關于鍋爐安全運行技術第1頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六鍋爐機組運行包括以下過程：啟動正常運行調節停爐事故處理第八章鍋爐安全運行技術第2頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六鍋爐啟動包括以下過程：啟動前的檢查與準備工作鍋爐上水鍋爐點火鍋爐升溫升壓第八章鍋爐安全運行技術第3頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六鍋爐正常運行調節包括以下過程：蒸汽壓力的調節蒸汽溫度的調節汽包水位的調節燃燒調節：包括送風量調節、引風量調節以及燃料消耗量的調節。第八章鍋爐安全運行技術第4頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六鍋爐停爐包括以下過程：停運準備滑壓準備滑壓降負荷汽輪機停機，鍋爐熄火鍋爐降壓第八章鍋爐安全運行技術第5頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六汽包熱應力起停過程中受熱面保護自然循環鍋爐正常運行調節自然循環鍋爐滑參數起停事故處理第八章鍋爐安全運行技術第6頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六第一節汽包熱應力熱應力：溫度改變時，物體由于外在約束以及內部各部分之間的相互約束，使其不能完全自由脹縮而產生的應力，稱為熱應力。由于熱應力是溫度變化而產生的，所以也稱溫度應力或溫差應力。部件工作時，它的尺寸將因溫度變化而伸縮。若部件的伸縮不受任何限制，溫度變化只能使其變形，而不致產生應力。若部件不能自由伸縮，將會在其內部產生應力。部件在受熱或冷卻時，若各部分溫度不一致，變形將受制約。溫度高的部分要膨脹伸長,溫度低的部分則限制它的膨脹,結果在高溫部位產生壓應力。低溫部位產生拉應力。熱應力是由于溫度變化時變形受阻而產生，可根據應力與應變成正比的關系進行計算。第7頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六一、內外壁溫差及熱應力產生原因：當鍋爐上水時，一定溫度的給水進入汽包后，內壁溫度隨之升高，因汽包壁較厚，外部與環境接觸，外表面溫度上升的速度較內壁溫升慢，從而形成了內外壁的溫差，產生熱應力。特點：內壁：內壁溫度高，力圖膨脹，產生壓縮應力。外壁：外壁溫度低，阻止內壁膨脹，產生拉伸應力。影響因素：熱應力的大小決定于內外壁溫差的大小。汽包壁的厚度越厚，內外壁溫差越大，熱應力越大。上水的溫度高，上水速度快，內外壁溫差越大，熱應力越大。第8頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六一、內外壁溫差及熱應力減小汽包內外壁溫差及熱應力的措施：控制升降壓速度。及早建立穩定的水循環。限制升降負荷速度。上水注意事項：當上水溫度與汽包壁溫差不超過50℃時，上水時間：夏季1～2小時，冬季3～4小時。當上水溫度與汽包壁溫差超過50℃時，上水時間：夏季不少于2小時，冬季不少于4小時。第9頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六二、上下壁溫差及熱應力

1.鍋爐升壓過程中汽包產生的上下壁溫差及熱應力產生原因：在啟動過程中，汽包壁從工質吸熱，溫度逐漸升高。鍋爐自然循環尚不正常，汽包內的水流動很慢或局部停滯，對汽包壁的放熱系數很小，所以汽包下壁溫升小。汽包上壁與飽和蒸汽接觸，當壓力升高時，飽和蒸汽遇到較冷的汽包壁便發生凝結放熱，由于蒸汽凝結時的放熱系數要比汽包下半部水的放熱系數大幾倍，上壁溫度很快達到對應壓力下的飽和溫度，使汽包上壁溫度大于下壁溫度，從而形成了上下壁的溫差，產生熱應力。特點：上壁：上壁溫度高，力圖膨脹，產生壓縮應力。下壁：下壁溫度低，阻止內壁膨脹，產生拉伸應力。影響因素：熱應力的大小決定于上下壁溫差的大小。汽包升壓速度越快，飽和溫度升高也越快，產生的上下溫差就越大，熱應力越大。第10頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六2.