汽包产生上下壁温差的原因与控制措施
汽机运行中上下缸温差大的问题及应对策略_1
汽机运行中上下缸温差大的问题及应对策略发布时间：2022-05-07T03:25:11.305Z 来源：《新型城镇化》2022年5期作者：王刚甄华强[导读] 会导致发电系统中相关设备出现内部运行问题，从而损害发电设备的使用寿命。
华能渑池热电有限公司河南省三门峡市 472000摘要：近些年来由于疏水系统疏水不畅引发的生产事故比较多，导致机组设备损坏，影响到企业的生产效益。
在事故发生时，会产生较为严重的上下缸温差问题，分析温差出现的原因，在事故发生后排查故障并找出解决的措施，保证汽机工作人员的操作规范性，做好设备的日常养护维修工作，确保高压内缸的保温性能，控制好汽机运行时上下缸的温度差，对于预防安全事故的发生，保障汽机正常运行具有重要意义。
关键词：汽机运行、上下缸、温差大、问题、应对策略引言：疏水系统担任了城市热力发电厂中的重要角色，通过疏水系统可以将热力发电厂中的各个设备进行有效的连接，但是如果疏水系统出现了问题，也可能会导致汽机在运行过程中出现上下缸温差大的问题，而上下缸温差过大，会导致发电系统中相关设备出现内部运行问题，从而损害发电设备的使用寿命。
1汽机运行中上下缸温差大的实例分析近些年来，汽机运行过程中频繁出现水击、振动等安全事故，高压内缸的上下缸温差过大，设备因此损坏，给相关企业生产造成了不小的困扰。
此次以某发电厂的一次安全生产事故为例对汽机运行时出现上下缸温差大的问题进行分析，提出有效的应对措施。
某发电厂的一组新型汽轮机在运行三天后，因水击事故而停止运行，在进行初步检修后再次正常启动。
正常运行三个月后，机组正常启动，但在中速暖机半小时后，出现上下缸温差大的问题，达到了32摄氏度，异于平常机组运行状态，机组人员发现异常情况马上采取措施，加大进汽量，随后发现该举措无效，在转速达2200r时，上下缸温差高达54摄氏度，工作人员立马停止汽机运行。
停机后，上缸温度仍急剧上升，而下缸温度上升缓慢，温差进一步扩大，机组人员经商讨后决定关闭机组疏水，调节温控系统，主汽温度设置为425摄氏度，主汽压力设置为4.5MPa，再次启动，低速暖机10分钟，中速暖机30分钟，未再次发生温差大的问题。
汽缸上下缸温差大的原因及采取的措施
汽缸上下缸温差大的原因及采取的措施PART 1汽缸上下缸温差大的原因一、汽缸上下缸温差大的原因1、上下缸具有不同的重量和散热面积，下缸重量大于上缸，下缸布置有抽汽管道，散热面积大，在同样的加热或冷却条件下，下缸散热快而加热慢，所以上缸温度大于下缸；2、在汽缸内，蒸汽上升，其凝结水下流，使下缸受热条件变化；3、在周围空间，运转平台以上的空气温度高于其以下的温度，气流从下向上流动，造成上下缸冷却条件不同，使上缸的温度高于下缸；4、当调速汽门开启的顺序不当时，造成部分进汽，也会使上下缸温差增大；5、在启机过程中，汽缸疏水不畅，停机后有冷汽冷水从抽汽管道返回汽缸，使下缸温度下降；6、下汽缸保温不良，因为下汽缸保温不如上汽缸那样易于严密，从面造成空气冷却下汽缸；7、停机后汽缸内形成空气对流，温度高的空气聚集于上汽缸而下汽缸内的空气温度低，从面使上下缸的冷却条件不同。
展开剩余86%二、防止汽缸上下缸温差大技术措施汽缸上下温差是造成汽轮机大轴弯曲的重要原因之一，为了在操作上避免汽缸出现过大的温差，特制定如下措施：停机后防止温差措施1、机组停机打闸前应关闭所有减温水调整门、截门，保证减温水隔离彻底。
2、停机打闸后及时关闭下列疏水门：高、中压缸汽缸疏水门；高中压缸进汽导管疏水门；高中压主汽门、调门疏水门；各段抽汽逆止门前后疏水门；高排逆止门前疏水门。
3、停机转子静止真空到零后，停止轴封供汽，关严轴封各路汽源的供汽调整门、截门，关闭高中压缸供汽分门，开启轴封母管大气疏水门。
4、停机打闸后，应检查高中压主汽门、调门、高排逆止门、低压蝶阀、各段抽汽逆止门、各段抽汽电动门关闭到位严密。
