1000MW超临界锅炉水冷壁壁温计算研究

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1000MW超超临界锅炉水冷壁壁温调整方案

收稿日期：２０１８—０６—２８作者简介：栗润佑（１９８６一）男，工程师，２００９年毕业于东北大学热能与动力工程专业，从事锅炉技术服务工作。
· ２６·
锅炉制造
总第２７２期
图１温度分布图
壁温波动异常剧烈。温度分布见下图所示。域的管子位于燃烧器附近，热负荷很高，而且
由于燃烧器拐角结构方面的原因，该区域个别管子不同于其他水冷壁管子，有超过一半的面积位于向火面侧，导致管子的热负荷更高，引起管子超温。
４控制行方面必须加强控制，主要方法如下：
ＩＯ００ＭＷＵｌｔｒａ ——ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＢｏｉｌｅｒｗａｔｅｒＷａｌｌ
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅ
ＬｉＲｕｎｚｈｅ，ＷａｎｇＺｈｏｎｇｇｕｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｕｌｔｒａ—－ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｂｏｉｌｅｒｗａｔｅｒｗａｌｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｓａｎｄ
ｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｓ．Ｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｔｙｐｅｂｏｉｌｅｒｓｄｅｓｉｇｎｉｎｇｂｙｐｒａｃｔｉｃａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉ—
ｅｎｅｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒｗａｌｌ；ｗａｌｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｏｒｉｆｉｃｅ
０引言
２水冷壁壁温测点的布置

超超临界1000MW机组锅炉运行参数控制研究

图 4 自动运行风煤比曲线
45
1. 3 一次风压的控制一次风压过高会使煤粉细度、飞灰含碳量、底渣含
碳量、空气预热器( 空预器) 漏风率及引风机负荷等提高, 一次风压过低会产生磨煤机堵塞、磨煤机干燥出力不够、锅炉排烟温度升高等问题。
图 5 为一次风压随负荷变化曲线。由图 5 可见, 在 50% 负荷时一次风压较低, 说明在调试过程中低负荷时一次风压偏高。
表 1 锅炉运行参数
项目
最大连续蒸发量( B M CR ) / t h - 1
过额定蒸发量( BR L) / t h - 1
热蒸
额定蒸汽压力( a) ( 过热器出口) / M Pa
汽额定蒸汽压力( a) ( 汽轮机入口) / M Pa
额定蒸汽温度( 过热器出口) /
蒸汽流量( B M CR / BRL) / t h- 1
本文机组实际运行中( 1 000 M W 工况) 通过对二次风门的调整来控制炉膛左右侧烟温偏差, 达到了良好的效果, 二次风箱压力约为 1. 5 kP a。二次风门开度比较结果见图 9, 不同二次风门开度对烟温偏差的影响见图 10。
图 8 一、二次风比值随负荷变化趋势
46
图 9 二次风门开度比较
一、二次风配比的大小与煤粉燃烧器着火过程密切相关, 比值大则煤粉气流着火所需吸热量就大, 着火时间也越长, 适合于负荷较高的工况, 与此同时煤粉浓度相应降低, 不适合于挥发分含量低的煤种; 比值较小, 煤粉燃烧初始根部补给氧量不足, 挥发分析出时不能完全燃烧, 还会造成燃烧器喷口结焦或烧损[ 2] 。
见图 11 和图 12, 过热器和再热器压降随负荷变化趋势分别见图 13、14。
图 12 再热蒸汽压力随负荷变化曲线图 13 过热器压降随负荷变化趋势

1000MW超超临界二次再热锅炉汽温运行特性试验研究

1000MW超超临界二次再热锅炉汽温运行特性试验研究摘要：根据1000MW超超临界二次再热机组锅炉设计特点，分析了运行方式对锅炉主、再热蒸汽温度的影响。

本文以某电厂1000MW超超临界二次再热燃煤π型锅炉为例，分别研究了烟气再循环率、氧量、燃烧器配风等影响因素变化对主、再热汽温的影响，结合机组实际运行经验。

结合机组实际运行经验，针对其投产初期出现的再热汽温不足问题，进行了系列试验研究，分析了锅炉汽温特性并进行了相应的运行调整，有效地改善了锅炉的汽温特性，可为同类型二次再热锅炉的设计、改造提供数据支撑，也为运行优化提供有益的技术积累。

关键词：超超临界π型锅炉；二次再热；运行方式；蒸汽温度；烟气再循环；一、前言我国煤炭储量丰富，燃煤发电占比较高，与之相关的环境压力也较大。

能否清洁高效的利用煤炭这块“黑金”已成为煤电继续发展的关键。

作为一种洁净煤发电技术，超超临界二次再热机组发电效率较超超临界一次再热机组显著提升，已成为中国火电机组未来发展的重要方向。

由于超超临界二次再热机组同类型机组设计差异不大，导致对超超临界二次再热机组运行经验欠缺，超超临界二次再热机组运行经验需要一个长周期运行调整，才能达到相匹配设计值的运行参数，得出所需要的数据支持。

