鍋爐運行控制

鍋爐運行控制鍋爐工況變動的影響鍋爐工況是指鍋爐運行工作狀況，鍋爐工況可以通過一系列有關(guān)的運行參數(shù)來反映。如鍋爐的蒸發(fā)量、工質(zhì)的壓力和溫度、煙氣溫度、燃料量等等。鍋爐在一定條件下運行時，用來反映鍋爐工作狀況的各個參數(shù)都具有確定的數(shù)值，如果運行條件改變，則這些工況參數(shù)就要相應(yīng)地發(fā)生變化。如果工況參數(shù)一直保持不變，則這時的工況稱為穩(wěn)定工況。事實上絕對的穩(wěn)定是沒有的，在實際運行中，即使在所謂穩(wěn)定工況下，鍋爐的各工況參數(shù)也不斷地發(fā)生微小的變化。從鍋爐運行角度來看，蒸汽負荷的變動是來自外界的一種干擾，或稱為外擾，此外，即使沒有蒸汽負荷的變動，鍋爐工況也不是一成不變的。例如燃料量、燃料水分、煙道漏風(fēng)、受熱面積灰等的變動也都會影響鍋爐的工作。這類變化是由鍋爐設(shè)備本身所引起的，故稱為內(nèi)擾。鍋爐的工況經(jīng)常因受到外擾和內(nèi)擾而發(fā)生變動，任何工況的變動都將引起某些指標(biāo)和參數(shù)的變化，如汽壓、汽溫和效率等。因此，充分了解工況變動時鍋爐工作所受到的影響對運行人員來說是十分重要的。每一個因素的改變都會對鍋爐工況產(chǎn)生一定的影響，幾個因素同時改變時，各種影響則相互交錯，不易清晰地反映出變化的規(guī)律。為了便于分析，下面就一個因素改變時對鍋爐靜態(tài)特性的影響的簡單情況進行定性討論，同時假定其它條件均保持不變，這時，我們可以認為，幾個因素同時改變時給鍋爐工作所帶來的總的影響，就是每一因素單獨改變時的影響的總和。一、燃料量變動的影響1、爐內(nèi)輻射傳熱特性當(dāng)送入爐膛的燃料量變動時，爐膛內(nèi)的溫度和燃料在爐內(nèi)的逗留時間均將發(fā)生變化，這兩種變化對燃燒效率有相反的影響，在一定范圍內(nèi)，它們的影響是不大的。倡當(dāng)負荷過大或過低時，將使燃燒效率降低很多，對本爐來說，由于燃用低揮發(fā)分煤，燃燒損失將增加很多。燃料量增加時，爐膛出口煙溫隨之升高，當(dāng)理論燃燒溫度不變而爐膛出口煙濁升高時，爐內(nèi)的平均溫度水平也升高，爐內(nèi)總的輻射傳熱量增加。爐膛出口煙溫升高表明爐膛出口煙氣焓Il"相應(yīng)增大，然而單位燃料量送入爐膛的熱量Ql未變，故單位燃料量在爐內(nèi)的輻射熱量Q減少了。Q=ε（QL

－IL"）式中ε——保熱系數(shù)2、對流傳熱特性由上述可知，當(dāng)增大燃料量B時，爐膛出口煙溫和煙氣量均將增大，必然會增大對流受熱面的傳熱量。單位燃料的對流傳熱量為Qd

=KHΔt/B式中K——傳熱系數(shù)。K=ψ（αd＋αf）ψ——受熱面平均熱有效系數(shù)；H——對流傳熱面積；Δt——傳熱溫壓。Δt=θ－t當(dāng)燃料量增大時，放熱系數(shù)αd和αf及傳熱溫壓均增加，而且，KΔt的增加幅度一般要超過燃料量本身的增加，因此使單位燃料的對流傳熱增大，而且對流受熱面離爐膛出口愈近，對流傳熱量增加得愈多。實際上，當(dāng)燃料量變動不大時，鍋爐的效率可假定不變，這時燃料量B與鍋爐蒸發(fā)量成正比。這樣燃料量增大時，單位燃料量的對流放熱增大，也就說明提高負荷時，單位工質(zhì)在對流區(qū)中的吸熱量增多，其特性恰好同前述輻射傳熱特性相反。見圖11－1。圖中Δif和Δid分別表示工質(zhì)輻射吸熱和對流吸熱。鍋爐負荷變化對其它參數(shù)的影響示圖11－2中。由圖可知，當(dāng)負荷變化時，效率也隨之變化，在某一負荷時可以到達最高的效率，這一負荷叫做經(jīng)濟負荷，在經(jīng)濟負荷以下時，爐內(nèi)溫度隨著負荷的降低，使不完全燃燒損失顯著增大，鍋爐效率也隨之降低；在經(jīng)濟負荷以上時，如鍋爐負荷降低，則由于排煙損失和燃料不完全燃燒損失的減小，鍋爐效率相應(yīng)地提高。二、過量空氣系數(shù)改變的影響當(dāng)送風(fēng)量變化或各部漏風(fēng)量變化時，都會引起過?？諝庀禂?shù)的變動。1、送風(fēng)量改變爐內(nèi)過量空氣系數(shù)是指爐膛出口處的過量空氣系數(shù)αl"。當(dāng)空氣量增多時，所生成的煙氣的熱容VC增大，因而絕熱燃燒溫度Ta降低；空氣量增多還會使?fàn)t膛黑度減小，并使火焰中心位置升高，所有這些均將影響爐內(nèi)的輻射傳熱，絕熱燃燒溫度降低，將導(dǎo)致爐膛出口煙溫降低，但爐內(nèi)輻射傳熱的減少又會使?fàn)t膛出口煙溫升高。圖10－3示出過量空氣系數(shù)同各處煙溫的關(guān)系。當(dāng)爐內(nèi)過量空氣系數(shù)αl"增大時，燃燒生成的煙氣量增多，煙氣在對流區(qū)中的溫降減小使排煙溫度升高，煙氣量的增多和排煙溫度的升高，將使排煙熱損失q2增大（圖10－4）。在一定范圍內(nèi)過量空氣的增多有利于燃燒，使未燃盡損失q3和q4有所減小。對應(yīng)各項熱損失最?。嵝首罡撸┑倪^量空氣系數(shù)稱為最佳過量空氣系數(shù)。加大爐內(nèi)過量空氣系數(shù)對鍋爐的影響同增大燃料量相近，同樣會減少爐內(nèi)單位輻射傳熱量并增大單位對流傳熱量。2、各部漏風(fēng)量變化漏風(fēng)同上述過量空氣系數(shù)增大的影響是一樣的，只是漏入的是冷空氣，危害性更為嚴重，漏風(fēng)的地點不同，產(chǎn)生的影響也不相同。燃燒器附近或爐膛下部的漏風(fēng)，對燃燒和輻射傳熱損失。對流煙道的漏風(fēng)將降低漏風(fēng)點的煙氣溫度，使該段的傳熱溫差和傳熱量降低，至于離開該段的煙溫可能比無漏風(fēng)時更高或更低。但無論如何，有漏風(fēng)時，都會增大鍋爐的排煙熱損失。三、給水溫度變動的影響鍋爐的給水是由除氧器經(jīng)過給水泵，高壓加熱器送來的，所以當(dāng)高壓加熱器的運行狀況（如是否投用或發(fā)生故障，以及加熱器受熱面的清潔程度等）改變時，將會引起給水溫度的變化。另外，汽輪機負荷變化時，也會導(dǎo)致給水溫度的變化。