1、主、再热汽温调节一、汽温调节的重要性蒸汽温度是表征锅炉特性的重要指标之一。对所有锅炉，制造厂在设计制造后都明确规定了相应的额定汽温值，并要求在运行中汽温不能有过大的相差。这是因为：1、汽温高，会使过热器（再热器）受热面及蒸汽管道的工作温度相应升高，促使金属材料的蠕变速度加快，影响其使用寿命（例如，12Cr1MoV 钢在585时考虑的10万小时持久强度，在595时到3万小时就将丧失其应有强度）。若受热面严重超温，将会因材料强度的急剧下降而导致管子发生爆破。同时，当汽温过高超过允许值时，还会使汽轮机的汽缸、汽门、前几级喷嘴和叶片、高压前轴承等部件的机械强度降低，将会导致使用寿命的缩短或设备的损坏。
2、2、汽温过低，将会引起机组循环热效率降低，使发电煤耗率增大（据理论估算，过热汽温降低10，煤耗率平均增加0.2%左右）。同时，汽温降低还会使汽轮机尾部的蒸汽温度增大，从而使汽轮机效率降低，末几级叶片的侵蚀加剧，严重时甚至会发生叶片断裂，造成重大设备事故。此外，汽温过低，汽轮机转子所受的轴向推力会增大，这对于机组安全运行是十分不利的。为此，一般要求锅炉在70100%的额定蒸发量范围内运行时，其蒸汽温度与额定汽温的偏差值应小于正5和负10。影响汽温变化的因素很多，主要有随着锅炉蒸发量（负荷）、给水温度、燃烧成份特性（如挥发份、水分、灰分等含量）、供入炉内燃烧的空气量、燃烧器的运行方式，以及受热面的
3、洁净程度的改变而变化。现将主要影响因素分析说明如下：1锅炉蒸发量(负荷)的变化送入炉内的燃料量取决于锅炉所需的蒸发量。当锅炉蒸发量需要变动时，燃料燃烧量必须先作出相应的改变。在锅炉热效率及再热蒸汽吸热份额基本不变条件下，可认为燃料量与锅炉蒸发量近似成正比。随着燃料量的改变，炉膛出口烟温就会发生变动，烟气流速也会变化，这样就必然引起炉内辐射传热量及烟道内对流传热量的改变，从而引起过热器和再热器内蒸汽吸热量的改变，使过热汽温和再热汽温发生变化。如前所述，由蒸发量改变引起的汽温变化趋向取决于受热面的传热方式。对于对流受热面，其出口汽温是随蒸发量增大而升高的，反之亦然。对于辐射受热面，出口汽温则是随蒸
4、发量增大而降低的。应强调指出的是，上述汽温特性乃是静态特性。2给水温度的变化单元机组的给水温度是随着机组的负荷而变化的。当机组的负荷降低时，由于用于加热给水的蒸汽其抽汽压力的降低，使给水温度相应降低。尤其是高压加热器发生故障不能投入运行时，给水温度会有较大的降低(可能比额定给水温度低50-120)。给水温度降低，会使过热器(再热器)的出口汽温升高。这是因为，给水温度降低后，从给水变为饱和蒸汽所需的热量增大，如燃料燃烧量不变，则蒸发量就要减小，而过热器所吸热量基本不变。使每公斤蒸汽吸热量增加，即蒸汽焓增变大，出口汽温随之升高。如欲恢复蒸发量以满足汽机负荷的需要，就必须增加燃料量，此时，烟气侧传热
5、量必然增大，蒸汽焓增随之变大，结果同样使出口汽温升高。根据有些锅炉的运行经验，给水温度每下降3，过热汽温约升高1左右。3燃煤性质的变化当燃煤的挥发分含量降低，含碳量增加，或煤粉变粗时，煤粉在炉内的燃尽时间增长，火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，则将使过热器的出口汽温升高。燃煤中的水分和灰分增加时，煤的发热量降低为了保证锅炉蒸发量，必须增加燃煤消耗量。因为水分加热、蒸发和灰分提高温度均要吸收炉内的热量，从而使炉膛温度降低炉内辐射传热量减少，炉膛出口烟温升高，同时水分增加也使烟气体积增大，烟气流速加快。炉膛出口烟温的升高和烟速的加快，会使对流传热量增加，也就使对流过热器的吸热量增加，出口汽温升高。4
