鍋爐主蒸汽溫度低原因及處理

1、我廠三期機組主蒸汽溫度低原因及處理近期，我廠 #6、7 機組機組負荷在 50%及以上時經(jīng)常出現(xiàn)主蒸汽溫度低現(xiàn)象，現(xiàn)總結其原因及其處理 方向。一、主蒸汽溫度過低的危害 當主蒸汽壓力和凝結真空不變，主蒸汽溫度降低時，主蒸汽在汽輪機內(nèi)的總焓降減少，若要維持額定 負荷，必須開大調速汽閥的開度，增加主蒸汽的進汽量。一般機組主蒸汽溫度每降低10C,汽耗量要增加 1.3%1.5%。主蒸汽溫度降低時，不但影響機組的經(jīng)濟性，也威脅著機組的運行安全。其主要危害是：（1 ）末級葉片可能過負荷。因為主蒸汽溫度降低后，為維持額定負荷不變，則主蒸汽流量要增加， 末級焓降增大，末級葉片可能過負荷狀態(tài)。（2）末幾級葉片的蒸汽

2、濕度增大。主蒸汽壓力不變，溫度降低時，末幾級葉片的蒸汽濕度將要增加， 這樣除了會增大末幾級動葉的濕汽損失外，同時還將加劇開幾級動葉的水滴沖蝕，縮短葉片的使用壽 命。（3）各級反動度增加。由于主蒸汽溫度降低，則各級反動度增加，轉子的軸向推力明顯增大，推力 瓦塊溫度升高，機組運行的安全可靠性降低。（4）高溫部件將產(chǎn)生很大的熱應力和熱變形。若主蒸汽溫度快速下降較多時，自動主汽閥外殼、調 節(jié)級、汽缸等高溫部件的內(nèi)壁溫度會急劇下降而產(chǎn)生很大的熱應力和熱變形，嚴重時可能使金屬部件 產(chǎn)生裂紋或使汽輪機內(nèi)動、靜部分造成磨損事故；當主蒸汽溫度降至極限值時，應打閘停機。（5）有水擊的可能。當主蒸汽溫度急劇下降50

3、C以上時，往往是發(fā)生水沖擊事故的先兆，汽輪機值班員必須密切注意，當主蒸汽溫度還繼續(xù)下降時，為確保機組安全，應立即打閘停機。二、引起主蒸汽溫度低的因素：1） 水煤比。在直流鍋爐動態(tài)分析中，汽輪機調節(jié)汽閥的擾動，對直流鍋爐是一種典型的負荷擾動。當調節(jié)汽閥階躍開大時，蒸汽流量 D和機組輸出功率NE立即增加，隨即逐漸減少，并恢復初始值，汽輪機閥前壓力Pt 一開始立即下降，然后逐漸下降至新的平衡壓力。由于直流鍋爐的蓄熱系數(shù)比汽包鍋爐小，所以直 流鍋爐的汽壓變化比汽包鍋爐大得多。當負荷擾動時，過熱汽溫T2近似不變，這是由于給水流量和燃燒率保持不變，過熱汽溫就基本保持不變。燃燒率擾動是燃料量、送風量和引風量

4、同時協(xié)調變化的一種擾動。當燃燒率B階躍增加時，經(jīng)過一段較短的遲延時間，蒸汽流量D會暫時向增加方向變化； 過熱汽溫T2則經(jīng)過一段較長的遲延時間后單調 上升，最后穩(wěn)定在較高的溫度上；汽壓Pt和功率NE的變化也因汽溫的上升而最后穩(wěn)定在較高的數(shù)值。當燃燒率不變而給水流量增加時，一開始由于加熱段和蒸發(fā)段的伸長而推出一部分蒸汽，因此蒸汽流 量D、汽壓Pt、功率Nk幾乎沒有遲延的開始增加，但由于汽溫T2的下降，最后雖然蒸汽流量 D增加，而輸出功率NE卻有所減少；汽壓 Pr也降至略高于擾動前的汽壓，過熱汽溫T2則經(jīng)過一段較長的遲延時間后，最后穩(wěn)定在較低的溫度。給水和燃料復合擾動時的動態(tài)特性是兩者單獨擾動時的動

5、態(tài)特性之和，由圖2 可知，當給水和燃料按比例變化時，蒸發(fā)量 D立即變化，然后穩(wěn)定在新的數(shù)值上，過熱汽溫則保持在原來的數(shù)值上（額定汽 溫）。這就是說明嚴格控制水煤比是直流爐主蒸汽調節(jié)的關鍵。Bb 燃料率擾動Wta汽機調節(jié)汽閥擾動c 給水流量擾動圖1直流鍋爐動態(tài)特性示意圖t'gr圖2燃料與給水比例增加時的動態(tài)特性2）給水溫度。在水煤比保持不變的前提下，給水溫度降低，蒸發(fā)段后移，過熱段減少，過熱汽降。給水溫度溫度降低較多，導致中間點的溫度變化較大，引起水煤比的調節(jié)，過熱汽溫會回升甚至會短暫升高超過額 定值。3）煤質變化。大容量超臨界壓力鍋爐對煤種適應性強和其他因素，導致我廠用煤并不是單一的固

