对冲锅炉尾部烟气挡板控制策略优化

莫晓翎

摘 要：随着工业化水平的不断提高，我国工业生产企业的锅炉尾部烟气挡板控制方面已经取得了很大的进步，但在具体细节方面还存在着一些问题。此次研究主要是探讨优化锅炉尾部烟气挡板控制策略，将浙江浙能嘉华发电有限公司#3、4号机组600 MW亚临界锅炉作为案例进行分析，首先介绍了优化设计之前锅炉尾部烟气挡板控制措施中存在的问题，在此基础之上提出新的烟气挡板控制策略，并且通过实际应用分析新型尾部煙气挡板控制措施的应用效果，希望能够全面提升机组再热蒸汽温度和机组经济性。

关键词：对冲式锅炉；烟气挡板；再热汽温调节

中图分类号：TK22 文献标志码：A

使用烟气挡板对于再热汽温进行调节具有十分重要的作用，合理应用烟气挡板，对于提高企业生产的质量和效率，提高企业的经济效益有重要作用，因此需要企业对烟气挡板控制加以重视，加大对烟气挡板控制的投入和管理力度，不断对现有锅炉尾部烟气挡板控制措施进行优化改进，促进企业的可持续发展。

1 机组概况

浙江浙能嘉华发电有限公司#3、4锅炉为北京巴威公司B&WB—2020/17.5—M型亚临界中间一次再热自然循环汽包炉，在锅炉的结构为单炉膛，一次中间再热，能够实现平衡通风，排渣呈固态，整个结构框架为全钢构架和全悬吊结构。在实际运行期间主要应用前墙对冲正压直吹燃烧方式和后墙对冲正压直吹燃烧方式。其中前墙从上至下依次为A、F、C燃烧器层，后墙从上至下依次为E、B、F燃烧器层，在每一层燃烧器上均布置6台燃烧器喷嘴，在前墙、后墙最上层各层布置6台燃尽风喷嘴。

锅炉炉膛的基本构成是以膜式水冷壁为主，在水平烟道处存在悬吊式高温再热器。该锅炉的尾部竖井主要包含前、后2个烟道。前部布置将水平式低温再热器和省煤器布置在前部，将一级过热器和省煤器布置在后部。烟气调节挡板装置主要设置在分烟道底部，能够对锅炉运行期间所产生的烟气量起到分流作用，采用此设计方式可以将再热蒸汽出口温度控制在负荷范围内。在对挡板进行调节之后，烟气会汇集在一起，并且经过2个尾部烟道引入回转式空气预热器。

2 烟气挡板控制机理

2.1 烟气挡板控制原理

在对再热汽温进行调节控制时主要是通过过热器/再热器烟气挡板控制实现，这样能够对再热汽温实施准确控制。在控制出口烟气挡板时，需要按照额定再热器温度设定在540 ℃左右，在此期间操作人员还需要对再热蒸汽温度设定值偏差进行校正，对比分析该再热蒸汽温度与再热器平均出口温度，所产生的偏差会作用到烟气挡板主调节器，这样能够控制再热汽温。

2.2 烟气挡板控制存在的问题

在实际应用期间，烟气挡板调节的总控制站投自动，在总控制站中所执行的各项操作能够使再热器烟气挡板直接动作，并且联动过热器烟气挡板，此时过热器烟气挡板与再热器烟气挡板之间的开度之和在120 %左右。在对再热汽温进行调节时主要通过应用烟气挡板实现的，此种调节方式便于操作。然而由于调温延迟比较长，并且在幅度上比较小，在较大程度上影响了调温准确性。另外，经常出现引风机茎叶开度大，两侧烟温偏差太大，高温过热其关闭超温较多等问题。

2.3 烟气挡板控制优缺点

烟气挡板控制对于汽温的调节具有十分重要的作用，但是它也存在着一些缺点和不足，如下文所示：

优点：使用烟气挡板调节再热汽温，结构简单，操作方便，不受煤种变化影响，部队炉内燃烧造成影响。

缺点：配合对冲燃烧方式可使锅炉负荷范围更宽广，但调温延迟较大，有时候挡板容易产生变形，使调温的准确性不能得到保证。

3 基于目标控制实现烟气挡板控制优化

烟气挡板会将锅炉尾部烟道划分为4个部分，从前后划分主要包括过热器烟道和再热器烟道，按照烟道挡板位置不同，可以对不同目标温度进行控制。

3.1 以再热器温度为目标控制

为了实现该目标控制，就需要对当前控制逻辑进行优化改进，控制系统的被调节量不再以A侧和B侧的再热器平均出口温度为主，再热器A侧出口温度主要是由该侧烟气挡板实现控制，再热器B侧出口温度主要是由该侧烟气挡板实现控制。通过A、B侧烟气挡板对再热蒸汽温度进行调节可以全面提升准确性。

3.2 偏差控制分析

此次所研究的过热器烟气挡板与再热器烟气挡板实现联动，这样可以有效判断屏式过热器的不同侧吸热偏差，还能够为蒸汽温度实现偏差控制，有利于降低再热器A/B侧与过热器之间的气温偏差。即确保过热器烟气挡板与再热器烟气挡板之间的开度之和在120 %时，能够确保过热器烟气挡板在15 %范围内进行调节。尤其是在烟气挡板最小总开度高达210 %时，也会保证所有烟气顺畅流通，不会导致引风机消耗增加。

3.3 优化烟气挡板开度限制

在对烟气挡板开度限制问题进行优化调整时，可以将挡板开度限制值从30 %以内调整为大于20 %，将挡板开度限制值从90 %以内调整为小于100 %。这样不仅能够提升烟气挡板调温幅度，还比较符合烟道流通阻力变化。

4 锅炉尾部烟气挡板控制措施优化前后的效果比较

在对锅炉尾部烟气挡板控制措施进行优化之后，将4号锅炉作为优化试点，再热器汽温提升1 ℃，在提升之后能够明显观察到运行效益，图1为锅炉尾部烟气挡板控制措施优化前后的效果比较。

5 结语

综上所述，使用烟气挡板对再热汽温控制的问题表现在温度调节的灵敏度较低，并且在温度调节幅度方面也存在局限性。基于以上方面，此次研究深入探讨了烟气挡板控制优化措施，细致地区分各个部位挡板的作用，这样可以有效地提升再热汽温，并且能够加强机组热效率。与此同时，锅炉运行操作人员应该加强自身理论知识学习，深入了解和掌握锅炉受热面的具体布置情况，并且能够熟悉不同锅炉的调整特性，这样能够更加符合锅炉运行的实际情况。

参考文献

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