锅炉主蒸汽温度低原因及处理

我厂三期机组主蒸汽温度低原因及处理

近期，我厂#6、7机组机组负荷在50%及以上时经常出现主蒸汽温度低现象，现总结其原因及其处理方向。

一、主蒸汽温度过低的危害

当主蒸汽压力和凝结真空不变，主蒸汽温度降低时，主蒸汽在汽轮机内的总焓降减少，若要维持额定

负荷，必须开大调速汽阀的开度，增加主蒸汽的进汽量。一般机组主蒸汽温度每降低10C,汽耗量要

增加 1.3%~1.5%。

主蒸汽温度降低时，不但影响机组的经济性，也威胁着机组的运行安全。其主要危害是：

(1)末级叶片可能过负荷。因为主蒸汽温度降低后，为维持额定负荷不变，则主蒸汽流量要增加，末级焓降增大，末级叶片可能过负荷状态。

(2)末几级叶片的蒸汽湿度增大。主蒸汽压力不变，温度降低时，末几级叶片的蒸汽湿度将要增加，这样除了会增大末几级动叶的湿汽损失外，同时还将加剧开几级动叶的水滴冲蚀，缩短叶片的使用寿命。

(3 )各级反动度增加。由于主蒸汽温度降低，则各级反动度增加，转子的轴向推力明显增大，推力瓦块温度升高，机组运行的安全可靠性降低。

(4)高温部件将产生很大的热应力和热变形。若主蒸汽温度快速下降较多时，自动主汽阀外壳、调节级、汽缸等高温部件的内壁温度会急剧下降而产生很大的热应力和热变形，严重时可能使金属部件产生裂纹或使汽轮机内动、静部分造成磨损事故；当主蒸汽温度降至极限值时，应打闸停机。

(5)有水击的可能。当主蒸汽温度急剧下降50C以上时，往往是发生水冲击事故的先兆，汽轮机值班员必须密切注意，当主蒸汽温度还继续下降时，为确保机组安全，应立即打闸停机。

二、引起主蒸汽温度低的因素：

1)水煤比。

在直流锅炉动态分析中，汽轮机调节汽阀的扰动，对直流锅炉是一种典型的负荷扰动。当调节汽阀阶

跃开大时，蒸汽流量D和机组输出功率N E立即增加，随即逐渐减少，并恢复初始值，汽轮机阀前压力

P T一开始立即下降，然后逐渐下降至新的平衡压力。由于直流锅炉的蓄热系数比汽包锅炉小，所以直流锅炉的汽压变化比汽包锅炉大得多。当负荷扰动时，过热汽温T2近似不变，这是由于给水流量和燃

烧率保持不变，过热汽温就基本保持不变。

燃烧率扰动是燃料量、送风量和引风量同时协调变化的一种扰动。当燃烧率B阶跃增加时，经过一段

较短的迟延时间，蒸汽流量D会暂时向增加方向变化；过热汽温T2则经过一段较长的迟延时间后单调上升，最后稳定在较高的温度上；汽压P T和功率N E的变化也因汽温的上升而最后稳定在较高的数值。

当燃烧率不变而给水流量增加时，一开始由于加热段和蒸发段的伸长而推出一部分蒸汽，因此蒸汽流

量D、汽压P T、功率Nk几乎没有迟延的开始增加，但由于汽温T2的下降，最后虽然蒸汽流量D增加，而输出功率N E却有所减少；汽压Pr也降至略高于扰动前的汽压，过热汽温T2则经过一段较长的迟延时间后，最后稳定在较低的温度。

给水和燃料复合扰动时的动态特性是两者单独扰动时的动态特性之和，由图2可知，当给水和燃料按

比例变化时，蒸发量D立即变化，然后稳定在新的数值上，过热汽温则保持在原来的数值上(额定汽温)。这就是说明严格控制水煤比是直流炉主蒸汽调节的关键。

图2

燃料与给水比例增加时的动态特性

2） 给水温度。

在水煤比保持不变的前提下，给水温度降低，蒸发段后移，过热段减少，过热汽降。

给水温度温度

降低较多，导致中间点的温度变化较大，引起水煤比的调节，过热汽温会回升甚至会短暂升高超过额 定值。

3） 煤质变化。

大容量超临界压力锅炉对煤种适应性强和其他因素，导致我厂用煤并不是单一的固定煤种，当煤种发 生变化时，燃料中的元素构成和发热量都会发生改变，煤质成分的改变会对烟气与工质间的换热特性 产生影响，使辐射换热和对流换热的比例发生变化。其中影响较大的是水分、挥发分和灰分。煤中水 分、灰分变大，挥发分减小，都会导致燃料着火晚，燃烧和燃尽过程延迟，最高火焰温度位置上移。

发热量降低，当水煤比不变时，使得锅炉输入热量减少，燃料放出的热量和工质需要的热量不匹配， a —汽机调节汽阀扰动 b —燃料率扰动 c —给水流量扰动

图1直流锅炉动态特性示意图

t'gr

4卩

I JI .

