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摘 要 火电厂直流炉主蒸汽温度能否有效控制关系着超临界机组的运行是否安全且拥有效益，但由于机组的蒸汽量大、过热管道长，造成主蒸汽温度的控制存在一定的难度，一旦过程出现问题，将会影响到超临界机组的运行效率。本文主要对直流炉温度控制的难点分析，并实施相应的措施应对。
关键词 超临界直流炉；温度控制；难点；措施
中图分类号：TK323 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）02-0236-01
超临界机组的运行过程是否稳定关系到机组的主蒸汽承受流量负荷，而直流炉的主要输出负荷量是主汽温、主汽压还有主蒸汽的流量，为了保证其正常运行对超临界机组的安全、效益有保护作用。只有通过认真分析影响直流炉温度控制的主要因素，并实施相应的应对措施，才能保证机组的具有较高的工作效率和安全生产过程。
1 超临界直流炉的主汽温度控制
1.1 影响主汽温度控制的因素
直流炉在运行过程中承受的主蒸汽流量负荷，对主蒸汽温度变化影响较大，主要原因来自于主蒸汽和烟气两个系统的方向。来自主蒸汽方向的因素有：主蒸汽的流量、供水温度、减温水的流量和控制系统；烟气方向的因素有：烟气量、受热面污染、燃烧器投用方式。从机组运行的方式和过程来看，影响直流炉主汽温度的变化是直流炉承受的主蒸汽流量负荷和燃烧量的总风量[1] ，另外引起汽温波动的因素分内扰及外扰两种情况，内部扰动因素包括：启停、切换制粉系统，投退油枪，炉膛或烟道吹灰，煤质变化，高加投退等，外扰包括机组负荷的波动等。
1.2 温度控制的难点
根据主汽温度控制的要求，温度的变化幅度应控制在5摄氏度左右的范围，温度一旦超过5摄氏度，就会直接导致直流炉主蒸汽的温度变化，温度的不稳定就会影响到机组的运行效率，主汽温过高会造成锅炉受热面超温，若受热面严重超温，将会因材料强度的急剧下降而导致管子发生爆破，对生产过程造成安全隐患。主汽温过低增加汽轮机的汽耗，降低机组效率；使汽轮机末级蒸汽湿度增大，加速对叶片的水蚀，严重时可能产生水冲击，威胁汽轮机安全运行。然而影响到直流炉主蒸汽温度控制的因素很多，多个因素共同影响温度控制装置，给直流炉的主汽温度带来控制难度，它主要表现在：①主蒸汽温度的控制装置中，通过喷水量的增加或减少来进行主蒸汽温度的调节，过程需要花费时间比较长，特别是大容量、长管道、加大参数的机组来说，蒸汽的过热受热面大于蒸发的受热面，温度控制进程就会产生一定滞后性，温度控制的难度再次上升。②直流炉主汽温度控制的因素具有不稳定性，随着锅炉的主蒸汽流量负荷的增加而增加，一般的控制装置无法平衡整个直流炉的主蒸汽流量负荷，如果锅炉内的负荷较低，一、二级减温水调门关闭的情况下，主蒸汽的温度无法达到标准温度，再一次增加了温度控制的难度[2]。③过热器处于正常工作的范围时，接近钢材处温度承受的最高温度调节性过小，不能实现温度变化时根据升降的幅度进行相应的调整，温度调节的强度安全性较小，蒸汽的温度没有得到有效控制，容易导致过热器的钢材受损。另外还有锅炉受热面结焦、锅炉过量空气系数、炉膛火焰中心高度、配风不当、煤水比严重失调都是影响主汽温的重要因素。
2 超临界直流炉的主汽温度控制措施分析
2.1 温度控制装置的减温
直流锅炉内的温度调节控制装置可以分为两部分进行，分别是煤水比调节和喷水减温调节，以煤水比作为主要的汽温调节手段，以汽水分离器出口工质温度作为汽温调节的导前信号，以喷水减温作为细调手段。其中煤水比调节是在超临界机组的温度调节的主要装置，只有保证煤水比稳定，才能有效将主蒸汽温度控制在标准值之内；喷水减温以最快的速度调节过热温度，利用物理学知识安装超临界机组两部分温度调节装置，安装结构较为简单。
2.2 温度控制中串级控制装置
串级控制装置是火电厂的锅炉主汽温度控制的主要运用方式，辅助加以使用导前微分补偿装置，串级控制装置能有效调节大的受热面积和长的加热管直流炉主汽温度变化，喷水减温系统的连接加热管过长，减温后所达到的温度需长时才能穿出锅炉的出口，从而影响到主汽温度控制化。串级调节系统结合导前微分补偿装置和主回路间的信号，保证两者能同步传递温度。导前微分补偿装置优势是能提高信号接收的强度，因此将此信号控制装置应用到串级调节的装置中，可以有效降低微分参数，参数值为0。