當(dāng)給水溫度降低時，燃料量的增加會使?fàn)t膛出口煙溫比同樣負荷下要高，加之煙氣流速的增加，因而增加了每公斤燃料在對流受熱面區(qū)域的放熱量Qd，因此單位重量的工質(zhì)在對流受熱面的吸熱B-Qα/D必然增加。因而具有對流特性的過熱器，其出口蒸汽溫度將升高。此外給水溫度降低會增大省煤器中的傳熱溫壓，又會進一步增加省煤器的吸熱量，并降低出口煙溫。四、燃料性質(zhì)變動的影響在運行中，進入鍋爐的燃料的性質(zhì)可能發(fā)生變動，在某些情況下還需改用其它燃料，當(dāng)燃料品種改變時，燃料的發(fā)熱量、揮發(fā)分、水分、灰分以及灰渣性質(zhì)等都會改變，對鍋爐工作有多種不同影響。如揮發(fā)分會影響燃料的著火和燃燒，灰分含量和性質(zhì)會影響未燃盡損失受熱面污染、磨損和環(huán)保；燃料水分不僅影響著火、燃燒和受熱面腐蝕，而且還會使各區(qū)的煙溫和傳熱發(fā)生顯著變化。1、燃料灰分的變動當(dāng)燃料灰分增大時，其可燃物含量減少，故發(fā)熱量、燃燒所需的空氣量和燃燒后所生成的煙氣量都比設(shè)計值降低。如果保持燃料量不變，則由于燃料發(fā)熱量降低，使?fàn)t內(nèi)總放熱量隨之降低因而鍋爐蒸發(fā)量降低，同時將使?fàn)t膛出口的煙氣溫度降低，以致對流受熱面的傳熱溫差減少，燃料灰分增大之后，燃燒產(chǎn)物的體積也縮小，因此對流受熱面的吸熱量顯著降低。要保持蒸發(fā)量不變，則必須增加燃料消耗量，煙氣中的飛灰含量將大幅度增加，就會加劇受熱面的磨損并容易造成堵灰。2、燃料水分的變動圖10－5示出燃料折算水分對鍋爐工作的影響。燃料的水分對爐內(nèi)煙溫、傳熱和排煙熱損失的影響正如過量空氣的影響一樣。燃料水分增加則煙氣窖增大，而絕熱燃燒溫度降低，但是由于水分的比熱較空氣大得多，影響程度就更為嚴重。隨燃料水分的增加，絕熱燃燒溫度會顯著降低，因而爐膛出口煙溫也將降低這時，爐內(nèi)輻射傳熱減少和對流傳熱增大的程度，要比增大爐內(nèi)過量空氣時更為顯著。鍋爐運行參數(shù)的調(diào)節(jié)鍋爐機組運行的好壞在很大程度上決定了電廠運行的安全經(jīng)濟性。鍋爐機組的運行，必須與外界負荷相適應(yīng)，由于外界負荷是經(jīng)常變動的，因此鍋爐機組的運行，實際上只能維持相對地穩(wěn)定。當(dāng)外界負荷變動時，必須對鍋爐進行一系列的調(diào)整操作，使供給鍋爐機組的燃料量、空氣量、給水量等作相應(yīng)的改變，使鍋爐的蒸發(fā)量與外界負荷相適應(yīng)，否則，鍋爐運行參數(shù)就不能保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，嚴重時，將對鍋爐機組和電廠的安全經(jīng)濟運行產(chǎn)生重大影響，甚至給人身安全和國家財產(chǎn)帶來嚴重危害。同時，即使在外界負荷穩(wěn)定的情況下，鍋爐機組內(nèi)部某一因素的改變，也會引起鍋爐運行參數(shù)的變化，因而必須經(jīng)常地監(jiān)視其運行情況，并及時正確地進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)工作。在運行中對鍋爐進行監(jiān)視和調(diào)整的主要任務(wù)是：（1）使鍋爐的蒸發(fā)量隨時適應(yīng)外界負荷變化的需要；（2）均衡給水，并隨時維持汽包水位正常；（3）汽壓、汽溫穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)；（4）保證合格的蒸汽品質(zhì)；（5）減少各項熱損失，提高鍋爐的效率。一、蒸汽壓力的調(diào)節(jié)1、汽壓變化的原因引起鍋爐汽壓發(fā)生變化的原因可歸納為兩個方面：一是鍋爐外部的因素，稱為“外擾”；二是鍋爐內(nèi)部的因素，稱為“內(nèi)擾”，而汽壓變化的實質(zhì)是由于鍋爐蒸發(fā)量與外界負荷的平衡關(guān)系遭到了破壞。（1）外擾外擾是指外界負荷的正常增減以及事故情況下的電負荷，它具體反映在汽輪機所需蒸汽量的變化上，譬如，外界負荷增加時，由鍋爐送往汽輪機的蒸汽量就增多，則在鍋爐蒸汽管內(nèi)的蒸汽分子數(shù)量就減少。適當(dāng)?shù)卦黾尤剂狭亢惋L(fēng)量，使鍋爐產(chǎn)生的蒸汽數(shù)量相應(yīng)地增加，則汽壓將能較快地恢復(fù)至正常數(shù)值。（2）內(nèi)擾即由鍋爐機組本身的因素引起汽壓變化，這主要是指爐內(nèi)燃燒工況的變動（如燃燒不穩(wěn)定或燃燒失常等）和鍋爐內(nèi)工作情況（如熱交換情況）不正常。在外界負荷不變的情況下，汽壓的穩(wěn)定或燃燒失常時，爐膛熱強度將發(fā)生變化，使蒸發(fā)受熱面的吸熱量發(fā)生變化，因而水冷壁管中產(chǎn)生的蒸汽量將增多或減少，這就必然引起汽壓發(fā)生較大的變化。此外，鍋爐熱交換情況的改變也會影響汽壓的穩(wěn)定，水冷壁管外積灰或結(jié)渣以及管內(nèi)結(jié)垢時，由于灰、渣和水垢的導(dǎo)熱系數(shù)很低，都會使水冷壁受熱面的熱交換條件惡化，使受熱面內(nèi)的工質(zhì)得不到所需要的熱量，則必然會影響產(chǎn)生的蒸汽量，而引起汽壓的變化。（3）內(nèi)擾和外擾的判斷在鍋爐運行中，當(dāng)蒸汽壓力發(fā)生變化時，一般可根據(jù)汽壓與蒸汽流量的變化關(guān)系，來判斷引起汽壓變化的是由于外擾或內(nèi)擾的影響。如果汽壓P與蒸汽流量D的變化方向是相同的，則大多是由于內(nèi)擾的影響，譬如當(dāng)汽機調(diào)門開度不變時，如燃料量減少，則鍋爐產(chǎn)汽量減少，最終導(dǎo)致汽壓下降。實際上，單元機組內(nèi)擾的影響過程是這樣的：外界負荷不變時，若鍋爐燃料量突然增加最初壓力上升，同時蒸發(fā)量相應(yīng)增加，但為與外界負荷相適應(yīng)，汽輪機關(guān)小調(diào)速汽門。使汽壓繼續(xù)上升，蒸發(fā)量適當(dāng)減少；反之亦然。