浅析660MW超临界机组过热汽温控制

摘 要：随着科技的发展，人们对超临界机组提出了更高的要求，从而使得超临界机组的容量不断变大，660MW超临界机组是目前我国电力系统中最常见的一种。其在实际运行过程中经常会面临着机组过热现象，因此，文章就对怎样更好的控制其过热汽温问题进行了深入研究。

关键词：660MW；超临界机组；直流炉

随着科技的发展，常规的超临界机组已经不能满足人们日益增长的需求，促使着人们不断对其进行创新和改革，超临界机组应运而生，无论是起参数还是容量都得到了很大提升，主蒸汽压力和温度分别达到了20MPa以上、550℃以上，相比较于常规的超临界机组来说，其热效率得到了显著提升，大大满足了人们实际生产的需求。然而超临界机组也存在着一些问题，尤其是其在实际运行过程中具有很高的参数，而且又是直流炉的锅炉，所以其调峰范围非常大，这就要求超临界机组汽温必须具有更强的控制力。下面我们就对控制660MW超临界机组过热汽温进行详细的探讨和分析。

1 超临界机组的主要控制特点

相比较于常规超临界机组来说，超临界机组有着更为明显的特征。下面我们就超临界机组的主要控制特点进行详细的分析：

（1）常规超临界机组中设有汽包环节，从而能够间断性的给水进行加热，但是超临界直接炉没有设置该环节，其一次性不间断的完成加热、蒸发以及水受热变成水蒸气的过程，在以上三个阶段中没有特别明显的分界线来区分。另外处于亚临界或超临界状态下运行的锅炉，在遇到不同运行工况时，蒸发点也会适当的发生移动，移动范围是在一个或几个加热区内進行，所以超临界机组的一个主要特征是给水、燃烧以及汽温这三个系统之间具有紧密的联系，而且减温水、风燃比和燃水比具有较高的调节品质，同时还能够以整体的形式进行相应的控制。（2）直流炉机组的水泵、汽机、汽水这三者之间是紧密联系的，因此，超临界机组的一个重要特征就是耦合特性非常强，这也是其得到广泛应用的重要前提。（3）超临界机组中，不同区段中的比容、比热都具有很强的波动性，同时工质也没用非常规律的流动和传热。工质压力随着负荷的不断改变也会发生相应的变化，其变化范围是在亚临界跟超临界之间，进而工质特性也会出现较大的变化，以上各种变化直接决定了超临界机组具有较强的非线性特征。（4）由于超临界机组中没有设置汽包，从而就直接导致直流锅炉没有较大的蓄热量，而且蓄热能力也很低，大概为汽包炉的30%。从而使得超临界机组具有较高灵敏度的负荷调节力，确保设备的快速启动和停止。

2 660MW超临界机组过热汽温控制策略

2.1 中间点控制

2.1.1 煤水比。临界压力工况点在由亚临界、超临界、超临界变化过程中，会有较大的比热容区存在，从而使得直流炉的工质定压的比热容不断变大，焓值在变化过程中工质温度基本上不会发生变化，因此就导致其具有非常显著的动态差异。这就需要相关工作人员，做好煤水比和减温喷水的协调工作，从而来实现对过热气温的有效控制，也就是对这两者汽温调整的各自优势有效的利用起来，从而让气温的整体调整和响应能力达到最佳。由此看出，控制好660MW超临界机组过热汽温的一个重要措施就是做好煤水比的调整工作，但该措施也有延迟比较大的不足，这需要相应工作者给予足够的重视。目前，煤水比主要有以下两种控制措施：一是，稳燃调水，该措施主要是控制好过热汽温的快速变热，但是会导致负荷出现一定的波动现象；二是，稳水调燃，该措施主要是控制过热汽温过慢，具有精确控制负荷的优势。

当工况处于较为稳定状态时，随着直流炉给水量由初始的G0上升到G1时，也会使燃料量发生相应的变化，即从开始状态的B0变化到现在的B1，下面我们通过公式（1）来表示过热器出口部位的焓值变化。

