影响壁温气温变化的因素及调整方法

影响壁温气温变化的因素及调整方法

蔡礼骏

华能海南股份有限公司海口电厂，海南省澄迈县 571923

　　【摘 要】蒸汽锅炉在人们的日常生活当中是一件非常常见的特种设备，被很多领域所应用。不过锅炉在使用过程中，因为某些因素的影响导致蒸汽锅炉中再热气温出现明显变化。找出影响锅炉主再热气温及壁温的原因再做出有针对性的控制，有利于维持锅炉长期安全运行，本文将对影响锅炉主再热整体温度及壁温变化的因素进行深入的分析，以对日后锅炉的生产进行一定程度的改进。

　　【关键词】蒸汽锅炉；主、再热气温；壁温；因素 ；

　　1 蒸汽侧的影响

　　我厂#8/9炉使用的锅炉型号为HG-1018/18.6-YM23型，属于亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉、单炉膛平衡通风四角切圆燃烧器 ，本文结合我厂使用的锅炉进行相关方面的探讨。

　　1.1 饱和蒸汽湿度对气温的影响

　　饱和蒸汽湿度越大，含水量就越多，气温也就越低。饱和蒸汽压和汽水的品质、汽包水位的高低和蒸发量的大小有关。当锅水的品质比较差、含盐量比较大的时候，容易造成汽水共同沸腾而引起蒸汽带水；而当汽包水位保持过高时，汽包内部旋风分离器的水分离空间就会减小，汽水分离效果下降容易引起蒸汽带水；当锅炉蒸发量突然增大或超负荷运行时，蒸汽的流速就会增加，蒸汽携带水滴的能力也会相应增强，这将导致饱和蒸汽携带水滴的直径和数量大增。这几种情况都会造成气温突然降低，严重时还会威胁到汽轮机的安全运行。

　　1.2 负荷的影响

　　负荷的影响也就是锅炉蒸发量的影响。锅炉的过热器及再热器主要呈对流型布置，负荷增加时对流换热比增加，气温会上升；反之，气温会下降。而再热气温具有一定的滞后性，因此要对其及进行适当的提前控制。在加负荷的过程中，可能会存在锅炉燃烧暂时跟不上的情况，这时就会由于烟气温度和烟气量的增加较少而使蒸汽量增加增快，主热和再热的气温气压则会相应得上升，此时应根据气温情况进行提前预控，从而防止气温大幅度上升。同时，在减负荷时，也要提前控制减温水甚至全关减温水，以避免气温突然下降。

　　1.3 主汽压力的影响

　　饱和温度会随着压力的升高而升高，就会使从水变为蒸汽时所需的热量增加。在燃料量不变的情况下，锅炉蒸发量瞬间减少，而且过热器的入口的饱和蒸汽温度上升，导致气温也随着上升。反之，则气温下降。需要注意的是，压力的变化对气温的影响只是一个暂时的过程，压力降低后，协调会相应得增加燃料量和风量因此，时气温气压达到新的动态平衡，最后气温还会上升，甚至会以很大的幅度上升。

　　1.4 给水温度的影响

　　给水温度升高，则产出相同蒸汽量所需的燃料量减少，烟气量相应就也会减少，而且流速下降，炉膛的出口烟温度会降低。在整体上，辐射过热器的吸热比例会增加，对流过热器的比例则会相应地减少。反之，给水温度降低将导致主、再热器的气温升高。在实际运行过程中，要对这种情况多加注意，及时发现问题并进行调整。 特别是高加投退是影响更加明显。

　　1.5 一、二级减温水量的影响

过热器一级减温水的主要作用是保护屏式过热器及低温过热器，避免屏和低温过热器过管壁超温，同时对过热气温进行粗调。二级减温水在屏过和未过间喷入对气温进行细调。防止末及过热器超温。一级减温水的投入是保护屏过不超温，同时调整气温在正常的范围内。在实际的运行中，要禁止进行反复的操作，或大开大关减温水门，防止气温突然升高或下降。再热气温的调整设计是用烟气挡板进行调整，事故喷水减温布置在再热器的入口处，目的是防止再热器在气温超限时少量喷入。无论是摆角，还是喷水减温，对再热气温的调整滞后性都较大，因而加减负荷、启停制粉系统或变工况时需要提前调整。

　　2 烟气侧的影响因素

　　2.1 燃烧强度的影响

在稳定工况下，如果燃烧突然加强，则主气压力会上升，主气温度和再热气温则会由于烟温和烟气量的增加而有所上升，而主汽压力上升后又会压制总煤量的减少，烟温和烟气量又会降级，使主、再热气温下降，所以运行中要注意燃烧强度的变化，防止气温气压变化幅度过大。

　　2.2 火焰中心位置的影响

　　当炉膛的火焰中心上移时，炉膛出口的烟温就会上升，过热器和再热器吸收的辐射量增加，这就导致主热和再热气温升高。在实际运行中启停制粉系统或加减负荷，都会主再热气温升高。此外，当锅炉炉底水封失掉时，由于炉膛负压将冷空气从炉底吸入，抬高了火焰的中心，会导致主再热气温大量升高，严重时，还会造成气温和过热器壁温的全面超限。

　　2.3 煤质的影响

　　煤是锅炉中燃烧的主要燃料，其质量直接影响锅炉中主再热蒸汽气温的变化。低质量的煤的挥发性低、灰分、含水量较高，要维持相同蒸发量，所需要的燃料量就要增加，同时，煤中水分和灰分会增加对炉内热量的吸收，导致炉膛出口的炉温降低，这会对辐射过热器的影响是很大的，导致其吸热减低，气温也会随之下降。

