烟气侧汽温调节

从烟气侧对汽温进行调节的原理是：从烟气侧改变过热器或再热器的传热特性，影响蒸汽的焓增，改变汽温。实现的途径有：改变通过过热器的烟气流量，即试图改变传热系数；改变烟温，即试图改变温压。

（1）调节惯性或延迟时间要小，即灵敏度高；

（2）调节范围要大；

（3）结构简单可靠；

（4）对循环效率的影响要小；

（5）附加的金属和设备的消耗要少；

（6）尽可能起到保护金属的作用。 2100433B

烟气侧汽温调节烟气再循环

锅炉尾部烟道中的一部分低温烟气(250～350℃)通过再循环风机送入炉膛，改变锅炉的辐射和对流受热面的吸热量比例，从而调节蒸汽的温度。显然，汽温调节能力与烟气再循环量，送入炉膛的位置，以及抽烟点的位置有关。烟气再循环对锅炉热力特性的影响（如图1：烟气再循环对锅炉热力特性的影响图所示）。（1-炉膛；2-高温过热器；3-高温再热器；4-低温过热器；5-省煤器；6-去空气预热器；7-炉膛出口烟温）。其中(a)再循环烟气从炉膛下部送入；(b)再循环烟气从炉膛上部送入。

从炉膛底部送入时，炉膛温度水平下降，炉膛辐射吸热量减小，结果是炉膛出口烟温几乎不变，由于烟气流量增加，导致流速增大，烟气侧的放热系数增加，对流传热量增加，汽温升高。此外，由于降低了炉膛温度水平，炉内氧浓度降低，抑制NO_x的生成量，减少污染。由于热负荷的降低，可防止水冷壁管内传热恶化。

从炉膛上部烟窗附近送入时，炉膛辐射吸热量改变很小，但使炉膛出口烟温显著降低，靠近烟窗的高温过热器的传热量温压减小，传热量降低。在烟气行程后部的受热面，烟气量增加而引起的强化传热作用大于温压减少的影响，使得吸热量增加。总的来说，此时对汽温调节作用不大。但是，这样做会降低和均匀炉膛出口烟温，防止对流过热器结渣及减少其热偏差，保护屏式及其它高温过热器。同时设计炉膛上部和下部两组入口，当负荷低时从炉膛下部送入，起调温作用，负荷高时从上部送入，起保护受热面的作用。

总的说来，采用烟气再循环时，再循环风机工作条件比较恶劣，使锅炉排烟热损失增加，锅炉效率略有下降。烟气再循环多用于燃油锅炉的再热汽温调节。

烟气侧汽温调节采用烟气档板

把尾部烟道分成两部分，利用档板开度的大小来改变流过烟道中烟气流量，从而改变过热器的吸热量。烟气挡板主要用来调节再热汽温，其设备简单，操作方便。缺点是档板开度与汽温变化不成线性关系；有效开度范围窄，一般小于40%；不能在高温区工作，烟温不高于400℃。

如图2：烟气挡板调节再热汽温原理图所示（1-过热器；2-烟道隔墙；3-再热器； 4-省煤器；5-烟气挡板）所示，把尾部烟道分隔成两个并联的烟道，在主烟道中布置再热器，旁通烟道中布置低温过热器或省煤器，也可以不布置受热面。额定负荷时两个烟道的烟气流量保持一定比例(例如69：31)，锅炉负荷降低时，关小旁路烟道的烟气挡板，保持主烟道内烟气的流量，可以保持再热汽温不变。

也可在主烟道及旁通烟道中同时装设调节档板。当再热汽温降低时，开大低温再热器侧的烟气挡板，使通过烟气流量增加，从而提高再热汽温。而同时关小低温过热器侧的烟气挡板，使通过低温过热器的烟气流量减少，过热汽温下降。此时，过热汽温变化则通过喷水减温器的喷水量调节来维持过热汽温。

