锅炉汽包壁温差超标原因及防范.doc

锅炉汽包壁温差超标原因及防范大唐长春第二热电有限责任公司 陈 岩 朱玉桥 许英才锅炉汽包是锅炉蒸发设备中的主要部件。由于汽包的壁厚、长度值大，承受的压力又特别高，因此在机组运行过程中，如何有效控制汽包壁温，防止因汽包上、下壁温差过大造成设备损坏是非常重要的。1 汽包上、下壁温差产生的机理锅炉停炉过程中，蒸汽压力逐渐降低，温度逐渐下降，汽包壁是靠内部工质的冷却而逐渐降温的。压力下降时汽包内工质的饱和温度也随之降低，并且温降速率逐渐增加。滑停及冷却过程中，汽包上壁接触的是饱和蒸汽，受汽包壁加热，形成一层微过热的蒸汽保护膜，其换热系数很小，冷却效果很差，壁温下降缓慢；汽包下壁接触的是饱和水，在压力下降的过程中产生很少一部分蒸汽，并很快达到新压力下的饱和温度，其对流换热系数很高，冷却效果非常好，所以汽包下壁基本接近汽包内的饱和水温度。在这种上、下壁冷却效果不同的情况下汽包便会产生上、下壁温差。这种温差会给锅炉汽包带来一定的应力，严重时会使汽包产生疲劳裂纹，最终损坏，因此滑停及停炉后的冷却过程中一定要注意控制好汽包上、下壁温差，确保汽包工作安全。2 汽包温差超标的经过及原因分析2003年7月2日某电厂机组串轴保护动作，机组跳闸，锅炉熄火，汽包上、下壁温差超标。由于机组事故停运时汽包壁温接近330 ，汽包内工质饱和压力15.4 MPa、饱和温度344 。锅炉熄火后，汽包压力随着锅炉的自然冷却而快速下降，汽包内工质的饱和温度也随之下降，汽包下壁直接接触饱和水而得到快速冷却，而上壁冷却速度很慢。该电厂又没有对锅炉补水进行加热的手段，锅炉上水温度很快由249 降低到181 ，而这时汽包壁温300 左右，越上水则汽包下壁冷却越快。虽然熄火后运行人员采取闷炉和补水至满水位300 mm等措施，但在这种情况下也无济于事。从历史数据看，熄火20 h后汽包上、下壁温差最大值达到了64 ，超过运行规程规定范围(通常规程及制造厂家规定锅炉汽包上、下壁温差不宜超过50 )。2003年10月31日，某电厂1号机组滑参数停机过程中，汽包上、下壁温差最高达到59 ，是由于该厂运行人员节油意识过强，高负荷下只注意主汽温度的控制，忽略了饱和温度及汽压等参数的控制，没有按规程规定滑压。分析其历史曲线，滑停末期汽压下降速率过快，熄火前10 min，汽压由6.0 MPa下降到4.2 MPa，速率为0.18 MPa/min，远高于规定要求。经核对，这时的饱和水温度10 min下降了23 ，对汽包下壁产生了极强的冷却动能。另外熄火前汽压过高，在熄火后的40 min内汽压下降了2.5 MPa，相当于饱和水温下降了50 ，继续对下壁产生强冷却作用，最终导致汽包壁温差增大无法控制，停炉56 h后温差最大达到59 。 汽包壁温曲线滑停主要参数曲线通过调查分析，个别厂还存在机组停运时，锅炉先熄火、汽机后打闸情况，即所谓余热发电。这种方式对锅炉汽包的破坏力特别强，导致锅炉熄火后的汽压下滑速度特别快，汽包壁温差超标，应坚决杜绝。以某厂1次停炉为例，锅炉熄火后由4.1 MPa下降到1.7 MPa，利用余热发电17 min之后打闸停机。经分析，这时汽包饱和温度在17 min内由252 下降到205 ，使得汽包下壁急速冷却，温降速度达2.76 /min，严重影响汽包安全。而且在余热发电期间，汽包水位不能够保持满水位，更进一步降低了上壁的冷却效果，以致熄火后很快就会产生汽包上、下温差超标问题。3 防止汽包上、下壁温差超标的措施a. 严格按照锅炉运行规程进行滑停操作，滑停过程中要力求向标准滑停曲线靠拢。200 MW机组滑停，负荷在120100 MW期间，降压速率不宜大于0.05 MPa/min，100 MW以后，降压速率不宜大于0.024 MPa/min，滑停后期更要缓慢降压。b. 200 MW机组停炉熄火前，主汽压力必须滑到2.0 MPa以下，禁止在汽压没有滑下来的情况下为节约燃油中途熄火。c. 禁止采用高参数熄火，然后利用余压继续发电的运行方式。d. 解决除氧器滑停末期及锅炉补水时水温偏低问题。提倡使用除氧器再沸腾管或增设除氧器水箱加热管。在锅炉熄火前投入该加热汽源，提高除氧器水温，在锅炉水冷壁、省煤器爆漏停炉时这一改进尤为必要，因为这时锅炉需要的补水量较大，除氧器及高加出口水温下降速度非常快，上水温度将严重低于汽包水温，从而加快了汽包下壁的冷却速度。另外增设该加热系统后，也可实现除氧器的全程除氧，减少锅炉受热面氧腐蚀。e. 熄火后，要抓紧时间将汽包水位缓慢补至满水位300 mm，冷却过程要及时补水，通常水位达到-80 mm要再次补水至满水位，以尽可能使上下壁都得到均匀冷却。f. 事故停炉后，由于汽包壁温非常高，冷却过程中容易产生温差，因此锅炉必须采取闷炉措施，要尽最大可能控制汽压和炉温下降速度。若情况允许，可考虑烘炉，以求缓解汽包温差的形成。g. 发生水冷壁爆漏事故，更容易形成汽包壁温差，因此发现水冷壁爆漏应尽快停炉，不宜拖延