　　2.4 煤粉细度的影响

　　面对其的影响。 所以运行中要对煤质进行，配煤把控好。

　　2.5 风量大小的影响

　　风量的大小直接影响烟气量的大小，即较大地影响对流型过热器和再热器，对锅炉的设计经常都是过热器气温特性都是偏对流型的，再热器气温特性也大多是对流型的，因此，风量增加就会导致气温的上升，反之，气温下降。

　　3 调整方法

通过研究影响汽温变化的因素及影响趋势，我们不但可以在扰动发生时，提前调整和干预，也可以根据预知扰动引起汽温壁温变化的幅度速度提前依据各个因素的影响大小加以适当的运用作为调整手段。下面就将常用的调整手段及适用工况做以归纳，以供大家参考：
3.1. 减温水调整

减温水是调节是调整主汽、再热汽温度最直接、最有效的方法。但是，减温水投入的原则是尽量不投或少投，更不能将减温水作为汽温调节的唯一手段。特别是再热器减温水的投用会降低锅炉的效率。正常情况下，应通过合理的配风、配煤、合理安排燃烧器或正确投用吹灰器使炉内燃烧工况达到最佳状态。锅炉汽压、汽温、炉膛压力等参数稳定，管壁不超温汽温不超限，减温水只做为锅炉燃烧工况出现较大扰动时防止汽温突变而采取的一种临时控制手段。在使用减温水调节汽温时，要注意以下几个问题：第一、减温水喷入量的大小一定要考虑到能否被完全汽化的问题，防止水塞造成爆管，水冲击管道振动等异常的发生，尤其是在锅炉启停过程中，由于蒸汽与减温水温差小，若喷水量过大，极有可能出现减温水不能被完全汽化的情况。预防措施措施是控制减温水的流量和调整幅度，关注二级减温水后蒸汽温度变化趋势和速率，及时控制水量。一二级减温水使用的同时要关注其喷入点前后几个点温度，保证其有一定的过热度。第二是汽温的调整要有超前控制意识，针对当时运行工况结合上面分析的汽温影响因素提前做出预判断，从而提前控制减温水量。所以用减温水调节汽温的关键是对当时锅炉整个燃烧工况对汽温变化趋势影响的方向和幅度有一个正确的判断，用这个基本的判断指导减温水调节的方向和减温水量，而不是单纯的根据当前汽温的变化进行简单调整。第三，掌握减温水量调节幅度的大小，减温水调节应超前、缓慢、小幅度进行。在用减温水调节气温的同时应结合其他方法进行调整，尽量避免减温水量的大幅度波动。因为减温水量的大幅度波动会影响到汽包水位、主汽压力波动（当减温水量突然增加时，由于减温水的汽化蒸汽流量增加，在负荷不变即汽机调门开度不变时，必然造成主汽压力升高），这对于高负荷运行时时很危险的，可能会使主气压达到高压旁路动作值，而主汽压力的波动又影响锅炉燃料量的变化，如此反复变化就会进入一个恶性循环，最终导致整个锅炉燃烧、参数都不稳定。

3.2 烟气挡板的使用

主要用来调整再热汽温，鉴于再热器减温水对机组效率影响较大，所以，烟气挡板将作为调节再热汽温的主要手段。用烟气挡板调节再热汽温时应注意挡板不能关得太小导致烟气挡板上积灰，一方面造成烟气挡板操作不动，另一方面，在开启时会造成挡板上积灰突然全部落下堵塞烟道，锅炉冒正压。调整原则是在保证再热器不投减温水的情况下尽量开大烟气挡板。
3.3. 火焰中心高度的调整

主要通过制粉系统即喷然器运行方式（包括调整上各层磨的煤量分配）以及调整各层燃尽风的调整但在改变火焰中心高度时应注意燃烧稳定，否则就不能用改变火焰中心位置调节汽温。

3.4风量调整

在保证燃烧稳定的前提下，适当调整总风量，使氧量在正常范围的上下限运行，也可以用来调节汽温。由于主再热汽温均为对流特性，因此，增加风量会使汽温升高，减小风量会使汽温降低。在用风量调整汽温时应注意，由于风量调整对燃烧影响较大，风量调整可能会引起燃烧的变化，因此，风量幅度不能太大，原则是锅炉低负荷、煤质差时尽量维持小风量运行确保燃烧安全，若低负荷、煤质好锅炉燃烧好而汽温低时，可适当增加风量以提高汽温。高负荷时主汽温度、再热汽温一般都可以达到正常值，按正常的氧量曲线配风即可。夏天环境温度高而高负荷运行时，有可能出现“缺风”现象，可适当增加总风量保证燃烧完全。

3.5 吹灰打焦

如果锅炉受热面上积灰或结焦，会使管壁热阻增大，减弱受热面的换热效果，降低锅炉的效率。所以保持锅炉各受热面清洁对主再热器包括水冷壁的安全运行有利，防止受热面受热不均甚至超温爆管，有利于锅炉长期经济运行，同时有利于汽温的调整和管壁温度的控制。
3.6查堵漏风

加强炉底水封的检查和维护，控制好渣床水位，特别是使用煤质差渣量大的煤种时，防止密封因水位太低而漏人大量冷风，使火焰中心上升。
3.7异常情况

当出现异常工况导致汽温大幅度变化时，可果断采用加强或减弱燃烧、快速调节减温水等方法抑制汽温变化幅度防止异常事故的发生。

4.总结

总而言之，影响锅炉主再热气温及壁温的因素有很多，运行中当气温和壁温偏离实际值时我们要根据实际情况进行相应的调整，防止气温和壁温大幅变化，甚至大副超温，造成管壁超温爆管。

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