1 滑參數(shù)停機(jī)過程中汽溫波動原因
1．1 主蒸汽、再熱蒸汽減溫水量過大
汽機(jī)制造廠一般給出滑參數(shù)停機(jī)曲線，如某325MW機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)曲線如圖1所示。但在操作中，當(dāng)按給定曲線停機(jī)時，在中、低負(fù)荷段，汽溫波動幅度較大，達(dá)到80-100℃，波動速率較高，難以控制。造成這種現(xiàn)象的原因是主蒸汽、再熱蒸汽減溫水量過大，達(dá)到該運(yùn)行工況下主汽流量的40％左右，減溫后蒸汽溫度接近對應(yīng)壓力下的飽和溫度；同時，由于滑參數(shù)停機(jī)是變負(fù)荷工況，汽溫受到燃料、燃燒狀況、風(fēng)量及給水溫度等因素影響較大。無論在自動或手動控制模式下進(jìn)行調(diào)整時，都較難保證汽溫的穩(wěn)定下滑。尤其是在主給水切換至旁路引起汽包水位波動或給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍較大時，都會引起減溫水量大幅度變化，造成汽溫突降，被迫打閘停機(jī)，造成滑參數(shù)停機(jī)失敗。
1．2 滑參數(shù)停機(jī)曲線的參數(shù)未考慮鍋爐的汽溫特性
發(fā)生這種情況是由于滑參數(shù)停機(jī)曲線要求的參數(shù)未考慮鍋爐的汽溫特性。該曲線是由汽機(jī)制造廠提供的理想控制曲線，未考慮汽溫調(diào)節(jié)由鍋爐側(cè)實現(xiàn)。在中、低負(fù)荷時，如果需要的溫度與實際汽溫相差較大，調(diào)整汽溫到需要溫度需較大的減溫水量，從而造成汽溫難于控制。因此，汽機(jī)制造廠提供的滑參數(shù)停機(jī)曲線只能作為參考曲線，應(yīng)在此基礎(chǔ)上，按鍋爐的實際汽溫特性及汽溫曲線對理想控制曲線進(jìn)行修正，它不只是隨負(fù)荷而變化的一條簡單直線。
1.3 鍋爐汽溫特性的差別
由于大型鍋爐受鍋爐結(jié)構(gòu)、燃料性質(zhì)、燃燒方式及受熱面布置等影響，各鍋爐的汽溫特性有一定差別。有些鍋爐實際運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計參數(shù)有較大偏差，如在同負(fù)荷下鍋爐的實際汽溫曲線與滑參數(shù)曲線汽溫差別較大，必然導(dǎo)致減溫水量過大；有的機(jī)組在中、低負(fù)荷時，主汽溫度已達(dá)到額定溫度。如某325MW機(jī)組，其負(fù)荷在100MW時，不投減溫水時，其主汽溫度達(dá)到540℃。如果將溫度調(diào)整至曲線要求的溫度400℃，其所需的減溫水量必然過大。
在降負(fù)荷過程中，隨工質(zhì)壓力、溫度的降低，金屬材料及工質(zhì)的貯熱會釋放，使變負(fù)荷工況下與穩(wěn)定運(yùn)行時，減溫水量不同。在30％額定負(fù)荷下，如果減溫水量較大，在將給水切換至旁路而造成水位不穩(wěn)時，或給水泵轉(zhuǎn)速大幅度調(diào)節(jié)造成減溫水量較大變化時，都極易造成蒸汽溫度波動或突降
。(圖1）
2 減溫水量及汽溫波動對機(jī)組的影響
