（山东电力建设第三工程公司 山东青岛 266100）
摘要：本文从主汽压力变化对总蒸发热量和蒸汽过热热的影响进行分析并通过现场实际运行数据验证，发现在不同的压力阶段中，主汽压力变化对温度的影响是不同的，两者之间存在因果关系。由于外扰和内扰引起的压力变化压力和温度之间没有因果关系，即此时的温度变化并不完全是压力变化引起的。通过分析因果关系得出的结论，对采取不同运行方式下的现场机组的汽温精确控制具有指导意义。
关键词：汽压；汽温；总蒸发热；过热热；内扰；外扰。
1 不同压力阶段水蒸气性质的讨论
1.1 关于中低压阶段的讨论（P≤3.4MPa）
压力在0.2—3.4 MPa范围内不同压力下的汽化热r、总蒸发热qd、过热热qgr，来说明压力变化对三个阶段所需热量变化的影响。设给水温度20℃，主汽温度为540℃。
每千克20℃的给水定压下加热到干饱和蒸汽，在0.2-3.4MPa压力阶段，随着压力升高，其所需总蒸发热qd是不断增加的，即由0.2MPa时的2623 kJ/kg，增加到3.4MPa时的2718.4 kJ/kg。每千克干饱和蒸汽定压下加热到540℃，在0.2-3.4MPa压力阶段，随着压力升高，其所需过热热qgr是不断减少的，即由0.2MPa时的867kJ/kg，减少到3.4MPa时的736.4 kJ/kg。当锅炉压力变化时，汽温有相反的趋势变化，由于压力升高，过热热qgr减少，所以过热蒸汽温度随之上升。过热汽温变化与压力变化有因果关系。
在此压力阶段，随着锅炉压力升高，因所需总蒸发热qd增加，若要保持蒸发量D不变，必须增加燃料量B，则每千克蒸汽对应的燃料量B/D增加了，致使过热汽温度上升。
当主汽压力上升，若保持燃料量B不变，因所需总蒸发热qd增加，则蒸发量D下降，每千克蒸汽对应的燃料量B/D增加了，致使主汽温度上升。
以上讨论中，B/D的变化是由主汽压力变化引起的，由水蒸气的性质决定的。综上所述，对于中、低压阶段（P≤3.4MPa），当主汽压力上升时，无论是保持蒸发量D不变或者是保持燃料量B不变，主汽温度都是上升的。
1.2 关于高压超高压阶段的讨论
对于高压、超高压阶段，主汽温度随主汽压力的变化与中、低压阶段是不同的。在高压、超高压阶段，每千克20℃的水定压下加热到540℃的过热蒸汽，其液体热qyt、汽化热r、总蒸发热qd及过热热qgr随压力的变化；
1千克20℃的给水加热成干饱和蒸汽，所需热量qd随压力的升高而减少，每千克干饱和蒸汽加热成540℃的过热蒸汽所需过热热qgr随压力的升高而增加。即压力小于3.4 MPa与压力大于3.4MPa，压力变化对汽温的影响结果是不同的，在高压阶段，随压力升高汽温是下降的，且压力变化对汽温的影响有因果关系。
若压力上升，如机组由滑压改定压运行，如果保持蒸发量D不变，由于蒸发热qd随压力的升高而减少，则必须减少燃料量B，结果使B/D单位蒸汽的燃料量减少了，所以主汽温度下降。由于随压力升高，过热热qgr增加了，将进一步影响主汽温度下降。若压力上升，如保持燃料量B不变，由于蒸发热qd随压力的升高而减少，则蒸发量增加了，结果使单位蒸汽的燃料量B/D减少了，从而使主汽温度下降。
以上讨论中，B/D的变化是由主汽压力变化引起的，由水蒸气的性质决定的。综上所述，对于高压阶段，当主汽压力上升时，无论是保持蒸发量D不变或者是保持燃料量B不变，主汽温度都是下降的。
1.3 过热蒸汽形成过程中各阶段热量随压力变化趋势用水蒸气焓压图表示