一些投产后的超超临界二次再热机组的经济性能及节能减排效果并没有得到充分体现。

二、设备概况研究对象为1台1000MW超超临界二次再热π型锅炉，设计煤种为神华煤。

锅炉采用中速磨正压直吹式制粉系统，在设计条件下 5 台磨煤机运行时，锅炉长期能在 BMCR 负荷运行。

燃烧系统采用高级复合空气分级低燃烧型氮氧化物切向燃烧方式，主燃烧区布置十二层快速着火煤粉喷嘴及对应周界风。

煤粉喷嘴上方为一套组合喷嘴，由预置水平偏角的偏置辅助风喷嘴和直吹辅助风喷嘴组成，各占一半左右出口流通面积。

燃烬风为可水平摆动的低、高位燃烬风，低、高位燃烬风各四层布置，通过与煤粉充分混合接触以特定设计角度在炉膛切圆燃烧。

1000MW 超超临界锅炉水冷壁超温原因分析及对策

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反向双切圆燃烧方式，炉膛为内螺纹管垂直上升膜式水冷壁，水冷壁入口装设节流孔圈，同时在燃烧器上
고湡
剒㣐鵶絯襒〄ꆀ #.$3
部装设中间混合集箱和混合器，对由下炉膛来的工质进行充分混合，消除由下炉膛的吸热不均产生的偏差。锅炉采用了平衡通风、露天布置、固态排渣、全悬吊结构、全钢构架。机组负荷250MW~500MW 运行
量来调整炉内切圆大小，通过调平八根粉管热一次风量，使得每个燃烧器喷口均匀燃烧。由于磨组 B、C、 D 磨煤机容易出现堵粉管现象，并且母管装有可调缩孔以及煤粉分配器，磨组A、E、F 在首次测量时发现粉管风速初始偏差均在国标要求的±5% 范围以内，故调平实验主要针对B、C、D 三台磨煤机进行。 2.3.1 调平前一次风粉测量与分析
78
熋撋劼
再热器出口蒸汽压力 / MPa(g) 再热器进口蒸汽温度 /℃
粉分配器分成八根后接至炉膛八个角的同一层煤粉喷
再热器出口蒸汽温度 /℃
6.205 6.5 369.3 613
嘴。锅炉主要参数见表1。
省煤器进口给水温度 /℃
302.1
괄㹁䊨ⲃ #3-
2852 28.13 605 2354.6 5.926 5.736 361.3 613 294.9
过热蒸汽流量 /（t/h）过热蒸汽出口压力 / MPa(g)
过热蒸汽出口温度 /℃
2994 28.25 605
时，水冷壁超温位置主要集中于前墙水冷壁中部（见
再热蒸汽流量 /（t/h）
24温度在445℃ ~590℃，再热器进口蒸汽压力 / MPa(g)
锅炉的最高度达608℃。设计煤种由40% 澳洲煤与 60% 印尼煤组成的混煤。锅炉配置6台ZGM123G-III 型中速磨煤机，每台磨的出口为四根煤粉管道，经煤

超超临界1000MW机组锅炉高温受热面壁温变化规律分析

１１８
热力发电
２０１３年
外径为６．不锈钢集热块的曲率半径与管外０ｍｍ，半径相同。在热电偶集热块外局部增加保温层，并以防止集热块用直径为３ｍｍ的不锈钢焊接固定，使测得的金属壁温为高值虚假值。根据安装位置选择不同长度的热电偶共２０根。由于高过炉前侧第出口壁温实时数据相对最低，１根管子没有节流圈，高再最外圈管子受热最多，故在高过次外圈、高再最外圈管子的炉前侧设置Ａ、炉后侧设置Ｂ２个测点，
２壁温历史曲线
图２为高再第４１屏炉内第１根管管壁温度历高再各测点壁温数据均与机史曲线。由图２可见，其中炉后侧Ｅ点壁温最高。组负荷变化趋势一致，
图１锅炉结构与热电偶安装位置Ｆｉ．１Ｂｏｉｌｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｌｏｃａｔｉｏｎｓｇｔｈｅｔｈｅｒｍｏｃｏｕｌｅｏｆｐ
Ｗａｌｌｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｈｉｈｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｈｅａｔｉｎｓｕｒｆａｃｅｉｎｂｏｉｌｅｒｐｇｐｇｏｆａｎｕｌｔｒａｓｕｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ１０００ＭＷｕｎｉｔｐ
图２高再壁温历史曲线Ｆｉ．２Ｗａｌｌｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｈｉｈｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｒｅｈｅａｔｅｒ－ｇｐｇｐ

1000WM超超临界二次再热直流锅炉水冷壁超温分析及对策

1000WM超超临界二次再热直流锅炉水冷壁超温分析及对策摘要：大唐国际雷州发电有限责任公司一期1、2号锅炉型式为超超临界参数变压运行螺旋管圈+垂直管圈直流锅炉。

自 2019 年投产以来，在低负荷时锅炉水冷壁常有短时超温现象，长期超温存在四管泄露风险，严重威胁锅炉受热面的安全运行。

现对锅炉水冷壁超温原因及对策进行简要分析。

关键词：超超临界直流锅炉；水冷壁；超温引言雷州发电厂1、2号锅炉型号为HG-2764/33.5/605/623/623-YM2，为哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的超超临界参数变压运行螺旋管圈+垂直管圈直流锅炉，单炉膛、二次再热、采用双切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、露天布置、π型锅炉。

从1号机组投产以来，锅炉前墙水冷壁发生大面积超温，而且管壁温升曲线基本与A侧过热汽温曲线一致570℃，水冷壁温度报警值为为515℃，此现象频繁发生在机组负荷波动期间，负荷刚开始波动时，水煤比短时失调，汽温、及水冷壁温超温频繁出现，当负荷开始稳定，水冷壁超温现象消失。

水冷壁超限不但严重威胁锅炉受热面的安全运行，而且影响了机组的调峰能力，特别是在广东省实行现货交易方式期间，严重威胁机组安全稳定运行。

1 原因分析1.1 超温发生工况通过对现场试验及数据的汇总，总结超温主要发生在以下工况：（1）低负荷段超温一般发生在400 -500MW 之间，A、B、C三层底层磨煤机运行。

（2）变负荷时负荷频繁变化，且负荷涨降时间没有稳定时间，汽温及水冷壁温都会出现超限的现象。

（3）启停制粉系统时：因雷州电厂制粉系统CD层之间间隔较大且没有CD层大油枪稳燃，制粉系统倒换方式受限，容易造成热负荷过于集中，而且上下层制粉系统倒换过程中不同制粉系统对AB侧烟气温度影响程度不同。

