鍋爐汽溫穩(wěn)定是衡量鍋爐運行質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，而鍋爐過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度偏離設(shè)計值，將直接影響機組運行的安全性和經(jīng)濟性．汽溫偏低，會使鍋爐效率降低．由于汽溫與煤耗有一定的關(guān)系，過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度偏低使煤耗增大，從而影響機組的運行經(jīng)濟性，再熱蒸汽溫度偏低，還使汽輪機進汽溫度低于設(shè)計值，容易引起汽輪機末級葉片發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，影響機組的運行安全性，為此，針對某電廠3#鍋爐過熱蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度同時偏低的問題，通過熱力計算對其開展研究．
1計算對象簡介
    本文針對某電廠3#爐350 MW機組進行熱力計算，該鍋爐為日本三菱公司生產(chǎn)的1210 T/H亞臨界中間再熱強制循環(huán)爐，單爐膛，負壓運行，π形布置，使用煤粉、BFG(高爐煤氣)、COG(焦?fàn)t煤氣)和輕／重油5種燃料，BFG的最大混燒率為40%，標(biāo)準(zhǔn)混燒率為20%．鍋爐中自下而上共布置了9層燃燒器，即：3段BFG燃燒器；1段COG和重油燃燒器；5段煤粉燃燒器．富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    在鍋爐爐膛上部自前向后布置壁掛式再熱器（1次再熱器）和懸掛前屏、后屏過熱器(2次過熱器和3次過熱器)，在折焰角上部布置2次再熱器和3次再熱器，在尾部煙道豎井內(nèi)自上而下水平布置1次過熱器、煙道蒸發(fā)器和省煤器，見圖1．
    鍋爐的蒸汽系統(tǒng)流程如下：從汽包出來的飽和蒸汽經(jīng)過頂棚過熱器和包墻管過熱器進入前屏，經(jīng)過1級噴水減溫器減溫后再進入后屏；從后屏出來的蒸汽進入2級過熱器減溫器后，進入高溫過熱器；從高溫過熱器出來的蒸汽進入鍋爐主蒸汽管道，送往汽輪機．汽輪機高壓缸的排汽先進入再熱器減溫器，后進入低溫再熱器，再進入2級再熱器，最后經(jīng)過3級再熱器，送入汽輪機中壓缸做功
    由于受熱面不足和布置不合理，在改變?nèi)紵�設(shè)備或校核煤種時，造成吸熱量不足，使得在高負荷時主蒸汽溫度偏低，即使通過改造后增加一次過熱器面積，主蒸汽溫度偏低的問題雖有所減緩，但是在燃燒神府煤和COG時，燃燒器需要上擺才能維持汽溫，若混燒BFG或負荷較低時，汽溫仍難以保持穩(wěn)定．
2計算方法
    鍋爐熱力計算和校核計算是鍋爐設(shè)計和改造的依據(jù)，在鍋爐設(shè)計中，熱力計算是基礎(chǔ)．對于運行中的鍋爐，當(dāng)燃料偏離設(shè)計值較遠，或者涉及受熱面的改造時，熱力計算也是必不可少的，
    本程序以前蘇聯(lián)1973年編制的《鍋爐機組標(biāo)準(zhǔn)熱力計算方法》為標(biāo)準(zhǔn)編制相應(yīng)程序，在編程與計算過程中，為了比較正確地選取一些重要參數(shù)，考慮了摻燒高爐煤氣的問題，并且用電廠實際的運行工況對程序進行校核，以確定玷污系數(shù)等重要參數(shù)，使其符合電廠實際運行情況，提高程序的準(zhǔn)確性．
3計算工況與計算結(jié)果
    利用上述自行開發(fā)的程序，改變不同的運行工況，得出了在不同的爐膛出口過量空氣系數(shù)、燃燒器擺角、燃燒器投運方式、BFG混燒量的情況下爐膛出口煙溫、過熱蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度，以及排煙溫度的變化情況，并且用圖表的形式表示出其變化趨勢，分析其影響汽溫特性的規(guī)律，
    表1列出了本熱力計算所采用的煤的元素和BFG成分，
    本熱力計算的基本工況為：100%負荷，BFG混燒量為2×l05Nm3/h，燃燒器擺角為0°，投運下4層燃燒器，爐膛出口過量空氣系數(shù)為1.2．在保證基本工況中其他條件不變而僅改變某一參數(shù)的情況下，得出了以下各種計算工況．
3.1改變過量空氣系數(shù)對爐膛出口煙溫、過熱汽溫、再熱汽溫及排煙溫度的影響
    從圖2中可以看出，爐膛出口煙溫、過熱汽溫、再熱汽溫和排煙溫度都是隨著過量空氣系數(shù)的增加而升高，
    隨著爐膛出口過量空氣系數(shù)的增加，由燃燒生成的煙氣量也增大，同時煙氣流速增大，從而使對流換熱系數(shù)增大，對流換熱面的吸熱量增加，過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度升高，排煙溫度隨之也升高3．過量空氣系數(shù)每增加0.05，爐膛出口煙氣溫度、過熱蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度分別平均升高3.8℃，2.3℃，1.9℃左右，而排煙溫度的升幅比較大，約為9.5℃．
