自然循环锅炉启动时汽包壁温差的控制及预防.docx

自然循环锅炉启动时汽包壁温差的控制及预防摘要：针对机组启动过程中发生的汽包壁温差大的现象分析产生的原因提出了合理的控制及预防措施。关键词：汽包；壁温差；热应力；控制中图分类号：O343.6文献标识码：A文章编号：某热电厂一期2*330MW工程是武汉锅炉厂设计制造亚临界参数热电联产燃煤机组自然循环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架的Π型汽包炉锅炉型号为WGZ1100/17.45-3同时安装脱硝装置机组于2010年4月投产。自投产以来通过运行观察在锅炉启动过程中发现汽包上、下壁产生壁温差壁温差有时高达80～100℃已严重影响锅炉的安全运行。1．启动过程中汽包壁温差产生的原因1.1锅炉上水时汽包产生的温差当锅炉上水时来自除氧器的给水经给水泵首先进入管壁较薄的省煤器因此管壁首先被加热而且温度上升较快而汽包不但壁厚而且又是最后接触水则加热温度上升就比较慢。当水进入汽包时总是先与汽包下壁接触故汽包水位以下壁温首先上升造成汽包下壁温高于上部壁温。另外一定温度的给水进入汽包后内壁温度随之升高因汽包壁较厚外部与环境接触外表面温度上升的速度较内壁温升慢从而形成了内外壁的温差。1.2锅炉升压过程中汽包产生的壁温差升压初期锅炉点火后投入炉内的燃料量很少火焰在炉内的充满程度差水冷壁受热不均工质吸热量少且在压力低时工质的汽化潜热大这时产生的蒸汽量很少蒸发区内的自然循环尚不正常汽包内的水流动很慢或局部停滞对汽包壁的放热系数很小所以汽包下壁温升小。汽包上壁与饱和蒸汽接触当压力升高时饱和蒸汽遇到较冷的汽包壁便发生凝结放热由于蒸汽凝结时的放热系数要比汽包下半部水的放热系数大2～3倍所以上部汽包壁的温升要远远高于下部汽包壁的温升升压速度越快产生的壁温差就越大。上壁温度很快达到对应压力下的饱和温度使汽包上壁温度大于下壁。另外汽包升压速度越快饱和温度升高也越快产生的温差就越大。这样由最初上水时上壁温低于下部很快变为高于下部壁温因而形成了汽包壁温上部高下部低的壁温差。实际运行表明在锅炉起压至0.6MPa左右时汽包上壁温升速度远大于下部壁温。1.3当省煤器再循环阀不严密时在启动过程中向锅炉补充给水时一部分低温水不经过省煤器而直接进入汽包导致汽包壁温差增大。2．汽包壁温差将导致汽包产生强大的热应力根据应力计算公式上下温差越大则应力也越大。汽包上部壁温的升高使得上壁金属欲伸长而被下部限制因而受到轴向压应力下部金属则受到轴向拉应力。这样将会使汽包趋向于拱背形的变形。过大壁温差的产生将会导致汽包的热应力增大进而导致汽包受到损伤减少汽包的使用寿命。3．控制及预防汽包壁温差的措施3.1锅炉上水阶段锅炉上水阶段的汽包壁温差主要通过控制上水温度和上水速度实现。锅炉在冷态时必须严格控制上水温度与汽包壁金属温差不大于40℃。在有条件时尽量采用正温差这样一方面对膨胀和缩短起动时间有利更重要的是可以补偿停炉期间省煤器过冷导致给水经过省煤器后温度的下降。有时给水经过省煤器的温降可以达到40℃～60℃特别是在省煤器爆管导致的紧急停炉和汽包壁温较高的情况下为了检修需要对炉膛进行通风导致处于尾部烟道的省煤器完全冷却上水时省煤器周围空气温度只有10℃～30℃上水温度应考虑省煤器温降的问题。另外锅炉上水的速度越快产生的温差相应就越大因此上水速度也必须加以控制一般规定夏季上水时间不少于2h冬季不少于4h。若上水温度与汽包壁温差小于40℃时可适当加快上水速度反之则应减慢上水速度。3.2点火初期严格控制升温升压速度(1)在锅炉起动过程中尤其是在1MPa以下时严格控制升温速度控制升温速度不得超过(1.5～2.0)℃/min或100℃/h。由于升压初期汽水饱和温度随压力的变化较大锅炉起动初期在燃料量最小的情况下应利用汽轮机旁路或开启锅炉空气门等方式控制较小的升压速度以免产生较大的壁温差。(2)当锅炉点火后尚未建立正常的水循环以前水与金属的接触传热很差此时汽包壁上下温差很大水循环建立之后汽包中的水流扰动增大水与汽包壁的传热加强因而使上下壁温差减小。运行实践证明投入炉底加热、加强水冷壁下部定期换水和连续小流量换水、维持燃烧的稳定对促进水循环均有效。(3)由于沿程管道和省煤器的冷却导致给水温度的下降而且本来较低的给水温度和汽包下壁接触会导致下壁温降低加大了起动过程中的汽包壁温差。因此应尽量保持较高的给水温度。3.3在起动阶段蒸汽流量较小尽可能连续小流量给水在给水时要确认省煤器再循环门的关闭状态以及严密性防止温度较低的给水直接进入汽包。4．结束语对