自然循环余热锅炉的热偏差的分析和控制
第四章 余热锅炉的运行和控制
16、余热锅炉稳定水位的必要性 16.1水位高 水位高于正常规定值，会减小蒸汽空间，使蒸汽在汽包汽空 间的流速增加，所携带水滴也增加。由于流速增加，蒸汽停 留时间短，使有些水滴来不及从蒸汽中分离出来。上述二方 面都会造成汽水分离条件恶化，影响蒸汽品质。如果水位很 高，水可能冲到过热器中，本锅炉汽包的位置高于过热器， 这种现象更可能发生。所以水位升高是不允许的。
有的余热锅炉有两级过热器，可以将减温器放在两级之间，用喷水减温 方式。
20、蒸汽温度变化的动态特性 （1）加热量不变时蒸汽流量的变化 过热器内蒸汽流量减少，必然引起出口蒸汽温度上升，由于 传热有个过程，温度上升有滞后现象，滞后时间1 ，见图 43所示。当出口蒸汽温度升高后，传热方程式中的平均温差 减小，传热量减少，使蒸汽温度不能继续上升，最后稳定在 某一范围，说明此时有自平衡能力。
坚持按规定频次进行排污，排污人员要穿戴好符合规定的防护用具和使 用规定的操作工具。
当炉水品质恶化，司炉人员应服从水分析人员增加定期排污次数的决定。
排污要逐点进行，每点都应排到，防止遗漏，每点排污时间控制为 15~20s。 不允许快速上水，采取边上水边排污的方法，以免破坏水循环。 排污时，操作人员不准离开现场，并禁止多台汽包同时进行排污。 排污过程如遇锅炉及附件发生故障，应立即停止排污。 排污完毕，做好记录。
17、影响汽包水位的因素 进入汽包的物质量有给水，离开汽包的物质量有蒸汽和排污， 如果三者数量不平衡，会造成水位变化。蒸汽压力的变化， 短时间内蒸发器的循环倍率发生变化都会使汽包水位变化。 现分别叙述之 17.1蒸汽流量 用户突然改变用汽量，而给水量没有变化，此时汽包水位要 变化。当用汽量突然增加时，水位要降低。
余热锅炉冷态启动高压汽包壁温差控制
余热锅炉冷态启动高压汽包壁温差控制1、冷态启动时余热锅炉汽包上下壁温差大原因机组冷态启动时，燃机启动点火后，燃机排出的高温烟气进入余热锅炉，随着余热锅炉汽包压力升高，炉水和蒸汽的温度也随之升高。
汽包的下半部被炉水加热，而上半部被蒸汽加热。
虽然炉水和蒸汽的温度在升压过程中基本相同，但是由于蒸汽和炉水对汽包上下壁的放热系数不同，使得汽包上下壁温度升高的快慢不一样。
饱和蒸汽遇到温度较低的汽包上壁，凝结成水，放出潜热，这种放热属于凝结放热，其放热系统约为7000w/（m2.℃）。
炉水对汽包下半部的传热，在升压初期水循环还没有完全建立时，属于自然对流，其放热系统只有凝结放热的1/4-1/3。
在升压中，汽包上半部的壁温高于下半部的壁温，这样汽包上下壁形成了温差。
另外，汽包升压速度越快，饱和温度升高也越快，产生的壁温差就越大。
而在汽包升压初期，由于水蒸汽的饱和温度在压力较低时对压力的变化率较大，压力小幅度升高，但蒸汽的饱和温度大幅度升高。
由烟气流程可知，燃机高温烟气首先流经高压蒸发器管道。
由于在燃机升速过程中，升速速率由程序设定，天然气流量不断增加，排气温度也逐渐升高310℃。
在燃机达到额定转速3000rpm后，为了机组运行的经济性，一般会立即进行燃机发电机并网。
燃机并网带初始负荷15MW，排气温度达到345℃，高压汽包上壁温度升高较快，从而导致高压汽包容易出现上下壁温差大的情况。
2.冷态启动时锅炉汽包上下壁温差措施2.1提高低压汽包水温余热锅炉高压给水来自于低压汽包。
低压汽包设置了加热器。
在机组冷态启动时，锅炉完成上水后，提前两小时投入低压汽包底部加热，利用辅汽将低压汽包炉水加热到90℃左右。
从而在高压汽包升温初期，需要补水时，能够提供温度较高的给水，避免由于补给常温水导致高压汽包下半部壁温降低，上下壁温差进一步增大。
2.2投入高压蒸发器底部加热锅炉上水完毕后，先利用辅助蒸汽加热对高压汽包炉水进行加热至100℃左右。
