實例解讀鍋爐停爐后汽包壁溫差控制方法

發布：2018-12-18 | 點擊：人次

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廣州員村熱電3臺HG220/9.8-YM10型鍋爐汽包外徑1800mm，壁厚100mm，筒身長約11m，材質為19Mn6。鍋爐停爐后，按運行規程規定，熄火6h后可自然通風，熄火10h后可開引風機強制通風（如有檢修則為8h）；主汽壓力降至0.5MPa轉入加熱保養，主汽壓力降至0.2MPa開過熱器各空氣門。據此進行停爐后有關操作時，鍋爐汽包壁溫差常大于40℃，甚至高達100℃以上，嚴重威脅汽包的運行安全。停爐后出現的zui大汽包壁溫差值統計見表1。

1、停爐后汽包壁溫差偏大的原因分析

1.1內在原因

（1）汽包汽壓、汽溫下降鍋爐在停爐熄火后，爐墻及爐外水汽管道仍不斷地散熱，同時由于風煙系統各風門普遍關不嚴，以及各看火孔、打焦孔、人孔門及除渣系統等均存在不同程度的漏風，使鍋爐煙風系統存在一定程度的通風而對汽水系統進行冷卻，使其溫度逐步下降，汽壓隨之降低。

（2）汽包上、下半部分的散熱條件差異較大停爐后汽水系統的壓力和溫度下降，而汽包處于爐外并保溫，加之熱容量較大，使汽包壁溫逐步高于汽包內的水汽溫度。汽包簡體上半部分一部分熱量向爐外散熱，一部分向汽包內部散熱，一部分向汽包下半部散熱，而汽包筒體的下半部分一部分熱量向爐外散熱，一部分向汽包內部散熱，同時還要接受來自上半部分傳遞過來的熱量。

在汽包上、下半部分簡體的散熱過程中，水自然對流換熱系數為（200～1000）W/（m2·℃），而微過熱蒸汽導熱系數為（0.02～0.05）W/（m·℃），汽包保溫層的導熱系數為0.061W/（m·℃）左右。在汽包內汽溫降低后，由于汽包下半部分簡體散熱條件遠好于上半部分，下壁溫低于上壁溫。這樣，汽包上半部分通過下半部分散熱，筒體的導熱系數為（40～50）W/（m·℃），按汽包水位在正常值（-50～50）mm，則筒體的導熱厚度為（1.2～1.3）m，通過簡體的換熱系數為（30～40）W/（m2·℃）。因此，汽包下半部分主要通過汽包內飽和水以自然對流的方式進行散熱，換熱系數為（200～1000）W/（m2·℃）；汽包上半部分筒體主要通過筒身以導熱方式向下半部分散熱，換熱系數為（30～40）W/（m2·℃），散熱條件差異較大，不可避免造成停爐后產生汽包上、下壁溫差。

1.2外在原因

（1）停爐后汽水系統壓力下降速度過快停爐后，按規程規定進行通風，鍋爐汽水系統壓力就加速下降，汽包內壓力同步下降，汽包內汽水飽和溫度也隨之下降。由于汽包上下兩部分散熱條件的差異，不可避免地造成停爐后汽包壁溫差偏大。而且，汽壓越低，飽和溫度下降速度越快，汽包壁溫差的形成也加快。

（2）在滑參數停爐之前已形成較大的汽包上、下壁溫差在滑參數停爐汽壓逐步下滑過程中，汽包飽和壓力、飽和溫度也逐步下降，汽包的上、下半部分雖存在一定對流換熱，但蒸汽的對流換熱系數遠小于飽和水的對流換熱系數，這必然形成一定的汽包上、下壁溫差，如汽壓下滑速度過快，汽包上、下壁溫差形成速度亦加快，從而在鍋爐熄火前已形成較大的壁溫差，嚴重時超過40℃，加上在停爐后降溫降壓過程中形成的汽包上、下壁溫差，使停爐后汽包壁溫差更大。

