鍋爐主蒸汽溫度低原因及處理

1、我廠三期機(jī)組主蒸汽溫度低原因及處理近期，我廠 #6、7 機(jī)組機(jī)組負(fù)荷在 50%及以上時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)主蒸汽溫度低現(xiàn)象，現(xiàn)總結(jié)其原因及其處理 方向。一、主蒸汽溫度過低的危害 當(dāng)主蒸汽壓力和凝結(jié)真空不變，主蒸汽溫度降低時(shí)，主蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的總焓降減少，若要維持額定 負(fù)荷，必須開大調(diào)速汽閥的開度，增加主蒸汽的進(jìn)汽量。一般機(jī)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(shí)，不但影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，也威脅著機(jī)組的運(yùn)行安全。其主要危害是：（1 ）末級葉片可能過負(fù)荷。因?yàn)橹髡羝麥囟冉档秃?，為維持額定負(fù)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(fù)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(shí)，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(shí)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(zhuǎn)子的軸向推力明顯增大，推力 瓦塊溫度升高，機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性降低。（4）高溫部件將產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。若主蒸汽溫度快速下降較多時(shí)，自動主汽閥外殼、調(diào) 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(yīng)力和熱變形，嚴(yán)重時(shí)可能使金屬部件 產(chǎn)生裂紋或使汽輪機(jī)內(nèi)動、靜部分造成磨損事故；當(dāng)主蒸汽溫度降至極限值時(shí)，應(yīng)打閘停機(jī)。（5）有水擊的可能。當(dāng)主蒸汽溫度急劇下降50

3、C以上時(shí)，往往是發(fā)生水沖擊事故的先兆，汽輪機(jī)值班員必須密切注意，當(dāng)主蒸汽溫度還繼續(xù)下降時(shí)，為確保機(jī)組安全，應(yīng)立即打閘停機(jī)。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(jī)調(diào)節(jié)汽閥的擾動，對直流鍋爐是一種典型的負(fù)荷擾動。當(dāng)調(diào)節(jié)汽閥階躍開大時(shí)，蒸汽流量 D和機(jī)組輸出功率NE立即增加，隨即逐漸減少，并恢復(fù)初始值，汽輪機(jī)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(dāng)負(fù)荷擾動時(shí)，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(fēng)量和引風(fēng)量

4、同時(shí)協(xié)調(diào)變化的一種擾動。當(dāng)燃燒率B階躍增加時(shí)，經(jīng)過一段較短的遲延時(shí)間，蒸汽流量D會暫時(shí)向增加方向變化； 過熱汽溫T2則經(jīng)過一段較長的遲延時(shí)間后單調(diào) 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(dāng)燃燒率不變而給水流量增加時(shí)，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(shí)間后，最后穩(wěn)定在較低的溫度。給水和燃料復(fù)合擾動時(shí)的動態(tài)特性是兩者單獨(dú)擾動時(shí)的動

5、態(tài)特性之和，由圖2 可知，當(dāng)給水和燃料按比例變化時(shí)，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(yán)格控制水煤比是直流爐主蒸汽調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。Bb 燃料率擾動Wta汽機(jī)調(diào)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(shí)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(dǎo)致中間點(diǎn)的溫度變化較大，引起水煤比的調(diào)節(jié)，過熱汽溫會回升甚至?xí)虝荷叱^額 定值。3）煤質(zhì)變化。大容量超臨界壓力鍋爐對煤種適應(yīng)性強(qiáng)和其他因素，導(dǎo)致我廠用煤并不是單一的固

6、定煤種，當(dāng)煤種發(fā) 生變化時(shí)，燃料中的元素構(gòu)成和發(fā)熱量都會發(fā)生改變，煤質(zhì)成分的改變會對煙氣與工質(zhì)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(dǎo)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(dāng)水煤比不變時(shí)，使得鍋爐輸入熱量減少，燃料放出的熱量和工質(zhì)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(shí)，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?fàn)t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(shí)，再熱汽溫下降，過熱汽溫升高。6）受熱面沾污或結(jié)渣。受熱面沾污或結(jié)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(jìn)入純直流運(yùn)行的鍋爐，爐膛水冷壁及過熱器受熱

