240t/h煤粉炉汽包壁温差的控制及预防

1.汽包壁温差的危害 

汽包壁温差将会导致汽包产生强大的热应力，根据应力计算公式，壁温差越大，产生的应力越大，对汽包的危害越大。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状的变形。同样，当汽包内壁温度高于外壁温度时，内壁由于温度高膨胀量大，将受到压缩应力；而外壁温度低膨胀量小，将受到拉伸应力，这样可能会使汽包壁和管座焊口产生裂纹损坏。总之，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，影响锅炉的安全运行。

2.汽包壁温差产生的原因

汽包壁温差因锅炉的上水、启停等各阶段不同而产生的原因不同，现就各阶段产生壁温差的原因具体分析如下： 字串2

2.1锅炉上水时汽包壁温差产生的原因 字串9

    当锅炉上水时，来自 

2.2.1上下壁温差产生的原因

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，蒸发区内的自然水循环尚未正常建立，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几倍，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温度。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部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。

2.2.2内外壁温差产生的原因

汽包内壁直接与水和蒸汽接触，汽包内壁温度接近于水和蒸汽的饱和温度，而外壁温度的升高是由内壁导热所致，因汽包壁厚，导热需要一定时间，所以升压过程中，内壁温度随水和蒸汽饱和温度升高时，外壁温度的升高总是慢一些，造成了内外壁温差。升压速度越快，汽包内外壁温差就越大。

2.2.3沿汽包长度方向温差产生的原因 字串1

炉膛中水冷壁管子很多，不可能每个管子的受热量、吸热量完全相同，因此进入汽包各汽水混合物引入管中的蒸汽量也不同。这将导致沿汽包长度方向上，上部各处蒸汽流速不同，下部各处水流速度不同。于是上部各处和下部各处的放热系数都有差别，放热系数大的部位壁温高，放热系数小的部位壁温低，造成了壁温差。炉内燃烧不均匀程度越大，沿汽包方向壁温差越大。

2.3 在停炉冷却过程中汽包壁温差产生的原因         字串6

在停炉过程中，锅炉进入降压和冷却阶段，汽包主要*内部工质进行冷却，由于汽包内炉水压力及对应的饱和温度逐渐下降，汽包下壁对炉水放热，使汽包壁很快冷却，而汽包上壁与蒸汽接触，在降压过程中放热系数较低，金属冷却缓慢，所以出现上部壁温大于下部壁温，造成温差。同时，由于汽包外壁敷设了保温材料，外壁温度的下降速度慢于内壁温度的下降速度，从而产生外高内低的壁温差。如降压速度越快，则温差越大，特别是当压力降到低值时，将出现较大的温差。

3控制汽包壁温差的预防措施

3.1锅炉上水时严格按要求控制上水温度和上水速度。冷态锅炉上水温度一般不超过75℃，未冷却的锅炉上水温度与汽包壁温差不超过40℃。一般规定上水时间夏季不少于2 h，冬季不少于4 h，若上水温度与汽包壁温差小于40℃时，可适当加快上水速度。

3.2 点火升压过程中控制汽包壁温差措施

点火升压初期由于锅炉燃烧较弱，炉内火焰充满程度差，受热面受热不均匀，自然水循环尚未建立或不正常，汽包极易产生壁温差。应采取有效措施加以控制。

3.2.1严格控制升压速度。尤其是在升压初期升压速度应力求缓慢、稳定，避免汽压变化过快引起饱和温度升高过快，一般规定汽包内饱和温度的温升速度不超过1～1.5℃。为此，在升压过程中应严格按规定的升压曲线进行。若发现汽包温差过大时，首先应减慢升压速度或暂停升压，启动过程中控制升压速度的主要手段是控制燃烧。同时可适当开启对空排汽以加大排汽量，或及时将过热器疏水门开大以增加通汽量等办法加以控制。

3.2.2加强水冷壁下联箱的放水。从水冷壁下联箱定期或连续的放水，这样既可以促进水循环，还可以使受热面受热均匀，减少汽包壁温差。

3.2.3维持燃烧的稳定和均匀。维持炉内燃烧稳定，热负荷均匀，对减少汽包壁温差有一定作用。为此，可采取对角投油枪并定期切换的方法(一般规定每20分钟切换一次)。

3.2.4投用炉底加热装置。水冷壁下联箱炉底加热装置在锅炉点火前6－8h投用，提前预热并产生蒸汽，这样可提前建立水循环，使水冷壁受热均匀，减少汽包壁温差。

3.2.5提高给水温度，维持汽包高水位。升压过程中，给水温度低，进入汽包的水温也低，汽包壁温差会增大，应尽量提高给水温度。同时，将汽包水位维持在较高水平，甚至全部充满水，以便在启动过程中尽量减少补充水的次数，可有效控制汽包壁温差。
　　3.3停炉后严格控制降温降压速度
　　在锅炉停炉后，一般采用闷炉的方法使锅炉自然冷却，但在实际操作中，往往采取加速冷却的方法。根据运行经验，在停炉冷却的末期，尤其是在带压放水后，壁温差有时高达80℃以上，这对锅炉汽包的安全构成了极大的危害。因此，必须采取预防措施。 字串8

3.3.1 避免锅炉急剧冷却
　　当锅炉停炉并经充分通风(一般需5 min)将受热面吹扫干净后，应立即停止送引风机运行，并将锅炉风道的风门、烟气档板、送引风机出入口档板、人孔门和检查孔全部关闭。
    3.3.2 尽量维持汽包在高水位运行
　　当锅炉汽包水位低至-50 mm时，必须向锅炉上水，直上至锅炉汽包的最高水位(即就地水位计最上面的一个监视孔或略高一些)。
    3.3.3 提高给水温度

3.3.5 尽量避免采用带压放水的方法对锅炉进行烘干防腐

在机组热备用时，可采用间断升火保持压力（一般不低于0.3Mpa）法对锅炉进行保护。在长时间停炉检修时，可用锅炉热放水余热烘干法对锅炉进行烘干防腐，但应适当考虑当压力降至0.2Mpa以下时再进行放水。这样既达到了对停用炉保护的目的，又防止了汽包壁温差的增大。

4.结束语

对于自然循环锅炉来说，汽包与下降管、上升管连接组成自然水循环回路，同时汽包又接受省煤器来的给水，还向过热器输送饱和蒸汽。所以汽包是锅炉内加热、蒸发、过热这三个过程的连接枢纽。在实际操作中，只要掌握上述预防控制措施，加强调整，精心维护，就一定能将汽包壁温差控制在规定范围内，从而延长汽包的使用寿命，促进电厂安全生产。