摘 要： 汽包是鍋爐設(shè)備在運(yùn)行過程中加熱、蒸發(fā)、過熱的中心樞紐，在機(jī)組故障狀態(tài)或調(diào)峰機(jī)組鍋爐的熱態(tài)啟停時(shí)，操作不當(dāng)很容易造成汽包上下壁任意兩點(diǎn)之間的溫差大于40℃。汽包全充水啟停操作方法可以有效地減緩機(jī)組故障狀態(tài)或調(diào)峰機(jī)組鍋爐的熱態(tài)啟停時(shí)對鍋爐設(shè)備的損害，預(yù)防事故。
　　關(guān)鍵詞： 電廠鍋爐 汽包全充水啟動(dòng) 啟停操作
　　
　　1.前言
　　鍋爐的使用壽命不但與運(yùn)行時(shí)間的長短有關(guān)，而且與鍋爐啟停的次數(shù)有關(guān)，即鍋爐啟停次數(shù)越多，使用壽命越短。在電力系統(tǒng)作為調(diào)頻、調(diào)峰電廠的鍋爐啟停次數(shù)多是不可避免的，所以我們必須認(rèn)真做好設(shè)備在運(yùn)行過程中的安全保護(hù)工作，尤其是在鍋爐啟停過程中的安全保護(hù)工作，才能長期有效地保證鍋爐設(shè)備連續(xù)、安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的可靠性。
　　在鍋爐啟動(dòng)的過程中，鍋爐的承壓部件溫差較大，熱應(yīng)力也較大，容易造成設(shè)備部件的損壞，特別是壁厚較大的部件，如：汽包、聯(lián)箱等。另外給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)操作頻繁、調(diào)節(jié)門前后壓差較大，水流長期沖刷造成調(diào)節(jié)門磨損嚴(yán)重（調(diào)節(jié)門關(guān)閉不嚴(yán)泄露）。若能在啟動(dòng)過程中減少給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的操作次數(shù)，將會(huì)使給水調(diào)節(jié)門得到保護(hù)，延長其使用壽命。針對一些電力系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)峰電廠的鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性較差、頻繁啟動(dòng)的鍋爐，使用汽包全充水啟停操作方法，可以有效地減緩設(shè)備損害、預(yù)防事故。
　　2.目前電廠鍋爐啟動(dòng)時(shí)存在的問題
　　為了保證汽包、聯(lián)箱、省煤器等設(shè)備部件的安全，一般電廠在鍋爐的啟動(dòng)過程中制訂了許多的防護(hù)措施（編入規(guī)程），如：控制升溫、升壓速度；定期切換對角油槍和火嘴；嚴(yán)格控制汽包上下壁任意兩點(diǎn)之間的溫差不大于40℃；采用鍋爐低部聯(lián)箱定期放水；監(jiān)視承壓部件各部聯(lián)箱的膨脹情況，并根據(jù)聯(lián)箱的膨脹情況采取相應(yīng)的措施，如加強(qiáng)燃燒調(diào)整，合理調(diào)配燃燒；根據(jù)鍋爐下部聯(lián)箱的膨脹情況進(jìn)行放水；鍋爐停止上水時(shí)開啟省煤器再循環(huán)系統(tǒng)；在鍋爐啟動(dòng)初期開啟過熱器、減溫器、集汽聯(lián)箱的疏水，等等。在鍋爐上水過程中，根據(jù)用水需求采用：底部聯(lián)箱、小旁路、大旁路、主給水進(jìn)行調(diào)節(jié)汽包水位，保持汽包水位在+75mm的范圍。以上措施雖然保證了鍋爐能夠啟動(dòng)，但是無法徹底消除啟動(dòng)操作對鍋爐設(shè)備的損害，仍然存在如下問題。