8、面沾污或結(jié)渣時(shí)會使一次汽吸熱 量不足，過熱汽溫下降。除受熱面沾污或結(jié)渣時(shí)， 過熱汽溫、再熱汽溫也會受到影響。 爐膛內(nèi)掉渣時(shí)， 直流運(yùn)行的鍋爐，過熱器汽溫會升高，再熱汽溫會下降；7）變壓運(yùn)行。大容量超臨界鍋爐普遍采用變壓運(yùn)行，變壓運(yùn)行時(shí)的主蒸汽壓力是鍋爐負(fù)荷的函數(shù)，當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低時(shí)，主蒸汽壓力下降，與之相應(yīng)的工質(zhì)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(diào)節(jié)1）主蒸汽溫度的粗調(diào)（即水煤比的調(diào)節(jié)）對于直流鍋爐，控制主蒸汽溫度的關(guān)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(diǎn) 溫度來鑒定。在直流鍋爐運(yùn)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(diǎn)，將 它固定在相應(yīng)的數(shù)值上，這就是通常所謂的中間點(diǎn)溫度。實(shí)際上把中間點(diǎn)至過熱汽出口之間的過熱區(qū)段固 定。在主蒸汽溫度調(diào)節(jié)中，中間點(diǎn)溫度實(shí)際是與鍋爐負(fù)荷有關(guān)，中間點(diǎn)溫度與鍋爐負(fù)荷存在一定的函數(shù)關(guān) 系，那么鍋爐的煤水比 B/G按中間點(diǎn)溫度來調(diào)整，中間點(diǎn)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(diào)節(jié)。對于直流鍋爐，其噴水減溫只是一個(gè)暫時(shí)措施，要保持穩(wěn)定汽溫的關(guān)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(jìn)口水量為（G-d）。如果燃 料量B增加、熱負(fù)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(jìn)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(shí)穩(wěn)定（或暫時(shí) 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(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的。而中間點(diǎn)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(xì)調(diào)考慮到實(shí)際運(yùn)行中鍋爐負(fù)荷的變化，給水溫度、燃料品質(zhì)、爐膛過量空氣系數(shù)以及受熱面結(jié)渣等因素的變化，對過熱汽溫變化均有影響，因此在實(shí)際運(yùn)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(diào)的調(diào)節(jié)手

11、段外，還必須采用在蒸汽管道設(shè)置噴水減溫器作為細(xì)調(diào)的調(diào)節(jié)手段。我廠主蒸汽溫度調(diào)節(jié)方法是采用水煤比進(jìn)行粗調(diào)， 兩級噴水減溫進(jìn)行細(xì)調(diào)。 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(dāng)給煤機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)而皮帶不轉(zhuǎn)（即是我們常說的皮帶打滑）時(shí)，給煤機(jī)皮帶上還有煤，使得該給煤機(jī)顯 示給煤量將不會發(fā)生變化；而實(shí)際因?yàn)槠]有轉(zhuǎn)，該臺給煤機(jī)實(shí)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(dǎo)致水煤比失調(diào)，機(jī)組負(fù)荷、主汽壓、汽溫將根據(jù)該

12、臺給煤機(jī)煤量、煤質(zhì)和所有 給煤機(jī)帶負(fù)荷能力持續(xù)快速下降，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，將會嚴(yán)重危及機(jī)組安全允許。應(yīng)對對策：認(rèn)真監(jiān)盤，加強(qiáng)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)虛假煤量，然后立即將故障給煤機(jī)停運(yùn)；如其余給煤機(jī)已 到最大煤量應(yīng)將燃料主控解列為手動將指令減下來，使各運(yùn)行給煤機(jī)煤量控制在 50T/H 以內(nèi)；同時(shí)嚴(yán) 密監(jiān)視給水自動的跟蹤情況，維持正常水煤比，必要時(shí)進(jìn)行手動干預(yù)。有備用磨煤機(jī)時(shí)應(yīng)立即啟動備 用磨煤機(jī)，防止機(jī)組負(fù)荷和汽溫汽壓大幅波動。注意事項(xiàng)：在大幅度變化過熱度偏值調(diào)節(jié)汽溫時(shí)，一旦汽溫在低位穩(wěn)定并開始回升時(shí)，應(yīng)立即回調(diào)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(jī)斷煤不來且

13、其余給煤機(jī)裕量不足。 一臺或者多臺給煤機(jī)斷煤，其他給煤機(jī)煤量均加到最大值，但總煤量仍低于斷煤前的值，即給煤機(jī)裕 量不足。此時(shí)由于燃料減少，汽溫、汽壓均會下降，協(xié)調(diào)控制為了維持負(fù)荷將會不斷增加燃料主控指令，而實(shí) 際給煤機(jī)煤量已到最大不會增加了；另外此時(shí)一次風(fēng)會短路從斷煤的磨煤機(jī)流走，一次風(fēng)母管壓力降 低，進(jìn)入爐內(nèi)實(shí)際煤量減少，導(dǎo)致水煤比失調(diào)。應(yīng)對對策：果斷將燃料主控解手動將指令下減，使正常運(yùn)行給煤機(jī)煤量控制在 50T/H 以內(nèi)。同時(shí)嚴(yán)密 監(jiān)視給水自動的跟蹤情況，必要時(shí)手動干預(yù)。有備用磨煤機(jī)時(shí)應(yīng)立即啟動備用磨煤機(jī)，防止機(jī)組負(fù)荷 和汽溫汽壓大幅波動，同時(shí)應(yīng)立即關(guān)閉該磨煤機(jī)熱風(fēng)調(diào)門。3）煤質(zhì)突然變差。

