陈彩峰
华电新疆五彩湾北一发电有限公司
摘要：锅炉是发电厂中三大主机之一，随着社会发展，对于电能的需求，发电厂不管是在规模上还是在装机容量上都有着很大的提升，因此超临界直流锅炉就成为了主流的应用设备。但是在实际的运行中超临界直流锅炉还存在着很多的不足。不仅仅是在四大系统中存在着不足，还在设备方面也存在着很多的不足，因此需要在运行控制方面和燃烧方面进行优化，从而更好的保证发电机组的安全性和运行稳定性。
关键词：电厂锅炉；热效率；对策；运行维护
1超临界直流锅炉的简述
为了应对超临界变压运行，超临界直流锅炉应运而生。超临界直流锅炉内部带有汽水分离器，也带有循环泵启动系统，在燃烧的性能和环境上表现的非常优秀。超临界直流锅炉是一个典型的单炉，在配置上有尾部双烟道，全钢架悬吊结构，燃烧器也是采取最先进的设计。除此之外，锅炉水冷壁不管是在焊接方式上还是在管屏的采用上，都采用最先进的设备和工艺，因此拥有着固态排渣和平衡通风的性能。超临界直流锅炉大致可以分为制粉系统、启动系统、配风系统、燃烧系统这四个系统，在燃烧的过程中，采用W火焰、前后墙对冲、四角切圆的燃烧方式，通过6台双进双出磨媒机直吹式制粉系统共同完成工作。因此超临界直流锅炉的特点非常明显：首先是水冷壁，水冷壁采用螺旋水冷壁和垂直水冷壁通过中间混合联箱相结合。此外，水冷壁系统内部还设置压力平衡管道，保证水冷壁的安全运行。然后就是过热器的设置与布局。一般来说，过热器都是三級设置，而二级布置的主要是再热器。除此之外，锅炉的主要参数和燃烧的方式都得到了很大程度上的强化，和超临界直流的更加的契合，不管是蒸汽的流量还是蒸汽的温度，亦或者是蒸汽的压力都满足生产的需求。
2电厂锅炉热效率提升对策与运行维护策略
2.1内置式启动系统
超临界直流锅炉机组内置式启动系统的原理和过程是通过高加给水的方式，使水经过机组系统中的省煤器，然后流入到水冷壁中。随后汽水混合物在水冷壁的出口位置进行有效分离，其中蒸汽可以经过相应管道而进入到过热器当中，水则流入到贮水罐中。从而在最后环节流经扩容器而进入到系统的疏水箱中，根据水质的差异分别流入到循环水系统或者是凝结水系统中。内置，式启动系统在超临界直流锅炉机组控制发挥了重要作用，首先，其能够建立和启动流量和压力，充分确保给水的连续性，可以保障流经省煤器和水冷壁的水流量和动力较为稳定。其次，内置式启动系统可以利用回收锅炉在启动初期所排出的汽水混合物、蒸汽等实现热量回收。最后一方面，内置式启动系统可以通过启动参数的调整实现燃烧和气温以及水流量的合理调整，并保障各个参数调整的独立性。
2.2配风的调整
配风是由二次风道提供，然后从二次风挡板前引出。二次风的意义就是保证燃烧的充分性，因此，在进行二次风的调整中，需要将二次风进行正确的引导，保证在每一台燃烧器的中间管中通过，并且需要为油燃烧器提供合理的额比例燃烧空气，保证燃烧的充分性。
2.3风煤比的调整
为了保证在燃烧过程中的充分性和经济性，就需要对风煤比进行严格的控制。在调整的时候可以通过一次和二次风配合以及送吸风的配合，保持相当稳定的炉膛温度的情况下，科学合理的风配比就是最佳的燃烧环境。在这个调节的过程中，通过一次和二次的东风能够保证起火的速度，也能够保证燃烧的安全性。而合理的送吸风则能够保证炉膛内的空气压力，而且还能够减少漏风情况的发生。因此当风煤比的比例合适的情况下，能够大幅度提升燃烧的效率，降低燃烧的成本。
2.4给水控制
超临界机组控制技术的给水控制，通俗来说就是对水流量的调整和控制，在分离器出口温度正常范围内，其主要的控制原理是对锅炉出口主蒸汽温度进行调节，通过两级喷水减温的形式确保煤水比适当，同时促使分离器的出口蒸汽温度在合理范围之内。在超临界直流锅炉机组中控制给水流量主要有三个阶段，其一为旁路门控制，具体是指在给水流量相对较低的情况下，如果给水主路未完全打开，则可以利用旁路门调节和控制给水流量，这种控制方法主要适用于超临界机组初负荷阶段或者是锅炉的冷热态冲洗情况下；其二是电泵控制阶段，具体来说，这一阶段主要发生在给水主路全部打开的状况下，可以通过勺管的开度对电泵实行控制，实现给水流量得到有效调节。在汽泵控制阶段，一般是在超临界直流锅炉机组的负荷允许时，汽泵会立即进入运行状态，可以替代电泵来对给水流量进行控制和调节，此时超临界直流锅炉机组带额定负荷。
在给水控制中给水流量定值保障机组平稳运行的重要条件，也是给水流量控制中的主要组成部分。对于给水流量的形成需要满足四个基本条件。其一是机组在运行初期必须采用稳定最小流量控制，但不能低于最小流量；其二是要根据实际的给水量和给煤量对水燃比函数进行合理设计，按照机组负荷的变化情况，改变给水流量定值；其三是对分离器出口温度的设置要充分考虑水燃比的科学性和合理性，以便于作为参考机组的设计值。同时要将过热温度控制在10℃-60℃之间；最后为保障给水流量定值的形成，运行人员需要加强监测水燃比，如果出口温度出现过热度不合理，则要及时进行给水流量的调整，通过设置出口温度偏置来保证给水流量的开环调整。
2.5协调控制
通常情况下，超临界机组直流锅炉的控制技术中不针对汽包环节，原因是由于直流锅炉机组中不存在汽包。因此工质参与做功相对较少、循环速度会明显加快。从而能够有效的保障直流锅炉机组系统中的各项物质和能量，基于物质流的作用而实现平衡。所以为保障超临界直流机组的运行稳定，则要进行协调控制，实现给水流量与主汽流量和机组负荷之间的平衡。对负荷进行调节时，必须要通过改变给水流量和燃料量，即是将燃料和给水比例的大小调整到适当范围，从而确保超临界直流机组物质和能量的平衡。
此外，超临界机组控制技术的协调控制系统可以实现对风量、燃料量和给水流量等要素的控制，同时可以满足电网测量负荷的工作需求。在此基础上可以使直流锅炉所产生的热量与超临界汽轮机消耗的热量形成稳定的平衡关系。但由于超临界机组没有汽包，则需要进一步提高受热面的承受压力来提升工质的换热性能。因为机组水冷壁的管径相对较小，所以在协调控制系统中其工质存储量会出现明显减少的情况。而对于直流锅炉来说，只能借助机组调节功能和快速反应的特点实现协调控制，保障各项主要参数得到合理调整。
结论
综上所述，超临界机组的负荷发生变化，具有快速性和机组热惯性较小的特点，因此在对超临界直流锅炉机组进行控制时，需要充分掌握其包含的控制对象，利用主要参数的耦合特点，合理构建和设置控制系统，采取有效控制方法。通过对超临界直流锅炉机组控制的内置式启动系统和核心控制系统的分析，保障其平稳正常运行则要控制分离器的液位、给水流量定值以及协调控制等，并基于汽轮机扰动特性、燃料量扰动特性、给水流量扰动特性等机组负荷进行调节，从而保障机组的安全运行。
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