2、汽壓波動的影響汽壓過高是很危險的，安全閥萬一發(fā)生故障不動作，則可能發(fā)生爆炸事故，對設(shè)備和人身安全都會帶來嚴重的危害。另一方面，即使安全閥工作正常。汽壓過高時由于機械應(yīng)力過大，也將危害鍋爐設(shè)備各承壓部件的長期安全性，當(dāng)安全閥動作時，排出大量高壓蒸汽，也會造成經(jīng)濟上的損失。如果汽壓低于額定值，則會降低發(fā)電廠運行的經(jīng)濟性，這主要是由于汽壓降低將減少蒸汽在汽輪機中作功的焓降，使蒸汽作功能力降低，因而使汽耗增大，若汽壓降低過多，以致不能保持汽輪機的額定負荷，甚至影響發(fā)電廠的負荷，此外，汽壓過低使汽輪機的軸向推力增加，容易發(fā)生推力瓦燒毀事故。（1）汽壓變化速度的影響當(dāng)負荷變化引起汽壓變化時，汽壓變化的速度說明了鍋爐保持或恢復(fù)規(guī)定汽壓的能力，汽壓變化的速度主要與負荷變化速度，鍋爐的儲熱能力以及燃燒設(shè)備的慣性有關(guān)。負荷變化速度越快，引起汽壓變化的速度也較快，反之，汽壓變化速度越慢。鍋爐的儲熱能力越大，汽壓變化的速度越慢；儲熱能力越少，汽壓變化的速度越快，所謂儲熱能力是指當(dāng)外界負荷變動而燃燒工況不變時，鍋爐能夠放出或吸收的熱量的大小，鍋爐的儲熱能力與鍋爐的水容積和受熱面金屬質(zhì)量的大小及蒸汽參數(shù)有關(guān)。水容積和受熱面金屬量越大，則儲熱能力越大；蒸汽壓力越高，液體熱的變化越小，工質(zhì)和金屬能儲存或釋放的熱量越小。燃燒設(shè)備的慣性是指從燃料量開始變化到爐內(nèi)建立起新的熱負荷所需要的時間，燃燒設(shè)備的慣性大，當(dāng)負荷變化時，恢復(fù)汽壓的速度也就慢，燃燒設(shè)備的慣性與燃料種類和制粉系統(tǒng)的慣性比中間儲倉式制粉系統(tǒng)的慣性要大。汽壓變化速度對鍋爐工作有下述影響：汽包壓力的變動速度過大，會使水循環(huán)惡化，當(dāng)循環(huán)回路下降管中水的下降流速不大，而汽包流速不大，而汽包壓力又急劇降低時，水在下降管中可能發(fā)生汽化，當(dāng)汽包壓力急劇上升時，由于飽和溫度升高，上升管中產(chǎn)生的汽量就會減少。若由于負荷突然增加使汽壓突然降低時，可能引起蒸汽大量帶水，因而使蒸汽品質(zhì)惡化和過熱汽溫降低。另外，當(dāng)汽壓急劇變化時，還會導(dǎo)致虛假水位現(xiàn)象。（2）汽壓的調(diào)節(jié)前已說明：汽壓的變化反映了鍋爐蒸發(fā)量與外界負荷之間的平衡關(guān)系，外界負荷的變化是客觀存在的，而鍋爐蒸發(fā)量的多少則是可以由運行人員通過對鍋爐燃燒的調(diào)節(jié)來控制的。因此，對汽壓的控制與調(diào)節(jié)，就是運行人員如何正確地調(diào)整鍋爐燃燒，以控制好鍋爐蒸發(fā)量，使之適應(yīng)外界負荷需要的問題。當(dāng)負荷變化時，例如當(dāng)負荷增加使汽壓下降時，必須強化燃燒，即增加燃料量和風(fēng)量。如果先增加燃料量而后增加風(fēng)量，并且如果風(fēng)量增加較遲，則將造成不完全燃燒，但是，由于爐膛中總是保持有一定的過?？諝饬?，所以在某些實際操作中，則可以先增加燃料量，然后再適當(dāng)?shù)卦黾语L(fēng)量，低負荷情況下，由于爐膛中的過?？諝庖幌鄬^多，因而在增加負荷時也可先增加燃料量，后增加風(fēng)量。增加風(fēng)量時，應(yīng)先開大引風(fēng)機入口靜葉，然后再開大送風(fēng)機調(diào)節(jié)動葉。如果先加大送風(fēng)，則火焰和煙氣將可能噴出爐外傷人，并且惡化了鍋爐房的衛(wèi)生條件。增加燃燒量的手段是同時或單獨地增加各運行燃燒器的燃料量（增加磨煤通風(fēng)量并相應(yīng)增加給煤機轉(zhuǎn)速）?；蛘呤窃黾尤紵鞯倪\行只數(shù)。二、蒸汽溫度的調(diào)節(jié)汽溫偏離額定值過大時，會影響鍋爐和汽輪機運行的安全性和經(jīng)濟性。汽溫過高，會加快金屬材料的蠕變，還會使過熱器、蒸汽管道、汽輪機高壓部分等產(chǎn)生額外的熱應(yīng)力，因而縮短設(shè)備的使用壽命，當(dāng)發(fā)生嚴重超溫時，甚至?xí)斐蛇^熱器管爆破。汽溫過低，會使汽輪機最后幾級的蒸汽濕度增加，對葉片的侵蝕作用加劇，嚴重時將會發(fā)生水沖擊，威脅汽輪機的安全，而且當(dāng)壓力不變汽溫降低時，蒸汽焓減小，蒸汽的作功能力相應(yīng)減小，汽輪機的汽耗必然增加，降低了電廠運行的經(jīng)濟性。1、過熱汽溫的調(diào)節(jié)本爐采用噴水式減溫器，將給水直接噴射到過熱蒸汽中以降低蒸汽溫度，這種調(diào)溫方式只能使蒸汽減溫而不能升溫。為了保證在各種工況下汽溫維持額定值，過熱器的受熱面積都適當(dāng)?shù)卦O(shè)計得大一些，使在低負荷時不投用減溫器能得到正常的汽溫，而在高負荷時則利用減溫器來降低汽溫。按設(shè)計要求，本鍋爐應(yīng)能在50%負荷至鍋爐最大連續(xù)出力負荷范圍內(nèi)保證過熱汽溫在額定值，為此，鍋爐在50%負荷時，能夠維持額定汽溫，并在此負荷點將減溫器投入運行。隨著負荷的增加，逐漸調(diào)整減溫水量，使得過熱汽溫在要求的范圍之內(nèi)。本鍋爐裝置有兩級噴水減溫器。第一級作為粗調(diào)節(jié)，第二級作為細調(diào)節(jié)，以此比較準(zhǔn)確地控制過熱器出口主蒸汽溫度，使其符合規(guī)定數(shù)值。此外，當(dāng)汽溫問題成為運行中的主要矛盾時，可以在燃燒工況允許的范圍由調(diào)節(jié)送風(fēng)量，以改變流經(jīng)過熱器的煙氣量，達到調(diào)節(jié)過熱汽溫的目的。2、再熱汽溫的調(diào)節(jié)對于中間再熱鍋爐，與主蒸汽溫度相似，再熱汽溫偏離額定值同樣會影響機組運行的經(jīng)濟性和可靠性。