锅炉过热、再热汽温的控制与调整 l、影响过热汽温变化的因素 (1)燃料性质的变化 锅炉运行中，经常会碰到燃料品质发生变化的情况，当燃烧品质发生改变时，燃烧的发热量、挥发分、灰分、水分和灰渣特性等都会发生变动，因而对锅炉工况的影响比较复杂。当燃料中的灰分或水分增大时，其可燃物质含量必然减少，因此燃料的发热量及燃烧所需要的空气量和燃烧生成的烟气量等均将降低。这一变化，可以从燃料量及风量未变时炉膛出口氧量增大这一现象上反映出来。在燃料量不变的情况下当灰分或水分增大时，由于燃料的发热量降低，将使燃料在炉内总放热量下降，其后果相当于总燃料量减少，在其它参数不变的情况下，必将造成过热汽温的下降。如需保持过热汽温和锅炉出力不变，必须增加燃料量保持炉膛出口氧量不变方能达到。 当燃煤的水份增加时，水份在炉内蒸发需吸收部分热量，使炉膛温度降低，同时水份增加，也使烟气体积增大，增加了烟气流速，使辐射式过热器的吸热量降低，对流式过热量增加。必须指出，燃料中的水分增大时，如通过增加燃料量保持炉膛出口氧量不变，则炉膛温度、辐射受热面的吸热量可保持不变，但由于烟气的容积和重度是随水分相应增加的，所以烟气的对流放热将增大。 当煤粉变粗时，燃料在炉内燃烬时间延长，火焰中心上移、汽温将升高。 (2)风量及其配比的变化 锅炉在正常运行中，为了保证燃料在炉膛内完全燃烧，必须保持一定的过剩空气系数，即保持一定的氧量。对于燃煤锅炉，炉膛出口过剩空气系数一般控制在1.25左右。 风量变化对过热汽温变化的影响速度既快且幅度又较大。在炉内燃烧工况良好的情况下如增大风量，由于低温冷风吸热，炉膛温度将降低，使炉膛出口烟温升高。对于汽包锅炉，由于炉膛温度降低，水冷壁辐射吸热量减少，使产汽量下降；另一方面由于风量增大造成烟气量增多，烟气流速加快使过热器对流吸热量增加。由于流经过热器的蒸汽量减少了，但过热器的总吸热量增加，造成过热汽温的升高。 如果在炉内燃烧工况不良的情况下适当增加风量，由于克服了缺氧燃烧，使化学不完全燃烧及机械不完全燃烧损失大大降低，增强了炉内辐射传热和对流传热，使汽包锅炉的蒸发量和过热器总吸热量均增加，最终过热汽温的升高与否将视两者的比例情况而定。 在总风量不变的情况下，配风工况的变化也会引起汽温的变化，如果配风使火焰中心降低，炉膛出口烟温相应下降。反之，炉膛出口烟温将升高。 (3)燃烧器运行方式的变化 在锅炉运行中，炉膛火焰中心位置的变化将直接影响到各受热面吸热份额的变化。当火焰中心上移时，将造成辐射受热面吸热减少、对流受热面吸热增加，其影响结果与风量增大相似，也就是说，将使汽包锅炉过热汽温上升。 影响炉膛火焰中心位置变化的因素很多，如：运行燃烧器的位置、上下燃烧器负荷的分配、上下二次风门开度的变化、炉膛负压的高低、炉底漏风的大小、煤粉细度、一次风管内风粉混合物的温度、燃料的品质、炉膛热负荷的高低、燃烧情况的好坏等。因此，锅炉燃烧是一个相当复杂的物理化学过程，要搞好燃烧调整，必须经过各方面的综合分析和考虑。应当指出，火焰中心过于偏上，将严重威胁前屏的安全运行，并对锅炉运行的经济性带来不利的影响。因此，运行中应确保屏式过热器处无明火冲刷。 锅炉运行中，若由于受到某种扰动因素的影响使炉内燃烧工况变差时，将使锅炉的化学不完全燃烧损失q3及机械不完全燃烧损失q4增加，而使炉内热负荷及锅炉效率降低。此时，若给水流量、减温水流量和主蒸汽压力等参数不变，则主蒸汽温度及各段汽温必然下降。 (4)给水温度的变化 给水温度的变化对锅炉过热汽温将产生较大的影响。