余热锅炉冷态启动高压汽包壁温差控制
330MW锅炉启动过程汽包上下壁温差拉大原因分析及防范措施
330MW锅炉启动过程汽包上下壁温差拉大原因分析及防范措施【摘要】某厂#11机是330MW机组，#11炉2019年1月份在一次启动过程发生锅炉汽包上下壁温差拉大至68℃的现象。
机组启动过程产生汽包上下壁温差，一般是汽包上壁温度高于下壁温度，汽包上部壁温的升高使得上壁金属欲伸长而被下部限制，因而受到轴向压应力，下部金属则受到轴向拉应力，汽包将会产生向上拱起的变形，这种变形称为香蕉变形，过大壁温差的产生，将会导致汽包的热应力增大且上下温差越大，则应力也越大，进而导致汽包受到损伤，与汽包连接的管道焊口产生裂纹，减少汽包的使用寿命。
因此，对此次汽包上下壁温差拉大的原因分析非常必要，找出原因并提出相关防范措施，杜绝此类事件的再次发生。
【关键词】汽包启动过程上下壁温差原因分析防范措施1.概述某厂#11炉为东方锅炉厂生产的DG1025/18.2--II15型，亚临界压力、一次中间再热、自然循环、双拱型单炉膛、平衡通风、固体排渣、全钢架悬吊结构、尾部双烟道，采用烟气挡板调节再热汽温，“W”型火焰燃煤锅炉。
汽包长度26690mm、内径1792mm、壁厚145mm、正常水位中心线下76mm。
规程规定汽包上下壁温差小于56℃。
二、#11炉启动过程汽包上下壁温差拉大的经过2019年1月8日17：00中调令#11机组启动，9日8：00并网。
接中调令后，#11机组立即启动恢复备用工作，22：00锅炉上水完毕，汽包水位300mm。
22：30#11炉点着火，按操作票升温升压，00：28运行人员见锅炉点着火2小时，汽温上升缓慢，由原来4支油枪运行增投油枪至9支运行，增投油枪后由于炉水快速膨胀，汽包水位30分钟内由280mm快速升至400mm顶表。
1：50汽包上下壁温差由21℃开始呈较快增长，2：45运行人员见汽包上下壁温差仍呈增长趋势，停运5支油枪运行。
停运5支油枪后汽包上下壁温差仍呈增长趋势，3：10达启动第一台磨煤机条件，此时汽包上下壁温差已拉大至45℃，汽包上壁温度161℃，运行人员根据以往经验，判断汽包上下壁温差应该不会增长。
某厂#4锅炉启动过程中汽包壁温差及并汽阀前温度控制措施的探讨
某厂#4锅炉启动过程中汽包壁温差及并汽阀前温度控制措施的探讨作者：蔡仑来源：《中国科技纵横》2016年第11期【摘要】某厂#4锅炉由哈尔滨锅炉厂生产，型号为HG-480/10.3-YM21煤粉炉，自投产以来，在启动过程中，锅炉一直存在着汽包上下壁温差超限以及并汽时并汽门前温度低的问题。
汽包上、下壁温差超过规定值50℃以上而产生的热应力严重地威胁了汽包的安全；并汽门前温度低导致并汽后母管温度急剧下降，尤其#4锅炉主汽管道接近三线管道入口，并汽后导致三线温度急剧下降，严重时三线温度降至380度以下，影响了外管网用户的安全性。
针对以上问题，本文对如何在启动过程中，减小汽包上、下壁温差以及并汽前如何提高并汽门前温度作为课题，认真分析，查找原因，多次实践，通过控制升温升压速度，增加换水量等方法，解决了启炉过程中汽包上、下壁温差大的问题，通过利用母管蒸汽倒暖提高了并汽门前温度，使#4锅炉在点火过程中出现的问题得到了解决。
【关键词】启动换水升压温差某#4锅炉由哈尔滨锅炉厂生产，型号为HG-480/10.3-YM21，为单炉膛、集中下降管、高压参数、燃用煤粉、四角切向燃烧、平衡通风、固态排渣的自然循环汽包炉，锅炉前部为炉膛，四周布置膜式水冷壁，炉膛出口处布置屏式过热器。
水平烟道装设了两级对流过热器，炉顶、水平烟道转向室和尾部包墙均采用膜式管包敷，尾部竖井烟道中布置省煤器并配两台三分仓回转式空预器。
锅炉汽包上、下壁温差规定不超过50℃，自投产以来#4锅炉在正常运行以及停炉过程中，均能保证汽包上下壁温差在规定范围内，但在启动升压过程中，一直存在着汽包上下壁温差超限的问题，严重时，汽包上、下壁温差可达70—80℃，超过极限值 30℃左右，汽包上、下壁温差一旦超过规定值，将使汽包上半部受到巨大的压缩应力，汽包下半部受到巨大的拉伸应力，在这种巨大的热应力作用下，轻者使汽包产生变形，弯曲、缩短了汽包的使用寿命，严重时可使汽包壁产生裂纹，造成严重的汽包损坏事故；锅炉并汽温度规定小于母管温度20—30℃，但#4锅炉自投产以来，多次点火并汽时并汽阀前温度只能达到400℃左右，并汽后导致蒸汽母管温度急剧下降，严重时使三线出口温度由410℃降至380℃，对外管网用户的安全性造成很大的影响。
汽包壁温差控制办法 Word 文档
锅炉启动过程中控制汽包壁温差的方法(征求意见稿)目前，多台机组在锅炉启动过程中，由于运行操作调整不当，造成汽包上下壁温差高达90℃，直接影响到汽包的使用寿命，对汽包长期安全运行构成严重威胁。
《电力工业锅炉压力容器监察规程》中第13.3条规定：“汽包锅炉应严格控制汽包壁温差。
上下壁温差不超过40℃”。
因此，在锅炉启动过程中，必须控制好上水、升温升压过程中汽包壁温差，通过控制上水温度和速度，优化进料方式，加强燃烧调整，加强水系统的循环等方式进行控制。
具体方法如下：一、锅炉上水过程1、当锅炉处于冷态时（汽包下壁温度小于100℃时），上水温度一般应控制在30～70℃。
一般规定上水时间夏季不少于2 h，冬季不少于4 h。
若上水温度与汽包下壁温差小于50℃时，可适当加快上水速度。
