再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)2015.1

1、汽包鍋爐蒸汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 問(wèn)題的提出 主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度是單元機(jī)組汽水行程中工質(zhì)的最高溫度。兩溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)直接影響電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。蒸汽溫度過(guò)高，過(guò)熱器、再熱器容易超溫，影響過(guò)熱器、再熱器的壽命；蒸汽溫度過(guò)低則影響汽輪機(jī)的安全。汽溫過(guò)高會(huì)使鍋爐受熱面及蒸汽管道金屬材料的蠕變速度加快，影響使用壽命。例如：12Cr1MoV鋼在585時(shí)考慮的10萬(wàn)小時(shí)持久強(qiáng)度，在595時(shí)到了3萬(wàn)小時(shí)就將喪失其應(yīng)有強(qiáng)度。當(dāng)受熱面嚴(yán)重超溫，將會(huì)因材料強(qiáng)度的急劇下降而導(dǎo)致管子發(fā)生爆破。汽溫過(guò)高還會(huì)使汽輪機(jī)的汽缸、汽門、前幾級(jí)噴嘴和葉片、高壓缸前軸承等部件的機(jī)械強(qiáng)度降低，導(dǎo)致設(shè)備的損壞或使用年限的縮短；

2、汽溫降低，將會(huì)使機(jī)組循環(huán)熱效率降低，使煤耗增大。根據(jù)理論估算，過(guò)熱汽溫降低10，煤耗平均增加0.2%。同時(shí)，汽溫降低還會(huì)使汽輪機(jī)尾部的蒸汽濕度增大，這不僅使汽輪機(jī)內(nèi)效率降低，而且造成汽輪機(jī)末幾級(jí)葉片的侵蝕加劇。此外，汽溫過(guò)低，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子所受的軸向推力增大，這對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行十分不利；過(guò)熱汽溫變化過(guò)大，除使管材及有關(guān)部件產(chǎn)生疲勞外，還將引起汽輪機(jī)中轉(zhuǎn)子與汽缸的脹差變化，甚至產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，危及機(jī)組安全運(yùn)行。 影響蒸汽溫度的因素很多：煙氣側(cè)：燃料量、燃料種類或成分特性、對(duì)流吸熱量和輻射吸熱量、進(jìn)人爐內(nèi)的空氣量、燃燒器的運(yùn)行方式和受熱面的潔凈程度；蒸汽側(cè)：蒸汽流量（負(fù)荷），減溫水量、減溫水焓、給水溫度。

3、 問(wèn)題的解決：機(jī)組設(shè)置主蒸汽、再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 蒸汽溫度調(diào)節(jié)的任務(wù)： 維持過(guò)熱蒸汽、再熱蒸汽在允許變化范圍內(nèi)，保護(hù)鍋爐受熱面的安全。蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)工藝流程1汽包；2頂棚過(guò)熱器；3熱回收區(qū)側(cè)包墻過(guò)熱器；4熱回收區(qū)后包墻過(guò)熱器；5水平煙道側(cè)包墻過(guò)熱器；6熱回收區(qū)前包墻過(guò)熱器；7分割墻過(guò)熱器；8初級(jí)過(guò)熱器；9分割屏過(guò)熱器；10末級(jí)過(guò)熱器；11再熱器水平管圈；12再熱器出口管圈；13過(guò)熱器一級(jí)噴水減溫器；14過(guò)熱器二級(jí)噴水減溫器；15再熱器噴水減溫器；16省煤器 蒸汽溫度調(diào)節(jié)對(duì)象的特性一、汽溫對(duì)象的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性1、蒸汽負(fù)荷擾動(dòng)對(duì)汽溫的影響鍋爐蒸發(fā)量增加時(shí)，對(duì)流過(guò)熱器、輻射過(guò)熱器、混合

4、式過(guò)熱器的特性如圖所示。再熱蒸汽溫度負(fù)荷特性？再熱蒸汽溫度負(fù)荷特性？鍋爐蒸發(fā)量擾動(dòng)時(shí)，汽溫對(duì)象是有慣性、有自平衡能力的對(duì)象。由于煙氣流速和蒸汽流速幾乎是沿整個(gè)過(guò)熱器管道同時(shí)變化的，所以煙氣傳給蒸汽的熱量也幾乎是沿過(guò)熱器管道長(zhǎng)度同時(shí)變化，小，/ Tc 比較小，具有較好的動(dòng)態(tài)特性。2、煙氣側(cè)擾動(dòng)對(duì)汽溫的影響煙氣側(cè)擾動(dòng)：燃料量、燃料種類或成分特性、對(duì)流吸熱量和輻射吸熱量、進(jìn)人爐內(nèi)的空氣量、燃燒器的運(yùn)行方式和受熱面的潔凈程度等會(huì)影響煙氣和蒸汽的換熱，直至影響蒸汽溫度。由于煙氣側(cè)的擾動(dòng)使得煙氣流速和煙溫在整個(gè)過(guò)熱器管道同時(shí)變化，所以煙氣側(cè)擾動(dòng)下汽溫對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性與蒸汽擾動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)特性接近：遲延小，動(dòng)態(tài)特