（3）采用全壓停爐的方法停爐如果采用全壓停爐的方法，雖然可以避免在停爐前形成的汽包壁溫差，但停爐后汽包筒體溫度高，熱容量大，需要散熱的時間長，這樣形成汽包上、下壁溫差的時間就長，產生的壁溫差偏大。

（4）停爐后，過熱汽壓降至0.2MPa時開啟過熱器空氣門在汽壓為0.2MPa時汽包內汽水溫度仍有約130℃，此時開啟過熱器空氣門，將使汽包內壓力急劇下降至大氣壓力，汽包內汽水溫度也急劇降至100℃，因而加速了汽包上、下壁溫差的形成。加上汽包在停爐時及汽壓降至0.2MPa時已形成較大的壁溫差，使汽包壁溫差嚴重偏大，威脅汽包的安全。

（5）停爐后汽包水位偏低或補水頻繁鍋爐停爐后，由于爐水中汽泡含量逐步減少及熱脹冷縮的原因，汽包水位逐步下降，如不進行補水，將使上半部分須散熱量增加而下半部分須散熱量減少，從而使停爐后汽包壁溫差偏大；如進行補水，控制汽包水位在（-50～+200）mm，每次停爐后須進行3至4次補水，雖提高了汽包水位，減少汽包汽側筒體體積，但將省煤器中較汽包內水溫更低的水送人汽包，一方面使汽包內水溫有所下降，另一方面使汽包內水產生一定的擾動，汽包下壁溫度下降速度加快，從而加快汽包上、下壁溫差的形成。

2、控制對策

（1）盡可能減慢停爐后汽壓下降速度首先要確保汽水系統關閉嚴密、煙風系統密閉。在鍋爐熄火后，按規程規定通風3min后，停引、送風機，關閉風、煙、粉系統所有的風門擋板；檢查鍋爐各看火門、打焦孔等門孔應關閉；檢查撈渣機水封及上水封槽水封應正常，否則進行補水至正常；檢查汽水系統各閥門（包括疏水門）應關閉嚴密。其次，盡可能不進行通風或延遲通風，降低開啟過熱器各空氣門時的汽壓。在鍋爐停爐后，原則上不進行通風，汽壓降至0.9MPa時投入爐底部加熱保養，如汽水系統或風煙系統須進行檢修，在汽包壁溫差降至10℃～20℃水平時，停底部加熱保

養。汽壓降至（0.03～0.05）MPa開啟過熱器各空氣門，停保養6h后可進行自然通風，18h后可進行強制通風，這樣可使汽壓降至0.9MPa時不再下降，一方面可以避免汽壓0.9MPa以后因汽壓下降而形成的汽包上、下壁溫差，另一方面可以逐步消除以前所形成的汽包上、下壁溫差，避免汽包上、下壁溫差偏大。

（2）盡可能采用滑參數停爐方式進行停爐在滑參數停爐過程中，根據汽包壁溫差的情況控制汽壓的下降速度，如發現汽包壁溫差超標或汽包壁溫差的形成速度加快，則減慢降壓速度，并根據當時的情況，盡量滑至更低的參數后停爐。在停爐之前，如果汽包壁溫差偏大，則在熄火前，維持低參數運行一段時間，消除在滑參數停爐形成的部分汽包壁溫差。如必須全壓停爐，在停爐后必須嚴格控制汽壓的下降速度。

（3）在維持汽包較高水位前提下盡量減少補水次數停爐熄火前幾分鐘將汽包水位維持在+200mm，熄火后迅速上水至汽包zui高可見水位+300mm；在停爐后汽包水位低至-100mm時進行補水至汽包zui高可見水位+300mm。這樣每次停爐后只須進行一至二次補水，既可以不使汽包水位偏低，又不會補水頻繁。

3、結語

員村熱電采取以上措施控制停爐后的汽包壁溫差，同時修改并完善鍋爐運行規程及停爐操作票，效果明顯，每次停爐后基本上未再出現汽包壁溫差超標，確保了鍋爐停爐后的汽包安全。

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