2、如锅炉处于热态时（汽包下壁温度大于100℃），应根据汽包下壁温度来确定上水温度，上水温度与汽包下壁温应不大于50℃。
同时，合理控制上水速度，确保在上水过程中汽包上下壁温差小于40℃。
3、锅炉上水时，应保持较高的汽包水位，一般上水至+50mm～+100mm为宜。
二、锅炉升温升压过程1、锅炉点火应选用水分低、热值高的燃料，以利于锅炉的燃烧调整，防止因燃料质量差造成给料机或水冷套堵料，导致锅炉燃烧不稳定，受热面吸热不均。
2、锅炉点火布料时，炉排料层应中间高两侧低，且料层不宜太厚。
130t/h黄秆和48t/h锅炉尽量采用#2或#3线进料，同时要注意保持#1、4线水冷套秸秆塞完好，防止漏入冷风；130t/h 灰秆锅炉尽量采用#3、4给料机进料。
同时，根据锅炉燃烧情况及时调整送风量，保正燃料所需氧量，使之在炉膛内充分燃烧。
3、锅炉点火后应保持较少的送风量和较低的炉膛负压，130t/h黄秆锅炉点火初期在采用一条给料线运行时，可采取#2、3给料线切换进料，期间#1、4给料线可间断少量进料以保持良好的秸秆塞，减少漏风；130t/h灰秆锅炉点火初期在采用#3、4给料机进料期间，可间断的切换成#2、5给料机进料，应注意观察炉内燃烧情况，不应剧烈变化。
防止汽包上、下壁温差过大的技术措施
技术措施：一、锅炉冷态上水时，上水温度与汽包壁温差不大于50℃，冬季上水不少于4 小时，夏季上水不少于2小时，上水时汽包上、下壁温差不超过50℃，否则应减慢上水速度或停止上水。
二、锅炉投入蒸汽推动过程中,，应缓慢进行，控制汽包壁各点温度均匀上升，升温速度≤1℃/min，汽壁温差不超过50℃，否则应减慢加热速度。
锅炉正常运行中，减负荷速度不能过快，保证汽压稳定，防止汽压大幅度波动。
三、滑参数停炉时，控制降压速度，特别是滑停后期，当汽压降至4.0Mpa以下时，其降压速度应控制在0.5Mpa/min以下，不得过快。
四、降低停炉参数，停炉最终汽压要求控制在2.0Mpa以下。
五、停炉后的冷却阶段，最易发生汽包壁温差过大，因此，停炉后必须注意：(1).锅炉息火后，通风5min停止吸风机，关闭所有风门档板，检查各孔门必须处于严密关闭状态，以防急剧冷却。
(2).冷却阶段要有专人监视汽包水位，始终保持汽包最高水位。
(3).锅炉放水，需汽压降至零，汽包壁温降至80℃以下时方可进行。
(4).停炉后需抢修转吸风机，必须在停炉6小时后进行，但必须加强进、放水次数，汽包壁温差不超过50℃。
(5).除锅炉抢修、锅炉防腐、冬季防冻外，停炉后不得进行带压放水。
(6).停炉后必须严格控制冷却速度，当汽包上、下壁温差大于50℃时，应减慢冷却速度。
(7).停炉后采取吸风机不停的快速冷却方式，需经总工程师批准。
(8).停炉后必须密切监视汽包壁温的变化，按停炉操作票，按时记录汽包壁温。
组织措施：1、上水时必须时时监测上下汽包壁温差和变化情况，上水时确保上水温度与汽包壁温差不大于20℃。
2、停炉时每一小时抄一次汽包壁温报表，发现温差有增大情况及时汇报，并查找原因。
3、停炉后必须保持锅炉汽包水位为最高水位，同时应开启汽汽包再循环，保持汽包水位，如水位下降，应间歇性上水。
防止汽包壁温差过大的措施
防止汽包壁温差过大的措施：一、在锅炉启动过程中，防止汽包壁温差过大的主要措施有：1、合理控制锅炉上水温度，上水速度不宜过快，按规程规定执行。
上水完毕，有条件时投入底部加热。
2、严格控制升压速度，尤其是低压阶段的升压阶段的升压速度应缓慢。
这是防止汽包壁温差过大的重要的和根本的措施。
为此，升压过程要严格按着给定的升压曲线进行。
在升压过程中，若发现汽包温差过大时，应减慢升压速度或暂停升压。
控制升压速度的主要手段是控制好燃料量。
此外还可以开大一、二级旁路，增加旁路系统的通汽量。
3、升压初期汽压上升要稳定，尽量不使汽压波动太大。
因低压阶段，汽压波动时饱和温度变化率很大，饱和温度变化大必将引起汽包壁温差大。
4、采用适当的方式加强定期排污，以使锅炉水循环增强。
5、维持燃烧的稳定和均匀。
采用对称投油枪，定期倒换或采用多油枪少油量等方法，使炉膛热负荷均匀。
6、尽量提高给水温度。
给水温度低，则进入汽包的水温也较低，会使汽包壁上下温差大。
二、在停炉过程中，防止汽包壁温差过大的主要措施有：在停炉过程中，因为汽包绝热保温层较厚，向周围的散热较弱，冷却速度较慢。
汽包的冷却主要靠水循环进行，汽包上壁是饱和汽，下壁是饱和水，水的导热系数比汽大，汽包下壁的蓄热量很快传给给水，是汽包下壁温度接近于压力下降后的饱和水温度。
而与蒸汽接触的上壁由于管壁对蒸汽的放热系数较小，传热效果较差而使温度下降较慢，因而造成了上、下壁温差扩大。
因此停炉过程中应做到：1、严格控制降压速度不要过快，控制汽包壁温差在40℃以内。
2、停炉过程中，尽量提高给水温度。
3、停炉后为防止汽包壁温差过大，锅炉熄火后将汽包上满水，具体可以根据给水流量情况，在汽包水位上至+300mm后，再继续上水2—5分钟，如果发现汽包上壁温有降低趋势时，应该立即停止上水。
停炉冷却过程中当汽包水位降低后，及早进行上水。
4、为防止锅炉急剧冷却，熄火后4--6小时内应关闭各挡板孔门，保持封闭，此后可根据汽包壁温差不大于40℃的条件，开启烟道挡板、引风挡板，进行自然通风冷却。
9F级燃气蒸汽联合循环机组锅炉高压汽包上下壁温差大的控制方法