例如再熱汽溫偏低，將使汽輪機汽耗量增加，再熱汽溫過高，可能會造成金屬材料的損壞，特別是再熱汽溫的急劇改變，將會導(dǎo)致中壓缸與轉(zhuǎn)子間的脹差發(fā)生顯著變化，有可能引起汽輪機的劇烈振動和事故，威脅設(shè)備的安全，因此，運行中也要采取必要的調(diào)節(jié)措施，使再熱汽溫保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)。再熱汽溫與主蒸汽溫度一樣，也受到鍋爐機組各種運行因素的影響，如鍋爐負荷、給水溫度、燃料性質(zhì)、燃燒工況以及受熱面的清潔程度等工況都將引起再熱汽溫發(fā)生變化，本爐再熱器布置在水平煙道內(nèi)，故再熱汽溫的變化呈對流特性。但是，由于再熱蒸汽的壓力低，因而再熱蒸汽比熱較主蒸汽為少，這樣，等量的蒸汽在獲得相同熱量時再熱汽溫的變化就比主汽溫度大。此外，再熱汽溫還受到汽輪機工況的影響，在過熱器中，進口蒸汽溫度始終等于汽包壓力下的飽和溫度，而在再熱器中，進口蒸汽溫度則隨汽機負荷的增加而升高，隨負荷的減少而降低，所以，再熱汽溫的波動要較主汽溫度為大。本爐的再熱蒸汽溫度主要是通過在爐膛底部注入熱風(fēng)予以調(diào)節(jié)的，在鍋爐最大連續(xù)出力時，熱風(fēng)注入擋板開度為零，隨著負荷的降低，逐漸增大爐底注入的熱風(fēng)量，并相應(yīng)減少二次風(fēng)和三次風(fēng)量，使總風(fēng)量與燃煤量相適應(yīng)，由于爐底熱風(fēng)的注入，抬高了爐膛火焰中心的位置，使得爐膛出口煙氣溫度升高，增加了再熱器的吸熱量，使再熱汽溫能夠維持在額定值。在高負荷不正常運行條件下，可投入事故噴水減溫，使再熱汽溫不至于超過允許高限。三、水位的調(diào)節(jié)保持汽包內(nèi)的正常水位是保證機組安全運行最重要的條件之一。當(dāng)水位過高時，由于汽包蒸汽室高度減小，會增加蒸汽攜帶的水分，使蒸汽品質(zhì)惡化。容易造成過熱器積鹽垢，使管子過熱損壞，嚴重滿水時，會造成蒸汽大量帶水，除造成過熱汽溫急劇下降外，還會引起蒸汽管道和汽輪機內(nèi)產(chǎn)生嚴重水沖擊，甚至打壞汽輪機葉片。水位過低，則可能引起鍋爐水循環(huán)破壞，使水冷壁管的安全受到威脅，如果出現(xiàn)嚴重缺水，而又處理不當(dāng)時，則可能造成爐管爆破。汽包的正常水位定在汽包中心線上51mm處，其正常變化范圍為±100mm。1、影響水位變化的主要因素鍋爐運行中，汽包水位是經(jīng)常變化的，引起水位變化的根本原因，在于工質(zhì)平衡遭到破壞或工質(zhì)狀態(tài)發(fā)生改變，顯然，當(dāng)工質(zhì)平衡（給水量與蒸發(fā)量之間的平衡）遭到破壞時，必將引起蒸汽壓力和飽和溫度變化，從而使水和蒸汽的比容以及水室中蒸汽泡數(shù)量發(fā)生變化。由此將引起水位變化。根據(jù)上述引起水位變化的根本原因，可歸納出影響水位變化的主要因素有鍋爐負荷、燃燒工況和給水壓力等。（1）鍋爐負荷汽包中水位的穩(wěn)定與鍋爐負荷的變化有密切的關(guān)系，當(dāng)負荷變化，也就是所需要產(chǎn)生的蒸汽量變化時，若給水量不變或者不能及時地相應(yīng)增加，則蒸發(fā)設(shè)備中的水量逐漸被消耗，其最終結(jié)果將使水位下降，反之，則將使水位上升。此外，由于負荷變化而造成的壓力變化，將引起爐水狀態(tài)發(fā)生改變，促使它的體積也相應(yīng)改變，從而也引起水位發(fā)生變化，此即為虛假水位現(xiàn)象。在正常情況下，當(dāng)負荷增加時，其最終結(jié)果將使水位下降；當(dāng)負荷降低時，其最終結(jié)果將使水位上升。但是，當(dāng)負荷劇烈變化時，水位的變化還有一個明顯的過渡過程，在這個過程中反映出來的水位變化并不立即就是如上述的最終結(jié)果。譬如當(dāng)負荷急劇增加時，汽壓將很快下降，由于爐水溫度就是鍋爐當(dāng)時壓力下的飽和溫度，所以隨著汽壓的下降，爐水溫度就要從原來較高壓力下的飽和溫度下降到新的、較低壓力下的飽和溫度，這時爐水（和金屬）要放出大量的熱量，這些熱量又用來蒸發(fā)爐水，于是爐水內(nèi)的汽泡數(shù)量大大增加，汽水混合物的體積膨脹，所以促進水位很快上升，當(dāng)爐水中多產(chǎn)生的汽泡逐漸逸出水面后，汽水混合物的體積又收縮，所以水位又下降，這時如果不及時地、適當(dāng)?shù)卦黾咏o水量，則由于負荷急劇增加，蒸發(fā)量大于給水量，因而水位將很快地下降。負荷急劇增加而給水量未作出調(diào)整時，汽包水位的變動見圖10－6。圖中曲線1表示給水量小于蒸發(fā)量時的水位變化情況，曲線2表示汽壓突降對水位的影響（虛假水位）。水位的實際變動為曲線1和2的疊加，如曲線3所示，水位先上升然后又迅即下降。(2)燃燒工況燃燒工況的改變對水位的影響也很大。在外界負荷不變的情況下，燃燒強化時，水位將暫升高，然后又下降；燃燒減弱時，水位將暫降低，然后又升高，這是由于燃燒工況的改變使?fàn)t內(nèi)放熱量改變，因而引起工質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化的緣故。例如，當(dāng)送入爐內(nèi)的燃料量突然增加時，爐內(nèi)放熱量增多，體積膨脹，因而使水位暫升高，由于產(chǎn)汽量不斷增加，使汽壓上升，相應(yīng)地提高了飽和溫度，爐水中的蒸汽泡數(shù)量有所減少，水位又會下降。如果這時汽壓不能及時恢復(fù)，則由于蒸汽作功能力的提高而外界負荷又沒有變化，因而汽輪機調(diào)節(jié)機構(gòu)將關(guān)小調(diào)速汽門，減少進汽量，由于鍋爐蒸汽量減少而給水量卻沒有變，因而使得水位又要升高。（3）給水壓力如果給水系統(tǒng)運行不正常使給水壓力變化時，將使送入鍋爐的給水量發(fā)生變化，從而破壞了給水量與蒸發(fā)量的平衡，必然引起汽包水位的波動。在其它條件不變的情況下，給水壓力高使給水量加大時，水位升高，給水壓力低使給水量減少時，水位下降。2、水位的調(diào)節(jié)對水位的控制調(diào)節(jié)比較簡單，它是依靠改變給水調(diào)節(jié)閥的開度，即改變給水量來實現(xiàn)的水位高時，關(guān)小調(diào)節(jié)閥；水位低時，開大調(diào)節(jié)閥?