一种用于火力发电厂塔式直流锅炉的蒸汽吹灰调节再热汽温的方法

摘要

本发明公开了一种用于火力发电厂塔式直流锅炉的蒸汽吹灰调节再热汽温的方法，具体包括以下步骤：步骤1，将蒸汽引入到吹灰枪中；步骤2，利用所述吹灰枪中的蒸汽对塔式直流锅炉中过热器和再热器的受热面进行吹灰，以改变过热器和再热器的表面积灰程度；步骤3，判断再热器出口汽温是否达到预定的要求：如需提升则在步骤2中减小对过热器受热面的吹灰强度和/或增大对再热器受热面的吹灰强度；如需降低则在步骤2中增大对过热器受热面的吹灰强度和/或减小对再热器受热面的吹灰强度。本发明能够有效提高机组运行时的再热汽温，提高机组运行经济性，并提高机组运行安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸汽吹灰调节再热汽温的方法，尤其涉及一种用于火力发电厂 塔式直流锅炉的蒸汽吹灰调节再热汽温的方法。

背景技术

蒸汽温度是火电厂生产运行中的重要检测和控制参数，其过高或过低都会影响 机组运行的安全性和经济性，因而主蒸汽温度和再热蒸汽温度的控制是火电厂运行 的主要任务之一。对于直流锅炉，由于主蒸汽温度是可以通过煤水比和喷水减温两 种控制手段将其控制在合理范围内，因而对于主蒸汽温度的控制不是运行人员碰到 的主要难题。但对于再热汽温的控制，由于塔式直流锅炉没有设置烟气挡板，用于 调节过热器和再热器之间的烟气量分配，一旦在燃烧器摆角调节等有限的手段用尽 后，出现再热蒸汽温度仍偏低的情况，运行人员往往就只能听其任之。

目前超（超）临界塔式直流锅炉运行时的再热汽温，较多的出现了偏低10℃ -20℃甚至更多的情况。理论上，再热汽温每降低10℃，发电煤耗约升高近0.8克/ 千瓦时，因此，再热汽温的保持对机组运行效率有着重要影响。

传统塔式直流锅炉的再热汽温调节方法主要包括调整减温水、燃烧器摆角调 节、给煤量梯形分布以及总风量调节等。上述调节手段对再热汽温的调节具有一定 的作用，但在实际的汽温调整过程中，受客观因素限制，上述调节手段存在着以下 不足：

（1）在再热汽温调节中，减温水只能作为事故喷水起减温作用，再热器减温 水运行时会导致汽轮机中、低压缸蒸汽流量增加，相应增加了中、低压缸的功率， 这就相当于机组的超超临界再热循环中增加了一个中压（朗肯）循环，导致整个机 组经济性下降；

（2）燃烧器摆角调节汽温的方法，是通过调整炉膛火焰中心的位置，从而改 变再热汽温，但是如果因提高再热汽温而将摆角向上调整的幅度过大，燃烧器易出 现加速磨损甚至烧毁，不利于设备的安全运行，并且，火焰中心过高，煤粉在炉内 停留时间过短，导致飞灰含碳量上升，降低锅炉效率，此外，该方法调整的幅度也 是有限的，一些锅炉甚至在燃烧器摆角向上调整至极限时，再热汽温仍然偏低；

（3）给煤量梯形分布也相当于调整炉膛火焰中心，同样会存在对锅炉燃烧的 影响，导致飞灰含碳量上升，此外，该方法也受限于运行时的负荷及上层磨煤机出 力，调节手段和幅度均有限；

（4）总风量调节是指通过改变风量来改变对流受热面的吸热，从而最终改变 蒸汽温度。该方法可用于再热汽温的调节，增大风量，可使再热蒸汽受热面烟速增 大，对流换热加强，再热蒸汽温度上升，其缺点是增加了锅炉排烟损失和风机电耗， 从而影响了机组的经济性。

对于Π型锅炉，由于锅炉尾部烟道中存在着烟气调温挡板，通过调节此挡板 的位置可以达到改变流经过热器和再热器的烟气流量，从而达到调整再热汽温的目 的。因而对于Π型锅炉，原则上总能将再热蒸汽温度调整至设计值。但是塔式锅炉 中没有该挡板，往往在塔式锅炉的实际运行中，上述调节方法用尽后依然不能将再 热蒸汽温度调高至设计值。一旦出现这种情况，运行人员对再热汽温的偏低便无能 为力。