（4）炉膛吹灰长期无法投入：根据实际情况，炉膛吹灰投入条件要求负荷550MW及以上，长期低负荷，为了稳定燃烧无法投入吹灰。

1.2 影响水冷壁超温的因素（1）水冷壁表面积灰和结渣不均以及灰渣脱落引起的热偏差。

1000MW超超临界锅炉屏过两侧汽温偏差大分析与解决方案

1000MW 超超临界锅炉屏过两侧汽温偏差大分析与解决方案发布时间：2022-01-06T05:19:28.186Z 来源：《中国电业》2021年22期作者：马奇文呼美汝[导读] 因各粉管煤粉量分配存在偏差导致屏过左右侧进出口汽温温升偏差较大，马奇文呼美汝陕西能源赵石畔煤电有限公司 719199摘要：因各粉管煤粉量分配存在偏差导致屏过左右侧进出口汽温温升偏差较大，通过一次风调平及燃烧器二次风、燃尽风就地拉杆、风门开度调整等手段进行调整。

经过燃烧调整，稳定负荷下屏过左右侧金属壁温分布状况变好，进出口温升偏差变小。

关键词：水冷壁；超温；调整1 前言陕西某电厂2×1000MW超临界机组2号锅炉自投产以来，存在屏过两侧热负荷偏差大的问题，屏过两侧温升及金属壁温偏差较大，最大可达80℃。

过热器一级减温水两侧调门开度偏差达90%。

在机组大幅度升降负荷过程中，锅炉主热汽温因左右两侧烟气温度偏差大，导致主汽温依靠减温水调整困难，屏式过热器一侧壁温频繁超温。

在低负荷运行及变负荷过程中锅炉的问题尤为突出，严重影响锅炉运行安全性、经济性。

2 设备简介本锅炉为东方锅炉厂生产的超超临界参数、单炉膛、一次再热、平衡通风、紧身封闭布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、前后墙对冲燃烧、∏型直流锅炉。

锅炉型号为DG2906/29.3-∏3。

炉膛宽度33973.4mm，深度16828.4mm，炉膛高度66000mm；锅炉顶棚标高71000mm，水冷壁下集箱标高为5000mm。

锅炉采用前后墙对冲分级燃烧技术。

燃烧系统共布置有48只OPCC型低氮煤粉旋流燃烧器，32只燃烬风喷口，16只还原风喷口和12只贴壁风口。

燃烧器前后墙各布置3层，每层8只。

燃烧器配风分为一次风、内二次风、外二次风和中心风，分别通过一次风管，燃烧器内同心的内二次风、外二次风环形通道及中心风管在燃烧的不同阶段分别送入炉膛。

其中燃烧器的内二次风、外二次风为旋流。

1000MW超超临界塔式锅炉典型问题及解决方案综述

1000MW超超临界塔式锅炉典型问题及解决方案综述1000MW超超临界塔式锅炉是目前国内燃煤发电厂中普遍采用的一种主要设备。

作为发电厂的核心设备之一，它在能源生产中发挥着至关重要的作用。

随着设备运行规模的不断扩大和工作环境的不断变化，一些典型的问题也随之而来，这些问题给设备的安全稳定运行带来了一定的影响。

本文将围绕1000MW超超临界塔式锅炉的典型问题及解决方案进行综述，以期为相关工程技术人员提供一些有益的参考和帮助。

一、问题一：超临界高温水冷壁温差问题在1000MW超超临界塔式锅炉中，一些运行人员反映，锅炉的超临界高温水冷壁存在温差问题，表现为管面温差过大，甚至出现局部过热现象。

这个问题一方面会影响到锅炉的热效率，同时也可能对设备的安全运行构成一定的威胁。

解决方案：针对这一问题，首先需要对锅炉的管道结构进行全面检测和评估，找出存在问题的节点并进行及时修复和加固。

可以适当增加管道的冷却水量，以减少管面温差。

也可以通过优化锅炉的控制参数，调整燃烧风量和出口烟气温度，以降低冷却壁面的温度差异，从而解决这一问题。

二、问题二：过热器管膨胀问题在锅炉的正常运行过程中，过热器管膨胀是一个普遍存在的问题。

特别是在1000MW超超临界塔式锅炉这样大型设备中，过热器管的膨胀问题更为突出。

如果管膨胀过大，就会导致管道的撑裂和震动，从而影响到整个设备的正常运行。

解决方案：解决过热器管膨胀问题的关键在于管道的设计和安装。

首先需要对过热器管道进行合理的设计，确定管道的膨胀量和膨胀方向，确保管道在运行中不会产生过大的膨胀应力。

可以采用一些特殊的管道材料，以提高管道的抗膨胀性能。

对过热器管道的支吊架也需要进行加固和优化，确保管道能够正常膨胀而不会造成意外事故。

三、问题三：燃烧器磨损问题燃煤锅炉的燃烧器是直接暴露在高温高压燃烧气体中的设备，长期运行后很容易出现磨损问题。

在1000MW超超临界塔式锅炉中，燃烧器的磨损问题一直备受关注。

1000MW双切圆燃烧锅炉干湿态转换过程中水冷壁温度控制

1 000 MW双切圆燃烧锅炉干湿态转换过程中水冷壁温度控制王亚欧，陶谦，肖杰，陈波(江苏方天电力技术有限公司，江苏南京　211102)摘　要：针对超超临界双切圆锅炉干湿态转换过程中的水冷壁温度偏差大、超温的问题，采取了三个阶段的控制措施：干湿态转换前，优先投入上层磨煤机运行，提高锅炉压力和给水温度；转态过程中，维持合适的水煤比以及较低的中间点过热度；锅炉正常运行时，尽量提高炉膛火焰中心高度，使炉膛热负荷分布更加均匀，调整一、二次风配风方式，降低“热角”区温度。

