淺析鍋爐啟動初期管壁金屬溫度控制

陶剛強

摘 要：隨著我國社會生產的不斷進步，對于電力等生產要素的需求不斷增大，電力供給儼然已經成為生產生活中一個不可或缺的組成部分。而鍋爐是電力生產中一個十分重要的組成元素，也是行業內的重點研究內容之一。對于鍋爐啟動初期關閉金屬溫度控制的研究，對于維護生產安全，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象。啟動過程如何控制鍋爐管壁金屬溫度在規定范圍內，防止啟動過程中管壁金屬溫度超溫應引起我們足夠重視。

1 鍋爐的超溫原理解析

鍋爐啟動過程中，煙氣所產生的對流熱和輻射熱由過熱器來進行吸收，這些吸收來的熱量再進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部的蒸汽溫度。在維持進口溫度和蒸汽流量恒定的基礎下，管壁內蒸汽的升溫將會引起其受熱面的升溫，進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，飽和溫度的改變和管路中工質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，水冷壁的狀態未達到飽和這一期間，過熱器中并沒有蒸汽降溫，長時間的干燒，此時，較高的煙氣溫度將使過熱器出現超溫的現象。[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，導致管壁溫度進一步升高，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，并及時的將沒有變成蒸汽的液態水回收。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。在鍋爐啟動點火時候，給水的溫度升高，將縮短水冷壁達到飽和狀態的時間，盡量縮短干燒時長，降低超溫情況發生的可能，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，管內的蒸汽會對其進行冷卻，當蒸汽流量不足甚至沒有蒸汽流動的時候，過熱器就變成了熱量的傳導體，其所吸收的熱量都會造成溫度的增加。初期，水冷壁所產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。[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、鍋爐的送風量和送風溫度都在很大程度上影響著爐內的燃燒環境，進而影響煙氣的溫度。因此，從煤粉細度、送風量、送風溫度等方面對煙氣溫度進行控制，是控制管壁溫度、防止超溫的最直接的方法。

3 實際操作中管壁金屬溫度控制的實驗經驗

查看歷次管壁超溫的情況，可以發現啟動過程中鍋爐管壁金屬溫度超溫現象主要發生在分隔屏過熱器。發生工況都是在機組并網帶初負荷后，A磨運行而負荷較低，在啟動第二套制粉系統后，比較容易發生分隔屏過熱器管壁大面積超溫的現象。其主要原因是由于機組并網后帶初負荷運行，機組負荷較低，流經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，機組負荷上不來。在這樣的情況下啟動第二套制粉系統，位于爐膛上方的分隔屏過熱器就成為了超溫的重災區。鑒于上述情況，我們在本次#1機組啟動過程中對此進行了重點控制，也取得了比較好的實際效果，沒有發生管壁溫度超限的情況。

首先，在單臺磨煤機運行的情況下，應盡量把負荷帶上去，在實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，可以適當采取噴水減溫適當降低蒸汽溫度，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小幅度進行，防止大量減溫水進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好處就是在啟動第二套制粉系統后，能通過減少A磨煤量來緩沖第二臺制粉系統啟動對燃燒造成的影響。

另外，在啟動第二套制粉系統過程中，需要對磨煤機進行充分的暖磨，確保比較高的磨煤機出口溫度，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行。在啟動第二套制粉系統過程中，應注意監視汽包水位，防止磨組內部有存粉或者燃燒加強后，導致汽包水位突升！

最后，需要采取比較大的送風量。本次鍋爐啟動過程中，我們一直都維持比較大的送風量。在A磨運行，機組負荷30MW左右，送風量達到650T/H左右，之后逐步加到700T/H，配風上在保證運行磨煤機出口煤粉燃燒需要氧量的情況下，通過開大爐膛上層的SOFA風門和上層EE/DE層風門，讓大量的溫度較低的送風進入爐膛上部，起到降低爐膛上部煙氣溫度的作用，防止爐膛上部受熱面管壁金屬溫度超溫。

4 總結

鍋爐是能量轉化的重要工具，對于現代工業的發展發揮著至關重要的作用。鍋爐在生產過程中啟動時，容易出現管壁超溫的現象，極大的影響了鍋爐的使用壽命，降低了生產效率。對鍋爐管壁超溫的原理進行分析，抓住影響因素的重點，并在實際工作中對鍋爐管壁超溫的現象進行總結，獲得操作經驗，對提高生產效率、延長鍋爐壽命具有重要意義。

參考文獻：

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

[2]葛浩，馮忠偉，王建國.超臨界機組鍋爐啟動初期過熱器管壁超溫研究[J].上海電力學院學報，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）.