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、引言
    華能玉環電廠4×1000 MW超超臨界燃煤發電機組的鍋爐是哈爾濱鍋爐廠采用三菱重工(MHI)技術設計製造的超超臨界壓力直流鍋爐。鍋爐采用n型布置
、單爐膛、低NOx主燃燒器和MACT燃燒技術、反向雙切園燃燒方式

，爐膛采用內螺紋管垂直上升膜式水冷壁
、循環泵啟動係統、一次中間再熱
、平衡通風、露天布置
、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構。過熱器調溫方式除煤／水比外
，還采用三級噴水調節
，再熱器調溫方式為煙氣分配擋板、燃燒器擺動和低溫再熱器入口噴水，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機、秸稈壓塊機壓製的生物質成型顆粒燃料。
    玉環電廠1期工程超超臨界機組投入運行2nianduodeshijianzhengming
，guoluxuanxingzhengque
，yunxingwending，jishuxianjin，gexiangjishucanshujunnengdadaohuochaoguoshejizhi。danzaishengchanyunxingzhongyebaoluchuyixiebuzuzhichu，qizhongzhiyishiguoluzaijiafuheguochengzhongzairezhengqiwendubodongdadewenti：在再熱器所有調溫方式均投入自動的條件下，加負荷時再熱汽溫出現快速升高，經常超過報警值608℃，隨後出現快速下降
，波動範圍在610℃～580℃之間
，再熱汽溫呈現一種先升後降再回升的震蕩走勢。而再熱汽溫波動存在以下弊端：
    (1)因再熱蒸汽壓力低，其放熱係數低於過熱蒸汽，在相同蒸汽流量和吸熱條件下，再熱器金屬壁溫要高於過熱器，特別對於1 000 MW超超臨界直流鍋爐，再熱蒸汽溫度設計值為603℃，再熱器管的最高金屬壁溫可達到640 - 650℃，雖然采用了先進的熱強性高、抗蒸汽氧化、抗煙側高溫腐蝕的新型奧氏體鋼，如果再熱蒸汽溫度頻繁超溫
，會降低金屬材料的熱強度，造成再熱器過熱爆管。
    (2)超(chao)溫(wen)與(yu)降(jiang)溫(wen)的(de)交(jiao)替(ti)出(chu)現(xian)會(hui)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)交(jiao)變(bian)應(ying)力(li)，很(hen)可(ke)能(neng)對(dui)再(zai)熱(re)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)產(chan)生(sheng)不(bu)利(li)的(de)影(ying)響(xiang)，同(tong)時(shi)也(ye)使(shi)汽(qi)輪(lun)機(ji)中(zhong)壓(ya)主(zhu)汽(qi)門(men)和(he)調(tiao)門(men)以(yi)及(ji)中(zhong)壓(ya)缸(gang)和(he)中(zhong)壓(ya)轉(zhuan)子(zi)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)交(jiao)變(bian)應(ying)力(li)，降(jiang)低(di)其(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。
    因此，解決加負荷過程中再熱蒸汽溫度波動大的問題顯得尤為重要。
1、再熱蒸汽係統簡介
    再熱器分為低溫再熱器和高溫再熱器二級。
    用yong於yu調tiao節jie再zai熱re汽qi溫wen的de煙yan氣qi分fen配pei擋dang板ban位wei於yu鍋guo爐lu尾wei部bu豎shu井jing煙yan道dao低di溫wen再zai熱re器qi下xia部bu，鍋guo爐lu尾wei部bu豎shu井jing煙yan道dao分fen為wei前qian後hou兩liang部bu分fen
，其qi中zhong前qian半ban部bu分fen布bu置zhi低di溫wen再zai熱re器qi
，後hou半ban部bu分fen布bu置zhi低di溫wen過guo熱re器qi，通tong過guo改gai變bian再zai熱re器qi側ce和he過guo熱re器qi側ce的de煙yan氣qi流liu量liang分fen配pei來lai調tiao節jie再zai熱re蒸zheng汽qi溫wen度du。
2
、加減負荷過程再熱蒸汽溫度波動大的原因分析
2.1 CCS(機組協調控製係統)投入狀態下加負荷的特性對再熱汽溫的影響
    按照ccs的de控kong製zhi邏luo輯ji，加jia負fu荷he指zhi令ling分fen別bie送song到dao給gei水shui指zhi令ling和he燃ran料liao指zhi令ling，使shi給gei水shui量liang和he給gei煤mei量liang增zeng加jia