在汽包锅炉中，给水温度升高，过热汽温将下降。这是因为当其它参数不变而给水温度升高时，将使汽包锅炉的蒸发量增加，过热器内工质流量上升。 (5)受热面清洁程度的变化 受热面积灰或结渣是燃煤锅炉最为常见的现象，由于灰；渣的导热性差，造成积灰或结渣部位工质吸热量的减少和各段烟温的变化，使锅炉各受热面的吸热份额发生变化。汽包锅炉发生水冷壁结渣时，锅炉蒸发量将下降，并因炉膛出口烟温上升，造成过热汽温的升高。汽包锅炉过热器部分发生结渣时，由于锅炉蒸发量未变但过热器吸热量减少而导致过热汽温下降。因此，对于汽包锅炉而言，过热汽温的变化，应视积灰或结渣的部位而定。 一般来说，锅炉受热面的积灰或结渣是一个比较缓慢的过程，因此对过热汽温的控制和调整不会带来复杂性。但运行中如发生大块焦渣塌落，则有可能构成汽温突升或两侧偏差剧增等突发性事件。此外，进行受热面吹灰工作时，也应作好汽温突变的事故预想。 (6)锅炉负荷的变化 炉膛热负荷增加时出口烟温升高，对流过热器吸热量增大，辐射过热器吸热量降低。 (7)饱和蒸汽温度及减温水量的变化 从汽包出来的饱和蒸汽含有少量的水份，在正常工况下饱和蒸汽的温度变化很小。但由于某些原因造成饱和蒸汽温度的较大变化时，则将对汽温的变化产生较大的影响。例如汽包水位突增时，蒸汽带水量将大大增加，由于这些水份在过热器中需吸热，因此在燃烧工况不变的情况下，过热汽温将降低。 在用减温水调节汽温时，当减温水温度或流量发生变化时将引起蒸汽侧总热量的变化，当烟气侧工况未变时，汽温便将发生相应的变化。 2、自然循环汽包锅炉过热汽温的控制与调整 (1)锅炉正常运行工况下如出现汽温变高时，应开大减温水，并注意观察减温后蒸汽温度的变化，减温水操作应缓慢切不可猛增猛减，以免造成汽温的大幅度波动。 (2)当工况发生变化，减温水已不能满足汽温调节的需要时，则可通过降低或升高炉膛火焰中心来达到调节汽温的目的。对于本锅炉，可采用改变燃烧器的组合方式或运行燃烧器位置，增加或减少上、下层燃烧器的二次风量等方法。 (3)发现汽温降低时，应及时加强对过热器的吹灰；发现汽温升高时，则应加强对炉膛水冷壁及省煤器的吹灰，并在确保燃烧完全的前提下尽量减少锅炉的总风量。 总之，在汽温调节中，首先应通过燃烧调整，力求做到火焰不偏斜、避免出现局部结焦的现象，然后对过热汽温进行细调。当减温水量在确保各级管壁温度不超限的情况下，已无法使汽温平稳调节时，则应从燃烧调整（即烟气侧）的角度来考虑调温的措施与方法。 二、再热汽温的控制与调整 1、再热汽温的特性 由于再热器在结构和布置上的特点，决定了其汽温具有以下特性： (1)由于再热器具有较大的容积，工质在其中的流速较慢，且它又布置在烟气低温区使烟气侧的传热温差小，因而工况变化时再热汽温变化的迟滞时间较长。 (2)再热蒸汽压力低、比热小，因而单位工质在相同的吸热量变化时再热汽温将比过热汽温变化大。再热器对流部分布置在较低烟温区域，由于对流受热面的传热特性及再热蒸汽比热小的特点，使再热汽温的影响则较小。 (3)再热汽温对热偏差比较敏感。因为它压力低、比热小，在同样热偏差条件下，再热汽温的偏差将比过热汽温要大。 (4)再热器的运行工况不但受锅炉运行工况的影响，而且还受汽轮机运行工况的影响。再热蒸汽的流量不但随机组负荷而变化，还将受汽轮机一、二级抽汽量的大小及锅炉安全门、排汽阀启闭状态的影响。机组在定压方式下运行时，汽轮机高压缸排汽温度，即低温再热器进口温度，将随机组的负荷变化有较大幅度的变化。