此外，取消了超温管的节流孔圈，增大质量流速。

通过以上调整方法，有效缓解了干湿态转换过程中水冷壁超温问题，改善了水冷壁的运行工况。

关键词：火电厂；超超临界机组；双切圆锅炉；干湿态转换；水冷壁；超温；热偏差中图分类号：TM621.27 文献标志码：A DOI：10.11930/j.issn.1004-9649.2018080480 引言超超临界发电技术具有发电效率高、污染物排放少等优点，是国内火力发电的主要发展方向[1]。

超超临界直流锅炉启动过程中的干湿态转换是机组运行的控制要点，由于水冷壁内流动工质为汽液两相流，在锅炉干湿态交替的过程中，如调整不当，容易引起水冷壁传热恶化，导致管壁超温，影响机组安全运行。

本文以某新建2×1 000 MW发电工程1号机组燃煤锅炉为研究对象，针对锅炉低负荷运行，尤其是干湿态转换过程中出现的水冷壁温度偏差大、超温的问题，采取调整磨组运行顺序、控制转态过程、提高炉膛火焰中心、改变局部配风方式、取消水冷壁节流孔圈等调整手段，有效改善了水冷壁的运行工况。

1 设备简介锅炉为哈尔滨锅炉厂设计制造的一次中间再热、变压运行、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构的π型炉。

锅炉主要设计参数如表1所示。

锅炉采用八角反向双切圆燃烧方式，低NO x分级燃烧技术，制粉系统采用直吹式，每台锅炉共配有6台中速磨煤机，分别对应1层煤粉喷嘴，A~F煤层自下而上布置，其中A煤层为微油点火。

对冲直流锅炉水冷壁壁温偏差研究及治理

对冲直流锅炉水冷壁壁温偏差研究及治理摘要：近年来，超临界机组以其大容量、高参数、高效率等特点在火电机组中占有越来越大的比重。

超临界锅炉的主要燃烧方式是反对燃烧和切向燃烧。

反向燃烧对煤质的适应性不如切向燃烧，但炉膛出口两侧烟气温度偏差较小。

为了提高新的能耗能力，超临界机组需要参与深度调峰，包括频繁的启停、长期的低负荷运行和快速的升、降负荷。

由于对置直流锅炉的流场结构比四角切圆锅炉的流场结构更为独立，并且随着峰值深度的调整，水冷壁管内的工作质量流速减小，因此水冷壁区更容易出现较大的壁温偏差，这将导致爆管和机组无法停止。

因此，有必要研究对置式直流锅炉深度调峰水冷壁温度偏差的原因，并提出相应的处理方案。

关键词：冲直流锅炉；水冷壁；壁温偏差；治理1机组概况某超超临界3000t/h直流锅炉为DG3000/26.15-Ⅱ1型、前后墙对冲燃烧、干式除渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、全悬吊结构Π型布置，配套6台ZGM133N型中速磨煤机，侧煤仓布置，从高到低，前墙依次为A、B、C层，后墙依次为D、E、F层，每台磨煤机为同层的8只旋流燃烧器提供一次风粉。

锅炉上部炉膛为垂直水冷壁，下部炉为螺旋水冷壁，中间有过渡段水冷壁和两个垂直混合头。

在锅炉启动和低负荷运行过程中，水冷壁壁温偏差较大，远远超过壁温偏差安全值的80℃，导致壁温过热和热应力集中，进而在管壁焊接薄弱处爆管，位于上炉膛前壁。

2试验方法采用水冷壁回路网格划分、重点区域壁温测点密集布置和单变量现场试验等方法，研究了水冷壁启动过程中壁温最大偏差的变化规律。

研究了煤质、磨煤机运行方式和配风方式对低负荷煤壁温度分布的影响。

外圈号为回路号，对应位置的内圈号为回路中的管数。

在每个回路的出口处设置至少一个壁温测点，在前壁螺旋水冷壁的每个回路处设置两个壁温测点，在前壁垂直水冷壁的每个回路处设置三个壁温测点。

下炉螺旋管卷分32圈，上炉竖管卷分82圈。

针对对置式直流锅炉运行负荷范围内容易出现壁温偏差的问题，将试验条件设置为启动过程试验和低负荷稳态试验。

超超临界1000 MW机组锅炉高温受热面壁温变化规律分析

第42卷第2期2013年2月热力发电T H E R M A L P O W ER G E N E R A T I O NV01．42N o．2Feb．2013超超临界1000M W机组锅炉高温受热面壁温变化规律分析[摘要][关键词] [中圈分类号] [D O I编号]周江，俞明芳，杨卓军国电浙江北仑第一发电有限公司，浙江宁波315800利用超超临界1000M W机组锅炉高温受热面炉膛内壁温测量数据以及锅炉运行实时数据，分析炉内壁温变化与机组负荷、受热面出口壁温、测点位置等的关系，得到炉内高温过热器和高温再热器壁温变化曲线。

