淺析鍋爐啟動初期管壁金屬溫度控制

陶剛強(qiáng)

摘 要：隨著我國社會生產(chǎn)的不斷進(jìn)步，對于電力等生產(chǎn)要素的需求不斷增大，電力供給儼然已經(jīng)成為生產(chǎn)生活中一個(gè)不可或缺的組成部分。而鍋爐是電力生產(chǎn)中一個(gè)十分重要的組成元素，也是行業(yè)內(nèi)的重點(diǎn)研究內(nèi)容之一。對于鍋爐啟動初期關(guān)閉金屬溫度控制的研究，對于維護(hù)生產(chǎn)安全，提升鍋爐的使用效率和使用壽命具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：鍋爐；啟動初期；管壁溫度；控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.039

鍋爐管壁金屬溫度超限，會對鍋爐設(shè)備金屬部件壽命造成極大的影響。鍋爐啟動過程初期比較容易發(fā)生管壁溫度超溫情況，且存在管壁溫度大面積超溫且超溫幅度較高的現(xiàn)象。啟動過程如何控制鍋爐管壁金屬溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，防止啟動過程中管壁金屬溫度超溫應(yīng)引起我們足夠重視。

1 鍋爐的超溫原理解析

鍋爐啟動過程中，煙氣所產(chǎn)生的對流熱和輻射熱由過熱器來進(jìn)行吸收，這些吸收來的熱量再進(jìn)一步的通過管壁傳遞給蒸汽，使蒸汽溫度增高。所以，煙氣溫度的提升和煙氣量的增大都會提升管壁內(nèi)部的蒸汽溫度。在維持進(jìn)口溫度和蒸汽流量恒定的基礎(chǔ)下，管壁內(nèi)蒸汽的升溫將會引起其受熱面的升溫，進(jìn)而造成管壁超溫的情況。與之類似，在維持鍋爐的燃燒程度恒定時(shí)，飽和溫度的改變和管路中工質(zhì)流量的變化也容易造成管壁超溫。鍋爐啟動初期，水冷壁的入口處的水溫較低，爐中水溫的升速維持在每分鐘1.5攝氏度以下。[1]然而，水冷壁的狀態(tài)未達(dá)到飽和這一期間，過熱器中并沒有蒸汽降溫，長時(shí)間的干燒，此時(shí)，較高的煙氣溫度將使過熱器出現(xiàn)超溫的現(xiàn)象。[2]另外，保持傳熱量的不變，管壁的受熱面的氧化皮將增加熱阻，導(dǎo)致管壁溫度進(jìn)一步升高，增加氧化速率。

2 管壁超溫的主要影響因素分析

2.1 給水的流量和溫度

鍋爐啟動初期，給水量要需要控制到最低，并及時(shí)的將沒有變成蒸汽的液態(tài)水回收。給水量的增大將會造成水冷壁的降溫，減少蒸汽的流量，受熱面與蒸汽的接觸將會受到影響，降低過熱器的冷卻能力，從而使管壁溫度升高。在鍋爐啟動點(diǎn)火時(shí)候，給水的溫度升高，將縮短水冷壁達(dá)到飽和狀態(tài)的時(shí)間，盡量縮短干燒時(shí)長，降低超溫情況發(fā)生的可能，提高安全性。飽和之后，在其它條件不變的情況下提高給水的溫度，將增加水冷壁和過熱器中的蒸汽流量，提升過熱器的冷卻能力，使管壁溫度降低。

2.2 煙氣的溫度

過熱器在吸收煙氣的熱量之后，管內(nèi)的蒸汽會對其進(jìn)行冷卻，當(dāng)蒸汽流量不足甚至沒有蒸汽流動的時(shí)候，過熱器就變成了熱量的傳導(dǎo)體，其所吸收的熱量都會造成溫度的增加。初期，水冷壁所產(chǎn)生的蒸汽量相對較小，所能帶走的熱量十分有限，其冷卻能力不足，過熱器接近于干燒的狀態(tài)。[3]因此，鍋爐啟動初期的煙氣溫度對管壁溫度影響較大。通常來說，煤粉的吸毒、鍋爐的送風(fēng)量和送風(fēng)溫度都在很大程度上影響著爐內(nèi)的燃燒環(huán)境，進(jìn)而影響煙氣的溫度。因此，從煤粉細(xì)度、送風(fēng)量、送風(fēng)溫度等方面對煙氣溫度進(jìn)行控制，是控制管壁溫度、防止超溫的最直接的方法。

