實(shí)例解讀鍋爐停爐后汽包壁溫差控制方法

發(fā)布：2018-12-18 | 點(diǎn)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(zhì)為19Mn6。鍋爐停爐后，按運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，熄火6h后可自然通風(fēng)，熄火10h后可開引風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)（如有檢修則為8h）；主汽壓力降至0.5MPa轉(zhuǎn)入加熱保養(yǎng)，主汽壓力降至0.2MPa開過熱器各空氣門。據(jù)此進(jìn)行停爐后有關(guān)操作時，鍋爐汽包壁溫差常大于40℃，甚至高達(dá)100℃以上，嚴(yán)重威脅汽包的運(yùn)行安全。停爐后出現(xiàn)的zui大汽包壁溫差值統(tǒng)計(jì)見表1。

1、停爐后汽包壁溫差偏大的原因分析

1.1內(nèi)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(fēng)煙系統(tǒng)各風(fēng)門普遍關(guān)不嚴(yán)，以及各看火孔、打焦孔、人孔門及除渣系統(tǒng)等均存在不同程度的漏風(fēng)，使鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)存在一定程度的通風(fēng)而對汽水系統(tǒng)進(jìn)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(tǒng)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(shù)為（200～1000）W/（m2·℃），而微過熱蒸汽導(dǎo)熱系數(shù)為（0.02～0.05）W/（m·℃），汽包保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)為0.061W/（m·℃）左右。在汽包內(nèi)汽溫降低后，由于汽包下半部分簡體散熱條件遠(yuǎn)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(dǎo)熱系數(shù)為（40～50）W/（m·℃），按汽包水位在正常值（-50～50）mm，則筒體的導(dǎo)熱厚度為（1.2～1.3）m，通過簡體的換熱系數(shù)為（30～40）W/（m2·℃）。因此，汽包下半部分主要通過汽包內(nèi)飽和水以自然對流的方式進(jìn)行散熱，換熱系數(shù)為（200～1000）W/（m2·℃）；汽包上半部分筒體主要通過筒身以導(dǎo)熱方式向下半部分散熱，換熱系數(shù)為（30～40）W/（m2·℃），散熱條件差異較大，不可避免造成停爐后產(chǎn)生汽包上、下壁溫差。

1.2外在原因

（1）停爐后汽水系統(tǒng)壓力下降速度過快停爐后，按規(guī)程規(guī)定進(jìn)行通風(fēng)，鍋爐汽水系統(tǒng)壓力就加速下降，汽包內(nèi)壓力同步下降，汽包內(nèi)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(shù)停爐之前已形成較大的汽包上、下壁溫差在滑參數(shù)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(shù)遠(yuǎn)小于飽和水的對流換熱系數(shù)，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(yán)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(chǎn)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(nèi)汽水溫度仍有約130℃，此時開啟過熱器空氣門，將使汽包內(nèi)壓力急劇下降至大氣壓力，汽包內(nèi)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(yán)重偏大，威脅汽包的安全。

（5）停爐后汽包水位偏低或補(bǔ)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(jìn)行補(bǔ)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(jìn)行補(bǔ)水，控制汽包水位在（-50～+200）mm，每次停爐后須進(jìn)行3至4次補(bǔ)水，雖提高了汽包水位，減少汽包汽側(cè)筒體體積，但將省煤器中較汽包內(nèi)水溫更低的水送人汽包，一方面使汽包內(nèi)水溫有所下降，另一方面使汽包內(nèi)水產(chǎn)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(tǒng)關(guān)閉嚴(yán)密、煙風(fēng)系統(tǒng)密閉。在鍋爐熄火后，按規(guī)程規(guī)定通風(fēng)3min后，停引、送風(fēng)機(jī)，關(guān)閉風(fēng)、煙、粉系統(tǒng)所有的風(fēng)門擋板；檢查鍋爐各看火門、打焦孔等門孔應(yīng)關(guān)閉；檢查撈渣機(jī)水封及上水封槽水封應(yīng)正常，否則進(jìn)行補(bǔ)水至正常；檢查汽水系統(tǒng)各閥門（包括疏水門）應(yīng)關(guān)閉嚴(yán)密。其次，盡可能不進(jìn)行通風(fēng)或延遲通風(fēng)，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(jìn)行通風(fēng)，汽壓降至0.9MPa時投入爐底部加熱保養(yǎng)，如汽水系統(tǒng)或風(fēng)煙系統(tǒng)須進(jìn)行檢修，在汽包壁溫差降至10℃～20℃水平時，停底部加熱保

養(yǎng)。汽壓降至（0.03～0.05）MPa開啟過熱器各空氣門，停保養(yǎng)6h后可進(jìn)行自然通風(fēng)，18h后可進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，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(shù)停爐方式進(jìn)行停爐在滑參數(shù)停爐過程中，根據(jù)汽包壁溫差的情況控制汽壓的下降速度，如發(fā)現(xiàn)汽包壁溫差超標(biāo)或汽包壁溫差的形成速度加快，則減慢降壓速度，并根據(jù)當(dāng)時的情況，盡量滑至更低的參數(shù)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(shù)運(yùn)行一段時間，消除在滑參數(shù)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(yán)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(bǔ)水次數(shù)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(jìn)行補(bǔ)水至汽包zui高可見水位+300mm。這樣每次停爐后只須進(jìn)行一至二次補(bǔ)水，既可以不使汽包水位偏低，又不會補(bǔ)水頻繁。

3、結(jié)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(yùn)行規(guī)程及停爐操作票，效果明顯，每次停爐后基本上未再出現(xiàn)汽包壁溫差超標(biāo)，確保了鍋爐停爐后的汽包安全。

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