鍋爐停爐冷卻過程中汽包產生的上下壁溫差及熱應力產生原因：在停爐過程中，鍋爐進入降壓和冷卻階段，汽包主要靠內部工質進行冷卻，由于汽包內爐水壓力及對應的飽和溫度逐漸下降，汽包下壁對爐水放熱，使汽包下壁很快冷卻。汽包上壁與蒸汽接觸，在降壓過程中放熱系數較低，金屬冷卻緩慢，使汽包上壁溫度大于下壁溫度，從而形成了上下壁的溫差，產生熱應力。特點：上壁：上壁溫度高，力圖膨脹，產生壓縮應力。下壁：下壁溫度低，阻止內壁膨脹，產生拉伸應力。影響因素：熱應力的大小決定于上下壁溫差的大小。汽包降壓速度越快，產生的上下溫差就越大，熱應力越大。第11頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六3.汽包上下壁溫差及熱應力的危害及相關規定危害：上壁：上壁溫度高，力圖膨脹，產生壓縮應力。下壁：下壁溫度低，阻止內壁膨脹，產生拉伸應力。嚴重時使汽包趨于拱背變形，導致汽包受到損傷，減少汽包使用壽命。我國有關規定：汽包上下壁允許溫差：40℃。汽包上下壁最大溫差：不超過50℃。第12頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六4.減小汽包上下壁溫差及熱應力的措施在鍋爐的啟動過程中：按鍋爐升壓曲線嚴格控制升壓速度。設法及早建立水循環，如引入鄰爐蒸汽加熱鍋水，均勻投入燃燒器，水冷壁下聯箱適當放水等。采用滑參數啟動。在鍋爐的停爐過程中：按鍋爐降壓曲線嚴格控制降壓速度。采用滑參數停爐。第13頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六三、鍋爐啟動過程中汽包的保護點火前進水和點火升壓時汽包壁溫差大。保護措施：加強水冷壁下聯箱放水，促進水循環的建立。維持燃燒的穩定和均勻。點火前投入底部加熱裝置。按規程規定控制進水速度和水溫。嚴格控制升溫升壓速度。第14頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六四、機械應力定義：物體由于外因(受力、濕度變化等)而變形時，在物體內各部分之間產生相互作用的內力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復到變形前的位置。產生原因：汽包內壓力引起。影響因素：汽包內壓力。汽包內壓力越大，機械應力越大。第15頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六第二節起停過程中受熱面保護水冷壁的保護過熱器、再熱器的保護省煤器的保護空氣預熱器的保護第16頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六一、水冷壁的保護

1.自然循環鍋爐水冷壁的保護保護的必要性：自然循環鍋爐在升壓過程的初始階段，水冷壁受熱較弱，管內工質含汽量很少，故水循環不正常。又因此時投進的油槍或燃燒器數目少，所以水冷壁受熱不均勻性很大。導致同一聯箱上的水冷壁管之間存在金屬溫差，產生一定熱應力，嚴重時會使下聯箱變形或管子損傷。尤其是大型鍋爐均采用膜式水冷壁，管子間溫差輕易導致焊口拉裂。水冷壁的受熱膨脹情況，可以通過裝在下聯箱上的膨脹指示器加以監視。有些鍋爐水冷壁管上，還裝有若干熱電偶以監視管壁金屬的溫度。第17頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六1.自然循環鍋爐水冷壁的保護保護措施：保證水冷壁各部膨脹均勻，對膨脹較小的水冷壁下聯箱進行適當放水，促進水循環的建立。正確選擇和適當輪換點火油噴嘴或燃燒器，維持燃燒的穩定和均勻，使水冷壁受熱均勻。點火前投入水冷壁下聯箱底部加熱裝置。大型鍋爐，適當延長加熱時間，有利于水循環建立，使水冷壁均勻受熱。在點火初期，將鄰爐蒸汽引入下聯箱進行加熱，加快水循環的建立。第18頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六2.強制循環鍋爐水冷壁的保護多次強制循環鍋爐，由于使用循環泵進行強制循環，水流量能按照計算設置的各水冷壁管進口節流孔板進行分配，因而在任何工況下都能獲得較穩定的循環特性，無需采取特殊措施來改善水冷壁受熱情況。