浅析锅炉启动初期管壁金属温度控制

陶刚强

摘 要：随着我国社会生产的不断进步，对于电力等生产要素的需求不断增大，电力供给俨然已经成为生产生活中一个不可或缺的组成部分。而锅炉是电力生产中一个十分重要的组成元素，也是行业内的重点研究内容之一。对于锅炉启动初期关闭金属温度控制的研究，对于维护生产安全，提升锅炉的使用效率和使用寿命具有十分重要的意义。

关键词：锅炉；启动初期；管壁温度；控制

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

锅炉管壁金属温度超限，会对锅炉设备金属部件寿命造成极大的影响。锅炉启动过程初期比较容易发生管壁温度超温情况，且存在管壁温度大面积超温且超温幅度较高的现象。启动过程如何控制锅炉管壁金属温度在规定范围内，防止启动过程中管壁金属温度超温应引起我们足够重视。

1 锅炉的超温原理解析

锅炉启动过程中，烟气所产生的对流热和辐射热由过热器来进行吸收，这些吸收来的热量再进一步的通过管壁传递给蒸汽，使蒸汽温度增高。所以，烟气温度的提升和烟气量的增大都会提升管壁内部的蒸汽温度。在维持进口温度和蒸汽流量恒定的基础下，管壁内蒸汽的升温将会引起其受热面的升温，进而造成管壁超温的情况。与之类似，在维持锅炉的燃烧程度恒定时，饱和温度的改变和管路中工质流量的变化也容易造成管壁超温。锅炉启动初期，水冷壁的入口处的水温较低，炉中水温的升速维持在每分钟1.5摄氏度以下。[1]然而，水冷壁的状态未达到饱和这一期间，过热器中并没有蒸汽降温，长时间的干烧，此时，较高的烟气温度将使过热器出现超温的现象。[2]另外，保持传热量的不变，管壁的受热面的氧化皮将增加热阻，导致管壁温度进一步升高，增加氧化速率。

2 管壁超温的主要影响因素分析

2.1 给水的流量和温度

锅炉启动初期，给水量要需要控制到最低，并及时的将没有变成蒸汽的液态水回收。给水量的增大将会造成水冷壁的降温，减少蒸汽的流量，受热面与蒸汽的接触将会受到影响，降低过热器的冷却能力，从而使管壁温度升高。在锅炉启动点火时候，给水的温度升高，将缩短水冷壁达到饱和状态的时间，尽量缩短干烧时长，降低超温情况发生的可能，提高安全性。饱和之后，在其它条件不变的情况下提高给水的温度，将增加水冷壁和过热器中的蒸汽流量，提升过热器的冷却能力，使管壁温度降低。

2.2 烟气的温度

过热器在吸收烟气的热量之后，管内的蒸汽会对其进行冷却，当蒸汽流量不足甚至没有蒸汽流动的时候，过热器就变成了热量的传导体，其所吸收的热量都会造成温度的增加。初期，水冷壁所产生的蒸汽量相对较小，所能带走的热量十分有限，其冷却能力不足，过热器接近于干烧的状态。[3]因此，锅炉启动初期的烟气温度对管壁温度影响较大。通常来说，煤粉的吸毒、锅炉的送风量和送风温度都在很大程度上影响着炉内的燃烧环境，进而影响烟气的温度。因此，从煤粉细度、送风量、送风温度等方面对烟气温度进行控制，是控制管壁温度、防止超温的最直接的方法。

3 实际操作中管壁金属温度控制的实验经验

查看历次管壁超温的情况，可以发现启动过程中锅炉管壁金属温度超温现象主要发生在分隔屏过热器。发生工况都是在机组并网带初负荷后，A磨运行而负荷较低，在启动第二套制粉系统后，比较容易发生分隔屏过热器管壁大面积超温的现象。其主要原因是由于机组并网后带初负荷运行，机组负荷较低，流经分隔屏的蒸汽流量较少，对管壁的冷却效果较差。而且在这一过程中由于燃烧效率较低，汽压上升速度较慢，机组负荷上不来。在这样的情况下启动第二套制粉系统，位于炉膛上方的分隔屏过热器就成为了超温的重灾区。鉴于上述情况，我们在本次#1机组启动过程中对此进行了重点控制，也取得了比较好的实际效果，没有发生管壁温度超限的情况。

首先，在单台磨煤机运行的情况下，应尽量把负荷带上去，在实际操作上煤量可以带到30T/H左右或者更高，就是用单磨尽可能的带高负荷，最好是带到40MW左右，在这样的情况下，如果管壁温度升高，可以适当采取喷水减温适当降低蒸汽温度，来降低分隔屏的管壁温度。需要注意的是在使用喷水减温的过程中应小幅度进行，防止大量减温水进入造成蒸汽温度骤降，引起管壁金属温度骤降。单磨带较大煤量另外一个好处就是在启动第二套制粉系统后，能通过减少A磨煤量来缓冲第二台制粉系统启动对燃烧造成的影响。

另外，在启动第二套制粉系统过程中，需要对磨煤机进行充分的暖磨，确保比较高的磨煤机出口温度，出粉能马上燃烧，启动后马上减少A磨的煤量，保持总的燃料量不变或是微增，燃烧稳定后再逐步加大燃料量，可以先加A磨煤量，保持刚启动磨較小的煤量运行。在启动第二套制粉系统过程中，应注意监视汽包水位，防止磨组内部有存粉或者燃烧加强后，导致汽包水位突升！

最后，需要采取比较大的送风量。本次锅炉启动过程中，我们一直都维持比较大的送风量。在A磨运行，机组负荷30MW左右，送风量达到650T/H左右，之后逐步加到700T/H，配风上在保证运行磨煤机出口煤粉燃烧需要氧量的情况下，通过开大炉膛上层的SOFA风门和上层EE/DE层风门，让大量的温度较低的送风进入炉膛上部，起到降低炉膛上部烟气温度的作用，防止炉膛上部受热面管壁金属温度超温。

4 总结

锅炉是能量转化的重要工具，对于现代工业的发展发挥着至关重要的作用。锅炉在生产过程中启动时，容易出现管壁超温的现象，极大的影响了锅炉的使用寿命，降低了生产效率。对锅炉管壁超温的原理进行分析，抓住影响因素的重点，并在实际工作中对锅炉管壁超温的现象进行总结，获得操作经验，对提高生产效率、延长锅炉寿命具有重要意义。

参考文献：

[1]李文军，黄伟.国产超临界锅炉启动过程中的气温控制方法[J].锅炉技术，2008（05）.

[2]葛浩，冯忠伟，王建国.超临界机组锅炉启动初期过热器管壁超温研究[J].上海电力学院学报，2012（06）.

[3]林生.超临界压力直流锅炉启动初期主汽温度偏高问题[J].湖北电力，2007（06）.