2.3 过热器中点温度的变量控制
直流炉运行过程中承受的主蒸汽流量負荷是影响温度控制的主要因素，当流量负荷发生变化时，因过热器过长，过热器上的各点温度会在主汽温度变化之前产生变化，如果控制系统能够根据各点的温度变化及时作出调节，就能控制好主蒸汽温度控制。实现这一过程可以采取过热器的动态数学模式开展对各点温度的测量和计算，即估算各点温度变化量，根据温度变化的幅度来对主汽温度进行相应的调节，通过这个调节的过程，可以增加一二级减温水启动的时间，防止主汽温度变化幅度过大，有效处理主汽温度控制装置的滞后问题[3]。汽温调节要结合中间点温度及温差、煤水比、一过入口蒸汽过热度、内外扰等各方面因素综合判断，并尽量提前预判，及时调整，留足裕度。
2.4 变化直流炉煤层的投用方式
保证燃烧器的方向不改变，通过减少直流炉的煤层投用方式，能在充分降低燃料量和总风量对主汽温度变化的负面影响，一般投煤方式是利用不同煤层投用，但是这样的投煤方式导致结果是燃烧的火焰中心发生偏移，火焰的移动会影响到主汽温度控制。因此，在使用上部的煤层时，应将锅炉内的火焰中心点降低，可以有效增加辐射区的水冷壁范围接受的热量，加快温度的升高，主汽温度也会随之增加，减少上部煤层的投入量，或者选择停止投用，改为下部煤层的投用。改变煤层的投用的过程，大量的温度被辐射区吸收，主汽收到的热量减少导致温度下降，此时再加大煤量的投入升高主汽温度，就能达到调节主汽温度的目的。
3 结束语
分析直流炉主蒸汽温度控制的影响因素和难点并进行具体的应对措施，能有效提高超临界直流炉的运行效率，在使用传统的温度控制装置的同时，可有效结合高智能的控制装置加以使用。
参考文献
[1]宋秋艳.超超临界机组过热汽温控制系统建模与仿真[J].电力勘测设计，2012（05）：123-132.
[2]志明，刘吉臻，张栾英，谷俊杰.直流炉机组简化非线性动态模型[J].动力工程学报，2013（12）：89-99.
[3]张澎涛，郭瑞君，王宏彬，图布信.超临界机组基于焓值的给水控制系统分析[J].内蒙古电力技术，2011（04）：
105-112.
关键词 超临界直流炉；温度控制；难点；措施
中图分类号：TK323 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）02-0236-01
超临界机组的运行过程是否稳定关系到机组的主蒸汽承受流量负荷，而直流炉的主要输出负荷量是主汽温、主汽压还有主蒸汽的流量，为了保证其正常运行对超临界机组的安全、效益有保护作用。只有通过认真分析影响直流炉温度控制的主要因素，并实施相应的应对措施，才能保证机组的具有较高的工作效率和安全生产过程。
1 超临界直流炉的主汽温度控制
1.1 影响主汽温度控制的因素
直流炉在运行过程中承受的主蒸汽流量负荷，对主蒸汽温度变化影响较大，主要原因来自于主蒸汽和烟气两个系统的方向。来自主蒸汽方向的因素有：主蒸汽的流量、供水温度、减温水的流量和控制系统；烟气方向的因素有：烟气量、受热面污染、燃烧器投用方式。从机组运行的方式和过程来看，影响直流炉主汽温度的变化是直流炉承受的主蒸汽流量负荷和燃烧量的总风量[1] ，另外引起汽温波动的因素分内扰及外扰两种情况，内部扰动因素包括：启停、切换制粉系统，投退油枪，炉膛或烟道吹灰，煤质变化，高加投退等，外扰包括机组负荷的波动等。
1.2 温度控制的难点