2019.6 EPEM 69节能减排Energy Saving前言本文研究的9F 级燃气蒸汽联合循环机组的余热锅炉为东方菱日锅炉有限公司制造，型号为MHDB-aE94.3a-Q1，高压汽包外径为φ2250mm,内径φ2040mm，壁厚105 mm，长为15055 mm，材料为13MnNiMoR。
燃机为我国引进的首台意大利安萨尔多制造的9F 级燃机，型号为aE94.3a。
余热锅炉在燃机联合循环机组冷态启动时，出现了高压汽包上下壁温差过大，最大到96.7℃，远大于制造厂规定的高压汽包上下壁温差要小于50℃以内的要求。
高压汽包上下壁温差在燃机冷态启动中经常超过规定值，会影响高压汽包的寿命。
由于燃机冷态启动中，点火后升速快，只需10分钟就定速，燃机定速后并网前的排烟温度为346℃左右。
高压汽包在此过程中上壁温升速快，下壁温升速慢，从而出现了壁温差超过制造厂规定值的情况。
由于燃机启动开始至定速3000r/min 的时间基本固定，所以排烟温度升速率也是固定的。
本文将从锅炉侧有关操作和控制方面来分析汽9F 级燃气蒸汽联合循环机组锅炉高压汽包上下壁温差大的控制方法山东电力工程咨询院有限公司 杨学峰 中电（四会）热电有限责任公司 王 斌 金轶群 吴 贵摘要：本文对9F级燃气蒸汽联合循环机组冷态启动过程中高压汽包上下壁温差过大问题进行分析并提出解决方案。
关键词：燃气轮机；联合循环；余热锅炉；汽包壁温包壁温差过大的原因并解决这一问题。
由于该类型的锅炉中压汽包和低压汽包起压速度较慢，不存在汽包上下壁温差超过规定的现象。
本文重点分析冷态启动过程中高压汽包的上下壁温差大的原因并找出解决办法。
温态启动和热态启动过程中高压汽包不需要投用炉底加热，其上下壁温差控制可以参考冷态启动。
1 余热锅炉冷态启动过程中高压汽包上下壁温差过大原因分析1.1 余热锅炉冷态启动过程中高压汽包上下壁温差过大现象描述机组冷态启动前，高压汽包炉水是从低压汽包通过高压给水泵上水而来。
燃机余热锅炉汽包上下壁温差大原因分析及处理
燃机余热锅炉汽包上下壁温差大原因分析及处理摘要：在机组整套启动调试期间，余热锅炉冷态启动时出现了汽包上下壁温差大问题。
结合燃机的启动特点、余热锅炉结构特点及本机组的实际情况等，对机组启动过程、运行方式进行细致全面的分析，并经对多项运行方式的调整和试验，有效控制冷、温、热启动和停机时，高、中、低压汽包上下壁温差均控制在50℃以内，成功解决了汽包壁温差大问题，达到了规范及设备要求，实现了安全、稳定运行。
关键词：燃机；余热锅炉；汽包壁温差大；冷态启动Analysis and treatment of large temperature difference between upper and lower wall of steam drum of gas turbine waste heat boilerZhang Haisheng（Guangzhou Yueneng Power Technology Development Co.，Ltd. Guangzhou City，Guangdong Province 510080）Abstract：During the whole start-up and commissioning of the unit，the large temperature difference between the upper and lower walls of the steam drum appears during the cold start-up of the waste heat bined with the start-up characteristics of the gas turbine，the structural characteristics of the waste heat boiler and the actual conditions of the unit，this paper makes a detailed and comprehensive analysis of the start-up process and operation mode of the unit，and effectively controls the cold and temperature by adjusting and testing several operation modes.When cold、warm and hot start and stop，the temperature difference between upper and lower wall of high，medium and low pressure steam drum is controlled within 50 ℃，the problem of big wall temperature difference of steam drum is solved successfully，the requirement of specification and equipment is reached，and the safe and stable operation is realized.Key words：Gas turbine；Waste heat boiler；Large temperature difference between upper and lower wall of steam drum；Cold start；0 引言：汽包是亚临界锅炉的重要设备。