第19頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六二、過熱器、再熱器的保護啟動過程中，一般在蒸發量小于10%的額定蒸發量時，必須限制過熱器的進口煙溫，使之低于金屬允許溫度50℃。隨著壓力的升高，蒸汽流量增加，過熱器冷卻條件有所改善，這時可用限制過熱器出口汽溫的方法來保護過熱器，要求過熱器出口汽溫比額定值低50～100℃。點火時燃料量的增長速度不能太快。保持火焰中心不偏斜，充滿度好。開啟疏水閥，及時疏水。降低火焰中心，控制爐膛出口煙溫。定期切換火嘴，減小熱偏差。合理使用噴水減溫器。啟動過程中使用旁路系統保護再熱器。第20頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六三、省煤器的保護圖2-37省煤器再循環示意圖再循環管再循環管汽包除氧器保護的必要性：點火初期，流往省煤器水量很少，或間隙進水，省煤器不能得到充分冷卻。保護措施：采用省煤器再循環。第21頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六四、空氣預熱器的保護保護的必要性：起停過程中鍋爐排煙溫度很低，很易造成空氣預熱器結露現象，成為空氣預熱器腐蝕和堵灰重要原因。保護措施：打開暖風器或熱風再循環，用以提高管壁溫度，防止結露。第22頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六第三節自然循環鍋爐正常運行調節給水調節過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度調節燃燒調節第23頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六一、給水調節任務：使給水量與鍋爐蒸發量相適應，維持汽包水位在允許范圍內變動。水位要求：正常水位在汽包中心線下100～200mm，波動范圍為-50～+50mm。影響汽包水位變化的因素：給水量與蒸發量的平衡壓力變化引起工質比容的改變不同工況下水容積中含汽量的變化給水量小于蒸發量汽壓降低負荷突增，汽壓突降水位高度時間圖8-1影響汽包水位變化的因素第24頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六1.汽包水位動態特性的特點具有延時。蒸汽量擾動下出現“虛假水位”現象：在負荷突然增加時，雖然鍋爐的給水流量小于蒸發流量，但開始階段的水位不僅不下降，反而迅速上升，過一段時間后再下降。反之，鍋爐負荷下降時，水位反而先下降。水位對象無自平衡能力：機組容量越大，水位變化越快，更難控制。爐膛熱負荷擾動下，也會出現“虛假水位”現象。第25頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六2.汽包水位調節方法采用三沖量給水自動調節系統，通過改變給水調節閥開度實現水位調節。圖8-2三沖量給水自動調節系統系統組成：一個調節器三個沖量：汽包水位H：是被調量，所以水位信號稱為主信號。蒸汽流量D。給水流量G。系統優點：能夠減小虛假水位的影響。能夠消除給水量自發的擾動。第26頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六二、過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度調節過熱蒸汽溫度調節：動態特性：時滯和熱慣性大。調節方法：主要采用噴水減溫。再熱蒸汽溫度調節：動態特性：時滯和熱慣性小。調節方法：主要采用煙氣側調節。調節策略：先采用煙氣側調節再熱汽溫。再采用噴水減溫調節過熱汽溫。圖8-3過熱汽溫調節第27頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六三、燃燒調節