　?。?）在鍋爐的啟停過程中，經(jīng)常需要間斷上水，省煤器再循環(huán)門需要頻繁開啟或關(guān)閉，會(huì)使省煤器和汽包頻繁受交變應(yīng)力的作用。當(dāng)鍋爐連續(xù)上水時(shí)關(guān)閉省煤器再循環(huán)，會(huì)導(dǎo)致省煤器的溫度瞬間由汽包的飽和溫度降低至給水的溫度，從而使省煤器的溫度聚變（下降）而產(chǎn)生巨大的溫度應(yīng)力。同時(shí)汽包溫度也有明顯的降低，并產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力。在開始間斷性上水時(shí)，如果沒有及時(shí)將省煤器再循環(huán)門開啟，上水時(shí)一部分給水會(huì)進(jìn)入省煤器，一部分會(huì)沿省煤器再循環(huán)管直接進(jìn)入汽包，從而使汽包的溫度聚變（降低），產(chǎn)生巨大的溫度應(yīng)力。
　　（2）在鍋爐啟停過程中，由于燃燒、負(fù)荷等不確定因素較多，鍋爐水位變化較大，造成上水操作頻繁。在此過程中如果再采用鍋爐底部聯(lián)箱放水，將會(huì)導(dǎo)致汽包內(nèi)的水位更加迅速變化，在汽水交界面處產(chǎn)生溫度交變應(yīng)力，交變應(yīng)力長時(shí)間、頻繁的發(fā)生在汽包“0”水位處（原因是鍋爐運(yùn)行規(guī)程中規(guī)定，鍋爐在運(yùn)行過程中汽包水位變化的最大范圍不允許超過+50mm），由于水位、溫度的波動(dòng)，從而造成該部位金屬疲勞，影響設(shè)備安全，且縮短鍋爐運(yùn)行的使用壽命。
　?。?）在鍋爐的啟動(dòng)過程中水位調(diào)節(jié)操作較多而且頻繁，容易造成誤操作。而且對其他設(shè)備造成一定的危害。如給水小旁路調(diào)節(jié)門前后壓差較大，對調(diào)節(jié)門沖刷磨損較大，長時(shí)間頻繁操作，會(huì)使調(diào)節(jié)門關(guān)閉不嚴(yán)，造成漏流，也容易造成損壞。在鍋爐啟動(dòng)過程中，過早使用主給水調(diào)節(jié)門操作，對主給水調(diào)節(jié)門沖刷磨損較大造成漏流，同時(shí)也易造成損壞。
　　3.汽包全充水啟動(dòng)在鍋爐啟停操作中的應(yīng)用
　　汽包全充水停爐與汽包全充水啟動(dòng)一樣，能有效地減少對設(shè)備的損害，減少因頻繁停爐及補(bǔ)水而造成的溫度交變應(yīng)力，從而延長設(shè)備的使用壽命，減少非計(jì)劃檢修次數(shù)和檢修的費(fèi)用。
　?。?）鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)操作。按正常的鍋爐上水操作步驟，通過底部聯(lián)箱或給水小旁路，控制一定的上水速度，將水上至汽包空氣門冒水后停止上水；開啟省煤器再循環(huán)，過熱器、集汽聯(lián)箱及一、二級減溫器的疏水門；具備點(diǎn)火條件后鍋爐點(diǎn)火，隨著升溫、升壓、底部聯(lián)箱放水，汽包水位逐漸出現(xiàn)。在此過程中，當(dāng)汽包水位過低時(shí)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)水，并汽時(shí)如水位高則通過事故放水調(diào)節(jié)至并汽水位。當(dāng)鍋爐采用汽包全充水啟動(dòng)過程中，其他操作和鍋爐正常啟動(dòng)時(shí)的步驟一樣。
　?。?）停爐操作。當(dāng)鍋爐爐膛滅火主蒸汽門關(guān)閉后，關(guān)閉鍋爐連排、鍋爐定排、加藥、各取樣門，解除汽包水位保護(hù)，繼續(xù)向鍋爐上水至+300mm處，再以20t/h流量上水10分鐘，當(dāng)停止給水時(shí)，打開省煤器再循環(huán)門。鍋爐停爐冷卻和其他操作步驟與正常停爐相同。
　?。?）鍋爐熱態(tài)啟動(dòng)操作。在鍋爐熱態(tài)啟動(dòng)過程中，采用汽包全充水啟動(dòng)方式就是將鍋爐點(diǎn)火前的上水水位由-100mm改為上滿整個(gè)汽包。其他的點(diǎn)火、升壓、升溫和并汽操作和鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)的操作步驟相同。
　　4.汽包全充水啟停操作法的探討
　?。?）在鍋爐點(diǎn)火升壓過程中，由于鍋爐汽包內(nèi)全部充滿了水，隨著爐膛溫度的升高，汽包內(nèi)的水均勻升溫，將不會(huì)造成過大的汽包上下壁溫溫。因此，汽包的上下部壁溫差導(dǎo)致的汽包的軸向變形將得到有效的避免。