高压汽包壁温差产生的原因分析及控制措施
高压汽包壁温差产生的原因分析及控制措施主要介绍了余热锅炉高压汽包的基本组成和作用，详细分析了机組冷态启动时高压汽包壁温差产生的原因以及控制措施;着重介绍了如何控制高压汽包升压速率并提出优化措施;通过采取这些控制和优化措施将高压汽包上下壁温差控制在50℃范围以内，减少了高压汽包启动过程中的热应力，延长使用寿命，保证机组安全运行。
标签：高压汽包;冷态启动;汽包壁温差;控制措施;优化0 引言某发电厂采用一拖一分轴布置F级燃气-蒸汽联合循环机组，一台燃机发电机组，一台余热锅炉，一台汽轮机发电机组，燃机为安萨尔多AE94.3A重型机组，余热锅炉为东方凌日的MHDB-AE94.3A-Q1，此余热锅炉高压汽包的设计压力是16.4MPa，设计温度是355℃，采用材质是13MnNiMoR，汽包壁厚度是105mm。
汽轮机为上海电气的135机组型号LZC136-12.69/1.9/0.403/561.7/547。
该发电厂在冷态启动过程中高压汽包上下壁温差最高达到80℃，严重威胁机组的安全运行，本文以该发电厂AE94.3A燃气-蒸汽联合循环机组为例，分析余热锅炉高压汽包在冷态启动过程中上下壁温差大的原因并提出控制措施。
1 高压汽包组成高压汽包由封头和简体组焊而成，整体主要是由管道、测量装置和分离装置组成的。
管道主要有给水管道、下降管道、上升管道、加药管道、排污管道、饱和蒸汽管道等;测量装置主要有汽包壁温热电偶、汽包双色水位计、差压水位计、电接点水位计，压力表，压力变送器，安全阀等;分离装置主要有旋风分离器，波形板分离器，波形板干燥器，均流孔板等。
2 高压汽包作用高压汽包是高压炉水加热、蒸发、过热三个过程的枢纽，是建立高压系统水循环的中转站;汽包内部布置有旋风分离器、波形板箱以及排污等装置，是高压蒸汽合格品质的保证;高压汽包水容积44m?，具有一定的储水量和蓄热能力，在异常工况下能缓解蒸汽压力的快速变化。
3 高压汽包壁温差大危害高压汽包热应力的产生来源于汽包上下壁温差和内外壁温差，壁温差越大，热应力越大，长期在过应力工况下运行会增加汽包寿命损耗[1]，严重时使汽包发生弯曲变形甚至产生裂纹，危害机组的安全运行。
(完整版)余热锅炉100题
余热锅炉试题库一、填空题：1、余热锅炉出口挡板在燃机停机后延迟 _2___小时关闭，以减少 HRSG 在 停机 状态期间的热损失。
2、在给汽包上水时，汽包上水温度不应 小于 40℃，应控制其壁温不 小于 35℃， 以保护厚壁汽包，也不应 _大于 70℃，防止汽包引起过大温度应变。
应从锅炉底 部上水，上水应平缓，上水时间夏季不少于 2 小时，冬季不少于 4 小时。
汽包上、 下壁温差不得 大于 40℃，受压部件热膨胀应正常。
3、对于冷态启动和冬季启动，上水正常后应投入蒸汽加热。
加热过程应缓慢 进行，严格控制汽包壁温差，在升温过程中汽包壁各点间的温差最大不超过 ___40_℃。
加热管道如出现振动，应 关小蒸汽加热阀门或降低辅助蒸汽压力 。
4、高、中、低压系统的启动水位。
冷态：高压汽包约 _460_mm ，中压汽包约 300_mm ，低压汽包约 _300 mm 。
热态：高压汽包约 520_mm ，中压汽包约 _400_mm ，低压汽包约 _400_mm 。
5、我厂余热锅炉模块 I 包括：（高压过热器 4 级； 再热器 2级；高压过热器3 级；高压过热器 2 级；再热器 1 级；高压过热器 1 级 ） 6、我厂余热锅炉模块 II 包括：高压蒸发器 2 级；高压蒸发器 1级；高压省煤 器 5 级；中压过热器；高压省煤器4 级。
7、我厂余热锅炉模块 III 包括：中压蒸发器； 低压过热器；高压省煤器 3 级； 中压省煤器；高压省煤器 2 级；高压省煤器 1 级。
8、我厂余热锅炉模块 IV 包括：低压蒸发器；低压预热器 2 级；低压预热器 1 级9、 HRSG 的 HP/IP/RH 蒸汽系统是在额定压力的 70%以上时为滑压运行方式。
在该负荷点以下 HP/IP 系统是在_固定压力方式下运行的。
LP 蒸汽系统在整个 负荷范围内都是在固定压力方式下运行的。
（70%以上；固定压力；固定压力 ）13、我厂余热锅炉高压汽包水位低于 __196 mm ，延时 2 秒跳燃机 14、我厂余热锅炉中压汽包水位低于 __229 mm ，延时 2 秒跳燃机 15、我厂余热锅炉低压汽包水位低于 __200 mm ，延时 2 秒跳燃机 16、我厂余热锅炉高压汽包水位高于 __1071 mm ，延时 2 秒，燃机自动停运，汽机跳闸，延时 1min 停运_高压给水泵 _。
大型汽包炉汽包壁温差的控制
大型汽包炉汽包壁温差的控制摘要：在活力发电厂中，大型汽包炉汽包壁温差会直接影响到设备的使用效率。
针对该问题，本文对自然循环锅炉汽包壁温差产生的原因以及温差引起的热应力的产生过程和热应力对汽包寿命的影响进行了分析，提出了合理的控制及预防措施，避免了因汽包壁温差引起的热应力对汽包的损害，对延长汽包寿命有十分积极的作用和意义。
关键词：自然循环锅炉；汽包；热应力；壁温差1前言锅炉烟气余热回用技术的现状分析深挖现有设备的节能潜力，是企业降低生产成本成、提升市场竞争力的有效途径之一。
通常燃煤锅炉设计的平均排烟温度约为140～150℃，从锅炉的热平衡角度来分析，排烟热损失是锅炉运行中最大的热损失，约占到总热损失的60%～70%，将这些热量损失进行回收再利用的潜力巨大。