6、定煤種，當煤種發(fā) 生變化時，燃料中的元素構成和發(fā)熱量都會發(fā)生改變，煤質成分的改變會對煙氣與工質間的換熱特性 產(chǎn)生影響，使輻射換熱和對流換熱的比例發(fā)生變化。其中影響較大的是水分、揮發(fā)分和灰分。煤中水 分、灰分變大，揮發(fā)分減小，都會導致燃料著火晚，燃燒和燃盡過程延遲，最高火焰溫度位置上移。發(fā)熱量降低，當水煤比不變時，使得鍋爐輸入熱量減少，燃料放出的熱量和工質需要的熱量不匹配，使過熱汽溫發(fā)生變化。4）過量空氣系數(shù)。過量空氣系數(shù)增大，鍋爐保持水煤比保持不變的前提下，鍋爐總對流吸熱量的增大，由于再熱器表現(xiàn) 為對流汽溫特性，其吸熱量會增大，再熱汽溫升高；由于鍋爐送入的燃料量沒有變化，輸入總熱量亦 沒有變化

7、，再熱器系統(tǒng)吸熱量增加時，爐膛水冷壁和過熱器系統(tǒng)的總吸熱量減少，過熱汽溫會略有下 降。5）火焰中心位置。對超臨界直流鍋爐而言，火焰中心上移，使爐膛水冷壁的輻射吸熱量減少，爐膛出口煙溫升高。對流 煙道中的吸熱量增加，使過熱器、再熱器系統(tǒng)吸熱量的增加，再熱汽溫升高；由于爐膛水冷壁的輻射 吸熱量減少，雖然過熱器系統(tǒng)的吸熱量有所增加，但爐膛水冷壁和過熱器系統(tǒng)的總吸熱量減少，過熱 汽溫下降?；鹧嬷行南乱茣r，再熱汽溫下降，過熱汽溫升高。6）受熱面沾污或結渣。受熱面沾污或結渣將使受熱面吸熱量減少，使過熱汽溫、再熱汽溫變化。受熱面不同部位沾污對汽溫 的影響是不同的。進入純直流運行的鍋爐，爐膛水冷壁及過熱器受熱

8、面沾污或結渣時會使一次汽吸熱 量不足，過熱汽溫下降。除受熱面沾污或結渣時， 過熱汽溫、再熱汽溫也會受到影響。 爐膛內(nèi)掉渣時， 直流運行的鍋爐，過熱器汽溫會升高，再熱汽溫會下降；7）變壓運行。大容量超臨界鍋爐普遍采用變壓運行，變壓運行時的主蒸汽壓力是鍋爐負荷的函數(shù)，當鍋爐負荷降低時，主蒸汽壓力下降，與之相應的工質理論吸熱量（從給水加熱至額定出口汽溫所必須吸收的熱量）增大，如果水煤比不變，過熱器出口焓值降低，過熱汽溫下降。三、主蒸汽溫度的調節(jié)1）主蒸汽溫度的粗調（即水煤比的調節(jié)）對于直流鍋爐，控制主蒸汽溫度的關鍵在于控制鍋爐的水煤比，而水煤比合適與否則需要通過中間點 溫度來鑒定。在直流鍋爐運行中，

9、為了維持鍋爐主蒸汽溫度的穩(wěn)定，通常在過熱區(qū)段中取一溫度測點，將 它固定在相應的數(shù)值上，這就是通常所謂的中間點溫度。實際上把中間點至過熱汽出口之間的過熱區(qū)段固 定。在主蒸汽溫度調節(jié)中，中間點溫度實際是與鍋爐負荷有關，中間點溫度與鍋爐負荷存在一定的函數(shù)關 系，那么鍋爐的煤水比 B/G按中間點溫度來調整，中間點至過熱器出口區(qū)段的過熱汽溫變化主要依靠噴水 減溫調節(jié)。對于直流鍋爐，其噴水減溫只是一個暫時措施，要保持穩(wěn)定汽溫的關鍵是要保持固定的煤水比。其原因是：從圖3可以看出直流爐 G=D如果過熱區(qū)段有噴水量 d,那么直流爐進口水量為（G-d）。如果燃 料量B增加、熱負荷增加，而給水量G未變，這樣過熱汽溫

