超临界锅炉中间点温度的经济控制

超临界锅炉中间点温度的经济控制 超临界锅炉中间点温度的经济控制 引言 热力循环理论研究表明，机组蒸汽初参数愈高，热效率也随之提高。在超临界参数以上区域，主蒸汽压力提高1MPa，机组热耗率可下降0.13%-0.15,;主蒸汽温度每提高10?，机组热耗可下降 0.25,-0.30% ;再热蒸汽温度每提高lO?，机组热耗率可下降0.15,-0.20,。在一定的范围内，如果采用二次再热，则其热耗率可较采用一次再热的机组下降1.40,-1.60,。大力发展超临界发电机组是降低发电厂供电煤耗的有力手段。 随着国家节能减排政策的不断推进，超临界、超超临界机组在我国逐步推广。但与亚临界机组相比，由于超临界机组系统和结构截然不同，其运行调整有其独特技术特点。 一、超临界参数锅炉的运行特点 超临界参数直流锅炉没有汽包，工质一次通过蒸发部分，即循环倍率为1。在省煤器、水冷壁和过热器之间没有固定不变的分界点，水在受热蒸发面中全部转变为蒸汽。 超临界参数锅炉过热汽温的调节以煤水比作为主调手段，在实际运行中锅炉负荷的变化，其给水温度、燃料品质、炉膛过量空气系数以及受热面结渣等因素，对过热汽温均有影响。 采用双进双出磨煤机直吹式制粉系统的锅炉，其燃料的准确计量难以实现，加上入炉煤质的波动，因此不能单纯采用B/G(煤水比)来控制给水流量。 在直流锅炉运行中，为了维持锅炉过热蒸汽温度的稳定，通常在过热区段中取一温度测点，将其固定在相应的数值上，这就是通常所谓的中间点温度。超临界直流锅炉中间点温度是指水冷壁出口汽水分禽器中工质的温度。实际上把中间点至过热器出口之间的过热区段固定，这与汽包炉固定过热器区段情况相似。在过热汽温调节中，中间点温度是与锅炉压力有关，中间点温度与锅炉压力存在一定的函数关系，那么锅炉的B/G按中间点温度来调整，中间点至过热器出口区段的过热汽温变化主要靠喷水来调节。 调节煤水比最关键的仍然首先是控制中间点的温度。因为超临界锅炉水冷壁中工质温度的变化与过热器类似，所以在本质上超临界锅炉的水冷壁多吸收的热量就等于过热器多吸收的热量。而不像汽包炉那样，水冷壁多吸收的热量反映出来的参数变化首先是压力变化，而温度变化并不剧烈。 二、中间点温度对锅炉运行经济性影响的试验研究 湖南湘潭发电有限责任公司二期工程2x600MW超临界机组3号锅炉系东方锅炉(集团)有限公司生产的DG1900/25.4-IIl型超临界参数变压直流本生锅炉，一次再热、尾部双烟道结构、采用烟气挡板调节再热汽温，前后墙对冲燃烧。每台炉共配有24个BHDB(东方日立锅炉有限公司)生产的HT一NR3型旋流煤粉燃烧器，与之配套的是6台沈阳重型机械厂生产的BBD406O型双进双出磨煤机。锅炉过热蒸汽和再热蒸汽温度分别为571?、569?。 超临界锅炉的中间点温度是过热汽温控制的关键参数，同时试验证明中间点温度的控制对锅炉运行经济性也有一定的影响。其原理为:中间点温度的变化将导致锅炉各级过热器吸热量和温度的变化及相应的烟气温度发生变化。通常流经水冷壁给水流量增大，对应水冷壁出口的中间点温度降低、屏式过热器和低温过热器进出口蒸汽温度降低，蒸汽在屏式过热器和低温过热器吸热量增大，低温过热器出口烟气温度降低，排烟温度随之降低。 2.1 360MW条件 为分析中间点温度变化对锅炉运行经济性的影响，进行了3个工况的试验研究:在一定的负荷下维持燃料量、配风方式不变，蒸汽温度维持额定值，通过给水流量改变中间点温度(即水冷壁出口工质温度)，从DCS (分散控制系统)低温过热器出口蒸汽温度、空气预热器进出口烟温，分析中间点温度对锅炉排烟温度的影响。表1为机组负荷360MW工况下的试验数据、图1-5为360MW 负荷下中间点温度与过热蒸汽温度、空气预热器入口烟温、低温过热器出口蒸汽温度、减温水量和排烟温度的比例。 从表1数据和图1-5中所示变化趋势来看，360MW负荷下中间点温度从371.0?升高到399.4?时，对应低温过热器出口蒸汽温度升高40.6?、空气预热器进口烟温降低12.6? 、排烟温度降低4.5?。中间点温度提高1?排烟温度升高约0.158?。 2.2 560MW条件 表2为机组负荷560MW工况下的试验数据、图6-10为560MW负荷下中间点温度与过热蒸汽温度、空气预热器入口烟温、低温过热器出口蒸汽温度、减温水量和排烟温度的比例。 从表2数据和以上图中所示变化趋势来看，560Mw负荷下中间点温度从420.0?降低到404.6?，对应低温过热器出口蒸汽温度降低37.7?、空气预热器进口烟温降低13.9、排烟温度降低5.9?。中间点温度降低1?排烟温度降低约0.383? 。 2.3 550MW条件 表3为机组负荷550MW工况下的试验数据、图11-15为560MW 负荷下中间点温度与过热蒸汽温度、空气预热器入口烟温、低温过热器出口蒸汽温度、减温水量和排烟温度的比例。 从表3数据来看，550Mw负荷下中间点温度从398.5?升高到411.6?，对应低温过热器出口蒸汽温度升高23.7?、空气预热器进口烟温降低11.4?、排烟温度降低4.5?。中间点温度提高1?排烟温度升高约0.343?。 三、结束语 1.中间点温度对锅炉排烟温度有一定的影响，但不同负荷下其影响大小不同。在低负荷下中间点温度对排烟温度影响相对小一些，主要原因是中间点温度变化影响过热器侧的蒸汽和烟气温度，而某电厂超临界锅炉采用烟气挡板调节再热汽温，低负荷下再热器侧烟气挡板开度较大，流经低温过热器的烟气流量比例相对较小，过热器侧烟气温度变化对空气预热器进出口烟温的影响比高负荷工况时也小得多。 2.随中间点温度不同，过热器减温水流量也呈规律性变化。中间点温度越高，减温水流量越大。 3.中间点温度与过热蒸汽温度之间的变化关系，其规律性不明显。但由中间点温度与低温过热器出口的关系曲线可以看出，随中间点温度升高，低温过热器出口蒸汽温度明显增长。但主蒸汽温度与中间点温度之间未发现统一的变化规律，这与过热蒸汽温度可通过减温水进行再调节有关