目前企业通过一系列技术措施，增加配套的烟气换热设备，在保障锅炉安全运行、避免受热面结露积灰的前提下，降低排烟温度，减少排烟热损失，从而达到节能降耗的目的。
由于入炉煤含硫量、灰分等受制于煤炭市场，为了保证烟气余热回收利用，确保锅炉尾部受热面不产生低温腐蚀、不堵灰和低磨损。
因此，需要从设计、制造、安装、调试、运行监控上作严格分析和不断改进。
2传统烟气余热回用技术2.1烟气余热回用技术应用案例某热电厂配有4台400t/h循环流化床锅炉，锅炉原设计的平均排烟温度为140℃，烟气余热有较大的利用空间。
2009年该热电厂对4台锅炉逐一增设烟气余热换热设备，将排烟温度降至110℃以下，从而减少锅炉的排烟热损失，提高电厂的热效率，初步达到了节能环保的目的。
由于该电厂锅炉炉型设计十分紧凑，烟道空余位置有限，根据设计方的建议，在烟道内空气预热器的下方、省煤器灰斗的上方狭小空间内增设钢结构支撑梁，加装换热设备进行烟气热量回收的改造。
2.2气泡壁温差存在的主要原因（1）吸热段低温结露腐蚀该电厂锅炉的烟气余热回用设备吸热段为碳钢外鳍片管式换热器，该换热器直接与烟气接触，因此，其壁面温度必须充分考虑在实际运行时燃料的烟气酸露点情况，保证在受热面安全不结露的前提下回收效益最大。
锅炉启停时汽包壁温差控制方法研讨
锅炉启停时汽包壁温差控制方法研讨作者：王涛来源：《科学与财富》2018年第24期摘要：锅炉启停时，汽包的上下壁温均容易产生较大的温差，特别在发生泄漏后的停炉冷却过程中，此现象非常突出。
壁温差有时高达70-80℃，严重危害汽包的寿命，影响锅炉的安全运行。
关键词：汽包上下壁温；热应力；凝结放热；放热系数1 概况我厂现有高温高压煤粉锅炉5台。
投运以来，通过长时间的运行观察，均发现在锅炉启停炉的过程中，汽包的上下壁温容易产生较大的壁温差。
尤其是8#锅炉2017年一次因省煤器爆管后的停炉抢修过程中出现了壁温差过大的现象，造成了冷却时间较长，被迫延迟检修的情况。
超过规定值的汽包壁温差，不仅危害汽包的寿命，影响锅炉的安全运行，同时，在锅炉启动过程中，汽包如果存在较大的壁温差，就会使点炉人员被迫放慢升温升压速度，长时间地投油来等待壁温差的减小，严重影响氧化铝正常生产的用汽需求。
2 汽包壁温差的危害汽包壁温差将会导致汽包产生强大的热应力，根据应力计算公式，壁温差越大，产生的应力越大，对汽包的危害越大。
汽包上部壁温的升高使得上壁金属欲伸长而被下部限制，因而受到轴向压应力，下部金属则受到轴向拉应力，这样将会使汽包趋向于拱背状的变形。
总之，汽包上下壁温差过大，将会导致汽包的热应力增大，进而导致汽包受到损伤，减少汽包的使用寿命，影响锅炉的安全运行。
锅炉启动时较大汽包壁温差产生后，司炉被迫放慢升温升压速度，造成投油时间过长油耗高，不能按计划时间并汽，形成影响氧化铝生产的恶劣局面；锅炉抢修时较大汽包壁温差产生后，会拖延检修计划的进行，造成进度缓慢令生产陷于被动中。
3 汽包壁温差产生的原因汽包壁温差因锅炉的上水、启停等各阶段不同而产生的原因不同，现就各阶段产生壁温差的原因具体分析如下：3.1锅炉上水时产生了汽包壁温差当锅炉上水时，来自零米疏水箱的合格除氧水经疏水泵首先进入管壁较薄的水冷壁、省煤器及集中下降管，最后进入汽包。
因此，管壁首先被加热，而且温度上升较快，而汽包不但壁厚而且又是最后接触水，则加热温度上升就比较慢。
燃机启机过程中汽包产生上下壁温差的原因与处理
燃机启机过程中汽包产生上下壁温差的原因与处理作者：袁智勇来源：《科学与财富》2019年第01期摘要：在工业发展的过程中最不可缺少的资源之一就是电力资源，在当前的国际上燃气-蒸汽联合循环这一发电形式应用广泛，由于其本身具有非常高的发电效率，建设周期相对于较短，操作方便进而被大力推广。
本文就燃机启机过程中汽包产生上下壁温差的原因与处理进行探讨。
关键词：燃机；汽包；温差；处理措施现阶段我国要求在发展经济的时候必须要做到保护环境，不能以消耗环境来换取经济发展，为此我国的工业在进行发展的过程中，始终以环境保护作为大前提，余热锅炉是燃机电厂最主要的部件之一，由于其本身具有排放无烟尘，所排放的SO2和NOX也相对于少，为此在实际工作中大力地去发展燃机余热锅炉对于我国现阶段电力资源的发展都有着极大的意义。
而汽包是余热锅炉是重要的设备之一，发现其在启机过程中产生上下壁温差的问题进行分析和解决，使燃机技术能够更好的应用在工业发展中。
1 气包造成上下温差的因素与危害气包是工质加热、蒸发、过热三道工序的纽带，其主要的作用集中在连接下降管、蒸汽管、导水管等管道。
气包中大量存在的物质是水和气体，基于此，气包能够存储大量的热量。
（1）如果说气包进入到给水管，那么此时其接触到的是汽包的下壁。
在给水温度与汽包的温度相差较大的情况之下，同时给水的速率又较快，那么汽包的上下两壁就会产生体积差值，从而对汽包带来较大的附加作用力，严重的情况下会造成汽包的畸变与裂缝。
（2）汽包的上下两壁具有一定的厚度，在发生形变的时候速度较慢，但是，和汽包壁相连接的管子壁相对较为薄，在发生形变的时候速度较快。
若给水温度与汽包温度差值过大或进水速度过快，将造成膨胀不均，使焊口发生裂缝，造成设备损坏。
（3）在燃气机组启动的过程中，一旦燃气机运行之后，那么锅炉内的气泡就会产生压力。
炉水与蒸汽的温度随着汽包的温度升高而升高。