结果表明：受热面出口壁温不能真实地反映炉内实际壁温；壁温与机组负荷变化一致；高温过热器炉前侧壁温随机组负荷的上升有所下降，炉后侧壁温与机组负荷变化一致。

超超临界1000M W机组；锅炉；高温过热器；高温再热器；受热面；壁温TK229．6[文献标识码]A[文章编号]1002-3364(2013)02一0117一04 10．3969／J．i ssn．1002—3364．2013．02．117W al l t e m per at ur e var i at i on of hi gh t e m pe r a t ur e heat i ng s ur f ace i n boi l e r of an ul t r a s uper cr i t i cai1000M W uni tZ H O U J i ang，Y U M i ngf a ng，Y A N G Zhuoj unG uodi an Z hoi ang B e i l u n N o．1P ow e r G ener a t i on C o．，L t d．，N i ngbo315800，Z he j i ang Pr ovi nc e，C hi naA bs t r a c t：To s t udy t he ef f ect of s uch f ac t or s as un i t l oad，out l et w al l t em per at ur e of hea t i ng su r—f ace and m eas ur i ng poi nt s l ocat i on on t he boi l er i nner w al l t em per at ur e var i at i on，t he r e al-t i m e da—t a of boi l er ope r at i on and i nner w a l l t em per at ur e i n hi gh-t em per at ur e hea t i ng s ur f a ce of an ul t r asuper cr i t i cal uni t w er e m easur ed．W al l t em per at ur e va r i at i on c u r ves of t he hi gh-t em per at ur e r e—he a t er and hi gh—t em pe r a t ur e s uper heat er w e r e obt ai ned．The r es ul t s s how e d t ha t，t he out l et t em—pe r at ur e of hea t i ng s ur f a ce can no t cor r ect l y r ef l ect t he ac t ua l f ur nac e w al l t em per at ur e．T he va ri—at i on of w al l t em per at ur e w as cons i st ent w i t h t hat of t he ui nt l oad．T em perat ur e at f r ont w a l l of t he hi gh—t em pe r a t ur e s uper heat er decr eas ed w i t h a n i ncr eas e i n uni t l oad，w hi l e t ha t a t t he back w al l a gr e ed w e l l w i t h t he uni t l oad．K ey w or ds：ul t r a super cr i t i cal；1000M W uni t；boi l er；hi gh t em per at ur e s uper he a t e r；hi gh t e m per a—t ur e r e hea t er；heat i ng sur f ac e；w al l t em per at ur e1锅炉概况及热电偶安装某超超临界1000M W机组变压运行本生直流锅炉为单炉膛、一次中间再热、前后墙对冲燃烧方式。

超超临界1000 MW机组锅炉水冷壁壁温偏差计算分析及对策

，
（１．ＴｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆＨｅｎａｎＥｌｅｃｔｉｒｃＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄＣｏｍｐａｎｙ，ＳｔａｔｅＰｏｗｅｒＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１，Ｃｈｉｎａ；
４Ｘｉ ’ ｎａＴｈｅｍａｒｌＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉ ’ ａｌｌ７１００５４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｌａｒｇｅｗａｔｅｒｗａｌｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｏｃｃｕ￣ｅｄｏｎｕｌｔｒａｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｌ０００ＭＷｕｎｉｔｂｏｉｌｅｒｏｆＰｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ．ａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅ１０００ＭＷｕｎｉｔｂｏｉｌｅｒｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｂｏｉｌｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｈｅａｔｌｏａｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｅａｕｒｔｅｓｉｎｔｈｅｆｕｒｎａｃｅ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａ。ｔｈｅｂｏｉｌｅｒｈｅａｔｌｏａｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗａｓｄｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｏｒｆｔｈｅｅｘｃｅｓｓｉｖｅ

潮州发电厂1000MW超超临界压力锅炉水冷壁超温原因及控制策略分析

潮州发电厂1000MW超超临界压力锅炉水冷壁超温原因及控制策略分析谢德勇(广东大唐国际潮州发电有限责任公司,广东潮州515723)摘要:潮州发电厂3、4号锅炉在调试期间出现低负荷阶段水冷壁超温的现象,严重时达到500 以上。

通过分析水冷壁热负荷分布和燃烧器投运原则,认为水冷壁管节流孔圈直径偏小导致通流量减小、燃烧器投入顺序不合理造成锅炉下部水冷壁吸热量增大是产生水冷壁超温的主要原因。

为防止水冷壁超温,提出优化制粉系统投运方式、调整燃烧方式、合理控制煤水比、加强节流孔圈检查等措施。

潮州发电厂采取温度控制措施后,水冷壁超温次数大大较少。

关键词:超超临界压力锅炉;垂直水冷壁;温度控制中图分类号:T K223 31 文献标志码:B 文章编号:1007 290X(2011)01 0091 04Reasons and Control Strategy Analysis on Water Wall Overheat in1000MW Ultra Supercritical Pressure Boiler of C haozhou Power PlantX IE D e y ong(G ua ng dong D at ang Inte rnatio nal Cha ozho u P ow er G e ne rat io n Co ,L td,C haozho u,G ua ng dong515723,China)Abstract:T he w ater w all o ver heat,w hich ex ce eds500 in sever e cases,occurs in low lo ad co ndito ns dur ing the comm issio ning o f N o 3and No 4boiler s in Chao zhou pow er plant By ana ly sis o f he at lo ad distr ibutio n o f wa ter wa ll and comm issio ning pr inciple o f bur ner,it is be lieved that the decr ease d wa ter flo w caused by smaller thro ttle o r if ice diame ter and incr eased hea t absor ptio n c apacity of wa ter w all by unr easonable burner input sequence ar e major re aso ns fo r w ater wa ll ov erhe at F o r pr event ing w ater w all o ve rhea t,optim iza tio n o f pulve rizing system co mmissioning te st,adjustment of combustio n metho d,r easo nable pr opo r tio n contr o l o f co al and w ater,stre ng thening inspection o n thro ttle or ifice and o ther measure s ar e pr opo sed T he o v erhe at f re quency of the w ater w all be come s dr astically low er a fter the ado ptio n of temper atur e co ntro l measure s in Cha ozho u po wer plant.Keywords:ultr a super cr itical pr essur e bo iler;v er tica l w ater wall;temper ature c ontr ol潮州发电厂一期扩建工程3、4号机组为1000 MW燃煤汽轮发电机组。

1000 MW 超超临界锅炉水冷壁壁温计算

ＤＯＩ：１０．１３２５９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｅｒｉ．２０１４．０４．００６
日
１０００ＭＷ超超临界锅炉水冷壁壁ＩｒｍＩ算
滕
摘
叶，张忠孝，朱明，周托
（上海理工大学能源与动力工程学院，上海２０００９３）
计算可为超超临界锅炉的运行提供参考，预测了在材料允许温度范围内，火焰中心偏斜最大不超过２ｍ．
关键词：超超临界锅炉；炉膛传热；热负荷；水冷壁壁温；火焰偏斜
中图分类号：ＴＫ２２４文献标志码：Ａ
Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｎｗａｔｅｒｗａｌｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎａ１０００ＭＷＵＳＣｂｏｉｌｅｒ
ＴＥＮＧＹｅ，ＺＨＡＮＧＺｈｏｎｇ — ｘｉａｏ，ＺＨＵＭｉｎｇ，ＺＨＯＵＴｕｏ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒ
ｗａｌｌｆｏｒｍａｅａｐｋａｌｏｎｇｔｈｅｈｅｉｇｈｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｆｕｍａｅ．Ｉｃｎｔａｎｇｅｎｔｉａｌｆｉｒｉｎｇｏｉｂｌｅｒｓ，ｆｌａｍｅｐｏｓｉｔｉｏｎ