，F(xiàn)代大型鍋爐機組，都采用一套比較可行的給水自動調(diào)節(jié)器來自動調(diào)節(jié)送入鍋爐的給水量，調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)除能投入自動外，還可以切換到遠方手動操作。本鍋爐的水位調(diào)節(jié)由二套自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實現(xiàn)，即在低負荷（<20%BMCR）時采用單沖量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)負荷大于20%BMCR時，通常采用三沖量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。圖10－7（a）為單沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖，它是按汽包水位的偏差來調(diào)節(jié)給水閥的開度，圖中H表示汽包水位信號。這種調(diào)節(jié)方式的主要缺點是：當(dāng)蒸汽負荷和蒸汽壓力突然變化時，由水容積中的蒸汽含量和蒸汽比容改變產(chǎn)生虛假水位，從而使給水調(diào)節(jié)閥有錯誤動作。因此它只用于低鍋爐負荷下的水位調(diào)節(jié)。圖10－7（b）示出三沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，除水位信號外，又增加了蒸汽流量信號D和給水流量信號G。它綜合考慮了蒸汽量與給水量相等的原則，又考慮了水位偏差的大小，既能補償虛假水位的瓜，又能糾正給水量的擾動。四、燃燒調(diào)節(jié)燃燒調(diào)節(jié)的任務(wù)是：（1）燃燒供熱適應(yīng)負荷的需要，以維持穩(wěn)定的汽壓；（2）保證良好燃燒，減少未燃燼損失，同時要防止鍋爐金屬煙氣側(cè)的腐蝕和減少對大氣的污染。（3）維持爐膛內(nèi)有穩(wěn)定的負壓。燃燒過程是否穩(wěn)定直接關(guān)系到鍋爐運行的可靠性。例如：燃燒過程不穩(wěn)將引起蒸汽參數(shù)發(fā)生波動；爐膛溫度過低將影響燃料的著火和正常燃燒，容易造成爐膛滅火；爐膛溫度過高或火焰中心偏斜將可能引起水冷壁、凝渣管結(jié)渣或燒損設(shè)備，并可能增大過熱器的熱偏差。造成局部管壁超溫等等。燃燒過程的經(jīng)濟性要求保持合理的風(fēng)、煤配合就是要保持最佳的過?？諝庀禂?shù)；合理的一、二次風(fēng)配合就是要保證著火迅速、燃燒完全；合理的送、引風(fēng)配合就是要保持適當(dāng)?shù)臓t膛負壓，減少漏風(fēng)。1、燃料量的調(diào)節(jié)本鍋爐具有6套正壓直吹式制粉系統(tǒng)，由于無中間儲粉倉，因而制粉系統(tǒng)出力的大小將直接影響到鍋爐蒸發(fā)量，當(dāng)鍋爐負荷有較大的變動時，需要啟動或停止一套（或幾套）制粉系統(tǒng)。若鍋爐負荷變化不大，則可通過調(diào)節(jié)運行的制粉系統(tǒng)的出力來解決。當(dāng)鍋爐負荷增加，要求制粉系統(tǒng)的出力增加時應(yīng)先開大磨煤機和一次風(fēng)機的進口風(fēng)量擋板，增加磨煤機的通風(fēng)量，以選用磨煤機內(nèi)的少量存粉量作為增荷開始時的緩沖調(diào)節(jié)；然后，再增加給煤量，同時開大相應(yīng)的二次風(fēng)門，反之，當(dāng)鍋爐負荷降低時，則減少給煤量和磨煤機通風(fēng)量以及二次風(fēng)量。2、送風(fēng)的調(diào)節(jié)風(fēng)量的調(diào)節(jié)是鍋爐運行中一個重要的調(diào)節(jié)項目，它是使燃燒穩(wěn)定、完全的一個重要因素。當(dāng)鍋爐負荷發(fā)生變化時，隨著燃料量的改變，必須同時對送風(fēng)量進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。正常穩(wěn)定的燃燒說明風(fēng)、煤配合比較恰當(dāng)，這時，爐膛內(nèi)應(yīng)具有光亮的金黃色火焰，火焰中心應(yīng)在爐膛的中部，火焰均勻地充滿爐膛但不觸及四周水冷壁，火色穩(wěn)定，火焰中沒有明顯的星點（有星點可能是煤粉分離現(xiàn)象，此外爐膛溫度過低或煤粉太粗時也會有星點），從煙囪排出的煙氣應(yīng)呈淺灰色。如果火焰熾白刺眼，表示風(fēng)量偏大，如果火焰暗紅不穩(wěn)，則有兩種可能：一種可能是風(fēng)量偏小，另一種可能是送風(fēng)量過大或漏風(fēng)嚴重，致使?fàn)t膛溫度大大降低。風(fēng)量的具體調(diào)節(jié)，是通過液壓執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)送風(fēng)機動葉的角度實現(xiàn)的。3、爐膛負壓及引風(fēng)調(diào)節(jié)本鍋爐采用平衡通風(fēng)方式，即爐膛煙氣壓力稍低于外面大氣壓，由于爐膛內(nèi)高溫?zé)煔猱a(chǎn)生自拔風(fēng)力的作用。使?fàn)t內(nèi)不同高度處的煙氣壓力不一樣，自爐底到爐頂，煙氣壓力是逐漸增高的；另外，由于煙氣離開爐膛時沿?zé)煹揽朔鲃幼枇Φ慕Y(jié)果，使煙氣壓力又逐漸降低下來，直到最終由引風(fēng)機提高壓頭后，才從煙囪排出，因此，整個鍋爐爐膛和煙道內(nèi)的煙氣壓力都呈負壓狀態(tài)，其中以爐膛頂部的煙氣壓力最大（負壓值最?。?，爐膛負壓表的風(fēng)壓測點就裝在爐膛靠近爐頂?shù)某隹谔?，只要爐膛頂部的煙氣保持著合適的負壓值（一般為-50Kpa左右），即使?fàn)t墻有不嚴密之處，也無煙氣外泄之慮。