炉水加热汽包的上半部分，蒸汽加热汽包的下半部分。
影响锅炉汽包壁温差的因素及控制措施
影响锅炉汽包壁温差的因素及控制措施摘要：本文就锅炉汽包壁温变化引起的热应力和壁温差进行讨论，详细分析了汽包上下壁、内外壁温差产生的原因、温差引起的热应力的产生过程和热应力对汽包寿命的影响因素，提出了控制汽包壁温差的措施，以保证锅炉汽包的安全稳定运行。
关键词：汽包壁温差控制措施汽包是锅炉加热、蒸发、过热的三个阶段的连接枢纽或大致的分界点，它是是锅炉的重要组件，在运行中如果操作或管理不当会使其上下壁、内外壁产生过大的温差和热应力。
其机械应力和热应力的综合应力在局部区域的峰值可能接近或超过汽包材料的屈服强度，使汽包壁形成裂纹，扩展到一定程度时汽包将被破坏。
汽包承受的应力主要有压力引起的机械应力和温度变化引起的热应力，其中机械应力与其工作压力成正比，在设计中通过强度计算来确定汽包的壁厚、直径和选材等，运行中只要控制不超压运行，机械应力的最大值是稳定的。
并且在启动过程中，必须严格控制升温升压速度，停炉过程中也是如此，当然停炉后的冷却对汽包的保护将显得尤为重要，本文仅就自己从事锅炉运行以来，对汽包应力引起壁温差的一些认识，进行讨论、分析汽包壁温差大的原因，并提出相应的控制措施和方法。
一、汽包热应力分析锅炉在启动和停炉过程中，汽包壁内的温度场和传热条件不断变化。
当温度变化时,汽包筒体存在着三种温差：内外壁温差、上下壁温差、纵向温差。
因汽包沿长度方向可自由膨胀，故略去纵向温差的影响。
（一）上下壁温差的产生的机理：1.点火升压过程中的汽包壁温差在升压过程中，汽包内壁温度表现为上部温度高下部温度低。
原因分析如下： 1.1汽包下部为水空间，上部为汽空间。
在锅炉启动过程中，汽侧介质的温度为饱和温度，而水侧介质的温度则低于饱和温度。
而且在升温过程中，汽包壁金属温度低于介质温度，形成介质对汽包壁加热。
汽包下部为汽水混合物对汽包壁对流放热，因为凝结放热系数比对流传热的放热系数要大3～4倍，所以汽包上半部温升比下半部温升快，形成上下壁温差。
锅炉启动过程中汽包壁温差的控制
于 拱背 状 变形 ， 生较 大 的热 应 力 ， 重影 响 汽 包 的 产 严 使 用寿命 。此 外， 包相 连 的众 多管屏 （ 降管 、 与汽 如下 上 升 管 、 汽 管 ） 可 能 随 汽包 自由 变 形 ， 汽 包 相 导 不 与
接 触 ． 表 面 温度 上 升 的速度 较 内壁慢 ， 而 又形 成 外 从
了内、 外壁 温差 。 １ ２ 锅 炉升压 过程 中汽 包产 生的 壁温差 ．
汽 包壁 的 内壁 金属 温 度较 高 ， 胀 量 大， 膨 外壁 的金 属 温 度较低 ， 膨胀量 小， 包 内外壁 金属 温差 愈大， 热 汽 则
升 小 。汽包 上 壁 与饱 和蒸 汽接触 ， 和蒸 汽 遇到 较 饱
半 部 内壁 面所 受 到 的是 两 个 叠 加 一起 的压 缩 应 力，
而 汽包 下半 部外 壁 面所受 到 的则 是两个 叠 加的拉 伸
应 力 。在汽 包危 险壁 面处 其 总应力 可能 要 比 由工 作
压力 引起的应力高一倍， 严重时将大大降低汽包的
１ ３ 汽 包壁 温差 的危 害 ．
作。 由于对 启动 过程 工况 的特性 掌握 不足 ， 在启 动 会 过 程 中出现 一些不 该 发 生 的异 常情 况 ， ： 壁 温 如 汽包
当汽包 壁温 差 大到 一定 程 度后 ，会 使汽 包趋 向
差大、 汽水 系统循环不 良、 过热器干烧等， 不但会使
３ 汽 包 壁 温 差 的 控 制 方 法
在锅 炉 起 动过程 中，防止 汽 包壁 温差 过 大 的主 要 措 施有 ：
维普资讯
煤
３ ４
炭
余热锅炉汽包壁温差控制策略
余热锅炉汽包壁温差控制策略摘要：余热锅炉作为一种重要的能源回收设备，能够将废热转化为可利用的热能，提高能源利用效率。
而在余热锅炉的运行过程中，汽包壁温差的控制是一项关键任务。
壁温差过大不仅直接影响设备安全运行，还会减少热能回收效果。
因此，制定科学合理的壁温差控制策略至关重要。
基于此，本文章对余热锅炉汽包壁温差控制策略进行探讨，以供参考。
关键词：余热锅炉；汽包壁；温差控制；策略引言汽包壁温差指的是余热锅炉中汽包内外壁的温度差异。
余热锅炉汽包壁温差控制策略的重要性和应用价值不容忽视。
通过采取合理的措施和控制策略，能够确保设备的安全可靠运行，提高能量利用效率，延长设备寿命，并提高生产稳定性。
1余热锅炉汽包壁温差控制的重要性1.1安全性保障汽包壁温差的过高或过低都可能导致设备运行不稳定甚至故障，进而对设备安全产生影响。
例如，过高的壁温差可能会引起部分汽包壁受热过度，导致局部过热甚至爆管的危险；而过低的壁温差则可能导致沸腾和干燥煮沸，增加了设备的腐蚀和损坏风险。
因此，控制合理的汽包壁温差能够确保余热锅炉的安全运行。
1.2提高能量利用效率汽包壁温差的合理控制可以较好地平衡锅炉内部的热负荷分布，使其能够更加均匀地吸收燃料燃烧产生的热量。
这样可以避免出现局部过热或过冷的现象，提高热能传递效率，最大限度地利用余热资源，降低能源消耗和运行成本。
1.3延长设备寿命通过控制合理的汽包壁温差，可以避免设备在运行过程中受到过热或过冷的影响，减少设备的热应力和疲劳损伤，从而延缓设备的老化和寿命的衰减。
1.4提高生产稳定性合理控制汽包壁温差可以保持余热锅炉的稳定运行状态，减少设备运行过程中的波动和不稳定性，提高生产线的稳定性和可靠性。