1000MW直流锅炉受热面超温分析及控制措施

学术论坛 1000MW直流锅炉受热面超温分析及控制措施薛森林（广东惠州平海发电厂有限公司，广东惠州 516000）摘要：某电厂1000MW机组，为超超临界燃煤直流炉，锅炉采用Π型结构，锅炉受热面分为启动部分、过热器系统及再热蒸汽系统，启动部分为省煤器、水冷壁、分离器，过热器部分为顶棚过热器、低温过热器、前屏过热器、后屏过热器、高温过热器，再热器部分为低温再热器、高温再热器。

水冷壁采用上下分段的结构,炉膛下部水冷壁采用螺旋管圈,从冷灰斗进口标高处炉膛四周采用螺旋管圈，炉膛上部水冷壁采用垂直管圈，冷灰斗采用螺旋管圈，螺旋管与垂直管的过渡采用中间混合联箱型。

关键词：锅炉受热面；超温分析；控制措施锅炉受热面超温一直以来在火电机组频繁发生，给机组安全运行带来一定的隐患，各电厂协同锅炉厂家也在不断分析总结相关经验，从多方面着手，避免或减少锅炉受热面超温情况的发生。

锅炉受热面超温情况复杂，原因各有不同，下面将从几个方面阐述锅炉受热面超温的危害、原因及控制措施。

1 直流锅炉受热面超温的危害锅炉受热面是按照其相应区域热负荷、烟气温度及内部流通的介质温度的不同而选材的，如果因为各方面因素造成受热面管壁超温，达到一定的累积值，金属管材会产生疲劳损伤，金属的机械性能及金相组织会发生变化，蠕变速度也会加快，不仅会影响金属管材的使用寿命，当达到一定的损失程度，最终会导致锅炉受热面爆管，给设备安全和生产运行均带来一定的威胁。

2 直流锅炉受热面超温原因分析受热面的金属材质。

因超超临界机组的蒸汽压力和温度均较高，对受热面等各金属材质要求也相应较高，如果选材不当，高温区域受热面选用低耐热金属材质，极易造成该处受热面金属管材超温，如果长期超温运行，达到了疲劳损伤极限，就会造成管壁爆管，需停炉进行换管处理。

结构布置及安装质量。

锅炉结构及各受热面的布置方式，以及在安装时的质量监督和验收方面，都会影响到日后运行中壁温超温情况的发生，特别是在工艺流程的执行、酸洗和吹管是否合格等方面因素的影响，如果酸洗或吹管不彻底，运行中会造成管子中的杂质堵塞部分管子，工质无法流通，引起该处管壁超温，严重时导致爆管。

1000MW超超临界锅炉的水冷壁结构解析

NCEPU
NCEPU 螺旋管圈水冷壁
NCEPU 螺旋管圈的支撑
垂直管圈炉膛水冷壁本身就作支吊件，支承炉膛荷重。
而近乎水平的螺旋管圈水冷壁的重量通过张力扳将力传递至炉膛上部垂直水冷壁。张力扳的横向节距为1500mm，板厚12mm，板宽2×100mm，由平行的两块板组成。在两块板间沿管子轴线方向间距 400～500mm布置的梳形板作为管子与张力板间的连接件，其作用是一方面传递水冷壁的重力，另一方面起热桥的作用，将水冷壁的热量传递给张力板，使张力板的温度与水冷壁温度有良好的跟随性，以减少二者间存在的温度应力。
螺旋管向垂直管的过渡是依靠特殊铸造的单弯头、双弯头以及中间混合集箱及其引入、引出管来实现。
NCEPU
螺旋水冷壁垂直水冷壁
垂直水冷壁入口集箱
混合集箱
NCEPU
垂直水冷壁
垂直水冷壁进口螺旋水冷壁出口螺旋水冷壁
NCEPU 螺旋管与垂直管过渡段
NCEPU 下部螺旋水冷壁管屏带弯头出厂
NCEPU 现场水冷壁的布置图
NCEPU
张力扳的横向节距为1500mm，板厚12mm，板宽2×100mm，由平行的两块板组成。在两块板间沿管子轴线方向间距400～500mm布置的梳形板作为管子与张力板间的连接件，其作用是一方面传递水冷壁的重力，另一方面起热桥的作用，将水冷壁的热量传递给张力板，使张力板的温度与水冷壁温度有良好的跟随性，以减少二者间存在的温度应力。
炉膛水冷壁采用螺旋管圈＋垂直管圈方式（即下部炉膛的水冷壁采用螺旋管圈（内螺纹管），上部炉膛的水冷壁为垂直），保证质量流速符合要求。
水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁水冷壁采用一次中间混合联箱来实现螺旋管至垂直水冷壁管的过渡

超超临界1000 MW机组锅炉高温受热面炉内壁温测量及分析

第42卷第7期2013年7月热力发电T H E R M A L P O W ER G E N E R A T l0NV01．42N O．7J ul．2013超超临界1000M W机组锅炉高温受热面炉内壁温测量及分析杜保华1，王大鹏1，董雷1，李耀君1，王智微1，傅望安2，刘鸿国2[摘要][关键词] [中图分类号] I D O l编号]1。

