由于鍋爐汽包壁厚、長度增大，承受的壓力又特別高，因而機組起停過程中容易產(chǎn)生汽包內(nèi)外、上下壁溫差，產(chǎn)生較大的熱應力，對汽包的安全運行和壽命造成影響。所以，在機組運行過程中，有效控制汽包壁溫差十分重要。
汽包壁溫差產(chǎn)生的原因
(1)進入鍋爐的水具有一定的溫度，水進入汽包后首先與汽包下部接觸，如果水溫度低于汽包壁溫，則容易導致汽包下壁以及下壁的內(nèi)壁先降溫，從而使汽包上壁溫高、下壁溫低，內(nèi)壁溫低、外壁溫高，這種現(xiàn)象常在機組溫態(tài)、熱態(tài)或極熱態(tài)起動時發(fā)生;如果水溫度高于汽包的壁溫，則汽包下壁以及下壁的內(nèi)壁先升溫，這樣則使汽包上壁溫低、下壁溫高，內(nèi)壁溫高、外壁溫低。
(2)點火升壓階段，隨著壓力的升高，爐水和蒸汽的溫度也隨之升高，汽包的下半部被爐水加熱，而上半部被蒸汽加熱，雖然爐水溫度和蒸汽溫度在升溫過程中基本相同，但是由于蒸汽的放熱系數(shù)比水的放熱系數(shù)大2～3倍，所以上部汽包壁的溫升要遠遠高于下部汽包壁的溫升，升壓速度越快，產(chǎn)生的壁溫差就越大。另外，停爐冷卻后，伴隨著汽包壓力的下降，汽包內(nèi)飽和蒸汽被上部汽包壁加熱后成為過熱蒸汽，過熱蒸汽較飽和蒸汽密度小，在汽包上部內(nèi)壁形成一層過熱蒸汽的保護膜，過熱蒸汽的導熱性能差，且不能形成對流換熱，導致上汽包壁溫冷卻很慢，而下汽包壁接觸的是鍋水，仍在構成自然循環(huán)，冷卻較快。所以，在停爐過程中上半部分溫度高，下半部分溫度低。
(3)國產(chǎn)亞臨界30OMW機組鍋爐汽包壁厚在(140~160)mm之間，亞臨界60OMW機組鍋爐汽包壁厚在(160~20O)mm之間，而且隨著鍋爐容量的增加，汽包的壁厚也在增加。汽包內(nèi)水和蒸汽的飽和溫度隨著壓力升高而升高，與水和蒸汽接觸的汽包內(nèi)壁溫度接近飽和溫度，但外壁則是靠汽包壁金屬導熱而升高，使內(nèi)外壁產(chǎn)生傳熱溫差。
(4)在鍋爐起動初期，鍋爐內(nèi)水循環(huán)比較弱，汽包內(nèi)水流緩慢，在爐膛受熱較弱局部甚至出現(xiàn)循環(huán)停滯區(qū)，這部分停滯區(qū)水溫明顯偏低，而蒸汽在汽包內(nèi)的蒸汽空間傳熱相對較均勻，使汽包上下壁溫差進一步增大。
(5)當省煤器再循環(huán)閥不嚴密時，在起動過程中向鍋爐補充給水時，一部分低溫水不經(jīng)過省煤器而直接進入汽包，導致汽包壁溫差增大。
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