这对于需要连续生产的工业生产过程尤为重要，能够有效避免因设备故障或突发问题导致生产中断和损失。
2汽包壁温差的原因分析2.1燃烧过程其一，燃料供给不均匀。
若燃料供给不平衡，部分区域燃烧过剩，导致该区域的汽包壁温度升高。
余热锅炉汽包产生上下壁温差的原因分析与控制措施
余热锅炉汽包产生上下壁温差的原因分析与控制措施摘要：一般规定：汽包的上下壁温差或汽包任意两点的温差不容许超过40℃。
本文对本厂余热锅炉停炉后停炉后汽包上下壁温差偏大的原因进行了分析，认为其主要是因停炉后汽水系统压力下降速度过快、汽包水位偏低、补水频繁、等所致。
指出汽包壁温差大的危害，寻求合理的控制措施，保证汽包的安全。
对此，提出尽可能减缓启停炉时汽压上升（下降）速度、采用滑参数启停炉方式，以及在停炉后在维持汽包较高水位的前提下尽量减少补水次数的控制对策.在采取这些对策后，停炉后汽包壁温差基本控制在允许范围内。
本文将进行初步探讨，研究汽包承受温差的能力和潜力，为减少启停时间，对机组节能降耗和提高设备的可用率均提出见解。
正文：汽包是锅炉的重要组成部分，在使用中如果操作或管理不当会使其上下壁、内外壁产生过大的温差和热应力。
其机械应力和热应力的综合应力在局部区域的峰值可能接近或超过汽包材料的屈服强度，使汽包壁容易形成裂纹，扩展到一定程度时汽包将被破坏。
高井热电厂燃气蒸汽联合循环机组，配套余热锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司根据ALSTOM能源公司技术设计、制造。
余热锅炉布置为三压、再热、卧式、无补燃自然循环余热锅炉，与GE公司9FB等级燃气轮机相匹配。
燃机排烟经余热锅炉入口烟道进入余热锅炉，逐次横向冲刷立式各受热面管束，经出口烟道，最后从烟囱排出。
余热锅炉的汽水流程是凝汽器来的凝结水和热网回水由凝结水泵升压后，送入锅炉尾部低压（扩大）省煤器，并进入除氧器及低压汽包。
低压汽包内的水一部分经低压系统蒸发器、过热器，产生低压过热蒸汽送往汽轮机低压缸或热网；低压汽包内的另一部分水经2×100%容量的高/中压给水泵，分别送入高、中压系统。
高压系统的水经高压给水泵增压后流经高压省煤器、高压蒸发器和高压过热器，产生高压过热蒸汽送入汽轮机高压缸；中压系统的水经中压给水泵增压后流经中压省煤器、中压蒸发器和中压过热器，产生中压过热蒸汽与来自汽轮机的再热（冷段）蒸汽汇合，经再热器，产生再热(热段)蒸汽，送往汽轮机中压缸。
如何控制汽包壁温差
如何控制汽包壁温差对于自然循环锅炉来说，汽包是锅炉内加热、蒸发、过热这三个过程的连接枢纽。
在实际操作中，只要加强调整，精心维护，控制好锅炉启动初期的升温升压、锅炉停炉后的降温降压及放水过程，就一定能将汽包壁温差控制在规定范围内，从而延长汽包的使用寿命。
一、汽包壁温差过大的危害及易发生的阶段1、汽包壁温差过大的危害汽包上部壁温的升高使得上壁金属欲伸长而被下部限制，因而受到轴向压应力，下部金属则受到轴向拉应力。
这样将会使汽包趋向于拱背状的变形。
过大壁温差的产生，将会导致汽包的热应力增大且上下温差越大，则应力也越大，进而导致汽包受到损伤，减少汽包的使用寿命。
2、汽包上下壁温差大易发生的阶段锅炉启动初期、锅炉停炉后的降温降压过程中，都是汽包上下壁温差大易发生的阶段。
不同压力下水的饱和温度并不是线性的，低压阶段，水的饱和温度随压力变化较大，而高压阶段，水的饱和温度随压力变化较小，因此，机组启动初期、锅炉停炉后的降温降压过程中，应严格控制汽包压力的变化。
二、汽包壁温差大的原因分析1、锅炉启动阶段锅炉启动初期，炉水温度逐渐上升，未起压前无蒸汽产生，由于上水温度高于汽包下壁温度，导致汽包下壁温度高于上壁温度。
锅炉起压后，会产生一定的饱和蒸汽，由于饱和蒸汽温度与汽包上壁存在温差，饱和蒸汽对汽包壁放热，且释放汽化潜热，汽包上壁温度会逐渐高于下壁温度。
随着汽包压力的上升，饱和温度变化逐渐缓慢，汽包上壁温度也逐渐上升，上下壁温差会逐渐减少。
2、锅炉停炉后散热条件差异较大：汽包处于炉外并保温，加之热容量较大，使汽包壁温逐步高于汽包内的水汽温度。
汽包筒体上半部分一部分热量向炉外散热，一部分向汽包内部散热，一部分向汽包下半部散热，而汽包筒体的下半部分一部分热量向炉外散热，一部分向汽包内部散热，同时还要接受来自上半部分传递过来的热量。
冷却方式差异较大：停炉后锅炉进入降压和冷却阶段，汽包主要靠内部工质进行冷却，由于汽包内炉水压力及对应的饱和温度逐渐下降，汽包下壁对炉水放热，使汽包壁很快冷去卩，而汽包上壁与蒸汽接触，在降压过程中放热系数较低，金属冷却缓慢，所以出现上部壁温大于下部壁温，造成温差。
启停炉及运行过程中如何控制壁温
三、停炉过程中
1、壁温温差大的危害 当管壁上、下壁或内、外壁有温差时，将在管壁金属内产生附加热应 力，温差越大，热应力也越大，这种热应力能够达到十分巨大的数值， 可以使管壁发生弯曲，变形，裂纹，缩短汽包的使用寿命，严重影响安 全运行。因此、必须在停炉后采取有效的措施，将壁温严格控制在允许 的范围之内。
• 7、调节一次风时，应缓慢进行，防止磨煤机风量突增使大量存粉进入 炉膛内，短时间内使实际煤水比失调，造成分离器出口蒸汽温度、末再 及末过温度飞升而引起相应受热面金属超温。 • 8、积灰、结渣会使受热面表面温度增高，导致受热面管壁超温和高温 腐蚀甚至爆管；在运行过程中，应控制合适的过量空气系数及煤粉细度， 减少锅炉本体的漏风，对受热面进行周期性吹扫，使锅炉受热面保持在 合适的清洁状态，避免过热器、再热器等受热面处出现烟气走廊，以提 高运行的安全经济性。