吹灰作为机组运行中的常规操作，主要作用是去除受热面积灰和结焦，保持受 热面的清洁度，提高锅炉传热效率、降低烟道流通阻力以及防止锅炉塌焦，确保锅 炉运行安全。一般在负荷相同的情况下，伴随着受热面出现积灰或结渣，其传热系 数逐步降低，受热面吸热量也相应降低。往往当过热器减温水收至无调节余地而失 去作用后，由于受热面温度降低，汽温开始下降。通过吹灰则可以恢复受热面的吸 热能力，提高锅炉效率，并逐步提升工质温度，恢复额定汽温水平。

目前电厂采用的蒸汽吹灰方式一般是定时吹灰，即每天到了某一时间运行操作 人员就会执行吹灰操作，对锅炉受热面统一进行吹灰。对炉膛吹灰会造成炉膛水冷 壁被吹净后其吸热量增加，造成分布在后面的过热汽温和再热器汽温降低。对烟道 中不存在着烟气挡板的锅炉而言，烟气在烟道中释放的热量主要被过热器和再热器 吸收。当对过热器吹灰后，其吸热效率提高导致它的吸热量增加，造成再热器吸热 量减少，致使再热汽温下降；当对再热器吹灰后，其吸热效率提高导致它的吸热量 增加，造成后续过热器吸热量减少，致使过热汽温下降。不过，对于主蒸汽温度而 言，一般情况下总能通过调整煤水比而将其调至额定值，但对于再热汽温，往往缺 少关键的调节手段。

此外，由于许多电厂将主蒸汽温度和再热蒸汽温度纳入考核范围，运行操作人 员为了避免被考核而增加了吹灰次数。这样会造成过多地消耗吹灰蒸汽而致使机组 经济性降低，同时频繁吹灰也容易造成受热面吹损而导致机组停运事故。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够针对过热汽温和再热汽温进行区 分调节、节约能源的用于火力发电厂塔式直流锅炉的蒸汽吹灰调节再热汽温的方 法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明目的是提供一种能够针对过热汽温和再热 汽温进行区分调节、节约能源的用于火力发电厂塔式直流锅炉的蒸汽吹灰调节再热 汽温的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于火力发电厂塔式直流锅炉的蒸汽吹灰 调节再热汽温的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在塔式直流锅炉炉膛燃烧正常的条件下，将蒸汽引入到吹灰枪中；

步骤2，利用吹灰枪中的蒸汽，对塔式直流锅炉中过热器和再热器的受热面分 别进行吹灰，以改变过热器和再热器的表面积灰程度；

步骤3，判断再热器出口汽温是否达到预定的要求：如需提升则在步骤2中减 小对过热器受热面的吹灰强度和/或增大对再热器受热面的吹灰强度；如需降低则 在步骤2中增大对过热器受热面的吹灰强度和/或减小对再热器受热面的吹灰强度。

在步骤3中判断再热器出口汽温是否达到预定的要求：如需提升则增大对再热 器受热面的吹灰强度，如需降低则减少对再热器受热面的吹灰强度；或者，如需提 升则减小对过热器受热面的吹灰强度，如需降低则增加对过热器受热面的吹灰强 度；或者，如需提升则同时增大对再热器受热面的吹灰强度和减小对过热器受热面 的吹灰强度，如需降低则同时减少对再热器受热面的吹灰强度和增加对过热器受热 面的吹灰强度。

在本发明的较佳实施方式中，步骤3中减小或增大吹灰强度的方法为减少或增 加吹灰频次。

在本发明的另一较佳实施方式中，步骤3中减小或增大吹灰强度的方法为减小 或增大吹灰枪中的蒸汽压力。

在本发明的另一较佳实施方式中，还包括步骤4：

步骤4，判断过热器或再热器的结焦、积灰程度是否在预定范围之内，并在步 骤2中减小或增大吹灰强度，控制过热器或再热器的结焦、积灰程度，使其处于预 定范围之内。

本发明通过对过热汽温和再热汽温进行区分调整，取得了有益效果：

1：通过有目的控制和适当减少过热器吹灰强度，以改变过热器表面积灰程 度，从而减少其有效传热面积减少其吸热量，使再热器吸热量得以提高，实现 再热蒸汽温度的提升，进而提高机组运行的经济性；