，最zui終zhong使shi機ji組zu負fu荷he發fa生sheng變bian化hua，但dan二er者zhe的de增zeng加jia速su率lv是shi不bu同tong的de：給水指令按均勻的速率增加給水量，而給煤量和風量的增加是脈動的。圖2為玉環電廠1號鍋爐加負荷時給水量、給煤量和總風量的變化趨
    這種加負荷特性，可以提高機組的負荷響應的靈敏性，但卻加大了再熱汽溫的波動。原因如下：
    如圖3所示

，再熱器在負荷不變的穩定態下，蒸汽流量qi對應再熱器吸熱量，蒸汽流量q2對應再熱器吸熱量Q2
，此時再熱汽溫處於額定狀態（即圖3中的點劃線To）。加負荷過程中
，再熱器蒸汽流量qi與再熱器吸熱量Q，同時開始增加
，鑒於上述的CCSjiafuhetexinghezaireqideduiliuchuanretexing，suizhegeimeiliangyufengliangdexunsuzengjia，liuguozaireqideyanqiwenduheliuliangyixunsuzengjia，zaireqixireliangshouxiandadaoQ2，從而造成加負荷階段（如圖3所示的陰影區域）再熱器吸熱量大幹對應的蒸汽流量，導致再熱汽溫快速上升。直到再熱蒸汽流量達到qz時，蒸汽流量才與其吸熱量相匹配
，再熱汽溫向額定值回落
，但由於再熱蒸汽溫度調節方式的慣性產生的影響（將在下麵2.2節闡述），再熱汽溫繼續下降到額定值以下，最終再熱汽溫回升到額定值To。
2.2再熱汽溫的煙氣側調節和再熱器入口噴水調節都存在慣性與遲延
    玉環電廠鍋爐再熱器的調溫方式為煙氣分配擋板和燃燒器擺動輔以低溫再熱器入口噴水的調溫方式。
    因(yin)為(wei)煙(yan)氣(qi)分(fen)配(pei)擋(dang)板(ban)的(de)位(wei)置(zhi)在(zai)低(di)溫(wen)再(zai)熱(re)器(qi)下(xia)部(bu)
，而(er)再(zai)熱(re)器(qi)噴(pen)水(shui)又(you)位(wei)於(yu)低(di)溫(wen)再(zai)熱(re)器(qi)入(ru)口(kou)
，這(zhe)兩(liang)者(zhe)的(de)位(wei)置(zhi)決(jue)定(ding)了(le)其(qi)隻(zhi)能(neng)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)低(di)溫(wen)再(zai)熱(re)器(qi)蒸(zheng)汽(qi)溫(wen)度(du)來(lai)控(kong)製(zhi)高(gao)溫(wen)再(zai)熱(re)器(qi)出(chu)口(kou)蒸(zheng)汽(qi)溫(wen)度(du)，所(suo)以(yi)這(zhe)個(ge)調(tiao)節(jie)過(guo)程(cheng)存(cun)在(zai)較(jiao)大(da)的(de)慣(guan)性(xing)與(yu)遲(chi)延(yan)時(shi)間(jian)。
    圖4為玉環電廠1號鍋爐加負荷時再熱器入口溫度與出口溫度變化趨勢圖的對比，可以看出，從低溫再熱器入口蒸汽溫度開始下降（噴水投入），到最終使再熱蒸汽溫度下降，遲延時間為260 s左右。
    在自動調節過程中