5、性好。可選的汽溫控制手段，一般用作再熱氣溫控制?？蛇x的汽溫控制手段，一般用作再熱氣溫控制。3、減溫水量擾動(dòng)對(duì)汽溫的影響為了保證低負(fù)荷時(shí)，汽溫能達(dá)到給定值，設(shè)計(jì)時(shí)，受熱面會(huì)冗余布置，額定負(fù)荷時(shí)，汽溫會(huì)高于其額定值，一般采用減溫噴水的方式控制過(guò)熱汽溫。減溫水?dāng)_動(dòng)下，過(guò)熱汽溫對(duì)象是有遲延、有慣性、有自平衡能力的。其導(dǎo)前區(qū)的遲延和慣性明顯小于惰性區(qū)。soesTKsW22221)(soesTKsW11111)(由于汽溫對(duì)象較大的遲延和慣性，故采用單回路反饋控制不能收到令人滿意的控制效果。通常采用串級(jí)汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)串級(jí)汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)和導(dǎo)前汽溫微分的雙回路汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)導(dǎo)前汽溫微分的雙回路汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)汽溫。再

6、熱汽溫自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案再熱器的布置再熱器的布置 再熱器主要由低溫再熱器（墻式輻射式再熱器），屏式再熱器，末級(jí)再熱器（高再）三部分組成。從汽輪機(jī)高壓缸排汽口來(lái)的蒸汽通過(guò)一根連接管進(jìn)入低溫再熱器，然后依次經(jīng)過(guò)墻式輻射式再熱器和高溫再熱器換熱后，再由一根連接管送往汽輪機(jī)的中壓缸。再熱汽溫的調(diào)節(jié)手段：再熱汽溫的調(diào)節(jié)手段：（1）擺動(dòng)火嘴法擺動(dòng)火嘴法：通過(guò)調(diào)節(jié)鍋爐四角燃燒器傾角調(diào)節(jié)鍋爐四角燃燒器傾角調(diào)整爐膛火焰中心位置，從而達(dá)到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的。在正常工況下，通過(guò)調(diào)節(jié)擺動(dòng)燃燒器傾角，改變爐膛火焰中心高度維持再熱汽溫穩(wěn)定。燃燒器設(shè)計(jì)擺動(dòng)范圍：輔助風(fēng)在30之間，一次風(fēng)在25之間，擺動(dòng)燃燒器上擺，火焰中心升高

7、，再熱汽溫升高；反之汽溫降低。當(dāng)再熱蒸汽超溫、通過(guò)調(diào)整噴燃器擺角無(wú)法控制時(shí)，快速投入事故噴水減溫器。減溫器減溫水來(lái)自給水泵中間抽頭。（2）旁路煙氣法旁路煙氣法：通過(guò)調(diào)整旁路煙道擋板開度調(diào)整旁路煙道擋板開度，調(diào)整流過(guò)再熱器的煙氣流量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的。當(dāng)再熱蒸汽超溫、通過(guò)調(diào)整煙道擋板無(wú)法控制時(shí)，快速投入事故噴水減溫器。 再熱器噴水減溫控制系統(tǒng)只有在再熱汽溫實(shí)測(cè)值高出其設(shè)定值某一數(shù)值（比如5）之后才投入工作。換言之，當(dāng)用燃燒器擺角調(diào)節(jié)或煙道擋板調(diào)節(jié)不能滿足再熱汽溫控制要求或事故情況時(shí)，投再熱器事故噴水減溫控制系統(tǒng)，以使再熱汽溫降低到允許范圍內(nèi)。 旁路煙道擋板爐內(nèi)布置示意圖一、旁路煙氣法一、旁路煙氣法實(shí)現(xiàn)擋板調(diào)節(jié)系統(tǒng)與噴水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相互跟蹤再熱器側(cè)和過(guò)熱器側(cè)煙氣擋板的典型動(dòng)作規(guī)律再熱器側(cè)和