摘要：本文对各种因素的影响以及相应对策进行了总结，强调了解决再热汽温问题，针对再热器受热面改造的要求，总结了再热器受热面的优缺点，并指出更加明显的优势。 可分析和解决再热汽温的问题提供全面借鉴的经验。
关键词：电站； 锅炉； 再热汽温
叙述了最为普遍的现象应该就是再热汽温的异常了，锅炉设计中再热汽温的原因，分析了再热蒸汽压力低和比热容小对吸热量变化的敏感减温水量对机组的经济性影响大等特点， 这也正是易受煤种和燃烧方式以及排汽温度等各种运行条件变化严重干扰的原因。
1、问题存在的基础
1.1再热蒸汽特性
再热蒸汽的来源是汽轮机高压的缸排汽，经过锅炉的加热以后进入中、低压缸做功，此流程使再热蒸汽具有以下特点:(1)比热容小，满负荷过热蒸汽是为16-17 MPa时，再热蒸汽的压力大约是3-4 MPa，相同吸热量时，再热汽温变化量为过热汽温变化量的4倍，适用吸热量的变化调整。(2)再热蒸汽的压力低，再热器大多采用的是粗管道和大通流面积，阻力只有0.1MPa左右来维持机组的效率。(3)减温水量的影响大。再热蒸汽减温水最后变成再热蒸汽的一部分，降低汽轮机性能。600 MW亚临界机组10 t/h左右的再热蒸汽减温水量就会造成0.4刻kWh左右的供电煤耗变化。
1.2再热器负裕量设计
从特性方面来讲，因为再热蒸汽比热容小，负荷比较高的时候受热面比较充足，通过烟气侧调整来减少再热器吸热，通过烟气侧调整增加再热器吸热来维持汽温，烟气侧手段调节再热汽温时影响到过热汽温，用减温水调整过热汽温，最大程度保持机组整体上经济性，这种负裕量模式易产生再热汽温偏低的情况，是再热汽温问题存在的基础。
1.3再热汽温烟气侧调节方式与能力
1.3.1切圆燃烧锅炉再热汽温调节方式
壁式再热器和高温再热器的吸热量比较敏感，炉膛出口的温度升高后，尾部烟道的各级受热面吸热量会均有增加，排烟温度变化可忽略。“摆动火嘴+壁式再热器+高温再热器”是切圆燃烧锅炉最常见的再热汽温调节方法。可以通过摆动火嘴来改变火焰中心，进而调节再热汽温。最大程度是烟气调温的能力，有的是用切圆燃烧锅炉“摆动火嘴和烟气挡板”的调温方式，如果高温再热器的布置位置不变的话，用低温过热器代替壁式再热器。
1.3.2墙式锅炉再热汽温调节方式
墙式锅炉采用的旋流燃烧器不实现摆动，因该类锅炉采用的是“烟气挡板和低温再热器”调节方式。低温再热器与低温过热器或者省煤器并列布置于尾部的烟道，用烟气挡板改变再热器的烟气流量来调节其吸热量。低温再热器吸热能力远低于壁式再热器和高温再热器，因而换热面积很大。
2、问题的原因和判据以及解决思路
2.1再热器受热面积设计的不合理
再热器设计合理于否可以通过试验来判定的，在燃用设计的煤种和环境的温度来尽可能与设计相近条件下，采集负荷运行数据和锅炉设计数据来比较，如锅炉燃料量、排烟温度、进入炉膛的冷、热风温度以及烟气挡板或者摆动火嘴的位置和再热器的进口温度等，如果只有再热汽温与设计值相差很大，则可以判定再热器受热面积设计存在问题，最好增减受热面积。通过各段温升与设计参数相比，判定哪一段的受热面设计的不合理，有针对性地增减受热面，最大程度地避免蒸汽温度局部超限所带来的后果。
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2.2热偏差大于设计的值
热偏差分同屏各管间与沿炉宽方向的热偏差，运行时热偏差大于设计时热偏差，会造成异常，左右热偏差多发生在切圆燃烧锅炉上，两侧烟温和汽温以及金属壁温均有明显的差别，一侧可能要用减温水，另一侧再热汽温却不够；同屏各管间的热偏差是因为长度不同的各平行绕管吸热量与其流过的蒸汽量没有精确匹配，仅该管壁温偏高或超限，但再热汽温可能正常或偏低，停炉检查才能确认，是很难确定的问题，防止该超温单管的爆管，运行中会大量使用减温水，近期设计的切圆锅炉均有大比例的反切风，早期没设置反切风的锅炉可以在燃烧器反切风改造基础上，通过燃烧来调整大幅度降低残余旋转。同屏热偏差问题可通过局部更换管材和大小流量管短路混合以及调整节流圈、调整管长等受热面改造解决，换管材方法最为简单，其他方法均需要精确的流量控制计算，难度较大。