3 實(shí)際操作中管壁金屬溫度控制的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)

查看歷次管壁超溫的情況，可以發(fā)現(xiàn)啟動過程中鍋爐管壁金屬溫度超溫現(xiàn)象主要發(fā)生在分隔屏過熱器。發(fā)生工況都是在機(jī)組并網(wǎng)帶初負(fù)荷后，A磨運(yùn)行而負(fù)荷較低，在啟動第二套制粉系統(tǒng)后，比較容易發(fā)生分隔屏過熱器管壁大面積超溫的現(xiàn)象。其主要原因是由于機(jī)組并網(wǎng)后帶初負(fù)荷運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷較低，流經(jīng)分隔屏的蒸汽流量較少，對管壁的冷卻效果較差。而且在這一過程中由于燃燒效率較低，汽壓上升速度較慢，機(jī)組負(fù)荷上不來。在這樣的情況下啟動第二套制粉系統(tǒng)，位于爐膛上方的分隔屏過熱器就成為了超溫的重災(zāi)區(qū)。鑒于上述情況，我們在本次#1機(jī)組啟動過程中對此進(jìn)行了重點(diǎn)控制，也取得了比較好的實(shí)際效果，沒有發(fā)生管壁溫度超限的情況。

首先，在單臺磨煤機(jī)運(yùn)行的情況下，應(yīng)盡量把負(fù)荷帶上去，在實(shí)際操作上煤量可以帶到30T/H左右或者更高，就是用單磨盡可能的帶高負(fù)荷，最好是帶到40MW左右，在這樣的情況下，如果管壁溫度升高，可以適當(dāng)采取噴水減溫適當(dāng)降低蒸汽溫度，來降低分隔屏的管壁溫度。需要注意的是在使用噴水減溫的過程中應(yīng)小幅度進(jìn)行，防止大量減溫水進(jìn)入造成蒸汽溫度驟降，引起管壁金屬溫度驟降。單磨帶較大煤量另外一個(gè)好處就是在啟動第二套制粉系統(tǒng)后，能通過減少A磨煤量來緩沖第二臺制粉系統(tǒng)啟動對燃燒造成的影響。

另外，在啟動第二套制粉系統(tǒng)過程中，需要對磨煤機(jī)進(jìn)行充分的暖磨，確保比較高的磨煤機(jī)出口溫度，出粉能馬上燃燒，啟動后馬上減少A磨的煤量，保持總的燃料量不變或是微增，燃燒穩(wěn)定后再逐步加大燃料量，可以先加A磨煤量，保持剛啟動磨較小的煤量運(yùn)行。在啟動第二套制粉系統(tǒng)過程中，應(yīng)注意監(jiān)視汽包水位，防止磨組內(nèi)部有存粉或者燃燒加強(qiáng)后，導(dǎo)致汽包水位突升！

最后，需要采取比較大的送風(fēng)量。本次鍋爐啟動過程中，我們一直都維持比較大的送風(fēng)量。在A磨運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷30MW左右，送風(fēng)量達(dá)到650T/H左右，之后逐步加到700T/H，配風(fēng)上在保證運(yùn)行磨煤機(jī)出口煤粉燃燒需要氧量的情況下，通過開大爐膛上層的SOFA風(fēng)門和上層EE/DE層風(fēng)門，讓大量的溫度較低的送風(fēng)進(jìn)入爐膛上部，起到降低爐膛上部煙氣溫度的作用，防止?fàn)t膛上部受熱面管壁金屬溫度超溫。

4 總結(jié)

鍋爐是能量轉(zhuǎn)化的重要工具，對于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。鍋爐在生產(chǎn)過程中啟動時(shí)，容易出現(xiàn)管壁超溫的現(xiàn)象，極大的影響了鍋爐的使用壽命，降低了生產(chǎn)效率。對鍋爐管壁超溫的原理進(jìn)行分析，抓住影響因素的重點(diǎn)，并在實(shí)際工作中對鍋爐管壁超溫的現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)，獲得操作經(jīng)驗(yàn)，對提高生產(chǎn)效率、延長鍋爐壽命具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李文軍，黃偉.國產(chǎn)超臨界鍋爐啟動過程中的氣溫控制方法[J].鍋爐技術(shù)，2008（05）.

[2]葛浩，馮忠偉，王建國.超臨界機(jī)組鍋爐啟動初期過熱器管壁超溫研究[J].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（06）.

[3]林生.超臨界壓力直流鍋爐啟動初期主汽溫度偏高問題[J].湖北電力，2007（06）.