程诚
国家能源集团宿迁发电有限公司
摘要：随着生态环保成为各行建设革新发展的基本原则，促使我国在推广现代能源体系的基础上，开始研究如何运用二次再热技术，控制机组煤源消耗数量，以此减少不必要的污染物排放。因此，本文在了解某锅炉厂运行情况的基础上，针对其现有锅炉设计参数，分析如何对其进行再热汽温调整。
关键词：660MW；二次再热；机组；锅炉；再热；汽温调整
1.概况
某地锅炉厂现有锅炉型号为HG-1938/32.45/605623/623-YM1，属于660MW二次再热机组。由于这类锅炉属于单炉膛设计，内部拥有全模式垂直水冷壁，具备内置式的再循环泵启动系统，因此在实验探究时必须要全面掌握它的设计参数，部分数据如下表所示：
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一方面，制粉和燃烧系统。在这一系统中，所选机组为速磨煤机正压直吹式制粉系统，且每台锅炉都会配备MPS200HP—II型中速磨煤机，拥有六层四角24支煤粉燃烧器。这样不仅能长期满足机组运行需求，而且可以控制数据偏差。同时，系统中还有各种类型的燃烧器，彼此协调摆动，可以调整锅炉内部的燃烧中心区域，以此控制实际吸热量。
另一方面，过热和再热的汽温控制。一般来讲，锅炉可以通过控制水和燃烧的比率来实现稳控，同时还要配备2级四点喷水减温器，这样能保障实际运行更加安全和有效。不仅能降低部分设备受到的压力影响，而且可以增加设备使用年限。另外，取缔旁路的换热器，降低燃气管道的长度，可以有效控制成本支出。[1-2]
2.汽温调整的意义
整合当前机组锅炉运行情况分析，汽温调整具有以下意义：第一，能为汽轮机工作带来数据科学、品质合格的蒸汽参数，这样不仅能锅炉运行更具安全性和稳定性，而且可以控制投资成本的支出；第二，结合郎肯循环理念分析，随着蒸汽初始数据的增加，如温度、蒸汽压力等，蒸汽焓会越来越大，机组锅炉的做工能力也会随之提升。在最终参数不变化的情况下，实际效率也会非常高。由此可知，根据循环效率分析可知，假设这一状态下的锅炉汽温非常高，就证明机组汽温调整是有价值的。需要注意的是，此时必须要为机组锅炉安排耐温性更高的金属材料，虽然会增加投资成本，但能保障机组运行效率。如果已有机组锅炉因为汽温超过限定数额，那么将会导致上述设施的超温强度越来越低，严重的还会因此受损。因此，要想保障机组锅炉可以安全运行，必须要科学调控汽温变化，确保其处在规定范围内；第三，如果汽温下降是由减温水量引起的，那么很可能在再热器管排、锅炉过热器等设备中出现水塞，管道内部蒸汽无法正常流出，很容易导致局部热量过高，从而引起爆管。对机组锅炉而言，因为蒸汽初始数值非常低，循环效率的低煤耗会越来越高，情况严重的还容易增加汽轮机末端的蒸汽湿度；第四，假设气温突然降温，那么锅炉内部部分受热区域的热应力会越来越高，如果没有及时处理很容易出现水冲击，导致汽轮机的叶片断裂，亦或是其他不可控制的安全事故。根据上述四种意义研究未来机组锅炉再热汽温调整工作可知，保障主热和再热的汽温具有稳定性，能减少不必要的伤害，促使整体机组运行安全又经济。[3]
3.如何对660MW二次再热机组锅炉进行再热汽温调整
3.1问题介绍
