直流锅炉的温度控制与调节

直流锅炉的温度控制与调节

陈国强

华能武汉发电有限责任公司，武汉 430015

摘要：在直流锅炉的运行中，过热汽温和再热汽温的控制和调节十分重要，它不仅关系到锅炉输出蒸汽参数是否满足机组经济性要求，还对水冷壁，过热器以及再热器受热面的安全产生重要影响。

关键词：直流锅炉；过热汽温；再热汽温；控制调整

一、过热汽温的控制与调节

1、影响过热汽温的主要因素

a 燃料、给水比（煤水比）

直流锅炉过热器出口焓（h″_ss）的表达式为：

式中 —过热器出口和给水焓，kJ/kg；

B、G—燃料和给水量，kg/h；

Q_ar,net—燃料的低位发热量（收到基），kJ/kg；

—锅炉效率，％。

可以看出，若公式中h_fw­、Q_ar,net和 保持不变，则 （即过热汽温）的值就取决于B/G的比值；只要B/G的比值不变，过热汽温就不变。另一方面还可以看出，只要保持适当的煤水比，在任何负荷和工况下，直流锅炉都能维持一定的过热汽温。

b 给水温度

在正常情况下，给水温度一般不会有大的变动，但当高压加热器因故障出系时，给水温度就会降低。对于直流锅炉，若燃料不变，由于给水温度降低，加热段加长、过热段缩短，过热汽温会随之降低，负荷也会降低。因此，当给水温度降低时，必须改变原来设定的煤水比，即适当提高煤水比，以使过热汽温维持在额定值。一般高加出系时，在燃料不变的情况下，适当减少给水量，提高煤水比，但此时机组负荷有所降低。在锅炉满负荷运行时出现高加出系，若要维持机组负荷不变，必须增加燃料，锅炉超出力运行；这是必须注意锅炉各受热面的温度水平，防止管壁过热。

c 过量空气系数

过量空气系数的变化直接影响锅炉的排烟损失（q₂），同时影响对流受热面与辐射受热面的吸热比例。当过量空气系数增大时，除排烟损失增加、锅炉效率降低外，炉膛水冷壁吸热减少，造成过热器出口温度降低、屏式过热器出口温度降低；虽然对流过热器吸热量有所增加，但在煤水比不变的情况下，末级过热器出口汽温有所下降。过量空气系数减少时，结果与增加时相反。若要保持过热汽温不变，则需重新调整煤水比。

d 火焰中心高度

火焰中心高度变化的影响与过量空气系数变化的影响相似。在煤水比不变的情况下，火焰中心上移类似于过量空气系数增加，过热汽温略有下降；反之，过热汽温略有上升。若要保持过热汽温不变，亦需要重新调整煤水比。

e 受热面结渣

煤水比不变的调节下：炉膛水冷壁结渣时，过热汽温有所降低；过热器结渣或积灰时，过热汽温下降明显。前者发生时，调整煤水比就可；后者发生时，不可随便调整煤水比，必须在保证水冷壁温度不超限的前提下调整煤水比。

总之，对于直流锅炉，在水冷壁温度不超限的条件下，影响过热汽温的因素都可以通过调整煤水比来消除；所以，只要控制、调节好煤水比，在相当大的负荷范围内度，直流锅炉的过热汽温可以保持在额定值，这个优点是汽包锅炉无法比拟的；但煤水比的调整，只有自动控制才能可靠完成。

2、过热汽温的调节

1）过热汽温粗调（煤水比的调节）

煤水比调节的主要温度参照点是内置式分离器出口温度，即所谓的中间点温度。分离器呈干态，中间点温度为过热温度。从直流锅炉汽温控制的动态特性可知：过热汽温控制点离开工质开始过热点越近，汽温控制时滞越小，即汽温控制的反应明显。