电O 2

使过热汽温发生变化。

4）过量空气系数。

过量空气系数增大，锅炉保持水煤比保持不变的前提下，锅炉总对流吸热量的增大，由于再热器表现为对流汽温特性，其吸热量会增大，再热汽温升高；由于锅炉送入的燃料量没有变化，输入总热量亦没有变化，再热器系统吸热量增加时，炉膛水冷壁和过热器系统的总吸热量减少，过热汽温会略有下降。

5）火焰中心位置。

对超临界直流锅炉而言，火焰中心上移，使炉膛水冷壁的辐射吸热量减少，炉膛出口烟温升高。对流烟道中的吸热量增加，使过热器、再热器系统吸热量的增加，再热汽温升高；由于炉膛水冷壁的辐射吸热量减少，虽然过热器系统的吸热量有所增加，但炉膛水冷壁和过热器系统的总吸热量减少，过热汽温下降。火焰中心下移时，再热汽温下降，过热汽温升高。

6）受热面沾污或结渣。

受热面沾污或结渣将使受热面吸热量减少，使过热汽温、再热汽温变化。受热面不同部位沾污对汽温的影响是不同的。进入纯直流运行的锅炉，炉膛水冷壁及过热器受热面沾污或结渣时会使一次汽吸热量不足，过热汽温下降。除受热面沾污或结渣时，过热汽温、再热汽温也会受到影响。炉膛内掉渣时，直流运行的锅炉，过热器汽温会升高，再热汽温会下降；

7）变压运行。

大容量超临界锅炉普遍采用变压运行，变压运行时的主蒸汽压力是锅炉负荷的函数，当锅炉负荷降低

时，主蒸汽压力下降，与之相应的工质理论吸热量（从给水加热至额定出口汽温所必须吸收的热量）增大，如果水煤比不变，过热器出口焓值降低，过热汽温下降。

三、主蒸汽温度的调节

1）主蒸汽温度的粗调（即水煤比的调节）

对于直流锅炉，控制主蒸汽温度的关键在于控制锅炉的水煤比，而水煤比合适与否则需要通过中间点温度来鉴定。在直流锅炉运行中，为了维持锅炉主蒸汽温度的稳定，通常在过热区段中取一温度测点，将它固定在相应的数值上，这就是通常所谓的中间点温度。实际上把中间点至过热汽出口之间的过热区段固定。在主蒸汽温度调节中，中间点温度实际是与锅炉负荷有关，中间点温度与锅炉负荷存在一定的函数关系，那么锅炉的煤水比B/G按中间点温度来调整，中间点至过热器出口区段的过热汽温变化主要依靠喷水减温调节。对于直流锅炉，其喷水减温只是一个暂时措施，要保持稳定汽温的关键是要保持固定的煤水比。

其原因是：从图3可以看出直流炉G=D如果过热区段有喷水量d,那么直流炉进口水量为（G-d）。如果燃料量B增加、热负荷增加，而给水量G未变，这样过热汽温就要升高，喷水量d必然增加，使进口水量（G-d）的数值就要减少，这样变化又会使过热汽温上升。因此喷水量变化只是维持过热汽温的暂时稳定（或暂时维持过热汽温为额定值），但最终使其过热汽温稳定，主要还是通过煤水比的调节来实现的。而中间点的状态一般要求在各种工况下为微过热蒸汽。

d.