對于噴水減溫器，要求噴后溫度至少有20℃的過熱度。否則噴人的水不能全部汽化，增加了汽化長度，蒸汽中帶水，降低了蒸汽品質(zhì)。部分未汽化水滴噴落到集箱內(nèi)壁或蒸汽連接管內(nèi)，反復(fù)的蒸干及，噴落，這些部位反復(fù)加熱和冷卻，內(nèi)部產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力，加速該處熱疲勞，降低材料的使用壽命，甚至引起材料的破壞。
蒸汽溫度變化速度過快對鍋爐、汽機(jī)均有較大影響，甚至?xí)斐蓢?yán)重后果。如在鍋爐高溫過熱器、高溫再熱器和蒸汽管壁和其他連接部件等高溫蒸汽工作部件中，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，該應(yīng)力將加速金屬材料的熱疲勞，對特別敏感的奧氏體鋼可能會出現(xiàn)宏觀裂紋。汽輪機(jī)中，過大的汽溫波動，會使各主要金屬部件(轉(zhuǎn)子、汽缸、法蘭等)內(nèi)出現(xiàn)溫差，產(chǎn)生較大的熱變形和熱應(yīng)力，導(dǎo)致零部件低周疲勞，縮短汽輪機(jī)的使用壽命，或使汽缸和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生裂紋。也可能使汽機(jī)脹差超限，造成通流部分軸向磨擦事故，或汽缸熱變形和轉(zhuǎn)子熱彎曲造成的通流部分徑向磨擦，甚至由于冷(熱)汽進(jìn)入汽機(jī)造成大軸彎曲等。因此，一般要求：主蒸汽溫度瞬間下降50℃以上時，必須打閘停機(jī)，表明滑參數(shù)停機(jī)失敗。
3 滑參數(shù)停機(jī)時汽溫穩(wěn)定下滑的措施
3．1 保證鍋爐調(diào)整到好的運(yùn)行狀況
滑參數(shù)停機(jī)中，要嚴(yán)格控制蒸汽溫度的下降速度，一般為1．0-1．5℃／min；再熱汽溫下降速度為1．0-2．0℃／min。溫降速度控制得如何，是滑參數(shù)停機(jī)成敗的關(guān)鍵。而溫度的控制與鍋爐的運(yùn)行、調(diào)整密切相關(guān)，所以鍋爐調(diào)整后的狀況是滑參數(shù)停機(jī)成功的關(guān)鍵所在。
3．2 對汽溫進(jìn)行分段控制
如上所述，應(yīng)隨鍋爐的汽溫特性，對汽溫進(jìn)行分段控制，主要以燃料的增、減來控制負(fù)荷、壓力以及蒸汽溫度的變化，減溫水僅作汽溫細(xì)調(diào)手段，且減溫水量要保持在一定范圍內(nèi)，即10％-20％主蒸汽流量內(nèi)，不宜過大。同時，降負(fù)荷時，應(yīng)注意監(jiān)視下列參數(shù)：主、再熱蒸汽壓力、溫度，汽包壁溫差，汽機(jī)軸振動，高、低壓缸脹差，上、下缸溫差，低壓缸排汽溫度，軸向位移，軸承金屬溫度等。
以300MPg大型機(jī)組為例，其汽溫特性表現(xiàn)在70％額定負(fù)荷界點(diǎn)上。由于受燃燒中心溫度低、輻射換熱少、過量空氣系數(shù)大等因素影響，將蒸汽溫度調(diào)節(jié)至額定蒸汽溫度時，所需的減溫水量最大，負(fù)荷低于70％額定負(fù)荷時，蒸汽溫度隨負(fù)荷升高而升高；而負(fù)荷高于70％額定負(fù)荷后，隨負(fù)荷升高，輻射過熱器換熱量增加，汽溫不變時，減溫水量減少，即汽溫有下降趨勢。針對機(jī)組的汽溫特性，滑參數(shù)停機(jī)時對蒸汽參數(shù)進(jìn)行分段控制，一般可分為中、高負(fù)荷段、中間負(fù)荷段、低負(fù)荷段3段控制。
3．2，1 3個階段的操作