二、正常运行过程中
• 1、保持合适的水煤比，控制分离器出口蒸汽的过热度（20）在正常范 围内波动，当给水或煤量自动失灵时，应切到手动进行干预。 • 2、发现受热面壁温超温时，首先应从运行调整角度去降低壁温，如调 整无关效，应适当防低主、再汽温或降低锅炉负荷。 • 3、启动磨煤机时，应控制好锅炉加负荷的速率，避免加负荷过快导致 超温现象的发生。
• 4、根据燃烧的需要及时调整各层燃烧器配风，保持合适的火焰中心， 尽量减小炉膛出口烟温，减小同一层燃烧器一次风粉的浓度及速度偏差， 防止锅炉火焰偏斜或贴墙；发现同一层燃烧器摆角位置或辅助风开度不 对时，应及时联系设管部处理；对于易出现超温的受热面，应进行针对 性较强的燃烧试验，找出合理的运行方式。 • 5、通过改变反切辅助风的开度大小，尽量减小或消除四角切圆锅炉炉 膛出口两侧烟温及两侧主、再热汽温的偏差。 • 6、调节主、再热汽温在正常范围内，防止因汽温超温导致金属壁温超 温，减温装置应投入自动。
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余热锅炉冷态启动高压汽包壁温差控制
1、冷态启动时余热锅炉汽包上下壁温差大原因
机组冷态启动时，燃机启动点火后，燃机排出的高温烟气进入余热锅炉，随着余热锅炉汽包压力升高，炉水和蒸汽的温度也随之升高。
汽包的下半部被炉水加热，而上半部被蒸汽加热。
虽然炉水和蒸汽的温度在升压过程中基本相同，但是由于蒸汽和炉水对汽包上下壁的放热系数不同，使得汽包上下壁温度升高的快慢不一样。
饱和蒸汽遇到温度较低的汽包上壁，凝结成水，放出潜热，这种放热属于凝结放热，其放热系统约为7000w/（m2.℃）。
炉水对汽包下半部的传热，在升压初期水循环还没有完全建立时，属于自然对流，其放热系统只有凝结放热的1/4-1/3。
在升压中，汽包上半部的壁温高于下半部的壁温，这样汽包上下壁形成了温差。
另外，汽包升压速度越快，饱和温度升高也越快，产生的壁温差就越大。
而在汽包升压初期，由于水蒸汽的饱和温度在压力较低时对压力的变化率较大，压力小幅度升高，但蒸汽的饱和温度大幅度升高。
由烟气流程可知，燃机高温烟气首先流经高压蒸发器管道。
由于在燃机升速过程中，升速速率由程序设定，天然气流量不断增加，排气温度也逐渐升高310℃。
在燃机达到额定转速3000rpm后，为了机组运行的经济性，一般会立即进行燃机发电机并网。
燃机并网带初始负荷15MW，排气温度达到345℃，高压汽包上壁温度升高较快，从而导致高压汽包容易出现上下壁温差大的情况。
2.冷态启动时锅炉汽包上下壁温差措施
2.1提高低压汽包水温
余热锅炉高压给水来自于低压汽包。
低压汽包设置了加热器。
在机组冷态启动时，锅炉完成上水后，提前两小时投入低压汽包底部加热，利用辅汽将低压汽包炉水加热到90℃左右。
从而在高压汽包升温初期，需要补水时，能够提供温度较高的给水，避免由于补给常温水导致高压汽包下半部壁温降低，上下壁温差进一步增大。
2.2投入高压蒸发器底部加热
锅炉上水完毕后，先利用辅助蒸汽加热对高压汽包炉水进行加热至100℃左右。
再启动机组，可以有效减小高压汽包上下壁温差，降低启动时的热应力，延长汽包寿命。
为保证高压汽包上下壁温差比较小，高压汽包应上水至高水位。
2.3控制燃机负荷
在燃机并网后，保持燃机带初始负荷15MW，避免燃机负荷上升导致排气温度快速升高。
待高压汽包上下壁温差下降至50℃以下，再提高燃机负荷。
2.4保持高压汽包水位在较高位置
通过适当提高高压汽包水位，可以减缓上下壁温差增大的趋势。
一般高压汽包水位可以控制在100mm。
这时需密切关注水位变化，避免由于高压汽包水位高而导致跳闸。
2.5加强高压蒸发器定排
通过加强高压蒸发器定排，既可以促进水循环，同时使受热面受热均匀，减少上下壁温差。
2.6降低高压汽包升压速率
降低高压汽包压力升压速率，即降低了汽包上半部蒸汽饱和温度上升速率，从而控制汽包上半部壁温上升速率，控制汽包上下壁温差增大趋势。
根据厂家说明书，饱和温度的上升速率限制高压汽包低于 5℃ /分钟。
通过试验，总结出如下措施：
（1）燃机转速为2500rpm左右，高压汽包开始起压，立即打开高压过热器排空阀，不但可以将汽包内空气排出，以免打开过热蒸汽电动阀时对汽机真空造成影响，而且降低高压
汽包升压速率。
待高压汽包上下壁温差稳定后再关闭排空阀。
（2）当高压汽包压力升至0.3MPa时，打开高压过热蒸汽电动阀、高压旁路阀，利用高压旁路蒸汽，对再热器进行暖管。
待再热器压力达到0.1MPa，再打开再热器出口排空阀。
待冷再管道压力上升至0.3MPa时，关闭再热器出口排空阀后再打开中压旁路阀。
中压旁路阀、高压旁路阀配合，手动慢慢打开，将高压汽包蒸汽通过高压旁路、再热器，由中压旁路排入凝汽器，控制高压汽包升压速率。
根据经验，高压旁路阀基本要开至80%左右，中压旁路阀基本要开至60%左右。
需注意的是，凝汽器由于较大量的蒸汽进入，可能本体疏水扩容器温度会升高，及时投入减温水，并启动开式循环水机力通风冷却塔，维持凝汽器真空。
通过这种逐级排空的方式，排尽空气避免影响真空的同时，也尽可能大的降低高压汽包升压速度，降低上下壁温差。