10、就要升高， 噴水量d必然增加，使進口水量（G-d） 的數(shù)值就要減少，這樣變化又會使過熱汽溫上升。因此噴水量變化只是維持過熱汽溫的暫時穩(wěn)定（或暫時 維持過熱汽溫為額定值），但最終使其過熱汽溫穩(wěn)定，主要還是通過煤水比的調節(jié)來實現(xiàn)的。而中間點的 狀態(tài)一般要求在各種工況下為微過熱蒸汽。過熱區(qū)段加熱區(qū)段G-d圖3超臨界壓力鍋爐工作示意圖2）主蒸汽溫度的細調考慮到實際運行中鍋爐負荷的變化，給水溫度、燃料品質、爐膛過量空氣系數(shù)以及受熱面結渣等因素的變化，對過熱汽溫變化均有影響，因此在實際運行中要保證比值B/G的精確值也是不容易的。特別是燃煤鍋爐，控制燃料量是比較粗糙的，這就迫使除了采用B/G作為粗調的調節(jié)手

11、段外，還必須采用在蒸汽管道設置噴水減溫器作為細調的調節(jié)手段。我廠主蒸汽溫度調節(jié)方法是采用水煤比進行粗調， 兩級噴水減溫進行細調。 其中第一級噴水減溫器裝 置在前屏過熱器與后屏過熱器之間，消除前屏過熱器中產(chǎn)生偏差；第二級噴水減溫器裝置在后屏過熱器與 高溫過熱器之間，維持過熱器出口汽溫在額定值。四、引起主蒸汽溫度低的典型工況及其處理方向1）虛假煤量。 當給煤機電機轉而皮帶不轉（即是我們常說的皮帶打滑）時，給煤機皮帶上還有煤，使得該給煤機顯 示給煤量將不會發(fā)生變化；而實際因為皮帶沒有轉，該臺給煤機實際給煤量為0，即為我們常說的虛假煤量。該種情況出現(xiàn)，直接導致水煤比失調，機組負荷、主汽壓、汽溫將根據(jù)該

12、臺給煤機煤量、煤質和所有 給煤機帶負荷能力持續(xù)快速下降，如不及時發(fā)現(xiàn)處理，將會嚴重危及機組安全允許。應對對策：認真監(jiān)盤，加強分析，及時發(fā)現(xiàn)虛假煤量，然后立即將故障給煤機停運；如其余給煤機已 到最大煤量應將燃料主控解列為手動將指令減下來，使各運行給煤機煤量控制在 50T/H 以內(nèi)；同時嚴 密監(jiān)視給水自動的跟蹤情況，維持正常水煤比，必要時進行手動干預。有備用磨煤機時應立即啟動備 用磨煤機，防止機組負荷和汽溫汽壓大幅波動。注意事項：在大幅度變化過熱度偏值調節(jié)汽溫時，一旦汽溫在低位穩(wěn)定并開始回升時，應立即回調過 熱度偏值，避免發(fā)生超溫事故；非必要情況下，不要解除給水自動。2）一臺或多臺給煤機斷煤不來且

13、其余給煤機裕量不足。 一臺或者多臺給煤機斷煤，其他給煤機煤量均加到最大值，但總煤量仍低于斷煤前的值，即給煤機裕 量不足。此時由于燃料減少，汽溫、汽壓均會下降，協(xié)調控制為了維持負荷將會不斷增加燃料主控指令，而實 際給煤機煤量已到最大不會增加了；另外此時一次風會短路從斷煤的磨煤機流走，一次風母管壓力降 低，進入爐內(nèi)實際煤量減少，導致水煤比失調。應對對策：果斷將燃料主控解手動將指令下減，使正常運行給煤機煤量控制在 50T/H 以內(nèi)。同時嚴密 監(jiān)視給水自動的跟蹤情況，必要時手動干預。有備用磨煤機時應立即啟動備用磨煤機，防止機組負荷 和汽溫汽壓大幅波動，同時應立即關閉該磨煤機熱風調門。3）煤質突然變差。

14、 由于個別給煤機煤質突然變差，燃燒減弱，汽溫、汽壓均會下降，協(xié)調將會不斷增加燃料主控指令和 給水指令維持機組負荷，引起水煤比暫時性失調，如果運行給煤機裕量不足，那么水煤比將嚴重失調， 導致主汽溫快速下降，威脅機組安全。應對對策：在進行負荷和其它參數(shù)調整過程中煤、水、負荷必須時刻保持一致。出現(xiàn)這種情況應迅速 適當提高一次風壓，提高過熱度偏置，同時降低機組負荷，控制給煤機煤量控制在 50T/H 以內(nèi)。直到 過熱度有回頭的跡象時。同時啟動備用磨煤機。加強燃燒調整，適當關少燃燼風。4）啟動磨煤機倒風時，由于一次風短路進入該磨煤機，一次風母管壓力下降，進入爐內(nèi)燃料減少，主汽 溫會下降。不過這只是個暫時的