西安热工研究院有限公司，陕西西安7100322．华能玉环电厂，浙江玉环317604通过在华能玉环电厂4×1000M W机组锅炉炉内受热面管壁安装高温热电偶，获取了该机组高温受热面在起动和运行过程2种工况下的壁温数据，并基于相关分析法，对炉内壁温与炉外壁温以及负荷等参数间的关系进行了分析。

结果表明：在机组冷起动过程中，各受热面的炉内壁温与负荷显著相关；炉外壁温与负荷除在二级过热器上相关性略低，在其后的3个受热面则表现出强相关性；炉内壁温与炉外壁温也具有显著的相关关系。

在机组运行过程中，炉内壁温与负荷相关性沿烟气流动方向逐渐减小；炉外壁温与负荷没有表现出明显的相关性；炉内壁温和炉外壁温除在二级再热器上表现为强相关性，在各级过热器无明显相关关系。

超超临界；1000M W机组；锅炉；高温受热面；壁温；测量；过热器；再热器T K223．3；TK311[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)07—0118一05 10．3969／j．i ssn．1002～3364．2013．07．118M eas ur em e nt and anal ys i s of t ube w al l t e m per at ur e f or heat i ng s ur f ace ofa n ul t r a—s uper c r i t i c al1000M W uni t boi l e rD U B aohual，W ang D a pe n91，D O N G Lei l，L I yaoj unl，W ang Zhi w ei l，Fu W ang’an2，Li u H onggu021．X i'an T her m al P ow e r R es e ar ch I ns t i t ut e C o．，L i d．，C hi na H u anen g G r oup，X i'a n710032，S haa nxi P r ovi nce，Chi na2．H u a ne n g Y uh uan P ow e r Pl a nt，Y uhuan317604，Z he j i ang P r ov i nc e，C h i naA bst r act：A r m or ed t her m ocoupl es w a s i nst al l e d on hea t i ng sur f a ce t ube w a l l of4×1000M W uni tboi l er s i n H ua neng Y uhuan Pow er Pl a nt t o obt ai n t he t ube w a l l t em per at ur e dat a of t he boi l er he at sur f a ce dur i ng uni t s t ar t and shut dow n pr oce s s．O n t he ba si s of cor r e l at i on anal ysi s m e t hod，t he r el at i onshi p bet w e en t he i ns i de and out si de f ur na ce w al l t em pe r at ur e，t he i ns i de f ur na ce w a l l t em per at ur e and uni t l oad，t h e out si de f ur na ce w al l t em per at ur e and uni t l oad，and ot her pa r a m e—t er s w er e i nve st i gat e d．The r es ul t s s how e d t hat，dur i ng t he uni t col d s t a t e s t ar t—up，t he i ns i de fur—n ace w al l t em per at ur e w as r el at ed t o t he uni t l oa d dr am a t i c al l y；t he out si de f ur na ce w al l t e m per a—t u r e s how e d a st r ong dependency on t he uni t l oad f or t he l ast t hr ee hea t i ng sur f a ce s but no t t he s ec ond st age super he at e r；t he i ns i de and out si de f ur na ce w al l t em per at ur e al s o had si gn i f i cant cor—r e l at i on．W hi l e dur i ng t he uni t oper at i on，t he cor r e l at i on bet w e en t he i ns i de f ur nac e w al l t e m per a—t ur e and t he uni t l oad dec r ea se d gr a dual l y al ong t he ga s f l ow di r e ct i on；t he out si de f ur na ce w a l l t em per at ur e and uni t l oad e xhi bi t ed n o obvi ous c or r el at i on：t he i ns i de and out si de f ur na ce w a l l ======：==============================一基金项目：中国华能集团公司科学技术项目(H N K J09—007)作者简介：杜保华(1979)，毕业于西安交通大学机械工程专业，高级工程师，从事火电厂高温部件寿命评估与状态检修技术的研究。

1000MW超超临界锅炉水冷壁壁温调整方案

1000MW超超临界锅炉水冷壁壁温调整方案
栗润喆;汪忠国
【期刊名称】《锅炉制造》
【年(卷),期】2018(000)006
【摘要】本文介绍了1000MW超超临界锅炉调整水冷壁壁温超温的方法,通过实际运行经验为同类型锅炉设计改进提供依据.
【总页数】3页(P25-26,31)
【作者】栗润喆;汪忠国
【作者单位】哈尔滨锅炉厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨150046;哈尔滨锅炉厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨150046
【正文语种】中文
【中图分类】TK223.3
【相关文献】
1.1000MW垂直管圈超超临界锅炉水冷壁工质相变转换对金属壁温影响的试验研究 [J], 汪华剑;周虹光;王洋;李斌;梁学东;王诚斌;时标
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3.1000MW超超临界锅炉过再热器壁温改造 [J], 刘春娟
4.1000MW超超临界锅炉受热面壁温测量及问题分析 [J], 王松
5.1000MW高效超超临界锅炉分隔屏壁温偏差分析 [J], 孙洪民;叶欢
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1000MW 超临界锅炉水冷壁壁温计算研究
摘要本文选取的研究对象是某台1000MW 的超临界
塔式锅炉，采用的计算方法是分区计算，并简化高参数锅炉内的对流与辐射，将不同锅炉负荷条件下冷壁壁温的分布规律进行总结，对实测数据进行比较。

我们发现，超超临
1000MW 机组锅炉启动冷态时，水冷壁易出现超温现象，从
而对水冷壁管材的寿命会产生一定的影响。

因此，计算
100MW 超临界锅炉水冷壁壁温很有必要。

计算结果表明，水冷壁爆管属于短时过热爆管。

当水循环不良时或者水冷壁管出现堵塞时，会比较容易造成水冷壁爆管。

因此，为了避免事故的发生，保证壁温适中，在锅炉运行时必须加强监控，控制煤含硫量以及入炉氧量。

关键词1000MW ；超临界锅炉；水冷壁壁温计算文献标识码A
中图分类号TK2
文章编号2095-6363（2015）10-0052-01
目前我国的发电技术已经走向了高效清洁的超临界燃
煤技术，利用这种方式发电必须要提高发电效率，而发电的效率取决与蒸汽动力的循环参数，如果参数高，那么机组的操作效率就高，如果参数低，那么机组的操作效率就偏低。