循环流化床锅炉再热器壁温偏差分析及改造
起 的偏差 。
●
根据相似锅炉 的经验判断 ，管组 内蒸汽 的流量偏
四 、再 热器 壁温偏 差原 因分析
（ 流量偏差方面 的原 因 一）
二 、再 热器 结构 设计
该锅 炉再热器采用 单级布置 ，所有 的再热 器受热
１０ １ ｏ 中 新技 生 ： １ ３ 阖高 书金 ７ ２０ ０
该锅 炉再热器系统为双进双 出形式 ，即蒸汽 从进 口集 箱 的两 端进 入 ，从 出 口集箱 的两 端 出来 。该 种
该锅 炉采用Ｓ — ４ ０ １ ． 型锅炉与 １ ５ Ｗ ＧＭ ４／ ３７ ３ Ｍ 汽轮发
面均布置在尾部对 流烟 道的前烟道 内。以尾部 双烟 道
底部 的烟气挡板 调节烟气流量 的方式控制 再热 蒸汽温
度 ，事故喷水装置布置在再热器进 口，在 事故状态或 再热汽温左右偏差较大 时使用 。
再热 器 改造 前 ，再 热器 出 口壁 温 存在 较 大 的偏 差 ，且部分 位置长期 超温 。以２ １ 年６ ４ ０ １ 月２ 日再热器 出 口壁温数 据为例 ：在锅炉蒸发量４ ５ ／ ，再热冷段 ０ ｔｈ 抽汽 ８ ／ ，１ １Ｗ ｔ ｈ ３ Ｍ 情况下 ，再热器 出 口左 、中、右三 个测 点监测 到 的壁温 分别为４ ０ ７ ℃、５ ７ 、４ ２ ９℃ ８ ℃， 靠近 左右 两侧 的管组温 度 低而 中间管 组温 度 高 ，左
循 环流化 床锅 炉再 热器壁 温偏 差 分析 及改造
边 运 朝
（ 东莞 市 三联 热 电有 限公 司 ， 东 东莞 ５ ３ ４ 广 ２ ２ ３）
摘 要 ： 章对 ４０／ 循 环 流化床 锅 炉再 热 器 出 口壁温 偏差 较 大 ，局 部 长期超 温 问题 的形成 原 因进行 分 析 ，介 文 ４ｔ ｈ 绍 了优选 改造 方案 的过 程和 改 造后 的 实际效 果 ，并提 出了进一 步 的改造 方 向。
余热锅炉系统电气控制中常见问题的分析与对策
余热锅炉系统电气控制中常见问题的分析与对策发布时间：2021-08-20T16:52:13.560Z 来源：《当代电力文化》2021年4月11期作者：鹿雷[导读] 工业窑炉是我国建材工业中至非常重要的加热设备，它是大量能源的来源鹿雷石家庄良村热电有限公司河北省石家庄市 052160摘要：工业窑炉是我国建材工业中至非常重要的加热设备，它是大量能源的来源。
但是它又是环境污染的源头，烧砖也是我国建筑行业消耗能源的一大角色，仅仅次于水泥的耗能量，所以我们已经从中知道了节能减排已经是烧砖瓦里最阻碍发展的问题之一了。
它是影响该行业发展经济的重要因素，我们肩上的任务建设一个资源节约型的友好社会，这样才能实现我们保护环境的诺言。
关键词：余热锅炉系统电气控制；对策；前言：锅炉是将自然资源转化为人们生活所需能源的一种重要装置，在当今社会中，余热锅炉系统的使用日渐广泛，余热锅炉系统拥有着较多的优势，但对于这种锅炉，电气控制也一直是一个难点。
一、余热锅炉发展的现状能源节约型的道路，实现自身的可持续发展。
具有资料统计我国在这方面浪费的能源真的是占有很大的比例，有很多的低温废气余热仍没能够被充分利用。
如果这些低温余热有够迸行有效地回收和利用，将会很大程度地推进节能减排事业和我国国民经济的可持续发展。
目前余热锅炉的发展已经在各个行业开始使用了，这种变废为宝的方法是符合当今社会的经济条件和全球现状的，低温余热锅炉就是专门收集利用这些多余废弃能源的一种高效可靠的节能设备，余热锅炉也是一种环保节能的设备．我们也已经发现它的市场发展潜力越来越被看好。
政府也明确说余热余压回收技术作为重点发展技术进行培养，这就足以看出来余热锅炉发展是很有地位很有推广前景的，重点发展和推广低温余热锅炉技术，建设节约型社会势在必行。