各階段操作如下：中、高負(fù)荷段，即60％額定負(fù)荷以上時，以降負(fù)荷、降壓力為主，主蒸汽維持額定溫度或略有降低，這樣減溫水量可保持不變或有所降低；還要考慮再熱蒸汽溫度不能低于主蒸汽溫度30℃，以防止高、中壓缸分缸處溫差和熱應(yīng)力過大；中間負(fù)荷段，即40％-60％額定負(fù)荷內(nèi)，由于再熱汽溫有所降低，與主汽溫度偏差增大，應(yīng)適當(dāng)?shù)亟档椭髌麥囟龋浣禍胤燃八俾室暅p溫水量而定。如果減溫水量較小，降溫幅度可適度加大，一般主汽溫度可以降至480-500℃；低負(fù)荷段，即負(fù)荷小于40％額定負(fù)荷時，隨負(fù)荷降低，主蒸汽溫度均勻、線性降低，降溫幅度較大，可達(dá)到120-150℃；在低負(fù)荷段操作中，由于主汽流量較小，汽溫易受各種因素影響，波動較大，此時應(yīng)主要滿足降溫要求，嚴(yán)格控制降負(fù)荷率，一般為0．25％左右，降壓率也會相應(yīng)較小。汽溫自動調(diào)整的優(yōu)化，可以使汽溫相對穩(wěn)定，但在低負(fù)荷時，建議汽溫調(diào)節(jié)投入手動方式，避免自動方式產(chǎn)生的頻繁調(diào)節(jié)對汽溫產(chǎn)生影響。
3．2．2 切換主給水至旁路時的操作
30％額定負(fù)荷左右切換主給水至旁路時，應(yīng)保持較少量的減溫水，即使由切換會引起汽包水位大幅波動，大幅度調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速以調(diào)整汽包水位時，給水與主汽壓差變化大，由于此時減溫水調(diào)節(jié)門開度較小，對于減溫水量的影響也比較小，不會引起汽溫的異常變化。
3．2．3 試運(yùn)或新投運(yùn)機(jī)組的操作
對于試運(yùn)機(jī)組或新投運(yùn)機(jī)組，在初次操作時，無論汽溫控制在自動或手動方式下，調(diào)節(jié)時，均以減溫水作為細(xì)調(diào)手段。尤其是低負(fù)荷段時，應(yīng)保持合理的減溫水量。自動調(diào)節(jié)時設(shè)定跟隨實際汽溫，直至降至需要的負(fù)荷、壓力、溫度。對于特定機(jī)組，根據(jù)上述方法操作，并根據(jù)實際的汽溫曲線找出合理的停機(jī)曲線，具體的分段操作與控制應(yīng)按照實際情況進(jìn)行，嚴(yán)格控制各段的降負(fù)荷速率。
4 結(jié)論
4．1 上述操作方法實質(zhì)上是根據(jù)鍋爐的實際汽溫特性，在不同負(fù)荷段內(nèi)采用合理的降負(fù)荷率、降溫率。對不同容量、參數(shù)、結(jié)構(gòu)的機(jī)組，應(yīng)根據(jù)實際情況來確定如何分段控制及每負(fù)荷段的降負(fù)荷率、降溫幅度。
4．2 在降負(fù)荷過程中，要采取有利降溫的減負(fù)荷方式，如從上往下停運(yùn)燃燒器、保證合理風(fēng)量等，以保證汽溫均勻、穩(wěn)定地下滑，減少減溫水量，提高蒸汽品質(zhì)。
4．3 該操作方法會增加滑參數(shù)停機(jī)時間，尤其是低負(fù)荷段的停機(jī)時間，一般可達(dá)60-90min，使燃煤機(jī)組停機(jī)費(fèi)用增加。但該操作方法可保證汽溫的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，避免了汽溫波動對機(jī)組可能造成的危害，甚至打閘停機(jī)，因此，保證了滑參數(shù)停機(jī)成功和機(jī)組安全。
