摘要：余热锅炉在停炉及热炉放水期间高压汽包上、下壁温差明显增大，热应力较大，影响锅炉汽包安全运行，根据实际情况和运行操作经验，余热锅炉停炉冷却及热炉放水期间高压汽包上、下壁温差增加的原因进行了分析，并提出相应的防范措施。
关键词：汽包温差措施
一、概述
高压汽包是余热锅炉的重要设备，高压汽包体积大，筒壁厚，压力高。根据应力计算公式，上下温差越大，则应力也越大。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。过大壁温差的产生，将会导致汽包的热应力增大，进而导致汽包受到损伤，情况严重时可能导致汽包壁的焊缝、汽包与下降管的焊缝出现裂纹，在运行中可能导致汽包泄漏和爆裂。所以控制好高压汽包壁温差，对保证汽包安全，延长汽包使用寿命十分重要。
二、高压汽包壁温差分析
图一高压汽包上、下壁温差
在停炉过程中，锅炉进入降压和冷却阶段，因为汽包保温层较厚，汽包保温层的导热系数为0．061 W／（m•℃-1）左右，向周围的散热较弱，冷却速度较慢。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，炉水自然对流换热系数为200—1000 W／（m2•℃-1），使汽包壁很快冷却，而汽包上壁与蒸汽接触，在降压过程中放热系数较低，微过热蒸汽导热系数为0．02—0．05 W／（m•℃-1），金属冷却缓慢，所以出现上部壁温大于下部壁温，造成温差。如降压速度越快，则温差越大，特别是当压力降到低值时，将出现较大的温差。
1．由图一可知，余热锅炉在正常运行时，高压汽包上、下壁没有温差，在停机上水后，温差已经在20度左右，这是因为燃机停机后，我们对高压汽包上水时，高压省煤器出口温度逐渐下降，使得进水温度低于汽包壁温度，温差慢慢变大。
2．在经过25小时左右的自然冷却后，随着高压汽包水位和压力逐渐下降，温差逐渐扩大，热炉放水前温差维持在50度左右。在去年机组B修前，热炉放水前温差会到达70度左右，在进行锅炉相关疏水阀研磨后，内漏减少，使得汽包温差明显减低。
3．在高压汽包压力下降到0.8MPa后，我们进行热炉放水，从图一可以明显看到热炉放水后，我们上、下壁温差急剧增大，在2小时30分钟左右时间内，温差增加到100度左右。放水后，汽包下壁3温度点因为靠近高压蒸发器上升管路，温度回升较快；而汽包下壁4温度点靠近连排和事故放水管路，温度回升较慢。
三、防范措施
1．停机后，我们要立即做好保温保压相关措施，关闭各个疏水门、连排、定排、事故放水、取样等等。停机后立即对高压汽包进水至汽包最高水位+380mm以上，在水位到+380时，再以小流量上水5~10分钟，使汽包内的冷却介质全为水，汽包内的水充分接触到汽包内上壁。
2．各阀门内漏导致汽包水位和压力过快的下降，将使汽包温差快速扩大，因此停机后，全面检查锅炉汽水系统阀门是否严密，检查定排、连排、事故放水、各疏水阀门是否内漏，如有内漏及时处理。高旁关闭后及时关闭高压主汽门，检查高压主汽门、各向空排是否漏气。
3．停机2小时后，及时查看压气机进口挡板和余热锅炉烟囱挡板是否已经关闭，如果没有关闭则手动关闭，减少锅炉通风时间。同时要确保余热锅炉各个观察门、人孔门在关闭状态。
4．应加强停机后汽包壁温的分析监视，严格执行规程制度，燃机熄火后每隔1小时抄表一次到余热锅炉放水结束为止，认真分析数据是否线性下降，发现异常及时汇报并查明原因，及时处理。
5．当压力到达0.8MPa时，放水时先放水，后放汽，即先缓慢开启高压汽包省煤器、定排、连排、过热器疏水阀，就地手动阀可开启三分之一进行截流，放水过程中，严密监视汽包上下壁温差，当温差急剧扩大时，可适当关小放水阀或暂缓放水，以减小温差，待温差正常后再进行放水。当汽包压力下降到0.2MPa时需开启受热面向空排汽阀，并保持开启位置，当高压过热器温度低于50℃时及时关闭。
6．由于汽包放水后形成的壁温差大小和放水时的压力有关，所以降低放水压力可以有效降低放水后形成的壁温差。但是，过低的放水压力不利于锅炉的烘干防腐，所以选择合适的放水压力非常重要。对于汽包压力在0．8MPa放水不能满足汽包壁温差要求而低压力又不能满足烘干要求的机组，则应采用充氮保养或其它方式。
四、结束语
汽包壁温差是锅炉运行中的重要参数，运行人员要重点监视，不管是在开、停机或热炉放水过程中，要认真做好相关控制汽包壁温差的操作，使得汽包壁温差在规定范围内，一旦发现汽包壁温差过大，都要根据具体原因和实际情况，及时采取相应有效措施，防止汽包壁温差进一步扩大，提高汽包运行安全性，延长汽包使用寿命。
论文作者:赵海翔
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/11
标签：汽包论文; 温差论文; 高压论文; 锅炉论文; 余热论文; 压力论文; 温度论文; 《电力设备》2019年第3期论文;