二、余热锅炉系统电气控制中常见问题的分析1．蒸汽参数不稳定。
现在的余热锅炉系统，在电气控制方面，首要的问题就是蒸汽参数不稳定。
自然循环锅炉启动时汽包壁温差的控制及预防
自然循环锅炉启动时汽包壁温差的控制及预防作者：张军来源：《城市建设理论研究》2013年第06期摘要：针对机组启动过程中发生的汽包壁温差大的现象，分析产生的原因，提出了合理的控制及预防措施。
关键词：汽包；壁温差；热应力；控制中图分类号：O343.6文献标识码：A文章编号：某热电厂一期2*330MW工程是武汉锅炉厂设计制造，亚临界参数热电联产燃煤机组，自然循环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架的Π型汽包炉，锅炉型号为WGZ1100/17.45-3，同时安装脱硝装置，机组于2010年4月投产。
自投产以来，通过运行观察，在锅炉启动过程中，发现汽包上、下壁产生壁温差，壁温差有时高达80～100℃，已严重影响锅炉的安全运行。
1．启动过程中汽包壁温差产生的原因1.1 锅炉上水时汽包产生的温差当锅炉上水时，来自除氧器的给水经给水泵首先进入管壁较薄的省煤器，因此管壁首先被加热，而且温度上升较快，而汽包不但壁厚而且又是最后接触水，则加热温度上升就比较慢。
当水进入汽包时，总是先与汽包下壁接触，故汽包水位以下壁温首先上升，造成汽包下壁温高于上部壁温。
另外，一定温度的给水进入汽包后，内壁温度随之升高，因汽包壁较厚，外部与环境接触，外表面温度上升的速度较内壁温升慢，从而形成了内外壁的温差。
1.2 锅炉升压过程中汽包产生的壁温差升压初期，锅炉点火后投入炉内的燃料量很少，火焰在炉内的充满程度差，水冷壁受热不均，工质吸热量少，且在压力低时，工质的汽化潜热大，这时产生的蒸汽量很少，蒸发区内的自然循环尚不正常，汽包内的水流动很慢或局部停滞，对汽包壁的放热系数很小，所以汽包下壁温升小。
汽包上壁与饱和蒸汽接触，当压力升高时，饱和蒸汽遇到较冷的汽包壁便发生凝结放热，由于蒸汽凝结时的放热系数要比汽包下半部水的放热系数大2～3倍，所以上部汽包壁的温升要远远高于下部汽包壁的温升，升压速度越快，产生的壁温差就越大。
上壁温度很快达到对应压力下的饱和温度，使汽包上壁温度大于下壁。
循环流化床锅炉床温偏差大原因及分析
中国新技术新产品2019 NO.12（下）- 85 -工 业 技 术0 概述循环流化床锅炉流化状态的好坏是决定流化床锅炉运行状态的重要标志。
某电厂410 t/h 哈尔滨锅炉厂制造的循环流化床3#锅炉在1月27日20：30时点火，28日下午16：58并汽。
并汽后逐步提高负荷至350 t/h 左右，并逐步提高床压。
全过程一直保持全烧烟煤（其低位发热量大约5 500大卡）。
在床压逐步垒高的过程中，逐步出现右侧墙下部床压比左侧墙高的，右侧下部床温测点降低，分离器入口温度、分离器出口温度、回料腿温度均出现右侧明显高于左侧的现象。
在调整过程中，流化风量基本控制在130 t/h 左右，A/B 风道的开度基本维持一致，上下二次风挡板均全开，床上枪风道开度也基本维持一致，未出现明显的偏差。
最严重时，右侧侧墙、前墙和后墙3个温度测点均出现降低，平均床温低于800℃。
从排渣情况上看，右侧粒径明显小于左侧。
为此，车间要求班组尽量运行右侧冷渣器，减少炉膛内的细渣比例，但仍然难以将右侧床温提高。
如图1所示。
图1 左侧底渣样、右侧底渣样图2月8日凌晨开始，右侧3个床温测点均出现下降，平均床温低于800℃。
9：00时，车间要求班组启动床下燃烧器。
当A 枪启动时，右侧的前墙和后墙温度很快上升，下部平均床压也从6.9 kPa 左右升高到7.6 kPa 左右，风室压力大约升高1.1 kPa。
两支床下枪均启动后，总油量控制在800 kg/h ；大约1.5 h 后，右侧墙温度也快速回升至正常值。