在單位時間里，如果從爐膛排出的煙氣量等于燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣量，則爐膛的負壓就保持不變，否則爐膛負壓就要發(fā)生變化。例如，在引風(fēng)量未增加前，先增加送風(fēng)量，就會使?fàn)t膛出現(xiàn)正壓。當(dāng)鍋爐負荷改變而燃料量和風(fēng)量發(fā)生改變時，隨著煙氣流速的改變，各部負壓也相應(yīng)改變，鍋爐負荷增加，各部分的負壓也相應(yīng)增大；反之，各部分負壓相應(yīng)減小。爐內(nèi)燃燒工況一旦發(fā)生變化，必將迅速引起爐膛壓力相應(yīng)改變，當(dāng)鍋爐的燃燒系統(tǒng)有故障或異常情況發(fā)生時，最先反映的就是爐膛負壓發(fā)生變化，如鍋爐滅火，從儀表盤上最先反映出的現(xiàn)象是爐膛風(fēng)壓曲線的指示急劇波動并向負擺到底，然后才是汽包水位、蒸汽流量等指示的變化，在運行中，即使在送、引風(fēng)機調(diào)節(jié)擋板開度保持不變的情況下，由于燃燒工況總有少量的變動，故爐風(fēng)壓是脈動的，反映在爐膛風(fēng)壓曲線上就是經(jīng)常在控制值的左右輕微晃動。當(dāng)燃燒不穩(wěn)時，爐膛風(fēng)壓將產(chǎn)生強烈的脈動，爐膛風(fēng)壓表的指針也相應(yīng)作大幅度的劇烈晃動。運行經(jīng)驗說明，當(dāng)爐膛風(fēng)壓發(fā)生強烈脈動時，往往是滅火的預(yù)兆。這時，必須加強監(jiān)視和檢查爐內(nèi)火焰情況，分析原因，并及時地進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和處理。鍋爐引風(fēng)量是根據(jù)送入爐內(nèi)燃料量和送風(fēng)量的變動情況來進行調(diào)節(jié)的，引風(fēng)機的具體調(diào)節(jié)方法是通過電動執(zhí)行機構(gòu)操縱引風(fēng)機入口導(dǎo)向擋板，以改變其開度來實現(xiàn)的。鍋爐的啟動和停運鍋爐的啟動分為冷態(tài)啟動和熱態(tài)啟動兩種。所謂冷態(tài)啟動，是指鍋爐經(jīng)過檢修或較長時間備用后，在沒有壓力而其溫度與環(huán)境溫度相接近情況下的啟動；熱態(tài)啟動，則是指鍋爐經(jīng)較短時間的停用，還保持有一定壓力和溫度情況下的啟動。熱態(tài)啟動時的工作內(nèi)容與冷態(tài)啟動大致相同，為了能了解鍋爐啟動工作的全過程，我們將以冷態(tài)啟動作為討論的基本內(nèi)容。鍋爐啟動的時間，是指從點火到帶額定負荷所需要的時間，在確定鍋爐啟動時間時，應(yīng)考慮以下兩個原則：（1）使鍋爐機組各部件逐漸和均勻地得到加熱，不致產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力；（2）在保證設(shè)備安全的前提下，盡量縮短啟動時間，并減少啟動中的工質(zhì)損失和熱量損失。在啟動過程中，水循環(huán)不良、過熱器、再熱器冷卻不夠和省煤器中水不流動，可能會造成爆管事故；另外，由于爐溫較低，也容易出現(xiàn)滅火爆燃事故。啟動過程中，燃燒損失較大，又不可避免地要排汽和放水，以致造成工質(zhì)和熱量損失，因此，鍋爐啟動時要注意安全問題和經(jīng)濟問題。鍋爐停運是一個冷卻過程，同樣存在著設(shè)備部件的安全保護問題，如果冷卻速度過快，也可能產(chǎn)生危險的熱應(yīng)力，損傷設(shè)備。一、單元制鍋爐的啟動按著汽輪機沖轉(zhuǎn)時蒸汽參數(shù)的不同，單元制機組分為額定參數(shù)啟動和滑參數(shù)啟動兩種。額定參數(shù)啟動是指鍋爐首先啟動，蒸汽參數(shù)升至額定值，然后再沖動汽輪機，汽輪機從沖轉(zhuǎn)至帶額定負荷，電動主閘門前的蒸汽參數(shù)始終保持在額定值，由于這種啟動方式存在諸多缺點，大型機組已不再采用這種啟動方式?；瑓?shù)啟動是指在鍋爐點火、蒸汽升壓升溫的過程中，利用低溫壓蒸汽來進行暖管，并隨著汽溫汽壓的升高逐步提高到一定參數(shù)，汽輪機組沖轉(zhuǎn)，待發(fā)電機并網(wǎng)后逐步升溫、升壓增加負荷，在整個啟動過程中，自動主汽門前的蒸汽參數(shù)隨機組轉(zhuǎn)速或負荷的變化而滑升。單元機組采用滑參數(shù)啟動的優(yōu)越性表現(xiàn)在以下幾方面：（1）縮短了啟動時間，因而增加了運行調(diào)度的靈活性，因為滑參數(shù)啟動時，蒸汽管道的暖管和汽輪機的啟動過程與鍋爐的升壓過程同時進行，使整個機組的啟動時間得以縮短。（2）增加了機組的安全可靠性，滑參數(shù)啟動時，整個機組的加熱過程是從較低的參數(shù)下開始的，因而各部件的受熱膨脹比較均勻，對鍋爐而言，可使水循環(huán)工況改善，過熱器的冷卻條件亦得以改善；對汽輪機而言，由于開始進入汽輪機的是低壓低溫蒸汽，蒸汽的容積流量較大，容易充滿汽機，而且流速也可增大，使汽輪機各部分得到均勻而迅速的溫升，故熱應(yīng)力工況可以得到改善。（3）能提高經(jīng)濟性。啟動時間的縮短可以減少啟動過程中的燃料消耗和工質(zhì)的損失，并使機組早發(fā)電。單元機組的滑參數(shù)啟動分為真空法和壓力法兩種。壓力法滑參數(shù)啟動應(yīng)用較廣，所謂壓力法滑參數(shù)啟動，是指待鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽具有一定的壓力和溫度后，才沖轉(zhuǎn)汽輪機，下面我們對壓力法滑參數(shù)啟動時鍋爐的操作步驟作一簡單說明。1、啟動前的檢查和準(zhǔn)備做這項工作的目的是使所有設(shè)備和系統(tǒng)均處于準(zhǔn)備起動狀態(tài)。以便達到隨時可以投入啟動的條件。啟動前檢查與準(zhǔn)備的主要內(nèi)容如下：（1）爐內(nèi)檢查包括燃燒室及煙道內(nèi)部的受熱面、燃燒器、爐墻、風(fēng)煙檔板、等。