6、炉内过量空气系数的变化当送风量增加而使炉内过量空气系数增大时，由于空气的吸热及烟气容积的增大,将使炉膛平均温度降低，炉内辐射传热减弱，辐射过热器出口汽温有所降低(若由于炉底漏风量增加，使过量空气系数变大，则会因火焰中心上抬，炉膛上部和出口处的烟温升高，辐射传热量增加，而使辐射过热器汽温升高)。由于烟气流速增大，还可能烟气温度亦有所升高，使位于烟道中的对流过热器(再热器)所吸收的对流热量增多，相应的出口汽温也就升高。当风量减小时，对汽温的影响结果则相反。但如供风不足，燃烧不良，火焰行程大为延长，甚至在烟道内继续燃烧时，则引起对流过热器出口汽温不正常升高。5燃烧器运行方式及配风的变化燃烧器运行方式
7、改变，例如燃烧器喷嘴从上排切换至下排运行时，或是燃烧器的喷嘴角度向下摆动时，都会使火焰中心下移，炉膛出口烟温降低，从而使过热汽温相应降低；反之，汽温则会升高。在总风量不变的情况下，由于配风工况改变造成炉内火焰中心位置的变动，也会引起汽温的变化。例如：对于我厂四角布置切园燃烧方式的燃烧器，当使其上面的二次风加大而下面的二次风减少时，会将火焰中心压低，于是炉膛出口烟温降低，从而使过热汽温降低。当引风和送风配合不当，例如由于引风量过大，造成炉膛负压值太大，使火焰中心抬高，过热汽温即会随之发生不正常升高；反之，则汽温降低。6受热面清洁程度的变化水冷壁管子外表积灰、结渣或管子内壁结垢，受热面吸热量减小，
8、使炉膛出口温度，过热器和再热器处烟温全都升高，从而引起汽温升高。当过热器和再热器本身严重积灰、结渣，或管内结盐垢时，导致受热面吸热量减小，使汽温相应降低。所以在运行中要注意保持受热面清洁，定期进行吹灰，必要时可增加吹灰次数。7饱和蒸汽含湿量的变化过热器进口蒸汽即饱和蒸汽的焓值决定于蒸汽压力(汽包工作压力)和它含湿量。饱和蒸汽含湿量越大，蒸汽焓值越小。在正常情况下进入过热器的饱和蒸汽含湿量很小，且变化不大。但在不稳定工况或不正常运行条件下。例如，当锅炉负荷突然增加、汽包水位过高，以及炉水含盐浓度过大而发生汽水共腾时，将会使饱和蒸汽的含湿量大大增加。由于增加的水分在过热器中汽化要多吸收热量，在燃烧
9、工况不变的情况下。用于使干饱和蒸汽过热的热量相应减少。因而引起过热汽温的下降。8减温水的变化当进入减温器的减温水流量(或温度)意外地发生改变时，过热汽温(或再热汽温)将随之发生相应的变化。例如，当用给水作为减温水，在给水系统的压力增加时。虽然减温水调节阀的升度未变，但这时减温水量自动增加了，因而引起汽温下降。综上所述，锅炉在运行中，由于受各种因素的影响，过热汽温和再热汽温总是会经常发生波动的。因此，为保证锅炉汽轮机组能安全、经济运行，必须装设有效的汽温调节装置，并及时进行调节。以使汽温始终维持在规定的范围内。二、汽温调节的要求和种类1、对汽温调节的基本要求是：(1)调节惯性或时滞要小，灵敏度要
10、高；(2)调节范围要大；(3)设备的结构要可靠，系统要简单；(4)对机组的循环效率影响要小；(5)附加的设备和金属消耗量要少。2、汽温调节方法的种类由于汽温变化是由烟气侧和蒸汽侧两方面的因素引起的所以对汽温的调节也就可以从这两方面进行。三、主、再热汽温调节1过热汽温的调节(1)过热汽温的调节方法一般高压以上锅炉，几乎全都采用喷水减温器来调节过热蒸汽温度。我厂锅炉过热汽温的主要调节方法亦用喷水减温器。喷水减温器是将减温水直接喷入过熟蒸汽中吸收蒸汽的热量，使水加热、蒸发和过热而汽温随之降低，以达到调节过热汽温的目的。由于喷水减温器是按水汽直接接触的原理工作的，故它具有调节幅度大、惯性小、灵敏度高、
11、结构简单、易于实现自动化等优点，因此在过热汽温调节中得到普遍的应用。在喷水减温器，喷入的水与蒸汽直接混合，因而对水质的要求很高，所用的减温水应保证喷水后过热蒸汽中的含盐量及含硅量符合规定的蒸汽品质要求。随着现代给水处理技术的提高，给水品质已相当高故通常就以给水作为调温器的减温水。它取自给水泵出口的给水管道。利用给水管道和减温器之间的压差。即可达到有效喷射的目的。如前所述，我厂二期锅炉的过热器系统中，设有二级喷水减温器：第一级装在分隔屏过热器进口；第二级减温器装在后屏出口，高温过热器之前。第一级喷水减温器的作用是对过热汽温进行粗调节，并控制分隔屏的进口汽温，保证分隔屏和后屏过热器工作的安全。第二
