cè)對應(yīng)的溫度升高甚至超溫。這時可通過開啟汽機高、低壓旁路，來維持鍋爐蒸汽流量與熱量的平衡。緊急情況下可通過減弱燃燒，直至熄火，來抑止汽溫的升高。

8、 鍋爐壓力偏低造成超溫

汽包壓力低，對應(yīng)爐水飽和溫度低，水冷壁吸熱量所占比例減少，蒸汽過熱熱所占比例增加，造成汽溫升高，這時如有啟動制粉系統(tǒng)等加強燃燒類的操作，勢必加劇汽溫的上漲而引起超溫。因此，在操作并提前增大減溫水流量，控制好汽溫。

9、 送、引風機調(diào)節(jié)不匹配

由于送、引風機調(diào)節(jié)失靈等原因，造成爐膛負壓減小，一次風與爐膛差壓降低，送粉能力下降;當負壓瞬間產(chǎn)生急劇增大后，相應(yīng)一次風與爐膛差壓升高，送粉能力瞬間增強，造成爐膛內(nèi)燃燒加強，引起汽溫升高。

10、 汽包安全門動作

由于汽包安全門動作，流過過熱器受熱面的蒸汽量減少，單位質(zhì)量工質(zhì)的吸熱量增加，引起汽溫升高。這種事故情況下，應(yīng)立即開大減溫水。