此时，两侧分离器入口温度、出口温度、回料腿温度逐步趋于平衡，两侧床压偏差也有所缩小。
停下床下枪后，大约14 h 后再次出现右侧墙床温下降的现象，经过几次启动床下枪后，床温逐步趋于稳定。
1 原因分析从参数上看，右侧的床压明显高于左侧，说明右侧物料高度比左侧高；右侧分离器入口、出口温度、回料腿温度高，说明右侧的物料外循环量大于左侧。
1.1 流化质量形成与下降3#炉床温测点下降时，床压和风室压力均有所下降，床温恢复时，床压和风室压力均上升，这与炉内形成沟流的现象较为吻合。
锅炉热偏差的分析与控制
（ ． 尔滨锅 炉厂有 限责任公 司 ， １哈 黑龙江 哈 尔滨 １０４ ；． ５ ０ ６ ２ 中国机械设备进 出口总公司 ， 京，０ ０ ５ 北 １０ ５ ） 摘 要： 针对锅炉 运行过程 中经常 出现 的过热器 、 再热器 的热偏 差问题 ， 在理论上系统分 析的 同时 ， 提出 了防
０ 引 言
在各种类型的锅炉运行实践 中发现 ， 锅炉存
在 的最 主要 的 问题 就 是过 热器 、 再热 器 的热偏 差 ， 相 应带来 了金属 管壁 超温 ， 而发生 爆管 等事 故 ， 进 只有在设 计 和运行 中合 理设 计 、 加强 控制 ， 才能 确
不 均匀 ， 这就 形成 了过 热器 （ 再热 器 ） 的热偏 差 。 过热 器 、 热 器 的 热偏 差 取 决 于 管 子 的 热力 再 特性 、 水力 特性 和结 构 特性 ， 主要 是 由于热 力不均 和流 量不均 所 造成 的 。
平行管列中工质 的吸热量不同 ， 蒸汽的焓增也就
收 稿 日期 ：０ ７一Ｏ ２０ １—０ ８
作者简介 ： 胡海容（ ９０一） 助理工程师 ， １７ ， 长期从 事锅炉现场 安装及运行 中产 品质量 的管理工作。
维普资讯
第 ４期
胡海蓉 ， ： 等 锅炉热偏 差的分析与控制
流式 过热 器 、 热 器 的 吸 热不 匀 。炉 内温 度 场 和 再
影 响并 列管 子 间 流 量 不 均 的 因素 很 多 ， 如 例 联箱 连接 方 式 的不 同 ， 行 管 圈 间 重 位 压 头 和管 并 径、 长度 的差 异 而导 致 阻力 系数 不 同 ， 即结 构不 也
均会 引起 流 量 不 均 。此 外 ， 吸热 不 均 也 会 引 起 流 量不 均 。
循环流化床锅炉床温偏差大原因及分析
循环流化床锅炉床温偏差大原因及分析1.燃烧负荷不均匀：燃烧负荷不均匀是导致循环流化床锅炉床温偏差大的主要原因之一、在燃烧过程中，如果燃料供给不均匀，或者燃烧器设计不合理，会导致燃烧负荷在床内分布不均匀，从而引起床温偏差的产生。
2.循环风量分布不合理：循环风是维持床温均匀的重要因素之一、如果循环风量分布不合理，例如一些区域的循环风量过大或过小，会导致床温分布不均，从而产生床温偏差。
3.热传导不均匀：循环流化床锅炉床内颗粒物的热传导性质可能受到颗粒物本身的特性以及流体化气固流体的影响，如果颗粒物的热传导性质不均匀或者气固流体的流动形态不稳定，会导致床内热传导不均匀，进而引起床温偏差。
4.排渣不及时：循环流化床锅炉在运行过程中，因为燃料的燃烧会产生灰渣和废气等垃圾物质，如果废渣没有及时排出，会堆积在床内，影响床内流体的流动性能，降低热传导效率，进而导致床温偏差。
针对以上原因，可以采取以下分析与解决方法：1.分析燃烧负荷不均匀的原因，对燃料供给系统、燃烧器进行调整和改进，确保燃烧负荷在床内的分布均匀。
2.通过增加循环风量的监测和调整，确保循环风量在床内均匀分布，可以采用分区控制的方式，根据不同区域的需求进行精细调节。
3.分析床内颗粒物热传导性质的不均匀问题，可以采用颗粒物的混合或者更换合适的颗粒物，改善床内热传导的均匀性。
同时，对流化气固流体的流动状态进行分析，优化流体化的形态，提高床内热传导效率。