机组锅炉在运行时，当负荷小于50%的情况下，第一次和第二次再热汽温都比额定数值（50-60°Ｃ）要低；而在负荷小于80%的情况下，2级再热汽温要比设计数值（20-30°Ｃ）低。这样不仅限制了机组运行效率，而且会影响整体系统的性能。同时，由于设计煤种与实际入炉的煤种存在参数差异，所以不管是内部烟气总量还是烟温水平都和设计条件有区别。根据计算发现，设计煤种的燃气量大约可以达到1.57m3/kg，而实际入炉的烟气量却是1.77m3/kg。通过计算BMCR工作情况可知，在工作状态下，炉内的烟气量要比设计数值低，且为59542.4m3/h，这并不符合以对流换热为核心的2级再热器，而且出口的蒸汽温度也不能等于额定数值。[4]
3.2具体方案
第一，优化磨煤机的组合形式。由于本文概述案例的机组锅炉拥有6层煤粉燃烧器，而且都有磨煤机，此时要想提升炉内的中心火焰高度，可以调整这六个磨煤机的主导地位。假设以前是以ABC为主，那么优化后就以CDE为主。
第二，提高燃烧器的仰角。这项工作主要是为了保障中心火焰的位置，确保炉内的再热汽温达到规定范围内。由于炉内的风燃烧器属于上下摆动的工作模式，在DCS画面中0%的迎角为最大，那么50%就是水平位置，100%的俯角为最大。本文主要研究660MW二次再热机组锅炉，通过对比分析燃烧器在50%、30%及20%开度下的第一次和第二次再热汽温变化情况可以发现，随着仰角的增加，第一次再热汽温也会提升，第二次再热汽温也有所提高。由此可以证明，增加燃烧器的仰角有助于科学调整汽温。
第三，改善再循环烟气比例。在设计机组锅炉时，一般都是按照烟气再循环的方式来调整汽温变化，所以研究不同循环烟气量下的汽温变化情况可以发现，随着烟气量的增加，两次再热汽温变化也会持续上升。
第四，调整SOFA的挡板开度。由于本文概述案例中的锅炉具备4层SOFA喷嘴，所以在660MW的负荷下，将其挡板开度从40%上升到70%，那么相应的汽温也会随之提高。在这一过程中，通过提高燃尽风量，减少锅炉内部的烟温水平，控制受辐射区域的吸热量，并充分利用对流换热，能有效调整汽温变化。
第五，整改吹灰方式。要想保障水冷壁和过热器的吸热比例持续上升，解决2级再热器吸热不高等问题，必须要加强对吹灰方式的关注度。根据实践经验分析，不再对水冷壁和水平烟道过热器的区域吹灰，可以避免这些区域继续吸收热量，同时保障一二级再热器可以有序吹灰，优化这一区域的换热条件，那么能将2级再热器的汽温提高13°Ｃ到17°Ｃ之间。
结语
综上所述，由于二次再热机组锅炉在实践应用中具有极强的热效率，可以控制自身的污染排放水平，符合新时代行业建设发展需求，所以在未来电源建设工作中具有非常广阔的发展前景。上文通过以660MW负荷下的二次再热机组锅炉实际运行数据为例进行汽温调整分析，不仅明确了影响汽温变化的主要原因，而且根据实践经验提出了具体的调整对策，这就需要行业工作人员在整合以往工作经验的基础上，针对具体锅炉问题和工作需求进行科学调整，只有这样才能确保再热汽温满足机组运行需求。在调整之后，案例当中的机组锅炉的2级再热汽温不管是在高中低哪种负荷状态下，都能保障汽温达到预期要求。
参考文献
[1]陶谦,王亚欧,杨振,陈波.二次再热锅炉烟气再循环调节再热汽温特性的研究[J].热能动力工程,2020,35(09):51-57.
[2]昌永发,郭鹏飞,房新.660MW超超临界二次再热机组高效灵活塔式锅炉热偏差全过程管控实践[J].锅炉技术,2020,51(04):20-24.
[3]许威,张剑,范浩杰,张忠孝.基于响应面分析的660MW灵活二次再热锅炉汽温特性研究[J].热能动力工程,2020,35(02):110-116.
[4]顾欣,俞基安,侯新建,施刚夜,邓文祥.二次再热塔式炉再热蒸汽调温方案设计研究[J].电力勘测设计,2019(11):46-50.