5、机组停止后应马上投入连续盘车，因故连续盘车投不上应按规程要求进行定期手动盘车。
6、停机后缸温最高点高于150℃不得随意停止盘车运行，如必须停止需主管运行公司领导批准。
7、停机后应经常监视高低加、轴加、除氧器、凝汽器的水位，保证各水箱水位正常，防止冷水返入抽汽管道。
简析汽机运行的上下缸温差大问题
简析汽机运行的上下缸温差大问题引言热力发电厂的疏水系统是整个发电厂必不可少的一个组成部分，在对整个厂区的安全进行运行保障的时候发挥着十分重要的作用，一旦汽机运行的时候出现故障问题，会导致后续一系列的运行出现问题，在实际的运行过程中，汽轮运行过程中常常出现多种类型的错误，对电厂的安全运行有很大的影响，因此本文对汽机运行中上下缸温差过大的问题进行了简要的分析，提出了相应的解决策略。
一、汽轮机运行过程中存在的上下缸温差过大的问题以及出现这类现象的原因在整个热力发电厂工作的时候，疏水系统是必不可少的，也是保障发电厂高效运行，同时也是影响电热厂安全运行的具有较强不稳定性的因素，也是实现效益的重要保障，在日常的管理过程中，管理人员应当对其进行重点的关注，发电厂的汽机机组大多数是具有超高压和双缸双排汽和中间再热的特点，这类汽机机组属于反动式操作，常常采用的是C135—13.2/0.245/535型，另外，对于抽气凝气类型的汽轮机的结构布置来说，这类常用的汽机机组是属于对称式的，在工作的时候发挥了支撑的作用，并且有三个支点，对于同流部分则是按照反方向进行设置的。
下文介绍在汽机机组工作的过程中常见的上下缸温差过大的问题。
当在日常检查的时候发现盘车的电流出现晃动的状况，使用听针可以听到高中压缸封处有摩擦，就会导致重音的转动与转子转动的同时进行，此外还掺杂着其他类型的连续杂音，并且管理人员还可以在盘面的显示高中压缸温差较大的时候发现普通的疏水系统进入到了汽轮机之中，导致汽轮机的疏水开大，温差进一步的增大，并使得本体的疏水立刻关闭，导致汽机机组的真空环境被破坏，出现了水泵循环停止、盘车停止的状况，之后还会导致汽机的出现闷缸的状况。
当汽机运行的上下缸的温度差距超过90℃的时候，闷缸的上下缸温差就会有所降低，一般情况下，商务5点到6点时间内的上下缸的温差降低至66℃、60℃、58℃的时候，在每一个阶段都要必需进行一次人工盘车，在这种情况下，盘车的工作会相对比较轻松，上下缸的温度差距也会相应地缩小，之后在10点的时候进行电动盘车，导致汽机机组的偏心大小为55，而由此导致汽机机组的工作电流大概在29A左右，这是一个十分良好的现象。
防止锅炉放水造成汽包壁温差大的措施
防止锅炉放水造成汽包壁温差大的措施
1、锅炉停运后，条件允许的情况下，汽包保持较高水位，缓慢上
水放水，使汽包上下壁温整体下降。
上水时除氧器要投加热，
保持上水温度不低于130℃。
2、停炉后6小时内，禁止打开锅炉各看火孔、检查孔及风烟挡板。
3、停炉后6小时内，禁止打开锅炉疏水门及排污门，不得打开主
蒸汽管道、高旁前疏水门。
4、停炉8～10小时后，检查汽包上下壁温差小于20℃，可开启空
预器进、出口风、烟挡板，二次风调节挡板，引、送风机进、
出口风门及动叶，进行自然通风冷却。
5、停炉24小时后，汽包壁上、下温差≯30℃时，允许对炉膛通风
强制冷却，但发现。
汽包壁上、下温差大于40℃时，应立即停
止强制通风。
没有特殊情况在锅炉放水前尽量不进行强制通风。
6、汽包压力下降到0.8MPa、汽包壁温度≯20℃时，开始组织带压
放水。
冬季汽包压力下降到0.5MPa、汽包壁温度≯20℃时放水。
其操作是：开所有排污门、疏水门、给水管道放水门放水；压
力降至0.2MPa时，开空气门。
7、严密监视放水过程汽包壁温差变化，发现增大时要暂停放水。
发电运行部
2014年3月20日。
电站锅炉汽包壁温差超限的原因分析及其预防控制
快变为高于下部壁温 ， 因而形成了汽包壁温上部高 ，