2：针对过热汽温和再热汽温进行区分调节可以大幅减少过热汽温和再热汽温 的波动幅度，减轻受热面的金属管材因温差产生的交变应力的影响，大大提高了设 备安全性；

3：减少因盲目吹灰操作而产生的汽耗损失，提高了运行效率；

4：通过实时调整温度变化，减少了吹灰操作，降低了受热面因过度吹灰产生 吹损的概率，进一步提升设备安全性。

以下将对本发明的构思、具体步骤及产生的技术效果作进一步说明，以充分地 了解本发明的目的、特征和效果。

具体实施方式

本发明提供了一种用于火力发电厂的塔式直流锅炉的蒸汽吹灰调节再热汽温 的方法，具体包括以下步骤：

步骤1，在塔式直流锅炉炉膛燃烧正常的条件下，将蒸汽引入到吹灰枪中；

步骤2，利用所述吹灰枪中的蒸汽，对塔式直流锅炉中过热器和再热器的受热 面进行吹灰，以改变过热器和再热器的表面积灰程度；

步骤3，判断再热器出口汽温是否达到预定的要求：如需提升则在步骤2中减 小对过热器受热面的吹灰强度和/或增大对再热器受热面的吹灰强度；如需降低则 在步骤2中增大对过热器受热面的吹灰强度和/或减小对再热器受热面的吹灰强度。

过热器、再热器的出口的蒸汽温度主要由以下几个因素所决定：一是入口烟气 温度，二是换热系数，三是换热面积。运行中的锅炉各个部分的换热面积不变，此 因素被排除。当入口蒸汽温度不变时，入口烟气温度高，换热温差大，换热量增加， 其出口蒸汽温度增加；当入口蒸汽温度不变，受热面发生积灰，导致受热面换热系 数降低，换热量降低，其出口蒸汽温度降低。当受热面积灰被吹除时，受热面换热 系数增加，换热量增加，出口蒸汽温度会增加。

当需要提高再热汽温的时候，减小对过热器受热面的吹灰强度，这相当于增加 了过热器的表面积灰程度，使得过热器的吸热量降低，从而增加了流经布置在其后 的再热器的烟气的入口温度，实现了再热器的吸热量增加，实现再热汽温的提高； 或者，增大对再热器受热面的吹灰强度，即减小再热器的积灰程度，增加再热器的 换热系数，从而增加再热器的吸热量最终提高再热汽温；或者将减小过热器受热面 的吹灰强度和增大再热器受热面的吹灰强度这两种方式结合，最终提高再热汽温。

当需要降低再热汽温时，增大对过热器受热面的吹灰强度，即减少过热器的表 面积灰程度，增加过热器的吸热量，从而降低了流经布置在其后的再热器的烟气的 入口温度，间接实现了减少了再热器的吸热量，从而实现再热汽温的降低；或者， 通过减少对再热器受热面的吹灰强度，即增大再热器受热面的表面积灰程度，减少 了再热器的吸热量从而降低再热汽温；或者将增大过热器受热面的吹灰强度和减少 再热器受热面的吹灰强度这两种方式结合，最终降低再热汽温。

与传统的把过热器和再热器作为一个整体进行调整的蒸汽吹灰技术相比较，本 发明针对各级受热面吸热情况进行区分调整，有效控制过热器受热面吹灰强度和再 热器受热面吹灰强度，既能保证过热器和再热器的表面清洁度在合理范围内，保证 了锅炉的安全和效率，又在满足过热汽温的要求前提下提升了再热汽温；既满足部 分部件高温度的要求，又能避免其他部件高温受损的危险；实现了资源的高效利用， 提高了机组的经济性。

同时，本发明在实现再热汽温提高的同时，在一定程度上会减少吹灰操作，降 低了受热面因过度吹灰产生吹损的概率，进一步提升设备安全性。并且通过控制受 热面积灰覆盖面积，从而实现对受热面间及管屏间的吸热精确控制，以避免出现受 热面局部过热，确保设备安全。此外，通过调整，可以减少各受热面的金属温度的 波动幅度，减轻金属管材因温差产生的交变应力的影响。

在本发明的较佳实施例中，步骤3中减小或增大吹灰强度的方法为减少或增加 吹灰频次。

在本发明的较佳实施例中，步骤3中减小或增大吹灰强度的方法为减小或增大 吹灰枪中蒸汽的压力。

在本发明的较佳实施例中，本发明的调节再热汽温的方法中还可包括步骤4：

步骤4，判断过热器或再热器的结焦、积灰程度是否在预定范围之内，并在步 骤2中减小或增大吹灰强度，控制过热器或再热器的结焦、积灰程度，使其处于预 定范围之内。

为提高或降低再热汽温而减小对受热面的吹灰强度的同时，需确保该受热面结 焦、积灰情况在预定范围之内，以防止出现大面积焦块脱落而影响机组安全运行。 当然，在其他实施例中，也可不设置该步骤，本发明对此不做限制。

在本发明的另一较佳实施方式中，吹灰枪的数量为一把，吹灰枪的数量也可以 为多把。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术 无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技 术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或 者有限的实验可得到的，均在本发明保护范围内。