4.加强对废渣的处理和排放，确保废渣在床内的积聚量在合理的范围内。
可以使用自动化的排渣设备，对废渣进行及时排放和清理，保持床内的清洁和流动性能。
通过以上的分析和解决方法，可以有效地减小循环流化床锅炉床温偏差，提高锅炉的运行效率和安全性。
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自然循环余热锅炉的热偏差的
分析和控制
Analysis and control of thermal deviation of natural circulation waste heat boiler
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自然循环余热锅炉的热偏差的分析
和控制
对余热锅炉运行中的热偏差进行理论分析，分析其产生原因和
将会造成的后果，并提出相应的改善措施。
为了响应国家淘汰低产能的号召，中国有色集团抚顺红透山矿
业有限公司冶炼厂对冶炼工艺进行改造，采用富氧底吹炉工艺生产，
余热锅炉是这套工艺流程中的一个热交换设备，用以降低底吹炉出
来的含有SO2的高温高矿尘气体的温度，以满足制酸工艺的要求，
并达到余热利用的目的。本余热锅炉动力为自然循环，额定蒸汽压
力3.8Mpa，蒸汽出口温度249℃。
在该工艺中，余热锅炉的安全稳定运行决定了底吹炉能否正常
运行，所以需要保证余热锅炉能够长时间稳定的工作，那么余热锅
炉的爆管事故就需要尽力避免，刨除材质和施工质量的原因，由热
使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科
学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。
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偏差产生的爆管事故占有较大的比重。所以本文将对余热锅里热偏
差的分析和控制做出阐述。
热偏差的概念
自然循环余热锅炉是依靠热对流为动力来完成炉内循环，所以
在自然余热锅炉的运行中很容易出现水冷壁各个位置由于热量分布
不均产生金属管壁超温，进而发生爆管等事故的情况，只有合理的
设计和在运行中科学的操作控制，才能确保余热锅炉的水冷壁拥有
比较长的使用寿命。
余热锅炉的烟道（即炉膛）是由许多平行管列组成的水冷壁。
由于结构和制造的原因，烟道的水冷壁管的尺寸大体相同，但是在
自然循环余热锅炉的各个部分所受的热负荷不同，导致水冷壁管中
液体的吸热量不同，因此在管道中水循环的动力也是不同的。这也
就产生了锅炉内部的热偏差。总的来说水冷壁中的热偏差是由于热
力不均和水的流量不均造成的。
热偏差的形成原因
3.1.余热锅炉烟道内的热力不均
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余热锅炉属于被动式锅炉，它所需要的热量完全来自烟气的温
度，所以烟道内的热力不均是余热锅炉热偏差的一个主要的形成原
因。烟道内的热力不均主要存在下列几种情况：
3.1.1.烟道中烟气的速度和温度分布不均；
3.1.2.受热面产生结焦和积灰，结焦和积灰必定是不均匀的，而
结焦和积灰对热量的隔离使水冷壁对热量的吸收产生影响；
3.1.3.含尘烟气长时间对管壁造成冲刷，使部分管壁变薄，传热
效率提高；
3.1.4.富氧底吹炉产生的烟气中含有一部分的单质硫，这些单质
硫会在烟道中二次燃烧，使烟道局部的热量升高；
对于余热锅炉的烟道，内部各面的热负荷各不均匀，对于同一
壁面，沿其轴向和径向的热负荷的分布不均匀，对于烟道整体，沿
着烟道轴向和径向分布的热量也不均匀，这些不均匀将会不同程度