　　（2）在整個(gè)鍋爐的啟動(dòng)過程中鍋爐很少進(jìn)行頻繁的補(bǔ)水，這樣就避免了因鍋爐啟動(dòng)初期采用間歇式補(bǔ)水造成鍋水在汽包中頻繁的起伏波動(dòng)而在汽水分界面處產(chǎn)生溫度交變應(yīng)力和金屬疲勞。
　?。?）由于采用汽包全充水啟動(dòng)時(shí)鍋爐汽包內(nèi)的水位很高，可提高下降管上部的水位高度，有效避免下降管帶汽和下降管自汽化，對水循環(huán)十分有利，尤其是在點(diǎn)火初期。
　　（4）在鍋爐正常啟動(dòng)過程中，鍋爐給水一般不經(jīng)過汽機(jī)高加的加熱，而是直接由除氧器供給，給水溫度相對較低。將低溫的鍋爐除氧水直接供給鍋爐，會(huì)造成鍋爐汽包和省煤器聯(lián)箱溫度急劇降低，在汽包和省煤器聯(lián)箱內(nèi)外壁之間形成溫差應(yīng)力，上水次數(shù)越頻繁，這種應(yīng)力對鍋爐汽包的危害越厲害。采用汽包全充水啟動(dòng)可以減少補(bǔ)水次數(shù)，減少了因給水的進(jìn)入造成的汽包內(nèi)鍋水溫度突變（降低），避免或減少給水溫度聚變對汽包、省煤器的不良影響。同時(shí)，采用汽包全充水啟動(dòng)時(shí)在鍋爐點(diǎn)火初期補(bǔ)水次數(shù)減少，可相應(yīng)地減少省煤器管壁金屬溫度和省煤器出入口聯(lián)箱溫度因補(bǔ)水造成的交替變化，從而減少受熱面和聯(lián)箱手孔泄露的幾率。
　?。?）在以往鍋爐正常啟動(dòng)過程中，鍋爐補(bǔ)水會(huì)導(dǎo)致省煤器處的煙溫頻繁變化，當(dāng)溫度較低的鍋爐給水進(jìn)入省煤器，和煙氣的熱交換程度劇烈，造成鍋爐排煙溫度較低，極易形成煙氣結(jié)露。而采用全充水啟動(dòng)則因很少補(bǔ)水，故在點(diǎn)火初期省煤器處能保持較高的煙溫，可有效降低和防止煙氣結(jié)露，減少低溫腐蝕。
　?。?）在點(diǎn)火初期，鍋爐有較長一段時(shí)間的水溫低于100℃，水冷壁管內(nèi)還沒有產(chǎn)生蒸汽，此時(shí)水冷壁管是靠水冷壁管內(nèi)的溫水循環(huán)來冷卻的，由于上升管進(jìn)入汽包的位置高于汽包水位，在這種情況下的冷卻屬于內(nèi)部溫水循環(huán)，冷卻效果不太好，而采用汽包全充水啟動(dòng)方式，則可在汽包、下降管、水冷壁之間形成一個(gè)完整的外部溫水循環(huán)，冷卻效果良好。
　?。?）減少給水系統(tǒng)的操作，可以有效地降低給水對調(diào)節(jié)門的沖刷，同時(shí)也減少誤操作的幾率，從而起到保護(hù)調(diào)節(jié)門、延長其使用壽命的作用。
　?。?）由于在啟動(dòng)前鍋爐汽包內(nèi)需要全部充滿水，如果操作不當(dāng)可能會(huì)造成過熱器蛇型管內(nèi)積水，在點(diǎn)火過程中可能會(huì)引起過熱器蛇形管之間的蒸汽量和減溫水量分配不均勻，造成熱偏差；或個(gè)別蛇形管內(nèi)形成“水塞”，使管子過熱，造成不良后果。因此，在給鍋爐汽包全充水時(shí)一定要根據(jù)汽包容積和給水流量嚴(yán)格控制上水時(shí)間。
　　（10）采用汽包全充水啟動(dòng)，可能還會(huì)造成蒸汽帶鹽，若含有大量鹽分的蒸汽進(jìn)入汽機(jī)將會(huì)給汽機(jī)的安全運(yùn)行帶來隱患。因此，在鍋爐上水時(shí)要嚴(yán)格控制鍋爐給水水質(zhì)，確保水質(zhì)合格；在鍋爐并汽前必須對主蒸汽進(jìn)行化驗(yàn)，只有主蒸汽品質(zhì)合格后才能進(jìn)行鍋爐并汽操作。
　　在鍋爐的啟停操作中采用汽包全充水法有許多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在一些問題，這就要在實(shí)際的操作中采取相應(yīng)的措施揚(yáng)長避短，使汽包全充水法在鍋爐的啟停操作中真正發(fā)揮應(yīng)有的作用。