下 部 低 的壁 温差 。
（） ２ 在停炉过程 中， 锅炉进入降压和冷却阶段 ， 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， 使汽包壁很快冷却 ， 而汽包上壁与蒸汽接触 ， 在
于上壁 温 。另外 ， 一定 温 度 的给水 进入 汽包 后 ， 内壁
３ 热应力的产 生原 因及 危害
锅炉启动升压过程 中， 汽对汽包上壁放热系 蒸 数 比水对下壁放热系数大几倍 ， 上壁温升 陕， 温度高 于下壁。停炉后汽包冷却时 ， 上壁对蒸汽放热系数 比下壁对水的放热系小， 上壁温降慢 ， 温度亦高于下
度差 ， 冷 壁受 热不 均 ， 质 吸 热量 少 ， 在 压 力 低 水 工 且
大， 则应力也越大 ， 从而导致 汽包受到损伤 ， 发生弯
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 不 正 常 ， 包 内的水 流 动 很 慢 甚 汽
曲、 变形、 裂纹 ， 缩短汽包的使用寿命 ， 而且与汽包连 接的很 多 管子受 安 装 约 束不 能 自由变 形 ， 应 力 易 热
向拉应力。这样将会使 汽包 趋 向于拱 背状 的变形 。 上下壁温差超限使汽包壁 产生很大 的附加热应力 ，
根据 应 力计 算 公 式 ， 下 壁 温 差 愈 大 ， 包 变 形 愈 上 汽
（） １ 升压初期 ， 为控制升温升压速度 ， 锅炉点火 后投入炉内的燃料量很少 ， 火焰在炉膛 内的充满程
当锅炉停炉并经充分通风 （ 一般需 ５ｍｎ将受 ｉ）
措施。
锅炉上水时应根据当时汽包壁温选择合适的上
从运行方面分析汽轮机上下缸温差大的原因及控制方法
从运行方面分析汽轮机上下缸温差大的原因及控制方法摘要：近年来，各大小发电厂汽轮机运行中出现上下缸温差大的问题时有发生，很大程度上影响到了机组的正常运行，小则影响到机组的健康运行条件，造成日后机组运行中检修概率增加，大则会发生机组振动超标、大轴抱死、转子弯曲，甚至是更大的损坏设备的恶性事故，为公司的安全生产造成极大的负面影响。
本文从运行操作角度分析了汽轮机上下缸温差大的问题及控制方法。
关键词：运行方面；上下缸温差；原因；预控一、前言汽机上下缸温度的高低在不同的机组运行阶段会发生变化，在机组带一定负荷运行期间，由于抽气量较大，下缸蒸汽流动较快，所以较多的蒸汽量向下流动对下缸进行了加热作用，此时有可能会发生汽机上缸温度低于下缸温度的情况。
在机组启动及停运阶段，蒸汽凝结后在下缸部位形成水膜，造成下缸加热速度慢于上缸，而且抽汽口一般布置在内缸的正下方，缸体正上部的区域相对于缸体下部来说，蒸汽流动阻力增大．蒸汽受排挤，蒸汽流动变化很小，换热相对滞后。
再者说，由于缸体正下方抽汽口的抽吸作用．大部分的上部蒸汽做功后，折向进入抽汽管道．而没有与内缸外壁、外缸内壁进行充分的热交换。
从传热学角度来说，该部分内缸下壁的传热过程包括强制对流传热和辐射换热。
而上壁可以类似的看作是有限空间自然对流和辐射换热。
所以传热强度相差很大，因此在机组启停过程中下缸的温度要较明显低于上缸。
不论是何种情况，上下缸温差增大超过允许值时影响到了汽轮机的动静间隙，势必影响机组的安全稳定运行，所以运行人员应该提高警惕，做好监视，做好预控及防范处理手段。
二、原因分析1、汽轮机进水的影响某发电厂机组启动过程中，锅炉点火完毕汽机冲转前发现汽轮机上下缸温差快速增大，影响机组正常冲转。
后经检查发现高旁电动门后温度同步下降，分析原因有可能为高旁减温水门不严导致，在检修检查后确认为高旁减温水门、高排逆止门均不严造成给水泵出口至高旁减温水倒灌进入汽缸，最终导致缸温差快速增大。
汽轮机上下缸温差大的分析研究与解决措施
汽轮机上下缸温差大的分析研究与解决措施摘要汽轮机汽缸上下缸温差大将导致汽缸变形，叶片损坏，大轴弯曲等重大设备事故，本文就某电厂#5机组启停过程中发生的汽缸上下壁温差大进行了分析，指出了原因和解决措施。