机组在运行的过程中，1000MW 超临界塔式锅炉的工质流动状态会发生很大的变化，这也会引起锅炉内的温度发生变化，因此，我们需要对锅炉温度进行计算，将温度控制在一定范围之内，以免发生意外现象。

本文主要从超临1000MW 机组锅炉水冷壁超温情况、炉灶的分区、数学模型的建立以及温度的计算与分析四个方面进行阐述，其具体情况如下。

1 超临1000MW 机组锅炉水冷壁超温情况电厂1000MW 超超临锅
炉机组水冷壁的结构为垂直管
屏膜式水冷壁，其中运用了经过改进的内螺纹管。

其材质为
AS213-T12,在上下炉膛间有设计水冷壁中间集箱，其工质在经过两级混合，再进入上炉膛。

通过查询生产信息系统（SIS）
的数据记录，这组数据将电厂2009年1月12日到2010年1
月22 日所有机组5 次水冷壁超温的情况，具体情况如下。

超超临1000MW 机组锅炉水冷壁超温状况是在冷态启
动时超超临1000MW 机组锅炉由湿态转为干态运行后发生
的。

其负荷一般300-400MW 的变压运行初期，也就是亚临超临
1000MW 机组锅炉水冷壁超温的测点位置都在前墙超超临1000MW 机组锅炉水冷壁中间信箱入口处，即炉膛标高
界直流运行初期，机组投入协调控制方式（CCS之前。

超
45.5m 处。

超超临1000MW 机组锅炉水冷壁超温测点在水冷
壁超过常规温度限度前，一般都在340 C左右，并可在5min
内迅速上升到540 C以上或更高，它有着突发性强的特点，
可调节性与可预测性都较弱。

2炉灶的分区
1000MW 超临界锅炉的安全性是电场正常运行的保障，
也是决定超临界锅炉的关键部分。

锅炉的工质温度与很多方面的因素都有关系，例如水冷壁的吸热量、水冷壁的进口工质的温度与流量等。

如果进口工质的温度太高，可能会引起爆炸，还可能会缩短锅炉的寿命。

要想将锅炉的温度计算清楚，我们需要对炉膛进行分析。

一般来说，1000MW 超临界塔式锅炉的水冷壁分为下炉膛螺旋管圈水冷壁与上炉膛垂
直管圈水冷壁，螺旋管的倾斜度为27°。

下炉膛或分为16
个区域，从冷灰斗半高处开始到第一级过滤器底部结束。

而上炉膛则分为5 个区域，每一区域有不同的分工。

3数学模型的建立当锅炉运行时，锅炉内的温度变化相对较快，
但是传热
的过程非常复杂，冷壁工质的温度变化规律难以捉摸，我们需要针对传热过程建立合理的数学模型。

第一，锅炉内的燃烧与传热全部都是独立完成的，我们只需单纯计算出火焰沿高度方向的温度分布规律即可，温度在截面径向上的变化是可以忽略的。

第二，锅炉的水冷壁壁面与延期都应该被当成灰体来看，如果水冷壁的壁管是单侧受热，那么壁管内的工质流动会相对均匀，水冷壁内放热以及吸热的相关参数要根据机组的工作状态、工质的物性以及经验参数来进行恰当的
选取。

第三，在计算划分的各区域中我们需暂时假定火焰的温度场处于均匀状态，火焰的温度按平均温度考虑，但是我们在计算时需要考虑延期对火焰辐射的吸收减弱。

第四，各分区内的烟气流动速度需要按照烟气的平均流动速度来计算。

在这一数学模型假定中，我们将其划分为中心火焰去与
周围烟气区，火焰的偏斜我们可以忽略不计，火焰应至始至终位于炉膛的中心区，也就是以火焰的中心位置为圆心，将其分为大小不同的同心圆环。

水冷壁避免接受到的辐射投射表示如下：在公式中，?O k 为辐射减弱系数，s 为有效辐射层厚度0为黑体辐射常数，R为间隔距离，B为炉膛宽度。

除了计算辐射换热，还需要计算对流换热的影响，烟气与壁面的对流换热量Q=a (T-Tb) F, F为壁面面积，a为对流传
热系数。

4温度的计算与分析锅炉实验选取的横截面的标高在35m〜55m 之间，稍短
的买卫浴锅炉的主燃烧区，而后者则处于燃尽的区域。

在35m
的标高处，存在三种情况工质的温度的试验值与计算值的相
差甚小，当计算得到的950MW 工况工质温度为362.5
268.6C； 500MW 工况工质温度为332.4〜336.6摄氏度。

在55m 标高处，950MW 与650MW 工况下的工质温度有不同程度的提高，分别为420.0〜402.8Co 502MW工况的工质温度为342.2〜344.8 C,基本上是保持不变的，这就说明，锅炉
在502MW 的工况下，锅炉的水冷壁存在很长一段的汽水共存状态，工质的温度基本保持不变。

对温度进行计算时，我们必须计算垂直管的温度。

当出
口质温度在950MW的工况为460 C,升温为28 C；而在660MW工况为425 C,升温为23 C；沿程的烟气温度会逐
渐降低，传热的温压也会越来越小，工质温度升高的速度会越来越慢。

水冷壁工质的温度计算可能会存在误差，在计算时需要将温差控制在0.01%〜1.5%之间，若温差太大，将会
对锅炉的安全运行造成影响，甚至爆管。

5结语
1000MW 锅炉的壁温计算需要考虑的因素非常多，本文
采用的计算方法是分区计算法，在计算时，要将误差控制在
定的范围之内，不能太大。

因此，我们应该将壁温的计算工作做好，维持锅炉的安全运行。