在运行中，煤水比变化时，中间点温度就会偏离设定值。中间点温度的偏差信号指示运行人员或计算机及时调节煤水比，消除中间点温度的偏差，以便保持过热汽温度的稳定。但需要强调的是，中间点温度的设定值与锅炉特性和负荷有关，如变压运行，饱和温度随压力下降而降低，中间点温度也随之下降（保证一定的过热度），而不是一个固定值；设计人员已经将其特性绘制成曲线，输入计算机进行自动控制。

2）过热汽温度的细调

锅炉蒸汽温度的稳定是反映锅炉汽温调节性能的主要标志。由于锅炉调节中受到许多因素变化的影响，只靠煤水比的粗调还不够；另外，还可能出现过热器出口左、右侧温度偏差。因此，在后屏过热器入口和末级过热器入口分别布置了一级和二级减温水。喷水减温器调节惰性小，反应快，开始喷水到喷水点后汽温开始变化只需几秒中，可以实现精确的细调。所以，在整个锅炉负荷范围内，要用一、二级喷水减温来消除煤水比调节（粗调）所出存在的偏差，以达到精确控制过热汽温的目的。必须注意的是，要严格控制减温水总量，尽可能少用，以保证有足够的水量冷却水冷壁；投用时，尽可能多投一级减温水，少投二级减温水，以保护屏式过热器。减温水的控制与煤水比控制一样，也可以由计算机进行自动控制。

二、再热汽温的控制和调节

1、影响再热汽温的主要因素

a 给水温度

给水温度降低时（如高压加热器出系），若锅炉出力保持不变，则需要增加燃料量，以补充因给水温度降低而减少的热量；这样，炉膛出口烟气量增加，以对流受热面为主的再热器吸热量增加，导致再热汽温升高。

b 过量空气系数

过量空气系数增加，以对流受热面为主的再热器吸热量增加，再热汽温升高；反之则降低。

c 炉膛火焰中心

炉膛火焰中心的高度对再热汽温有相当显著的影响，是调节再热汽温的主要手段。当火焰中心抬高时，炉膛出口温度上升，以对流受热面为主的再热器进口烟温升高，吸热量增加，再热汽温提高；反之，再热器吸热量减少，再热汽温降低。

d 受热面结渣

再热器受热面结渣或积灰，吸热量减少，再热汽温降低。炉膛水冷壁结渣，水冷壁吸热量减少，导致炉膛出口烟温上升，再热器吸热量增加，再热汽温提高。

e 过热汽温度和压力

过热汽温度变化会引起高压缸排汽变化。过热汽温降低，高压缸排汽温度降低；在再热器吸热量不变的条件下，因再热器进口温度降低，导致再热器出口温度降低。

过热蒸汽压力的变化也会引起再热器温度的变化。过热蒸汽压力降低，在过热汽温不变的情况下，过热蒸汽的焓增大，高压缸排汽温度上升；在再热器吸热量不变的条件下，因再热器进口温度升高，使再热器出口温度提高；反之，过热蒸汽压力升高，再热汽温降低。这与变压运行时，可保持较高再热汽温的原理相同。

2、再热汽温的调节

a 再热汽温得调节方法：一是改变流通再热器得烟气量（靠调节烟道烟气挡板来实现）；一是再热器喷水减温（在紧急情况下或烟气挡板调节无效时），作为事故喷水减温。

b 烟气调节挡板安装在低温再热器和省煤器烟道出口。采用烟道挡板调温的主要优点是：在调节再热汽温时，对炉膛的燃烧工况影响小，且调节幅度较大。其缺点是：调温迟滞时间长，挡板易卡涩，挡板开得较大时易引起磨损，关得较小时又易引起积灰。

参考文献：

1、郑锡开.浅谈直流锅炉的汽温调节[J].机电信息，2010（000）018.

2、刘勇.锅炉设备及系统[M].武汉大学出版社，2005.

3、锅炉启动调试导则.DL/T852-2004.

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