关键词汽轮机；气缸；温差某电厂#5机为哈尔滨汽轮机厂生产的超高压，一次中间再热，双抽三缸双排冷凝式机组。
在两次启动过程中出现高压外缸内壁上、下缸温差大的情况，且在一次机组保护误动情况下跳机后也出现高压缸内壁上、下缸温差大的现象。
以下就这一问题的原因和解决措施进行探讨。
现象：改机组在启动过程中曾出现高压缸内壁上、下缸温差大的现象以及紧急停机时中压缸上、下缸温差大的现象，最大超过70℃，1）2009年4月30日，该机组冷态滑参数启动，在启动过程中高压缸上下缸温差达到50℃，且还在继续增大。
2）2010年12月8日，该机组极热态启动过程中高压缸上下缸温差达到58℃，这些将对机组的安全运行和寿命造成了严重的威胁。
分析原因：一是各加热器或是凝汽器水位过高，水进如汽缸；二是汽缸的疏水系统设计存在缺陷；三是运行人员在操作的时候操作不恰当或错误；四是机组启停过程中主蒸汽或再热蒸汽过热度太低；五是汽缸的保温不良。
经过历史查证后，造成汽缸上下壁温差大的原因排除第一，第四，第五项，当机组紧急停机时汽轮机本体和主蒸汽管道的所有疏水门都连锁打开，大量的疏水进入疏水扩容器，因此造成两次温差大的原因是疏水设计上存在缺陷和运行人员在操作上也欠妥。
系统设计存在的问题：系统本身设计时的缺陷：由于本厂初设计时，汽轮机的疏水系统存在设计漏洞，主要是在热态启动的时候所表现出来，因为本系统原始设计是根据汽轮机冷态启动而加以设计的，主要问题是在热态启动的时候，锅炉来的高温高压的蒸汽，经过主蒸汽管道后冷却，经过高中、压缸调门时也要冷却，冷却后的疏水进入疏水扩容器，进入疏水扩容器的还有部分温度较低的蒸汽，而本厂中的高、中压缸疏水同样是接入同一个疏水扩容器，之所以没再建另一个疏水扩容器是因为考虑投资的需要，但是这样两股输书汽流同时接到同一个疏水扩容器，很容易引起容器里面的汽流压力波动，而产生串流，热蒸汽就会从扩容器向冷蒸汽区扩散和倒流，因为压力的分布不均匀，虽然扩容器本身也会起到一定的降压作用，但是还是不能很好的起到抑制作用，再者就是疏水管道安装的不合理，在空间布置上有的高有的低，使疏水不能很顺畅的进入疏水扩容器，而是停留在某一阶段，也会形成温度低的冷水和冷蒸汽。
自然循环汽包金属壁温差大的原因与防范
自然循环汽包金属壁温差大的原因与防范【摘要】分析自然循环锅炉汽包壁温差产生的原因，提出控制与防范措施。
【关键词】汽包；金属壁温差；热应力锅炉汽包是锅炉蒸发的主要部件之一，它承受的压力高，体积大，金属壁厚，由于温差过大引起的热应力可以使汽包弯曲、开裂、变形，因此，防止出现汽包金属壁温差超限，对它的安全至关重要。
辽宁华电铁岭发电公司一期工程安装有4台亚临界、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、自然循环汽包锅炉。
启炉与停炉过程中，都发生过汽包上下和内外金属壁温差较大的情况，特别是停炉冷却过程中，上下温差达到过80℃，严重超越安全定值，问题突出。
1 汽包金属壁温差大产生的原因1.1 汽包金属壁内外温差一定温度的给水或者汽水混合工质进入汽包以后，内壁温度随即升高或下降，而汽包金属壁较厚，外部与环境接触，外表面温度变化的速度慢于内表面，从而形成了内外金属壁温差。
所以要严格执行规定的工质温度变化速率。
另外，由于只在外壁安装了汽包壁温测点，没有安装汽包的内壁温度测点，所以工质温度的变化速率成为反映内外金属壁温差的唯一参考。
1.2 锅炉上水时汽包产生的温差当锅炉上水时，给水经电动给水泵首先进入管壁比较薄的省煤器、水冷壁和集中下降管，最后进入汽包。
当水进入汽包时，总是先与汽包的下部接触，故汽包水位以下的金属壁温首先升高，造成汽包下部温度高于上部。