根据主汽温度控制的要求，温度的变化幅度应控制在5摄氏度左右的范围，温度一旦超过5摄氏度，就会直接导致直流炉主蒸汽的温度变化，温度的不稳定就会影响到机组的运行效率，主汽温过高会造成锅炉受热面超温，若受热面严重超温，将会因材料强度的急剧下降而导致管子发生爆破，对生产过程造成安全隐患。主汽温过低增加汽轮机的汽耗，降低机组效率；使汽轮机末级蒸汽湿度增大，加速对叶片的水蚀，严重时可能产生水冲击，威胁汽轮机安全运行。然而影响到直流炉主蒸汽温度控制的因素很多，多个因素共同影响温度控制装置，给直流炉的主汽温度带来控制难度，它主要表现在：①主蒸汽温度的控制装置中，通过喷水量的增加或减少来进行主蒸汽温度的调节，过程需要花费时间比较长，特别是大容量、长管道、加大参数的机组来说，蒸汽的过热受热面大于蒸发的受热面，温度控制进程就会产生一定滞后性，温度控制的难度再次上升。②直流炉主汽温度控制的因素具有不稳定性，随着锅炉的主蒸汽流量负荷的增加而增加，一般的控制装置无法平衡整个直流炉的主蒸汽流量负荷，如果锅炉内的负荷较低，一、二级减温水调门关闭的情况下，主蒸汽的温度无法达到标准温度，再一次增加了温度控制的难度[2]。③过热器处于正常工作的范围时，接近钢材处温度承受的最高温度调节性过小，不能实现温度变化时根据升降的幅度进行相应的调整，温度调节的强度安全性较小，蒸汽的温度没有得到有效控制，容易导致过热器的钢材受损。另外还有锅炉受热面结焦、锅炉过量空气系数、炉膛火焰中心高度、配风不当、煤水比严重失调都是影响主汽温的重要因素。
2 超临界直流炉的主汽温度控制措施分析
2.1 温度控制装置的减温
直流锅炉内的温度调节控制装置可以分为两部分进行，分别是煤水比调节和喷水减温调节，以煤水比作为主要的汽温调节手段，以汽水分离器出口工质温度作为汽温调节的导前信号，以喷水减温作为细调手段。其中煤水比调节是在超临界机组的温度调节的主要装置，只有保证煤水比稳定，才能有效将主蒸汽温度控制在标准值之内；喷水减温以最快的速度调节过热温度，利用物理学知识安装超临界机组两部分温度调节装置，安装结构较为简单。
2.2 温度控制中串级控制装置
串级控制装置是火电厂的锅炉主汽温度控制的主要运用方式，辅助加以使用导前微分补偿装置，串级控制装置能有效调节大的受热面积和长的加热管直流炉主汽温度变化，喷水减温系统的连接加热管过长，减温后所达到的温度需长时才能穿出锅炉的出口，从而影响到主汽温度控制化。串级调节系统结合导前微分补偿装置和主回路间的信号，保证两者能同步传递温度。导前微分补偿装置优势是能提高信号接收的强度，因此将此信号控制装置应用到串级调节的装置中，可以有效降低微分参数，参数值为0。
2.3 过热器中点温度的变量控制
直流炉运行过程中承受的主蒸汽流量負荷是影响温度控制的主要因素，当流量负荷发生变化时，因过热器过长，过热器上的各点温度会在主汽温度变化之前产生变化，如果控制系统能够根据各点的温度变化及时作出调节，就能控制好主蒸汽温度控制。实现这一过程可以采取过热器的动态数学模式开展对各点温度的测量和计算，即估算各点温度变化量，根据温度变化的幅度来对主汽温度进行相应的调节，通过这个调节的过程，可以增加一二级减温水启动的时间，防止主汽温度变化幅度过大，有效处理主汽温度控制装置的滞后问题[3]。汽温调节要结合中间点温度及温差、煤水比、一过入口蒸汽过热度、内外扰等各方面因素综合判断，并尽量提前预判，及时调整，留足裕度。
2.4 变化直流炉煤层的投用方式
保证燃烧器的方向不改变，通过减少直流炉的煤层投用方式，能在充分降低燃料量和总风量对主汽温度变化的负面影响，一般投煤方式是利用不同煤层投用，但是这样的投煤方式导致结果是燃烧的火焰中心发生偏移，火焰的移动会影响到主汽温度控制。因此，在使用上部的煤层时，应将锅炉内的火焰中心点降低，可以有效增加辐射区的水冷壁范围接受的热量，加快温度的升高，主汽温度也会随之增加，减少上部煤层的投入量，或者选择停止投用，改为下部煤层的投用。改变煤层的投用的过程，大量的温度被辐射区吸收，主汽收到的热量减少导致温度下降，此时再加大煤量的投入升高主汽温度，就能达到调节主汽温度的目的。
3 结束语
分析直流炉主蒸汽温度控制的影响因素和难点并进行具体的应对措施，能有效提高超临界直流炉的运行效率，在使用传统的温度控制装置的同时，可有效结合高智能的控制装置加以使用。
参考文献
[1]宋秋艳.超超临界机组过热汽温控制系统建模与仿真[J].电力勘测设计，2012（05）：123-132.
[2]志明，刘吉臻，张栾英，谷俊杰.直流炉机组简化非线性动态模型[J].动力工程学报，2013（12）：89-99.
[3]张澎涛，郭瑞君，王宏彬，图布信.超临界机组基于焓值的给水控制系统分析[J].内蒙古电力技术，2011（04）：
105-112.