压力在0.2——3.4 MPa范围内，随压力上升，饱和汽焓是逐渐上升的，而过热汽焓是逐渐下降的，蒸发热是逐渐增加的，而过热热是逐渐减少的。压力在3.4-22 MPa范围内，随压力上升，饱和汽焓是逐渐下降的，而过热汽焓是逐渐上升的，蒸发热是逐渐减少的，而过热热是逐渐增加的。
2 一个实际运行的例子
以某厂亚临界汽包锅炉为例，机组滑压运行和定压运行各参数变化情况如表1所示
表2
3 分析结果
从以上分析和实际验证可知，中、低压阶段，在保持燃料量或主汽流量不变的情况下，主汽温度随压力的上升是升高的。在高压及以上阶段，保持燃料量或主汽流量不变时，主汽温度随压力的上升是下降的。主汽压力对主汽温度的影响是水蒸气性质决定的，主汽压力对主汽温度变化影响有一定的因果关系。
4 机组运行中内扰外扰引起汽压变化对汽温的影响（亚临界汽包炉）
4.1 外扰引起主汽汽温汽压变化
机组运行中由外扰引起汽压变化，此时汽温也有变化，引起汽温变化的主要因素不是压力，而是外扰因素。例如汽机调门突然关小，结果压力温度同时上升。温度上升的原因不是压力，而是由于调门突然关小致使主汽流量突然下降，而此时的燃料量并未来得及减少或减少不多，导致单位蒸汽的燃料量B/D上升较多，从而引起汽温上升。
用下公式可以表明：
式（4-1）为过热器出口焓值h，第二项中，只要B/D增加h就增加，Q为单位燃料量的蒸汽吸热量，如蒸汽流量突然减少，Q也要增加，Q的增加使h进一步增加，故汽温上升。 汽温上升的原因是主汽流量突然减少，引起B/D及Q增加。蒸汽流量减少的原因不是汽压升高引起的，而是由于外绕汽机调门关小引起的。汽温变化与汽压没有因果关系。
4.2 内扰引起汽温汽压变化
锅炉运行中由内扰引起汽压变化，此时
汽温也有变化，引起汽温变化的主要因素不是压力，而是内扰因素。例如燃料量突然增加，结果压力温度同时上升。同理温度上升的原因不是压力，而是由于燃料量的突然增加，而此时的蒸发量增加滞后或增加不多，导致单位蒸汽的燃料量B/D和单位燃料蒸汽的吸热量Q上升较多，可知过热器出口焓h增加，从而引起汽温上升。此时汽温变化与汽压也没有因果关系。
5 结论
就水蒸汽性质而言，不同的压力阶段汽压对汽温的影响趋势是相反的。在压力小于3.4MPa压力阶段中，随着压力的升高主汽温度是上升的。在压力大于3.4MPa压力阶段中，随着压力的升高主汽温度是上下降的。压力对主汽温度的影响存在因果关系。
由外扰或内扰引起汽温汽压变化，汽温的变化是由外扰（汽机用汽量）或内扰（燃料量）因素引起的，即（B/D）和Q的变化引起的，并不是水蒸气性质决定的，主汽温度变化与汽压没有因果关系。
6 建议
在实际运行中，在一定的负荷阶段，为了保证主、再热汽温不致降低过多，要根据实际情况采用合理的运行方式，当机组负荷较低时，可采用变压运行或滑压运行方式，以保证主、再热汽温在额定值附近。如某亚临界锅炉，在70%负荷时定压运行，主、再热汽温仅525℃左右，改滑压运行后，主、再热汽温上升到545℃左右。
在实际运行中，如遇外扰或内扰，要迅速消除扰动根源，及时调整燃料量，恢复汽机调门开度以控制（B/D）Q变化，控制汽温波动幅度。
论文作者:李纯和
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/29
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