，較大的慣性與遲延可能引起過調，導致控製量反複震蕩
、無(wu)法(fa)穩(wen)定(ding)在(zai)設(she)定(ding)值(zhi)
，就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)再(zai)熱(re)汽(qi)溫(wen)波(bo)動(dong)的(de)情(qing)況(kuang)，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)負(fu)荷(he)大(da)幅(fu)度(du)加(jia)減(jian)對(dui)汽(qi)溫(wen)產(chan)生(sheng)擾(rao)動(dong)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，極(ji)易(yi)造(zao)成(cheng)再(zai)熱(re)汽(qi)溫(wen)的(de)大(da)幅(fu)波(bo)動(dong)。
3、改進方案
3.1對再熱器汽溫調節改進方案的選擇
    首先考慮從CCS控(kong)製(zhi)邏(luo)輯(ji)方(fang)麵(mian)進(jin)行(xing)改(gai)進(jin)，通(tong)過(guo)降(jiang)低(di)加(jia)負(fu)荷(he)時(shi)給(gei)煤(mei)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)速(su)率(lv)來(lai)減(jian)緩(huan)再(zai)熱(re)汽(qi)溫(wen)的(de)波(bo)動(dong)。但(dan)如(ru)果(guo)通(tong)過(guo)降(jiang)低(di)給(gei)煤(mei)量(liang)增(zeng)加(jia)速(su)率(lv)來(lai)減(jian)緩(huan)再(zai)熱(re)汽(qi)溫(wen)的(de)波(bo)動(dong)，會(hui)造(zao)成(cheng)加(jia)負(fu)荷(he)過(guo)程(cheng)給(gei)水(shui)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)量(liang)大(da)於(yu)燃(ran)燒(shao)產(chan)生(sheng)熱(re)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)量(liang)，導(dao)致(zhi)直(zhi)流(liu)鍋(guo)爐(lu)燃(ran)水(shui)比(bi)失(shi)調(tiao)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)過(guo)熱(re)蒸(zheng)汽(qi)溫(wen)度(du)在(zai)加(jia)負(fu)荷(he)過(guo)程(cheng)中(zhong)降(jiang)低(di)。同(tong)時(shi)，也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)鍋(guo)爐(lu)加(jia)負(fu)荷(he)遲(chi)緩(huan)
，達(da)不(bu)到(dao)電(dian)網(wang)的(de)要(yao)求(qiu)。這(zhe)樣(yang)做(zuo)從(cong)機(ji)組(zu)的(de)效(xiao)率(lv)與(yu)經(jing)濟(ji)性(xing)上(shang)來(lai)說(shuo)是(shi)得(de)不(bu)償(chang)失(shi)的(de)。
    鑒於以上的原因，考慮第二種方案：從上述分析的原因之二進行改進。
    yaojiangdizaireqiwentiaojiedeguanxing，zuihaodebanfashicaiyongzhengqicetiaojie，jizaizaireqixitongjiazhuangerjijianwenqi

，weijinkenengdijianshaoqiwentiaojiedechitingshijian

，jianwenqiyingshezaigaowenzaireqirukou。
    雖然從理論上講，再熱器采用噴水減溫會降低機組的熱效率


，但從實際應用考慮
，對機組效率的影響可以忽略
，原因如下。
    (1)噴水隻在機組變工況過程中才投入
，正常的穩定工況下依靠煙氣擋板和燃燒器擺角來調溫，減溫水流量接近為0，由於變工況過程的時間相比穩定工況運行的時間要小很多
，對機組效率的影響很小。
    (2)噴水流量不到機組蒸汽流量的1%，按照每向再熱蒸汽噴入1%的給水，機組效率下降0.1%~0.2%估算，對機組效率的影響則遠小於0.1%。
    因此，采用加裝二級減溫器的方案來解決再熱汽溫的波動對過熱汽溫沒有影響、對機組的效率影響又很小
，具有較大的優勢和可行性。
3.2再熱器噴水減溫係統的改進方案（噴水管路部分的改進）
    再熱器改進方案如圖5，圖中虛線部分為新增加的減溫水係統，由2隻二級噴水減溫器、2隻電動隔離閥以及管路組成。
3.3再熱器噴水減溫係統的改進方案（控製邏輯部分的改進）
    再熱器噴水減溫器的控製邏輯改進方案如圖6所示