大容量锅炉多在竖井烟道中，采用低温再热器与低温过热器并列布置的方式，即在主烟道布置低温再热器，在旁路烟道布置低温过热器。低温再热器受热面积占整个再热器受热面积的3/4左右，其蒸汽焓增占整个再热蒸汽焓增的50%～60%。确保在挡板调节时有较大的调温幅度。

如图3：挡板调节时烟气流量随锅炉负荷的变化图所示，表示出负荷变化时由于挡板的调节使流经两个烟道的烟气量发生变化的情况。如图4：挡板调节时汽温随负荷的变化图所示（A-挡板全开时汽温特性；B-挡板调节后汽温特性）表示过热蒸汽温度和再热蒸汽温度的变化情况。其中(a)过热汽温；(b)再热汽温。烟气调节挡板设置在主、旁烟道的省煤器下方。这样布置的好处是：由于该处烟气温度稍低，挡板不易过热，变形量小，可保证挡板工作的安全；在省煤器出口的烟道截面可以收缩，使挡板的长度可相应缩短，重量减轻，刚性增强，并使驱动力矩可相应减小。主烟道和旁路烟道的挡板采用反向联动调节方式，两角度之和保持为90°，在锅炉负荷变化范围之内，主烟道的理论调节角度为40°～60°。因为在这样调节范围内是挡板调节的灵敏区，即挡板改变单位角度后引起的烟气变化量较大，使传热量和汽温变化值亦较大，调节灵敏度高。另外，在这样角度调节范围内，挡板的局部阻力系数较小，因而可降低引风机的电耗。

采用烟气挡板调节方法可能存在的问题。因挡板受热发生不规则变形，或转动及传动机构发生卡涩而不能正常动作，从而无法进行调节；由于理论设计计算与实际调节结构有较大出入，使调节超出可能范围。也就是说，在挡板的可调范围内，难以达到正常汽温值。有时，为了使汽温尽可能接近规定值，往往造成主烟道(或旁路烟道)中的烟速不是过高，就是过低，从而使受热面的管子磨损加剧，或发生严重积灰，影响锅炉的运行安全和经济性。

烟气侧汽温调节改变火焰中心位置

最常用的改变火焰中心位置的方法是采用摆动式燃烧器。摆动式燃烧器多用于燃烧器四角布置锅炉。上下摆动燃烧器，使煤粉火炬上下倾斜，改变火焰中心的位置，从而改变炉膛出口烟气温度，调节过热或再热汽温。在用摆动燃烧器调节再热汽温时，由于它同时作用于再热器和过热器，即调节时再热汽温和过热汽温是同向变化。这对在炉膛上部和炉膛出口附近布置有较多受热面的过热器或再热器的汽温调节特别有利，具有较大的灵敏度。一般燃烧器摆动可达±20°～30°，炉膛出口烟温变化约110～140℃，调温幅度可达40～60℃。运行中当燃烧器摆动角度较大时，应注意有可能造成炉膛出口或冷灰斗处结渣。

对于前墙布置多层燃烧器，可通过投运不同层次燃烧器的方法改变火焰中心位置来达到调节汽温的目的。改变火焰中心位置的调温方法调节灵敏，惯性很小，但不精细，常用喷水减温等其它调温方法配合使用。

用摆动式燃烧器进行汽温调节时，理想的调节特性使燃烧器摆角变化对再热汽温和过热汽温的调节幅度能与再热器和过热器的汽温特性所具有的汽温变化率之间达到“匹配”。这样，在锅炉出力改变时，两者能实现“同步”的调节，从而可不用或只用少量减温水对汽温进行校正的细调节。

由于用摆动式燃烧器调温具有调温幅度大、时滞小，对于过热器和再热器采用高温布置情况下，受热面积少及锅炉钢耗较低等优点，使它成为现代大型锅炉，特别是四角切圆燃烧的锅炉进行再热汽温调节的主要方法。多次试验结果表明，每改变喷嘴摆角±1℃，大体上可改变再热器出口汽温2℃。对于燃用灰熔点较低的燃料，考虑到结渣、腐蚀的危险，上摆角度不能太大。