△h"gy=△h"gr.1-△h"gr.0=（△h"gr-hgs）（1-m0/m1）（1）

在公式（1）中，工况变化前后的过热器出口部分的焓分别△h"gr.0、△h"gr.1用来表示，单位为kJ/kg；煤水比在工况变化前后分别为m0、m1，其中m0=B0/G0，m1=B1/G1。

通过上式我们可以将汽温受到煤水比变化的影响准确的计算出来，直流炉的燃料量和给水量没有达到均衡时，出口部位的汽温也将出现较大的变动，因此，工作人员必须做好煤水比的控制工作，从而有效的确保汽温维持在额定温度内。

2.1.2 焓值的控制措施。就目前我国的实际情况来说，焓值控制措施虽然已经得到了重要应用，但是还没有在超临界机组中得到广泛应用，焓值控制的重要特点是其具有快速的失配反应力，同时不仅能够快速、系统的进行校正，而且还有非常明确的焓物理概念，过热蒸汽做功能力的大小就是通过焓值来体现的，焓值控制措施的主要功能体现在以下两个方面：一方面能够有效的控制负荷，另一方面还能确保过热汽温实现有效的调整。工作人员设定好过热器的入口焓就是做好焓值控制的重要前提和基础。

2.2 喷水减温控制

超临界机组在正常运行过程中，经常出现的瞬间过热汽温现象，可以通过喷水减温的方式来有效控制。在末级的过热器出口汽温中主要分为以下两个控制区间：一是湿态运行区；二是直流运行区。直流运行区主要是指在机组启动过程中发生的湿态运行，这期间内过热器通过的蒸汽量要小于炉膛通过的水流量，从而使得贮水箱内收集剩余的水，只有在确保多有的炉膛工质都流入到过热器后，锅炉才能达到直流运行区，因此，在此情况下，要求工作人员一方面要对末级过热器做好相应的出口汽温控制工作，另一方面也要做好过热器管组在入口处进入饱和状态的预防工作。

人们经常会选择三级喷水的方式来对超临界燃煤锅炉进行有效控制，从而能够有效预防汽水分离器、过热器以及水冷壁上出现大范围的温度变化。这三级喷水的作用分别为，第一级喷水减温通常情况下看作是一种粗调节的作用，但是能够对过热器在进口部位的温度参数起到有效控制的作用，确保屏式过热器管壁上的温度在可控范围内；第二级喷水主要起到一种过渡作用；第三极喷水是主要的汽温减温器，这主要是由于该减温器的灵敏度非常高，非常适合对主汽温度进行有效的控制。由此可以看出，工作人员做好喷水减温控制工作，能够有效控制超临界机组的瞬间过热汽温，使其能够安全、稳定的进行运行，从而对确保电力系统的正常运行起着非常重要的作用。

此外，还可以通过烟气挡板来对再热汽温进行有效调节，当技术人员使用烟气挡板调节再热汽温时一定要注意，为了避免增加烟道的阻力，一定不要将挡板关得过小，这主要是由于当挡板关得过小时，会使烟道内的积灰逐渐增多，进而导致烟道堵塞。调整原则是在保证再热器不投减温水的情况下尽量开大烟气挡板。

3 结束语

综上所述，660MW超临界机组已经在各大电力系统中得到广泛应用，并且发挥着非常重要的作用。但是其也存在着过热汽温的问题，进而影响到超临界机组的正常运转。因此，要求相关技术人员必须重视起来，及时采取有效的解决措施，做好过热汽温控制，从而为电力系统的正常运行奠定良好的基础。

参考文献

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[2]丁晓汉.超超临界机组汽温控制策略研究及应用[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2013（3）.

[3]赵春玉.350MW超临界机组锅炉过热蒸汽喷水减温控制策略分析[J].内蒙古电力技术，2015（1）.

作者简介：李欣欣（1987，11-），女，吉林省德惠市人，助理工程师，本科，研究方向：超超临界机组的汽温调整、超超临界机组空冷防冻的技术措施。