（2）爐外檢查包括燃燒系統(tǒng)的送、引風(fēng)機出口擋板，一、二、三次風(fēng)擋板，二次風(fēng)總風(fēng)門，其它各處擋板及傳動裝置、開度指示；爐墻各孔門等。（3）汽水系統(tǒng)檢查包括主蒸汽及給水管道中的汽水閥門、空氣門、排污門、事故放水門、再循環(huán)門、汽包、聯(lián)箱的膨脹指示器、汽包水位計、汽水系統(tǒng)中的遠方控制機構(gòu)等。（4）各種電氣設(shè)備的檢查和電動閥門的遙控試驗。（5）熱工儀表、信號裝置、指示燈、操作開關(guān)和自動調(diào)節(jié)設(shè)備的檢查。（6）各轉(zhuǎn)動機械的檢查與試轉(zhuǎn)。（7）燃料儲存量應(yīng)充分，制粉系統(tǒng)應(yīng)處于準(zhǔn)備啟動狀態(tài)。2、鍋爐進水當(dāng)高溫水進入常溫汽包時，汽包上下壁、內(nèi)外壁之間會出現(xiàn)溫度差，從而引起熱應(yīng)力，因此，一般規(guī)定：冷爐的進水溫度不得超過90℃（一般電廠都用大約94℃的除氧水作為進水，當(dāng)水流經(jīng)省煤器和連接管道進入汽包時的溫度最初約為70℃左右）。高壓以上鍋爐的進水持續(xù)時間一般為2～4小時，冬季應(yīng)較夏季長?？紤]到在鍋爐點火以后，爐水將受熱膨脹和汽化，故點火前，汽包進水高度一般只需加到水位計的最低可見水位，以免啟動過程中由于水位太高而大量排放，進水結(jié)束后，如水位有上升或下降的現(xiàn)象，則應(yīng)檢查給水閥、排放閥和排污閥的開關(guān)狀態(tài)以及鍋爐各處的嚴密性，不正常的情況應(yīng)予以糾正。3、點火鍋爐點火前，首先啟動回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，以使預(yù)熱器受熱面能受到均勻的加熱，然后投入暖風(fēng)器，并開啟引、送風(fēng)機，對爐膛和煙道進行吹掃，以清除可能殘存的可燃物，防止點火時發(fā)生爆燃，吹掃時通風(fēng)時間不少于5分鐘，通風(fēng)的容積流量應(yīng)大于額定值的25%，對一次風(fēng)管應(yīng)吹掃3～5分鐘，油槍利用蒸汽吹掃，以保證管路暢通。本鍋爐采用0號輕柴油作為點火燃料，應(yīng)根據(jù)燃燒工況、各部溫度情況和燃燒性質(zhì)等條件，經(jīng)過一定的時間以后再投入煤粉燃燒器，投粉以后，如發(fā)生爐膛滅火，應(yīng)立即停止送粉，并對爐膛進行適當(dāng)?shù)耐L(fēng)，然后再重新點火。以免未點燃的煤粉突然燃燒，形成爆燃，以致?lián)p壞設(shè)備和傷人。點火時的噴油量和投煤粉以后的噴粉量均應(yīng)控制恰當(dāng)，既要考慮盡量使?fàn)t膛受熱均勻。又要防止升溫速度過快而造成汽包壁溫差過大和過熱器管金屬超溫等。4、升溫升壓（1）升壓過程鍋爐點火以后，爐水溫度逐漸升高并產(chǎn)生蒸汽，汽壓逐漸升高，從鍋爐點火直到汽壓升至工作壓力的過程，稱為升壓過程。就升壓而言，鍋爐很容易做到，只要爐內(nèi)燃燒，暫不送或少送蒸汽，壓力就很快地升高，然而升溫的問題就比較復(fù)雜。升溫速度取決于燃燒率。為了保證設(shè)備的安全，升溫速度和燃燒率都有嚴格的控制，但是對鍋爐來說，汽輪機要求沖轉(zhuǎn)的參數(shù)總是壓力較低而溫度較高，因此，在鍋爐的啟動中必須設(shè)法緩和壓力的上升，而盡可能加快汽溫的升高。由于水和蒸汽在飽和狀態(tài)下溫度和壓力存在一定的對應(yīng)關(guān)系，所以蒸發(fā)設(shè)備的升壓過程也就是升溫過程，通常以控制升壓速度來維持升溫速度。為使汽包和受熱面的溫升不致過快，以免由于溫差過大產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力而引起設(shè)備發(fā)生變形，故鍋爐的升壓速度不能太快。根據(jù)運行實踐高壓以上鍋爐升壓過程中的平均溫升速度大約為1.5～2.0℃/min。（2）升壓升溫過程中的定期工作鍋爐點火以后，隨著壓力的逐漸升高，鍋爐運行人員應(yīng)按照一定的要求，在不同的壓力下進行有關(guān)操作和檢查工作。①當(dāng)汽壓升至0.15～0.2MPa左右，空氣已排完，應(yīng)關(guān)閉空氣門，沖洗一次水位計，沖洗后應(yīng)仔細校對水位，以保證指示正確。②當(dāng)壓力升至0.2～0.4MPa時，可進行鍋爐下部放水，以使蒸發(fā)面各部分受熱均勻，并放出沉淀物提高爐水品質(zhì)，同時也可檢查水冷壁放水系統(tǒng)是否暢通，在放水過程中，應(yīng)密切注意汽包水位的變化，為盡早建立正常的水循環(huán)，在點火升壓的開始階段，對水冷壁下聯(lián)箱的放水時間可長一些，此外，在升壓中其應(yīng)根據(jù)汽包壁溫差及水冷壁膨脹情況，可再放水1～2次，放水時應(yīng)區(qū)別不同情況，對于膨脹能量小的聯(lián)箱，放水應(yīng)加強。③當(dāng)壓力升至0.3～0.5MPa時，應(yīng)穩(wěn)壓一段時間，以便擰緊檢修中拆卸過的螺栓，如汽包人孔門螺栓等，因為部件受熱膨脹后螺栓可能松動。④當(dāng)汽壓升至0.4～0.5MPa時，可以開始進行主蒸汽管的暖管工作。⑤當(dāng)汽壓升到接近額定壓力之前（約80～90%額定壓力），應(yīng)再次沖洗水位計，并校對二次水位計是否正確可靠。⑥檢修過的安全門，在額定壓力以前應(yīng)進行校驗工作。（3）受熱面熱膨脹的監(jiān)視在升壓過程中，必須注意監(jiān)視汽包，各聯(lián)箱和管道的熱膨脹情況，定期檢查和記錄各監(jiān)視點壁溫和各處膨脹指示器的指示值，以判斷其膨脹是否正常。對于膨脹量小的水冷壁，可加強下聯(lián)箱的放水，把汽包中較熱的水引下來，以加快水冷壁的加熱，同時促進水循環(huán)，放水可以增加汽包內(nèi)水的流動，這也是減小汽包上下壁金屬溫差的一種方法，但注意放水量適當(dāng)，放水點要選擇適宜。（4）升壓時升溫升壓太快，汽包金屬往往會受到過大的熱應(yīng)力，下面對汽包在啟動中受到的幾種主要應(yīng)力作簡單分析。