2.3汽轮机高压缸排汽温度变化
汽轮机通流通过改造以后，高压缸的排汽温度普遍改变，汽轮机通流改造后高压缸排汽温度会降低到300-305℃，甚至会更低，该温差往往超出烟气挡板和摆动火嘴调整手段的调节能力，出现温度偏低的现象，本质上是新条件下的再热器受热面不足，也有高压缸多年运行后排汽温度升高导致再热汽温升高的案例，进行再热器减少面积的改造，但这种问题实际出在汽轮机上，应该改造汽轮机。
2.4过热器设计缺陷
低温过热器传热面积大，相反高温过热器传热面积较小，而管材的要求高，因此容易出现低温过热器偏大、高温过热器吸热而偏小的现象。还常常伴随屏式过热器出口管壁温度超限的现象。通常低温过热器出口汽温为390-400℃，设计偏大时出口汽温会高到430-450℃，会导致第一级减温水加大甚至长时间保持全开，就得通过烟气侧调整手段减少过热器吸热而大幅度影响到再热汽温。解决方向恢复各段过热器出口蒸汽温度到合理的范围，直接改变再热器受热面，虽解决了再热汽温问题，但排烟温度依然偏高，总体效果明显差于中过热器的改造效果。通过增加过热器减温水量来控制各段壁温，从而使各段温升与设计相符，是一种简单实用的改造方法。
2.5炉膛结渣
锅炉结渣分燃烧器区结渣和炉膛上部结渣，对于再热汽温的影响会有细微差异：燃烧器区结渣的起因是锅炉空气动力场局部不均匀导致，严重时引起锅炉自下而上结渣，使得锅炉效率下降，锅炉炉膛受热面换热能力明显变差，烟气量增加，过热汽温、再热汽温均有明显的上升，过热器减温水量与再热汽温同时难以控制；炉膛上部结渣的起因是锅炉应用了灰熔点过低的煤种到了屏底处热灰粘性较大，粘污换热隔断作用往往表现在分隔屏、后屏上，过热汽温不会上升，但再热汽温会明显上升，排烟温度也会上升，锅炉效率变差。上述现象只是在结渣初期的表现，结渣后期锅炉完全失去可控性，因而必须消除结渣，可通过燃烧器的消缺来恢复正常燃烧功能，最好的办法是掺烧低灰熔点煤种消除结渣。
2.6局部设备的故障
局部设备故障通常包括摆动火嘴无法摆动、吹灰器故障是突变的显性故障，很容易判断;烟气挡板磨损是一个缓慢变化的过程，再热汽温调温幅度慢慢变少，最后失效，不容易被发觉;再热器减温水泄漏可以通过减温水前后的蒸汽温度来判定，减温水阀全关的条件下减温器后温度明显低于减温器前。这几种故障必须通过检修、更换或者采用改造的方式解决。对于运行中的其他原因使某些方面失去调节能力，影响到再热汽温调整的故障，如减温水长期开满，需要根据各种情况具体讨论。
结束语：
再热蒸汽小比热容特性负裕量设计，对其汽温影响的因素进行了分析，对各种因素影响再热汽温的方式现象方法与对策进行了总结，分析时应辨明问题本质原因，针对再热器受热面改造的严格要求，总结了增加对流再热器受热面的优劣，不考虑施工的复杂性，在对流再热器上并联方式增加受热面有更加明显的效果。
参考文献：
[1]黄耀租，姚玮倩.对国产20万kW机组锅炉再热汽温偏低问题的分析.中国电力，2017,24(9):30-37.
[2]宁国睿，李海涛.600 M W亚临界锅炉再热汽温低的原因分[J].发电设各,2016,24(3):199-201.
论文作者:姜广超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/20
标签：锅炉论文; 烟气论文; 蒸汽论文; 温水论文; 温度论文; 炉膛论文; 偏差论文; 《电力设备》2018年第15期论文;