14、 由于個(gè)別給煤機(jī)煤質(zhì)突然變差，燃燒減弱，汽溫、汽壓均會下降，協(xié)調(diào)將會不斷增加燃料主控指令和 給水指令維持機(jī)組負(fù)荷，引起水煤比暫時(shí)性失調(diào)，如果運(yùn)行給煤機(jī)裕量不足，那么水煤比將嚴(yán)重失調(diào)， 導(dǎo)致主汽溫快速下降，威脅機(jī)組安全。應(yīng)對對策：在進(jìn)行負(fù)荷和其它參數(shù)調(diào)整過程中煤、水、負(fù)荷必須時(shí)刻保持一致。出現(xiàn)這種情況應(yīng)迅速 適當(dāng)提高一次風(fēng)壓，提高過熱度偏置，同時(shí)降低機(jī)組負(fù)荷，控制給煤機(jī)煤量控制在 50T/H 以內(nèi)。直到 過熱度有回頭的跡象時(shí)。同時(shí)啟動備用磨煤機(jī)。加強(qiáng)燃燒調(diào)整，適當(dāng)關(guān)少燃燼風(fēng)。4）啟動磨煤機(jī)倒風(fēng)時(shí)，由于一次風(fēng)短路進(jìn)入該磨煤機(jī)，一次風(fēng)母管壓力下降，進(jìn)入爐內(nèi)燃料減少，主汽 溫會下降。不過這只是個(gè)暫時(shí)的

15、，一旦啟動了該給煤機(jī)，則主汽溫會馬上回升。應(yīng)緩慢加煤，防止主、 再熱汽溫超溫。所以啟動磨煤機(jī)倒風(fēng)時(shí)，應(yīng)先提高一次風(fēng)壓偏置，緩慢開啟熱風(fēng)調(diào)門。曖磨好后，啟 動了該給煤機(jī)，應(yīng)根據(jù)主、再熱汽溫情況緩慢加煤。其它給煤機(jī)煤量降到45T/H，再適時(shí)降低一次風(fēng)壓力偏置，避免主汽壓力、溫度急升。5） 煤質(zhì)差時(shí)加負(fù)荷過快時(shí)，主汽溫也會大幅降低。特別是#6 爐目前 A、 C、 E 磨煤機(jī)磨輥磨損嚴(yán)重，制粉 能力較差，煤加進(jìn)去了，但實(shí)際進(jìn)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(shí)水是同步增加的，水煤比失調(diào)，導(dǎo)致主汽溫降低。應(yīng)對對策：遇到煤質(zhì)差加負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先提高一次風(fēng) 壓偏置，鍋爐爐熱負(fù)荷響應(yīng)速度快些。

16、當(dāng)實(shí)際主汽壓與目標(biāo)主汽壓偏差1MPa時(shí)應(yīng)減慢或停止加負(fù)荷，避免主汽溫降低。同時(shí)磨煤機(jī)煤量也要控制在50T/H以內(nèi)。加強(qiáng)磨煤機(jī)定檢。6）爐膛吹灰的影響。 當(dāng)爐膛吹灰時(shí)，吹灰蒸汽溫度低于爐膛中心溫度，使?fàn)t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(diǎn)溫度不斷上升，導(dǎo)致給水的焓值修正調(diào)節(jié)給水，使給水增加，結(jié)果給水壓力也增加，而鍋爐主控調(diào)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(jié)果就會降低煤量，導(dǎo)致主汽溫再度降低。應(yīng)對對策：當(dāng)吹灰時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高過熱度偏置，關(guān)小燃盡風(fēng)。7）一次風(fēng)機(jī)原因?qū)е乱淮物L(fēng)壓降低影響汽溫下降。又分為兩種情況：第一

17、，機(jī)組正常運(yùn)行中失速和喘振 處理，立即適當(dāng)減小動葉開度，當(dāng)應(yīng)盡可能保持兩臺風(fēng)機(jī)頻率、動葉開度一致，如果失速時(shí)間較長或 者發(fā)生喘振，已引起風(fēng)壓大幅變化、軸承大幅振動，減小動葉開度時(shí)如果一次風(fēng)壓母管下降較快，可 以減少磨煤機(jī)臺數(shù)至 4臺。跳單臺磨煤機(jī)或者 RB時(shí)，盡可能平穩(wěn)的將兩臺風(fēng)機(jī)的出力同時(shí)減下來，避 免失速。第二，兩臺一次風(fēng)運(yùn)行，其中一臺跳閘。 機(jī)組RB動作，啟動F層等離子，按照 A-D-B的順序進(jìn)行切磨，保持 3臺磨煤機(jī)運(yùn)行，穩(wěn)定鍋爐燃燒。注意RB動作情況，如果 RB動作不正常或 RB未觸發(fā)，應(yīng)迅速減負(fù)荷，打跳磨煤機(jī)至最多3臺磨，F(xiàn)磨等離子拉弧，保證鍋爐的燃燒。將運(yùn)行的一次風(fēng)機(jī)出力加至最大

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