的延续下去，引起炉膛出口和对流管区吸热不均，里烟道出口越近，
这种不均匀的情况也越严重。这样就产生了上升烟道的热偏差。
烟气在上升烟道做高速上升的运动，收到高温风机拉动的烟气
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在余热锅炉的炉顶改变方向，在炉顶离开后，由于离心力的作用，
烟气产生压缩，气流在这里形成离心流场，流场中气流由圆心想外
延伸的的切向流速都不一样，最外层的速度较低，越靠近圆心的烟
气流速越大，这样在进入水平烟道后，上部烟气的流程要大于下部，
气速又比下部的烟气要慢，这样就使得下部烟气的温度偏高，这样
就产生了水平烟道部分的热偏差，而且上下部区域烟气的含尘量也
不同。
上面分析了上升烟道和平行烟道的热偏差的产生，另外还需要
说明的是，吸热多的壁管由于蒸汽温度高、比热容大，流动阻力增
加，使得水流量减少，热偏差加剧，如果长时间不改善，爆管很容
易出现在这些区域。
3.2.水冷壁管内的流质不均
余热锅炉自然循环的推动力是由下降管中的工质密度和上升管
中工质密度值差而产生的，这种差异使得工质的较热部分和较冷部
分之间通过循环流动使温度趋于均匀，这种过程也就是通常说的热
对流。自然循环没有外界的强制推动力，所以流质在壁管内的的流
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动会出现差异。下面是产生差异的一些原因。
3.2.1.集箱的连接方式不同会引起并列管进出口静压的差异，导
致流量不均，流体在管中流动，动力是管子两端的压差，集箱为平
衡并列管压力设计，但是温度不同的管中流体阻力是不同的，从而
使得集箱中并列管两端的压力也不尽相同，这样也会产生热偏差现
象，所以集箱的位置和数量对水冷壁中流质均匀分布有很大影响。
3.2.2.上面提到过的吸热不均引起的管间流体比容的差别也会导
致流量不均。吸热量大的管子，流体的比热容也大，进而管内流量
减少，管出口的流体温度和管壁温度都会升高。
控制热偏差的措施
4.1.改善烟气产生的热偏差
4.1.1.合理布置烟道走向，使烟气均匀合理的通过，控制上升烟
道末端气速，缓解烟气的离心运动状态。
4.1.2.在烟道中设置折焰角使烟气沿燃烧室高度方向的分布趋向
均匀。使炉膛前上部水冷壁与顶棚过热器的吸热量均匀。
4.1.3.对高温风机进行调整，采用微负压操作，使得烟气能够平
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稳均匀地通过烟道，进而使烟气能更好的充满炉膛上部，使增加前
墙和侧墙的吸热量均匀。
4.1.4.采用振打装置和燃气高能脉冲装置对水冷壁积灰进行控
制，并有专人负责清理余热锅炉结焦。
4.1.5.对气速较高处和烟气含尘量较大处用耐磨水泥进行保护，
防止管壁磨损。
4.1.6.对提高锅炉气密性，减少炉内含氧量，进而减少单质硫燃
烧的可能。
4.2.改善流体产生的热偏差
4.2.1.合理分布集箱的位置，在热量偏差较大的位置加设短集箱
平衡壁管压力。并采用多管引出多管引入的方式平衡各管压差。
4.2.2.提高余热锅炉汽包高度，增加流体的循环动力。
4.2.3.按受热面所处的具体工况，采用不同管径壁厚的壁管。
4.2.4.保持汽包水位，减少误操作产生的气阻情况。
在富氧底吹炉的冶炼工艺中，余热锅炉能否正常运行，决定了
富氧底吹炉是否能够正常生产，所以在冶炼生产过程中要注意对锅
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炉的操作和维护，保证整套设备的的安全运行，尽可能的减少爆管
事故的发生，提高设备使用率。
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