3.2改變?nèi)紵�器擺角對爐膛出口煙溫、過熱汽溫、再熱汽溫及排煙溫度的影響
    隨著燃燒器向上擺動幅度的增大，將使煤粉在爐內(nèi)停留時間減少，爐膛火焰的中心位置向上移動，爐膛內(nèi)各受熱面的輻射吸熱量增加，爐膛出口煙溫升高幅度較大．由圖3可知，燃燒器擺角每上擺50，爐膛出口煙溫上升12.4℃左右；而過熱汽溫上升1.9℃，再熱汽溫上升1.8℃左右，排煙溫度幾乎沒有變化，并當(dāng)燃燒器的擺角達到20。時，過熱蒸汽溫度只有535.4℃，再熱蒸汽的溫度為529.3℃，仍比設(shè)計值541℃分別低5.6℃，11.7℃，這說明單靠上擺燃燒器是不能使該鍋爐的汽溫達到設(shè)計值的．要從根本上解決問題，就要求找出導(dǎo)致汽溫偏低的原因．
3.3改變?nèi)紵�器投運方式對爐膛出口煙溫、過熱
    汽溫、再熱汽溫及排煙溫度的影響
    本鍋爐的燃燒室四角共布置9 x4 =36個燃燒器，由下至上編號為B，C，D，E，G，H，I，J，K段．其中B，C，D段為高爐煤氣( BFG)燃燒器；E段為重油、焦?fàn)t煤氣(COG)燃燒器；G，H，I，J，K段為煤粉燃燒器，在圖4中，采用字母組合的方式來表示各層燃燒器投運方式的組合情況．
    燃燒器的投運方式發(fā)生改變，則會引起燃燒器的相對高度發(fā)生變化，相應(yīng)的爐膛火焰中心相對高度也產(chǎn)生變化．從柱狀圖中可以看出，當(dāng)投運下4層煤粉燃燒器時，爐膛出口煙溫為1160.2℃，過熱蒸汽溫度為527.9℃，再熱汽溫為522.5℃，而投運最上面4層煤粉燃燒器時，則爐膛出口煙溫升高至1164.7℃，過熱汽溫為528.5℃，再熱汽溫為523.1℃．由投運下4層煤粉燃燒器到投運上4層煤粉燃燒器，過熱蒸汽和再熱蒸汽的溫升只有0.6℃，而排煙溫度幾乎沒有變化，說明改變?nèi)紵�器的投運方式，雖然可以改善汽溫特性，但影響不是很大，
3.4改變BFG混燒量對爐膛出口煙溫、過熱汽溫、再熱汽溫及排煙溫度的影響
    從圖5中可以看出，爐膛出口煙溫、過熱汽溫與BFG混燒量的變化成非線性關(guān)系，而再熱汽溫、排煙溫度隨著混燒量的增加則表現(xiàn)為呈規(guī)則的線性關(guān)系．當(dāng)BFG的混燒量每增加100 kNrTi3／li時，過熱汽溫變化幅度平均為1.7℃，再熱汽溫下降幅度較大，平均為11.3℃；排煙溫度下降為21℃，爐膛出口煙溫從BFG混燒量為零時的1244.2℃，到混燒量為400 kNm3/h(最大混燒率40%)時的1 119.4℃，下降了124.8℃，這些變化主要是由于高爐煤氣的低位發(fā)熱量較低造成的，隨著高爐煤氣的混燒率不斷增大，混合燃料的低位發(fā)熱量下降很快，爐膛理論燃燒溫度明顯下降，從而導(dǎo)致爐膛燃燒溫度的顯著下降．再熱汽溫的下降幅度明顯大于過熱汽溫的下降幅度，說明該爐膛中，輻射換熱特性要大于對流換熱特性，在再熱器中，爐膛內(nèi)的輻射吸熱量占總吸熱量的比重較大，因此對溫度的影響比較明顯，而由于BFG混燒率的增加，燃燒產(chǎn)生的煙氣量也隨之增大，對流換熱系數(shù)增大；由于大多數(shù)的過熱器是對流及半對流半輻射過熱器，因此，改變BFG的混燒量對過熱汽溫影響較小，隨著混燒量的增加，使理論燃燒溫度降低，爐內(nèi)煙氣溫度明顯下降，因此，使排煙溫度下降幅度很大．富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4結(jié)  論
    (1)爐膛出口煙溫是反映鍋爐運行情況的一個重要參數(shù)，影響爐膛出口煙溫變化的因素很多，其中影響較大的因素是BFG的混燒量變化與燃燒器擺角的變化，而過量空氣系數(shù)的改變和燃燒器投運方式的變化對爐膛出口煙溫的影響相對較小．
    (2)在分別改變過量空氣系數(shù)、燃燒器擺角、燃燒器投運方式、BFG混燒量的情況下，過熱汽溫都會產(chǎn)生一定的變化，其中燃燒器擺角的改變和過量空氣系數(shù)的變化對過熱汽溫影響幅度較大，且改變溫度的速率基本相同，而燃燒器投運方式的改變和BFG混燒量的變化對過熱汽溫變化影響較小，
    (3)BFG混燒量的變化對再熱汽溫的影響較大，而燃燒器擺角的變化和過量空氣系數(shù)的變化對再熱汽溫產(chǎn)生的影響與對過熱汽溫的影響相似，只是幅度更小一些．
    (4)隨著過量空氣系數(shù)的增加，使?fàn)t內(nèi)煙氣量增多，排煙溫度明顯升高，但對排煙溫度影響最大的是BFG混燒量的變化，而其他兩種運行方式的改變對排煙溫度影響很小．
    (5)通過熱力計算發(fā)現(xiàn)，本鍋爐存在結(jié)構(gòu)和設(shè)計上的問題，本文計算結(jié)果為以后鍋爐的結(jié)構(gòu)改造提供了依據(jù)．