G-d D

- ----- 加热区段:------- ----------------- 过热区段----------------*

图3超临界压力锅炉工作示意图

2）主蒸汽温度的细调

考虑到实际运行中锅炉负荷的变化，给水温度、燃料品质、炉膛过量空气系数以及受热面结渣等因素

的变化，对过热汽温变化均有影响，因此在实际运行中要保证比值B/G的精确值也是不容易的。特别是燃

煤锅炉，控制燃料量是比较粗糙的，这就迫使除了采用B/G作为粗调的调节手段外，还必须采用在蒸汽管

道设置喷水减温器作为细调的调节手段。

我厂主蒸汽温度调节方法是采用水煤比进行粗调，两级喷水减温进行细调。其中第一级喷水减温器装

置在前屏过热器与后屏过热器之间，消除前屏过热器中产生偏差；第二级喷水减温器装置在后屏过热器与高温过热器

之间，维持过热器出口汽温在额定值。

四、引起主蒸汽温度低的典型工况及其处理方向

1）虚假煤量。

当给煤机电机转而皮带不转（即是我们常说的皮带打滑）时，给煤机皮带上还有煤，使得该给煤机显

示给煤量将不会发生变化；而实际因为皮带没有转，该台给煤机实际给煤量为0，即为我们常说的虚假煤量。

该种情况出现，直接导致水煤比失调，机组负荷、主汽压、汽温将根据该台给煤机煤量、煤质和所有

给煤机带负荷能力持续快速下降，如不及时发现处理，将会严重危及机组安全允许。

应对对策：认真监盘，加强分析，及时发现虚假煤量，然后立即将故障给煤机停运；如其余给煤机已

到最大煤量应将燃料主控解列为手动将指令减下来，使各运行给煤机煤量控制在50T/H以内；同时严密监视给水自动的跟踪情况，维持正常水煤比，必要时进行手动干预。有备用磨煤机时应立即启动备

用磨煤机，防止机组负荷和汽温汽压大幅波动。

注意事项：在大幅度变化过热度偏值调节汽温时，一旦汽温在低位稳定并开始回升时，应立即回调过

热度偏值，避免发生超温事故；非必要情况下，不要解除给水自动。

2）—台或多台给煤机断煤不来且其余给煤机裕量不足。

一台或者多台给煤机断煤，其他给煤机煤量均加到最大值，但总煤量仍低于断煤前的值，即给煤机裕

量不足。

此时由于燃料减少，汽温、汽压均会下降，协调控制为了维持负荷将会不断增加燃料主控指令，而实

际给煤机煤量已到最大不会增加了；另外此时一次风会短路从断煤的磨煤机流走，一次风母管压力降

低，进入炉内实际煤量减少，导致水煤比失调。

应对对策：果断将燃料主控解手动将指令下减，使正常运行给煤机煤量控制在50T/H以内。同时严密监视给水自动的跟踪情况，必要时手动干预。有备用磨煤机时应立即启动备用磨煤机，防止机组负荷

和汽温汽压大幅波动，同时应立即关闭该磨煤机热风调门。

3）煤质突然变差。

由于个别给煤机煤质突然变差，燃烧减弱，汽温、汽压均会下降，协调将会不断增加燃料主控指令和

给水指令维持机组负荷，引起水煤比暂时性失调，如果运行给煤机裕量不足，那么水煤比将严重失调，

导致主汽温快速下降，威胁机组安全。

应对对策：在进行负荷和其它参数调整过程中煤、水、负荷必须时刻保持一致。出现这种情况应迅速

适当提高一次风压，提高过热度偏置，同时降低机组负荷，控制给煤机煤量控制在50T/H以内。直到过热度有回头的迹象时。同时启动备用磨煤机。加强燃烧调整，适当关少燃烬风。