在啟動開始階段，蒸發(fā)區(qū)內(nèi)的自然循環(huán)尚不正常，汽包里的水流動很慢或局部停滯，對汽包壁的放熱系數(shù)很小，故汽包下部金屬溫度升高不多，汽包上部與飽和蒸汽接觸，蒸汽對金屬凝結(jié)放熱，此放熱系數(shù)比汽包下部的大很多，故汽包上部金屬溫度較高，這種上下溫差將使汽包趨向于拱背開頭的變形。但由于有管子相連，汽包不能自由變形，因此汽包上部金屬受到軸向壓應(yīng)力，下部金屬受到軸向拉應(yīng)力，上下溫差愈大，則熱應(yīng)力愈大，一般規(guī)定，汽包上下金屬的溫差不許超過50℃在起動過程中，汽包金屬從工質(zhì)吸收熱量，溫度逐漸升高，并不斷通過保溫層向外界散熱，汽包壁的內(nèi)面溫度較高，外面溫度較低，這一溫差將使內(nèi)面承受壓應(yīng)力，外面承受拉應(yīng)力。隨著工質(zhì)的受熱，蒸汽壓力逐漸升高，汽包壁將承受切向、軸向和徑向機械應(yīng)力。由上述的分析可知，汽包的上下溫差和筒壁金屬的內(nèi)外溫差，均會造成熱應(yīng)力，這些溫差的大小在很大程度上決定了工質(zhì)的溫升速度，速度越大溫差愈大，一般規(guī)定汽包內(nèi)工質(zhì)溫度的平均升高速度不應(yīng)超過1.5～2.0℃/min,一般電廠對每臺鍋爐根據(jù)試驗或經(jīng)驗制定升壓曲線,作為起動時的依據(jù)。在開始階段，汽包內(nèi)的壓力很低，金屬主要承受由溫差引起的熱應(yīng)力，但這時的各種溫差往往很大，故升溫速度應(yīng)該小些；另一方面，壓力愈低，升高單位壓力時的相應(yīng)飽和溫度的上升愈大（見表10－1）。因此，開始時的升壓應(yīng)特別緩慢，在這個階段內(nèi)，應(yīng)采取種種措施，如維持燃燒穩(wěn)定和均勻，進行水冷壁下部的定期放水等來促進水冷壁內(nèi)正常的水循環(huán)，以加強汽包水的流動，從而減少汽包上、下部的溫差，在隨后的階段，水循環(huán)漸趨正常，汽包上下壁溫差逐漸減小，但仍應(yīng)限制升壓速度，使汽包壁的內(nèi)外溫差不致過大，當(dāng)壓力接近額定值時，汽包金屬的機械應(yīng)力接近設(shè)計值，這時仍應(yīng)限制升壓速度。(5)過熱器的保護鍋爐正常運行時,過熱器管被高速蒸汽所冷卻,管壁金屬溫度比蒸汽溫度高得不多,在啟動過程中情況則大不相同.在冷爐啟動以前,直立的過熱器管內(nèi)一般都有停爐時蒸汽的凝結(jié)水或水壓試驗后留下的積水,點火以后,這些積水將逐漸蒸發(fā),鍋爐起壓以后,部分積水也會被蒸汽流所排除。在積水全部蒸發(fā)或排除之前，某些管內(nèi)沒有蒸汽流過，管壁金屬溫度仍不會比煙溫低很多，因此一般規(guī)定，在鍋爐蒸發(fā)量小于約9%額定值時，必須限制過熱器入口煙溫，考慮到在啟動初始階段，煙氣側(cè)有較大的熱偏差，故煙溫的限值應(yīng)比過熱器金屬允許承受的溫度還要低些，控制煙溫的手段是限制燃燒率或調(diào)整爐內(nèi)火焰的位置。隨著汽包壓力的提高，過熱器內(nèi)蒸汽流量增大，管壁得到較好的冷卻，這時可逐漸提高煙溫，并用限制出口汽溫的辦法來保護過熱器，此限值通常比額定負荷時的汽溫低50～90℃，升壓過程中過熱器的出口汽溫主要決定于當(dāng)時的燃燒率和排汽量，也與爐內(nèi)火焰位置和過量空氣系數(shù)有關(guān)。在啟動過程中，有時也用噴水減溫，但應(yīng)注意，噴水量不能太大，以防噴水不能全部蒸發(fā)而積存在過熱器管內(nèi)。（6）省煤器的保護一般鍋爐啟停時，利用汽包與省煤器下聯(lián)箱的再循環(huán)管。形成經(jīng)過省煤器和自然循環(huán)回路，來保護省煤器，使之不致過熱，對于本爐來說，省煤器單級布置，相對吸熱量減小，省煤順入口煙溫為495℃，在低合金鋼可以承受的溫度范圍內(nèi)，在鍋爐啟停時，省煤器前煙溫還低于上述溫度。此外單元機組啟、停時，為了保證汽包水位，一般多采用小流量連續(xù)給水方式，使省煤器受到冷卻，故本鍋爐不設(shè)置再循環(huán)管。5、暖管鍋爐啟動前，從鍋爐末過出口到汽輪機自動主閥門之間的主蒸汽管道是冷的，管內(nèi)可能還有積水，管子與其附件的厚度相差較大，如果高溫蒸汽突然通入，將會使其產(chǎn)生破壞性的熱應(yīng)力，還可能發(fā)生嚴重的水擊和振動。因此，在鍋爐點火后利用其所產(chǎn)生的低溫蒸汽對主汽管道及管道上的閥門進行預(yù)熱和疏水，這個過程稱為暖管，為避免產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，暖管對溫升速度一般不超過3～5℃/min。二、鍋爐的停用把正常工作的鍋爐停下來作為熱備用或冷備用，或準(zhǔn)備進行檢修，稱為正常停爐，由于設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)生事故而被迫停爐，則稱為事故停爐。正常停爐時，應(yīng)逐漸減少煤量，同時相應(yīng)地減少送引風(fēng)量，當(dāng)負荷低于額定值50～70%時，為了保持燃燒的穩(wěn)定，防止突然滅火或爆燃事故，應(yīng)投入助燃油槍，待負荷和參數(shù)都比較低時，才將鍋爐熄滅。熄火時的鍋爐負荷越低，熄火后系統(tǒng)的壓力就愈穩(wěn)定，熄火后應(yīng)立即進行爐膛吹掃，以清除爐膛和煙道內(nèi)的可燃物。鍋爐停止燃燒后進入降壓和冷卻階段，此時，必須防止汽包等部件因冷卻速度太快而產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力，一般在最初4～8小時內(nèi)，鍋爐吹掃后，停送、引風(fēng)機，關(guān)閉鍋爐各處門、孔和擋板，以免鍋爐急劇冷卻，此后，可逐漸打開煙道擋板及爐膛各門、孔，進行自然通風(fēng)冷卻，同時進行一次進水和放水，以促進鍋爐內(nèi)部水的流動，使各部件的冷卻都比較均勻，8～9小時后，如有必要加快鍋爐冷卻，可啟動送引風(fēng)機進行強制通風(fēng)冷卻