再热器进口温度及工质流量的变化均将造成再热汽温的变化。 2、影响再热汽温变化的因素 再热器由于结构和布置上的特点，决定了影响再热汽温度变化的因素很多。归纳起来，主要有以下方面： (1)高压缸排汽温度变化的影响。 在其它工况不变的情况下，高压缸排汽温度越高，则再热器出口温度将越高，机组在定压方式下运行时，汽机高压缸排汽温度将随着机组负荷的增加而升高，过热汽温的升高，也将造成高压缸排汽温度的升高。另外，主蒸汽压力越高，蒸汽在汽轮机中作功的能力就越大，绝热焓降亦越大，高压缸排汽温度则相应降低。此外，汽轮机高压缸的效率，一、二级抽汽量的大小等，均将对高压缸的排汽温度产生影响。 (2)再热器吸热量变化的影响 锅炉运行时，再热器吸热量越多，工质焓增越大，再热汽温将越高。影响再热器吸热量变化的因素较多，通常为： A、锅炉燃料量或燃料低位发热量的变化。燃料量越多或燃料的低位发热量越高，炉内热负荷及烟气温度越高，则再热器的吸热量就越多。 B、流经再热器的烟气量的变化。对于再热器呈对流特性的部分，当流经再热器的烟气量越大时，再热器处烟气流速越高，则再热器的吸热量就越大。 C、锅炉负荷变化时再热器吸热份额的影响。锅炉负荷降低时，辐射受热面的吸热比例增加，作为对流受热面布置的再热器，吸热份额将减少；反之，锅炉负荷升高时，对流式再热器的吸热份额将增加。 D、燃烧工况变化的影响。在锅炉运行中，如炉膛火焰中心上移，将造成后部烟道烟温升高，对流式再热器的吸热量将增加。 E、锅炉受热面积灰或结渣的影响。当再热器前受热面积灰或结渣时，将造成再热器处烟温升高，使再热器吸热量增加。当再热器受热面本身积灰或结渣时，吸热量减少。 (3)再热蒸汽流量变化的影响 在其它工况不变时，再热蒸汽流量越大，则再热器出口温度将越低。机组正常运行时，再热蒸汽流量将随着机组负荷、汽轮机一级抽汽或二级抽汽量的大小、吹灰器的投停、安全门、汽机旁路或向空排汽阀状态等情况的变化而变化。 (4)再热减温水流量变化的影响 在其它工况不变时，再热减温水流量越大则再热汽温越低。 3、再热汽温的调节方法 本锅炉再热汽温的调节，采用烟气挡板调节、改变炉膛火焰中心的高度、减温水调节等方法。 (1)烟气调温档板的调节 烟气调温挡板布置在尾部对流烟道的省煤器之后的竖井中，通过对烟气调温档板的调节，可改变流经再热器的烟气量，从而达到调节再热汽温的目的。为了保证足够的烟气通流截面和较好的调温效果，正常运行中，同-侧低再和低过烟气档板作反向调节，即低再烟气档板关小或开大时，同一侧的低过烟气档板应同时开大或关小相等的开度，使两者开度之和始终保持＞120％。 (2)改变炉膛火焰中心高度，可以改变辐射和对流受热面的吸热比例，从而达到调节再热汽温的目的。影响炉膛火焰中心高度变化的因素很多，如需降低炉膛火焰中心高度时，可降低上层燃烧器的负荷和增加下层燃烧器的负荷、适当降低炉膛负压、增大上面的二次风并减少下面的二次风等，对于呈对流特性的再热器，炉膛火焰中心降低时再热汽温将降低；反之，炉膛火焰中心抬高时则使再热汽温升高。 (3)再热减温水调节 喷水减温结构简单、调节方便，调温幅度大，惰性小，但它的使用将使机组的热力循环效率降低。这是因为，便用喷水减温，将使中、低缸工质流量增加，这些蒸汽仅在中、低缸作功，就整个回热系统而言，当机组负荷不变时，限制了高压缸的出力。因此，虽然它在调温方面有很多优点，但一般都不将其作为主要调温手段，而是采用与其它调温方式相配合，作为辅助微量细调之用和在事故情况下的应急之用。