再热蒸汽温度调节系统分析与设计20151教材

1、汽包锅炉蒸汽温度调节系统 问题的提出 主蒸汽温度、再热蒸汽温度是单元机组汽水行程中工质的最高温度。两温度调节系统的调节品质直接影响电厂的安全、经济运行。蒸汽温度过高，过热器、再热器容易超温，影响过热器、再热器的寿命；蒸汽温度过低则影响汽轮机的安全。汽温过高会使锅炉受热面及蒸汽管道金属材料的蠕变速度加快，影响使用寿命。例如：12Cr1MoV钢在585时考虑的10万小时持久强度，在595时到了3万小时就将丧失其应有强度。当受热面严重超温，将会因材料强度的急剧下降而导致管子发生爆破。汽温过高还会使汽轮机的汽缸、汽门、前几级喷嘴和叶片、高压缸前轴承等部件的机械强度降低，导致设备的损坏或使用年限的缩短；

2、汽温降低，将会使机组循环热效率降低，使煤耗增大。根据理论估算，过热汽温降低10，煤耗平均增加0.2%。同时，汽温降低还会使汽轮机尾部的蒸汽湿度增大，这不仅使汽轮机内效率降低，而且造成汽轮机末几级叶片的侵蚀加剧。此外，汽温过低，汽轮机转子所受的轴向推力增大，这对机组安全运行十分不利；过热汽温变化过大，除使管材及有关部件产生疲劳外，还将引起汽轮机中转子与汽缸的胀差变化，甚至产生剧烈振动，危及机组安全运行。 影响蒸汽温度的因素很多：烟气侧：燃料量、燃料种类或成分特性、对流吸热量和辐射吸热量、进人炉内的空气量、燃烧器的运行方式和受热面的洁净程度；蒸汽侧：蒸汽流量（负荷），减温水量、减温水焓、给水温度。

3、 问题的解决：机组设置主蒸汽、再热蒸汽温度调节系统。 蒸汽温度调节的任务： 维持过热蒸汽、再热蒸汽在允许变化范围内，保护锅炉受热面的安全。蒸汽温度自动调节系统工艺流程1汽包；2顶棚过热器；3热回收区侧包墙过热器；4热回收区后包墙过热器；5水平烟道侧包墙过热器；6热回收区前包墙过热器；7分割墙过热器；8初级过热器；9分割屏过热器；10末级过热器；11再热器水平管圈；12再热器出口管圈；13过热器一级喷水减温器；14过热器二级喷水减温器；15再热器喷水减温器；16省煤器 蒸汽温度调节对象的特性一、汽温对象的静态特性和动态特性1、蒸汽负荷扰动对汽温的影响锅炉蒸发量增加时，对流过热器、辐射过热器、混合

4、式过热器的特性如图所示。再热蒸汽温度负荷特性？再热蒸汽温度负荷特性？锅炉蒸发量扰动时，汽温对象是有惯性、有自平衡能力的对象。由于烟气流速和蒸汽流速几乎是沿整个过热器管道同时变化的，所以烟气传给蒸汽的热量也几乎是沿过热器管道长度同时变化，小，/ Tc 比较小，具有较好的动态特性。2、烟气侧扰动对汽温的影响烟气侧扰动：燃料量、燃料种类或成分特性、对流吸热量和辐射吸热量、进人炉内的空气量、燃烧器的运行方式和受热面的洁净程度等会影响烟气和蒸汽的换热，直至影响蒸汽温度。由于烟气侧的扰动使得烟气流速和烟温在整个过热器管道同时变化，所以烟气侧扰动下汽温对象的动态特性与蒸汽扰动时的动态特性接近：迟延小，动态特

5、性好。可选的汽温控制手段，一般用作再热气温控制。可选的汽温控制手段，一般用作再热气温控制。3、减温水量扰动对汽温的影响为了保证低负荷时，汽温能达到给定值，设计时，受热面会冗余布置，额定负荷时，汽温会高于其额定值，一般采用减温喷水的方式控制过热汽温。减温水扰动下，过热汽温对象是有迟延、有惯性、有自平衡能力的。其导前区的迟延和惯性明显小于惰性区。soesTKsW22221)(soesTKsW11111)(由于汽温对象较大的迟延和惯性，故采用单回路反馈控制不能收到令人满意的控制效果。通常采用串级汽温调节系统串级汽温调节系统和导前汽温微分的双回路汽温调节系统导前汽温微分的双回路汽温调节系统调节汽温。再

6、热汽温自动调节系统方案再热器的布置再热器的布置 再热器主要由低温再热器（墙式辐射式再热器），屏式再热器，末级再热器（高再）三部分组成。从汽轮机高压缸排汽口来的蒸汽通过一根连接管进入低温再热器，然后依次经过墙式辐射式再热器和高温再热器换热后，再由一根连接管送往汽轮机的中压缸。再热汽温的调节手段：再热汽温的调节手段：（1）摆动火嘴法摆动火嘴法：通过调节锅炉四角燃烧器倾角调节锅炉四角燃烧器倾角调整炉膛火焰中心位置，从而达到调节再热汽温的目的。在正常工况下，通过调节摆动燃烧器倾角，改变炉膛火焰中心高度维持再热汽温稳定。燃烧器设计摆动范围：辅助风在30之间，一次风在25之间，摆动燃烧器上摆，火焰中心升高

7、，再热汽温升高；反之汽温降低。当再热蒸汽超温、通过调整喷燃器摆角无法控制时，快速投入事故喷水减温器。减温器减温水来自给水泵中间抽头。（2）旁路烟气法旁路烟气法：通过调整旁路烟道挡板开度调整旁路烟道挡板开度，调整流过再热器的烟气流量，从而达到调节再热汽温的目的。当再热蒸汽超温、通过调整烟道挡板无法控制时，快速投入事故喷水减温器。 再热器喷水减温控制系统只有在再热汽温实测值高出其设定值某一数值（比如5）之后才投入工作。换言之，当用燃烧器摆角调节或烟道挡板调节不能满足再热汽温控制要求或事故情况时，投再热器事故喷水减温控制系统，以使再热汽温降低到允许范围内。 旁路烟道挡板炉内布置示意图一、旁路烟气法一、旁路烟气法实现挡板调节系统与喷水调节系统的相互跟踪再热器侧和过热器侧烟气挡板的典型动作规律再热器侧和