4）启动磨煤机倒风时，由于一次风短路进入该磨煤机，一次风母管压力下降，进入炉内燃料减少，主汽温会下降。

不过这只是个暂时的，一旦启动了该给煤机，则主汽温会马上回升。应缓慢加煤，防止主、再热汽温超温。所以

启动磨煤机倒风时，应先提高一次风压偏置，缓慢开启热风调门。暧磨好后，启

动了该给煤机，应根据主、再热汽温情况缓慢加煤。其它给煤机煤量降到45T/H，再适时降低一次风压

力偏置，避免主汽压力、温度急升。

5）煤质差时加负荷过快时，主汽温也会大幅降低。特别是#6炉目前A、C E磨煤机磨辊磨损严重，制粉

能力较差，煤加进去了，但实际进入炉内的煤量没同步增加，部分煤通过石子煤室排走了。但此时水是同步增加

的，水煤比失调，导致主汽温降低。应对对策：①遇到煤质差加负荷时，应先提高一次风压偏置，锅炉炉热负荷

响应速度快些。当实际主汽压与目标主汽压偏差1MPa时应减慢或停止加负荷，避免主汽温降低。同时磨煤机煤量也要控制在50T/H以内。②加强磨煤机定检。

6）炉膛吹灰的影响。

当炉膛吹灰时，吹灰蒸汽温度低于炉膛中心温度，使炉膛中心温度下降，蒸汽蒸发段延长，影起主汽

温下降；CCS方式下，炉膛吹灰过程中，中间点温度不断上升，导致给水的焓值修正调节给水，使给水增加，

结果给水压力也增加，而锅炉主控调节主汽压力，主汽压力随着给水压力的上升而上升，锅炉主控就会降主汽压力，结果

就会降低煤量，导致主汽温再度降低。

应对对策：当吹灰时，应适当提高过热度偏置，关小燃尽风。

7）一次风机原因导致一次风压降低影响汽温下降。又分为两种情况：第一，机组正常运行中失速和喘振处理，立即

适当减小动叶开度，当应尽可能保持两台风机频率、动叶开度一致，如果失速时间较长或者发生喘振，已引起风

压大幅变化、轴承大幅振动，减小动叶开度时如果一次风压母管下降较快，可以减少磨煤机台数至4台。跳单台

磨煤机或者RB时，尽可能平稳的将两台风机的出力同时减下来，避免失速。第二，两台一次风运行，其中一台

跳闸。

①机组RB动作，启动F层等离子，按照A-D-B的顺序进行切磨，保持3台磨煤机运行，稳定锅炉燃烧。

注意RB动作情况，如果RB动作不正常或RB未触发，应迅速减负荷，打跳磨煤机至最多3台磨，F磨

等离子拉弧，保证锅炉的燃烧。将运行的一次风机出力加至最大，检查跳闸一次风机出口挡板和入口

导叶关闭，并检查其倒转情况。若跳闸一次风机出口挡板和入口导叶关闭不严，一次风母管压力不能维持，应打跳E磨维持一次风压。

②、RB动作负荷减至350MW投入定压模式，定压值为当前压力值（如果此时不改为定压模式，会由于机组

压力较高，RB超驰时间结束后自动会根据对应负荷滑压压力值调节再次加负荷，迅速拖垮汽温），机组

负荷会随着炉内热负荷降低继续减负荷，再适时将定压值以每次0.5-1MPa向下设，注意机组负荷不能

较大反升高，机组负荷上升则停止定压值下改甚至反修改，最终负荷维持在对应煤量负荷低一些，定

压压力值维持在对应负荷滑压值高2-3MPa （压力可大致这样计算，300MW E力13MPA负荷20MW寸应1MPa压力）。

③、事故发生后应迅速根据当前煤量和发生前的水煤比控制低0.5-1计算出水量，维持好水煤比，如果给

水是自动则观察自动调节情况，必要时人为干预把给水减到此值，并避免给水大幅波动，粗调操作速

度要比较快但要防止操作过调水量过低使给水低流量保护动作。

④、操作中要时刻关注煤量、给水量、负荷这三个主要参数的匹配关系，根据煤量计算水量和负荷，不能

偏离过远，否则人为干预满足三者的匹配关系，事故初期的稳定比较关键。

⑤、定压模式下，锅炉压力与煤量、给水量、负荷这三个主要参数有直接关系，煤量的变化会影响压力的

变化，压力变化会导致给水和负荷的变化，所以锅炉压力的调节是个关键点，要平稳小幅变化，特别

注意压力变化过快导致给水流量低保护和负荷过大迅速拖垮汽温，另随着负荷的降低要注意小机汽源

和多泵低流量、再循环对给水的影响，必要时可打跳一台汽泵，负荷尽量不要低于260MW否则用电泵带负荷或切小机汽源。

⑥、在操作过程中要注意水煤比，初期一次风压的降低，带走的煤粉少，应维持水煤比较正常值低，当一

次风压恢复后原来积存的煤粉将被吹出，应适当增加水煤比。

⑦、在操作过程中因一次风压的变化将会造成炉内热负荷的变化，应根据工况变化及时提前调节汽温必要

时通过水煤比参与调节，防止汽温过低过高，防止受热面超温。

⑧、在主汽温度异常至机组保护动作值时应立即打闸停机，不得解列主保护。

⑨、整个过程中在短短时间内需要操作、关注的非常多，必须要指挥得当、把握重点，加强协调、分解任

务，通力合作才能处理好，在平时要加强这方面的学习演练。

⑩、系统运行相对稳定后根据一次风机出力情况适当调整磨煤机出力，保证机组在允许最大出力稳定运行，查找一次风机故障原因，消除故障后恢复机组正常运行。

0、如果负荷较高，制粉系统运行台数多，单侧一次风机跳闸导致锅炉MFT应按照MFT跳闸后的操作进

行。