汽温的调节方法很多，可以归纳为蒸汽侧调节和烟气侧调节两大类。蒸汽侧调节是指通过改变蒸汽的焓值来调节汽温，烟气侧调节是指通过改变锅炉内辐射换热面和对流受热面的吸热量比例或通过改变流经受热面的烟气量来调节。对于再热器有以下几种常用的汽温调节方法 ：

（1）喷水减温法

喷水减温是将水直接喷入蒸汽中，水被加热、汽化和过热，吸收蒸汽中的热量，达到调节汽温的目的。喷水减温法操作方便，调节灵敏，但是向再热蒸汽喷水会降低机组的热经济性，故不作为主要的调节方法，只作为再热器的事故喷水，少数情况下与其他调温方式相结合，作为再热蒸汽的微调方法。

（2）汽-汽热交换器法

汽-汽热交换器法是利用高温高压的过热蒸汽来加热再热蒸汽，达到调节再热汽温的目的，有布置在烟道外和烟道内两种类型。

（3）烟气再循环法

烟气再循环是将省煤器后温度为 250-350℃的一部分烟气，利用再循环风机送入炉膛，改变各受热面的吸热比例，以调节汽温。烟气再循环法要增设再循环风机，使厂用电及维护费用增加，还会使排烟温度有所增加而使锅炉热效率略微降低。

（4）分隔烟道挡板调温法

当再热器布置在锅炉尾部烟道内时，为了调节再热汽温，把尾部烟道用隔墙分开，分别将再热器和低温过热器布置在两个并联的烟道内，在它们后面布置省煤器，在出口处设有可调烟气挡板。调节烟气挡板，可以改变流经两个烟道的烟气流量，从而调节再热汽温。采用分隔烟道挡板调温，结构简单，操作方便，已被许多大型电站锅炉采用。

（5）调节燃烧火焰中心位置法

摆动式燃烧器多用于燃烧器四角布置锅炉，调节摆动式燃烧器喷嘴的上下倾角，可以改变炉内高温火焰中心的位置，从而改变炉膛出口烟气温度，达到调节汽温的目的。这种调温方法对在炉膛上部和出口附近布置有较多受热面的再热器的汽温调节非常有利，且有很大的灵敏度，但是调节幅度较小，一般与其他调温方法配合使用。

1、改变火焰中心位置利用摆动式燃烧器上下摆动改变喷口倾角，以及开大上排或下排二次风，均能改变火焰中心在炉膛高度方向的位置，从而改变炉膛出口处的烟气温度，即改变了流过过热器和再热器的烟气温度，借此可调节过热蒸汽与再热蒸汽温度。

2、采用烟气再循环它是同时改变烟气温度与烟气流量的调节蒸汽温度的方法。用再循环风机由省煤器后部抽取一部分烟气送入炉膛，使烟气的温度下降、流量增大，这就能改变对流受热面与辐射受热面的吸热比例。烟气再循环主要用来调节再热蒸汽温度，还起保护高温对流过热器不超温的作用。改变循环烟气量的大小，可控制再热蒸汽温度在许可范围内。烟气再循环调温的缺点是：循环风机消耗能量，使厂用电量增大；烟气流速升高，受热面的飞灰磨损有所加据。

3、采用烟道挡板将对流烟道分隔成两个并联烟道，其中一个烟道中装再热器，另一个烟道中装低温过热器或省煤器。分隔烟道下部装有烟道挡板，改变两烟道挡板开度，就可改变流过两烟道的烟气比例。如，负荷降低时，开大装有再热器一侧的烟道挡板，关小另一侧烟道挡板，就可使再热蒸汽温度有所提高。采用这种方法调节汽温，设备简单，操作方便，但有时挡板容易产生热变形，使调温的准确性变差。2100433B

常用的汽温调节方法有减温器调温﹑摆动燃烧器调温﹑烟气再循环调温﹑烟气挡板调温和汽－汽热交换器调温等。在一台锅炉中可同时采用数种汽温调节方法。