，圖中L是一級減溫器出口溫度，T是二級減溫器出口溫度，To是再熱蒸汽溫度。Ts是再熱蒸汽溫度設定值。圖6中陰影部分為改進方案新增加的部分。
原先的控製邏輯采用的是串級調節係統，改進後的控製邏輯為：當二級減溫器入口電動截止閥開啟時，控製邏輯與原有邏輯相同（雖然邏輯相同，但控製的是兩級噴水）．butongchushizengjiayigeyouerjijianwenqirukoudiandongjiezhifaguanbixinhaokongzhideqiehuanqi，dangerjijianwenqirukoudiandongjiezhifaguanbishi
，zidongqiehuandaoanyijijianwenqichukouwenduweibeitiaofucanshudechuanjikongzhifangshi。
4、改進方案的特點及實際應用效果
4.1改進方案的特點
    (1)使用原有的一級噴水調節閥來實現兩級噴水的自由切換和同時投入：zaiyijijianwenqipenshuiguandaoshangzhuangyoushoudonggelifa
，zhengchangyunxingshichuyuguanbizhuangtai，zhitouruerjipenshui
，zaierjijianwenqipenshuiguandaoshangzhuangyoudiandonggelifa，mouxiexuyaozhitouruyijipenshuideqingkuangxia，keyijiangdiandonggelifaguanbi
，bingdakaiyijijianwenqiqiandeshoudonggelifa，zhitouruyijipenshui。jianwenshuikongzhiluojisuidiandonggelifaguanbizidongqiehuan。zaimouxieshiguqingkuangxia，diwenzaireqirukouzhengqiwendukenengdafushangsheng，zheshikeyikaiqiyijipenshuishoudonggelifa，tongshitouruyi、二級噴水來防止低溫再熱器和高溫再熱器超溫。
    (2)兩級噴水共用一組調節閥，減少了2隻調節閥以及相應的電源

、氣源、熱工信號等配套設備



，降低了係統改造的複雜程度
，節約了改造成本。
    (3)調節靈敏性高，在抑製再熱蒸汽超溫上效果顯著，這也是這次改進方案要實現的主要目標，
    (4)可以在原有的熱工控製邏輯基礎上稍加改進。不需要再增加新的控製邏輯。
4.2改進方案的應用效果
    鑒於l、2
、3號鍋爐都存在加負荷時再熱汽溫波動大的現象，玉環電廠二期工程的4號鍋爐首先在投產前的設備安裝階段實施再熱器減溫水係統改造，4號鍋爐於07年11月投產到目前運行近1年來的情況證明其改進方案是相當成功的。圖7為4號鍋爐在加負荷過程中再熱汽溫的變化圖
，圖7中垂直方向每一格代表溫度的10℃或負荷的50 MW。
    從圖7與表2可以看出，在再熱器減溫水係統投入自動的情況下，鍋爐在加負荷期間再熱汽溫的波動範圍控製在以600℃±6℃以內，遠小於未進行改造的鍋爐加負荷時6100℃～580℃的波動範圍。
    由於4號鍋爐再熱器減溫水係統改造的成功
，2號鍋爐子2008年2月實施了相同的改造，今後將利用機組檢修機會完成剩餘1、3號鍋爐的改造。
5
、結語
    4號鍋爐和2號鍋爐運行情況證明再熱器減溫水係統的改造非常成功，但還有一點需要改進：zhecigaizaoyanyongleyuanlaiyijipenshuideshoudonggelifa
，bizherenweiyinggaiweidiandonggelifahuoqidonggelifa
，zheyouliyuyijipenshuidekuaisutouru。yinweizaishiguqingkuangxia，xuyaokuaisutouruyijipenshuilaifangzhidiwenzaireqichaowen。
    這次改造的成功不禁使我們思考一個問題：對dui比bi控kong製zhi再zai熱re汽qi溫wen的de效xiao果guo和he設she備bei投tou資zi的de多duo少shao，這zhe種zhong以yi一yi級ji減jian溫wen水shui調tiao節jie閥fa控kong製zhi兩liang級ji噴pen水shui並bing兼jian具ju自zi由you切qie換huan和he同tong時shi投tou入ru功gong能neng的de模mo式shi是shi否fou比bi采cai用yong兩liang級ji減jian溫wen水shui調tiao節jie閥fa控kong製zhi兩liang級ji噴pen水shui或huo隻zhi有you一yi級ji減jian溫wen水shui調tiao節jie閥fa控kong製zhi一yi級ji噴pen水shui的de模mo式shi更geng具ju有you優you勢shi？是shi否fou可ke以yi作zuo為wei一yi種zhong成cheng熟shu的de再zai熱re器qi減jian溫wen水shui係xi統tong布bu置zhi模mo式shi
？這zhe為wei今jin後hou超chao超chao臨lin界jie壓ya力li直zhi流liu燃ran煤mei鍋guo爐lu再zai熱re器qi減jian溫wen水shui係xi統tong的de設she計ji以yi及ji鍋guo爐lu再zai熱re器qi減jian溫wen水shui係xi統tong的de改gai造zao提ti供gong了le一yi個ge新xin的de思si路lu。


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1
、生物質蒸鍋
2
、秸稈壓塊機
3、木屑顆粒機