12、级喷水减温器的作用是对过热汽温进行细调节，以使出口汽温维持在规定的范围内。由于它离过热器出口较近，因而可保护汽温调节具有必需的灵敏度。因再热汽温调节会使用到摆动式燃烧器，故过热汽温的调节还受燃烧器喷嘴摆动的影响，喷水量的调节将在上述影响的基础上进行。2、再热汽温的调节（1）再热汽温调节特点与过热汽温调节相比，再热汽温调节具有以下几个特点：1）再热器进口工质状态决定于汽轮机高压缸排汽，其参数随汽轮机的运行方式及负荷高低而变化。当汽轮机负荷降低时，再热器进口汽温也相应降低，要维持额定出口汽温，则其调温幅度就会增大。如果再热汽温调节的幅度受到限制，则维持额定汽温的负荷范围会相应减小。2）再热蒸汽由于
13、压力低，它的比热较过热蒸汽小。这样，等量的蒸汽在改变相同的吸热量时，再热蒸汽的温度变化就比过热蒸汽大。因而工况变动时，再热汽温的变化较为敏感，且变化幅度也较过热蒸汽为大。从另一方面说，在主动调了再热汽温时，如吸热量改变相同，其调节幅度也比过热蒸汽为大。3）再热汽温调节不宜用喷水减温，否则机组运行的经济性会降低。由于再热器是串接在汽轮机的高、中压之间，加热后的蒸汽仍要回到中压缸内继续作功。因此，在再热器中喷水，使喷入的减温水化作中压蒸汽，使汽轮机中、低压缸的蒸汽流量增加，即增加了中、低压缸输出的功率，如果机组负荷一定，则势必减小高压缸输出功率。由于中压蒸汽作功的热效率较低，因而使整个机组的循环热
14、效率降低。计算表明，在再热器中每喷入1%蒸发量的减温水，将使循环热效率降低0.10.2%。为此，再热汽温的调节必须考虑优先用其它的调温方法。4）再热汽温的调温幅度及调节方式于再热器受热面的布置密切相关，或者说两者之间存在互为因果关系。如果再热器大部分受热面布置在烟道内，在再热器总的吸热量中对流吸热占有较大份额，再热器必须具有较强的对流汽温特性，于是调温的幅度相应就比较大。如果有较多的再热器受热面布置在炉膛内和近炉膛出口处，在总的吸热量中辐射吸热量和对流吸热量大致相当(本锅炉在额定设计工况下就是如此)，则再热器的汽温特性就较为平稳，出口汽温随锅炉蒸发量(负荷)改变的变化量就较小，相应的调温幅度也
15、就小些。(2)再热汽温调节方法原则上可用来调节再热汽温的方法较多。但实际上，除喷水调节因经济性差不宜采用外，其它如汽汽热交换器，因设备笨重、金属消耗量多、系统复杂、调节幅度小、时滞大；烟气再循环则由于再循环风机工作可靠性差、锅炉受热面磨损加剧，以及影响燃烧稳定性等问题，已很少采用或停用，故我们目前常用的再热汽温调节方法由以下几种，即采用尾部烟道烟气挡板改变烟气通流量分配调节、改变摆动式燃烧器喷嘴倾角为主，改变过量空气系数及喷水减温辅的调节方法。用摆动式燃烧器进行汽温调节的工作原理是，利用改变燃烧器喷嘴的倾角，以改变火焰中心沿炉膛高度的位置，使炉膛出口烟温发生相应的变化，即改变炉内辐射传热量和烟
16、道中对流传热量的分配比例，从而改变了再热器的吸热量，达到调节再热汽温的目的。当汽轮机负荷发生改变，或锅炉自身运行条件有变化而引起再热汽温降低时，可调节燃烧器喷嘴的倾角，使它向上摆动某一角度，于是炉膛内火焰中心上移，炉膛上部及炉膛出口烟温升高，从而使墙式再热器、屏式及高温再热器的吸热量都得到相应的增加，再热器的出口汽温就能恢复到规定范围内而维持基本不变。反之，当再热汽温升高时，使燃烧器喷嘴向下摆动某一角度，同样能使再热汽温值维持在规定范围内。3我厂锅炉汽温调节装置设计特点(1) 过热蒸汽调温主要采用喷水，水源来自高加前，共布置二级喷水减温器，第一级在分隔屏进口管道上，第二级在高过进口管道上。在额定蒸发量时过热器减温水总量控制在设计值的50150%以内。(2) 再热蒸汽调温可采用尾部烟道挡板分配调节、摆动燃烧器及过量空气调节、再热器微量喷水调节。(3) 在低温再热器进口处还布置有事故喷水减温装置，主要用于事故工况下保护再热器和辅助再热汽温微量调节。再热器减温水水源来自给水泵抽头。