1.燃燒調節系統的任務調節燃料量，使燃燒放出的熱量與外界負荷相適應，維持一定的過熱蒸汽壓力。調節送風量，使空氣量適應燃燒的要求，保持爐膛出口最佳過量空氣系數。調節引風量，使燃燒生成的煙氣及時排走，維持一定的爐膛出口負壓。第28頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六2.燃燒調節系統的組成燃料量控制子系統：以燃料量為調節變量，主蒸汽壓力為被調量，通過調節進入爐膛的燃料量，維持主蒸汽壓力的穩定。送風量控制子系統：以送風量為調節變量，煙氣含氧量為被調量，通過調節進入爐膛的送風量，使煙氣含氧量達到設定的最佳值，保證燃料燃燒所需的空氣量和燃燒過程的經濟性。引風量控制子系統：以引風量為調節變量，爐膛壓力為被調量，通過調節引風量維持爐膛壓力的穩定。第29頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六3.中間儲倉式燃燒調節系統圖8-4中間儲倉式燃燒調節系統框圖注：“+”-表示信號量增大，使流量增大；“-”-表示信號量增大，使流量減少第30頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六4.中間儲倉式燃燒調節系統自動控制過程燃料量控制子系統：當外界負荷變化時，過熱蒸汽壓力發生變化，同時將蒸發量D和汽壓變化速度dp/dt的綜合信號送到燃燒調節器，通過調節進入爐膛的燃料量，維持主蒸汽壓力的穩定。送風量控制子系統：當燃料調節器動作后，再向送風調節器送去信號，采用含氧量信號作為送風調節的校正信號，以送風量為調節變量，通過調節進入爐膛的送風量，以維持最佳過量空氣系數。引風量控制子系統：當送風量調節器動作后，再向引風量調節器送去信號，通過調節引風量維持爐膛壓力的穩定。第31頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六第四節自然循環鍋爐滑參數起停機爐聯合起動方法起動參數要求鍋爐升壓速度要求機爐聯合停運第32頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六一、機爐聯合起動方法滑參數啟動:鍋爐、汽輪機的聯合啟動,或稱整套啟動。它是將鍋爐的升壓過程與汽輪機的暖管、暖機、沖轉、升速、并網、帶負荷平行進行的啟動方式。啟動過程中,隨著鍋爐參數的逐漸升高,汽輪機負荷也逐漸增加，待鍋爐出口蒸汽參數達到額定值時,汽輪機也達到額定負荷或預定負荷,鍋爐、汽輪機同時完成啟動過程。分類：真空法壓力法目前，大多數發電廠采用壓力法進行滑參數啟動，而很少使用真空法進行滑參數啟動。第33頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六1.真空法起動起動前把鍋爐與汽輪機之間主蒸汽管道的閥門，全部打開。空氣門和疏水門全部關閉。先開汽輪機盤車，再投入抽氣器，使汽包處于真空狀態。鍋爐開始點火，產生蒸汽進入汽輪機，暖管、暖機。當汽壓達到0.1MPa，汽輪機沖轉，停盤車。接近臨界轉速時，關小主蒸汽管道上主汽門。待汽壓升高后再開大閥門，使汽輪機很快越過臨界轉速。當汽壓達到0.5MPa，汽輪機達到額定轉速，并網帶負荷。隨負荷增加，鍋爐升溫、升壓。控制升溫升壓速度。滿足汽包熱應力和汽輪機熱應力的要求。第34頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六2.壓力法起動起動時抽氣器和主汽門是關閉的。鍋爐先點火升壓，當汽壓達到一定數值后，才開始暖管、暖機、沖轉。一般是汽壓達0.5～1.0MPa（表壓）時開始沖轉。以后隨著蒸汽壓力、溫度逐漸升高，汽輪機達到全速、并網、帶負荷，直至達到額定負荷。第35頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六二、起動參數要求主蒸汽壓力：通常采用1MPa左右。主蒸汽溫度：通常主蒸汽過熱度不應小于50℃。再熱蒸汽參數：要求再熱蒸汽過熱度一般為50℃以上。凝汽器真空度：一般真空為0.06～0.08MPa。第36頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六三、鍋爐升壓速度要求水和蒸汽在飽和狀態下，壓力和溫度存在對應關系。升壓過程即為升溫過程。圖8-５鍋爐升溫升壓曲線第37頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六三、鍋爐升壓速度要求升溫升壓過程中，汽包上部金屬溫度高于下部金屬溫度，內壁金屬溫度高于外壁金屬溫度，最大溫差不允許超過50℃，因此，需要限制升壓速度。