15、，一旦啟動了該給煤機，則主汽溫會馬上回升。應緩慢加煤，防止主、 再熱汽溫超溫。所以啟動磨煤機倒風時，應先提高一次風壓偏置，緩慢開啟熱風調門。曖磨好后，啟 動了該給煤機，應根據(jù)主、再熱汽溫情況緩慢加煤。其它給煤機煤量降到45T/H，再適時降低一次風壓力偏置，避免主汽壓力、溫度急升。5） 煤質差時加負荷過快時，主汽溫也會大幅降低。特別是#6 爐目前 A、 C、 E 磨煤機磨輥磨損嚴重，制粉 能力較差，煤加進去了，但實際進入爐內(nèi)的煤量沒同步增加，部分煤通過石子煤室排走了。但此時水是同步增加的，水煤比失調，導致主汽溫降低。應對對策：遇到煤質差加負荷時，應先提高一次風 壓偏置，鍋爐爐熱負荷響應速度快些。

16、當實際主汽壓與目標主汽壓偏差1MPa時應減慢或停止加負荷，避免主汽溫降低。同時磨煤機煤量也要控制在50T/H以內(nèi)。加強磨煤機定檢。6）爐膛吹灰的影響。 當爐膛吹灰時，吹灰蒸汽溫度低于爐膛中心溫度，使爐膛中心溫度下降，蒸汽蒸發(fā)段延長，影起主汽溫下降；CCS方式下，爐膛吹灰過程中，中間點溫度不斷上升，導致給水的焓值修正調節(jié)給水，使給水增加，結果給水壓力也增加，而鍋爐主控調節(jié)主汽壓力，主汽壓力隨著給水壓力的上升而上升，鍋爐主控就會降主汽壓 力，結果就會降低煤量，導致主汽溫再度降低。應對對策：當吹灰時，應適當提高過熱度偏置，關小燃盡風。7）一次風機原因導致一次風壓降低影響汽溫下降。又分為兩種情況：第一

17、，機組正常運行中失速和喘振 處理，立即適當減小動葉開度，當應盡可能保持兩臺風機頻率、動葉開度一致，如果失速時間較長或 者發(fā)生喘振，已引起風壓大幅變化、軸承大幅振動，減小動葉開度時如果一次風壓母管下降較快，可 以減少磨煤機臺數(shù)至 4臺。跳單臺磨煤機或者 RB時，盡可能平穩(wěn)的將兩臺風機的出力同時減下來，避 免失速。第二，兩臺一次風運行，其中一臺跳閘。 機組RB動作，啟動F層等離子，按照 A-D-B的順序進行切磨，保持 3臺磨煤機運行，穩(wěn)定鍋爐燃燒。注意RB動作情況，如果 RB動作不正?；?RB未觸發(fā)，應迅速減負荷，打跳磨煤機至最多3臺磨，F(xiàn)磨等離子拉弧，保證鍋爐的燃燒。將運行的一次風機出力加至最大

18、，檢查跳閘一次風機出口擋板和入口 導葉關閉，并檢查其倒轉情況。若跳閘一次風機出口擋板和入口導葉關閉不嚴，一次風母管壓力不能 維持，應打跳 E磨維持一次風壓。 、RB動作負荷減至350MW投入定壓模式，定壓值為當前壓力值（如果此時不改為定壓模式，會由于機組壓力較高，RB超馳時間結束后自動會根據(jù)對應負荷滑壓壓力值調節(jié)再次加負荷，迅速拖垮汽溫），機組負荷會隨著爐內(nèi)熱負荷降低繼續(xù)減負荷，再適時將定壓值以每次0.5-1MPa 向下設，注意機組負荷不能較大反升高，機組負荷上升則停止定壓值下改甚至反修改，最終負荷維持在對應煤量負荷低一些，定 壓壓力值維持在對應負荷滑壓值高2-3MPa （壓力可大致這樣計算，300MWE力13MPA負荷20MW寸應1MPa壓力）。 、事故發(fā)生后應迅速根據(jù)當前煤量和發(fā)生前的水煤比控制低0.5-1計算出水量，維持好水煤比，如果給水是自動則觀察自動調節(jié)情況，必要時人為干預把給水減到此值，并避免給水大幅波動，粗調操作速 度要比較快但要防止操作過調水量過低使給水低流量保護動作。 、操作中要時刻關注煤量、給水量、負荷這三個主要參數(shù)的匹配