升溫升壓速度不僅受到汽包、水冷壁、省煤器及、再熱器熱應力的限制，同時也受到汽輪機暖機、升速和帶負荷的限制。升溫升壓過程中,為保證爐膛受熱均勻,減小水冷壁溫差，應適當調換油槍或燃燒器位置；為減小汽包溫差，應加強下聯箱放水，促進水循環，或點火前投入下聯箱蒸汽加熱裝置。在升壓過程中,有一些操作如增加燃料量,開大旁路系統閥門及校驗安全門等都會引起汽包水位的波動,加之此時給水流量小,汽包水位較難控制,應加強對汽包水位的監視和控制。升壓接近額定值時，蒸汽壓力對汽包產生的機械應力接近設計值，應限制升壓速度防止溫差與熱應力過大。第38頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六四、機爐聯合停運－滑參數停運停運準備滑壓準備：汽機調節汽門開至全開。滑壓降負荷：逐漸降低主蒸汽和再熱蒸汽參數（溫度和壓力）來降低機組負荷和汽輪機轉速。降壓速度一般為0.03～0.15MPa/min，溫降速度為2℃/min。汽輪機停機鍋爐熄火：待汽輪機負荷接近于零時，機組解列，鍋爐停止燃燒。鍋爐降壓。第39頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六第五節事故處理鍋爐燃燒事故水位事故受熱面損壞第40頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六一、鍋爐燃燒事故

1.爐膛滅火爆燃定義:爐膛突然滅火后,送入的煤粉積存在爐內。然后突然燃燒形成爆炸。輕者影響帶負荷,重者造成人身傷亡或設備事故。現象：爐膛負壓突然加大。一、二次風壓表水柱減小。汽壓、汽溫、水位下降。原因：煤質差、發熱量極低，揮發物很少。低負荷時爐膛溫度太低。送、引風機跳閘等。處理方法：全部停給粉機，停制粉系統，關閉油嘴，切斷向爐內供應的燃料，控制汽包水位在較低處。減少送風量、增大引風量。通風3～5min，清除爐內煤粉。第41頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六2.煙道再燃燒定義:可燃物在對流煙道內再燃燒，輕者使受熱面超溫，嚴重造成過熱器爆管或省煤器爆管，或燒壞空氣預熱器。現象：局部煙溫和排煙溫度過高。煙道負壓波動，人孔冒煙。氧量表指示不正常。原因：燃燒工況失調、粒子過粗、煤粉太多。低負荷運行時間過長，燃燒工況差。鍋爐起停頻繁。處理方法：必須立即停爐，停供燃料，停送風、引風。關閉煙道擋板、門、孔。打開省煤器再循環門，打開過熱器疏水門，打開事故噴水門。第42頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六二、水位事故

1.鍋爐缺水現象：水位指示過低。蒸汽流量大于給水流量。過熱蒸汽溫度升高。原因：排污不當。水位表指示不準確。給水自動調節失靈。水冷壁、省煤器、給水管道爆管。處理方法：輕微缺水：增加給水量，逐漸恢復正常水位。嚴重缺水：立即熄火停爐，嚴禁向鍋爐上水。第43頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六2.鍋爐滿水現象：水位指示過高。蒸汽流量小于給水流量。過熱蒸汽溫度降低。原因：給水自動調節失靈。給水門失靈。給水壓力過高。水位表指示不準。處理方法：輕微滿水：校核水位計，減少給水量，開啟排污閥放水降低水位、打開蒸汽管路疏水，恢復正常水位。嚴重滿水：立即熄火停爐，開啟過熱器聯箱、蒸汽管道的疏水門、開事故放水門，待汽包水位恢復正常時重新點火。第44頁，共50頁，2023年，2月20日，星期六3.汽水共騰定義：鍋內泡沫過多，蒸汽和鍋水界限不清而共同升騰。現象：水位計內看不清水位，有劇烈波動，致使水位無法控制。蒸汽帶水嚴重，過熱蒸汽溫度下降。無過熱器的鍋爐，蒸汽管道和分汽缸會有水沖擊發生。原因：鍋水質量不好，含鹽濃度過大。表面排污不夠，致使水面雜質過多。負荷不穩，短時間內用汽過多，產生蒸汽帶水現象。并爐時鍋爐汽壓高于蒸汽管氣壓，且開啟主汽門過快，汽壓急劇下降，造成汽水共騰。處理方法：降低鍋爐負荷，全開連續排污閥加強連排。加大進水，同時開啟排污閥放水，進行爐水置換。開啟過熱器和分汽缸的疏水閥，防止蒸汽管道和分汽缸發生水沖擊。水位恢復正常后，