1.3 锅炉升压过程中产生的汽包金属壁温差升压初期，锅炉点火后投入炉膛里的燃料量少，工质吸热量少，而且在低压时，工质的汽化潜热比较大，这时产生的蒸汽量比较少，蒸发区内的自然循环不流畅，汽包内的水流动很慢，甚至是局部停滞的，对汽包金属壁的放热系数很小，所以汽包壁水位以下温升小。
汽包壁上部与饱和蒸汽接触，饱和蒸汽遇到较冷的汽包壁发生凝结放热，由于这种放热系数很大，汽包上部的金属壁温很快达到对应压力下的饱和温度，汽包的上下金属壁温差逐渐变大了。
另外，汽包升压速度越快，饱和温度的升高也越快，所产生的温差问题越严重。
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汽包产生上下壁温差的原因与控制措施 -1202
一 汽包内部装置包括三个部分,第一部分是汽水分离装置,它的作用是减少饱和
蒸汽的机械携带,提高蒸汽品质,如 图 为汽包的内部简结构。
设有中间夹层，汽水混合物于汽包两侧引入其中，防止欠热的水与汽包壁接触，并形成温度均匀的汽水混合物夹层，以减少汽包壁温差，增强汽包的运行灵活性和安全可靠性。
共194只旋风分离器分前后三排，沿汽包长度均布，以保证负荷大幅度变化使水位波动时，能有效地进行汽水分离。
旋风分离器上部斜置一级百叶窗分离器，在汽包顶部布置二级百叶窗分离器。
一二级百叶窗分离器进一步分离蒸汽中的水份，使进入过热器的干度达到99.9%以上。
第二部分是蒸汽清洗装置作用是使蒸汽通过洁净的清洗水,利用清洗水与锅炉水含盐的浓度差降低蒸汽的含盐量;第三部分是排污、加药、事故放水等其他装置。
汽包的两封头和下部共有四根大直径下降管，为了防止产生涡流和下降管内带汽，在下降管入口处设有防旋栅格，并控制下降管入口水速在标准允许范围内。
二 (1)汽包的作用是工质加热,蒸发,过热三个过程的连接枢纽,它把下降管,饱和蒸汽管,汽水导管等数量众多的管子连接在一起.（2）汽包中储存有一定量的水和汽，因尔具有蓄热能力。
（3）汽包上装有压力表，水位计，事故放水门，安全阀等附属设备。
三
了解汽包内部装置及汽包的作用说明汽包产生上下壁温差的原因与控制措
施：
1 由于汽包壁较厚,膨胀较慢,而连接在汽包壁上的管子壁较薄,膨胀较快.若进水温度过高或进水速度过快,将造成膨胀不均,使焊口发生裂缝,造成设备损坏.
2 当给水进入汽包时,总是与汽包下壁接触,若给水温度与汽包温度差值过大,进水时速度又快,汽包的上下壁,内外壁间将产生较大的膨胀差,给汽包造成较大的附加应力,引起汽包变形,严重时产生裂缝.
3锅炉启动前上水的时间和温度规定,锅炉启动前进水速度不宜过快,一般冬季不少于4H,其它季节2~3H,进水初期尤应缓慢.冷态锅炉的进水温度一般不大于100度,以使进入汽包的给水温度与汽包壁温度的差值不大于40度.未完全冷却的锅炉,进水温度可比照汽包壁温度,一般差值应控制在40度以内,否则应减缓进水速度.
4 锅炉启动初期要严格控制升压速度,由于水蒸气的饱和温度在压力较低时对压力的变化率较大,在升压初期,压力升高很小得数值,将使蒸汽的饱和温度提高很多.锅炉启动初期,自然水循环尚不正常,汽包下部水的流速低或局部停滞,水
接受凝结放热，使其温度高于下部，温差接受上图约束，以此来保护汽包的安全，以免承受过大应力。
)
5锅炉启动过程中控制汽包温差在规定范围(40度内)
（1）点火前进水温度不能过高,速度不宜过快,按规程规定执行.
（2）进水完毕,有条件时可投入底部蒸汽加热.
（3）严格控制升压速度,特别是0~0.981MPA阶段升压速度应不大于0.014MPA/ｍｉｎ．升温速度不大于１０５～２度每分．
（4）应定期进行对角油枪切换,直至下排四只油枪全投时,尽量使各部均匀受热.
（5）经上述操作仍不能有效控制汽包上、下壁温差,在接近或达到40度时应暂停升压,并进行定期排污,以使水循环增强,待温度差稳定且小于40度再进行升压.
6 锅炉启动后期仍要控制升压速度.此时虽然汽包上下壁温差逐渐减小,但由于汽包比较厚,内外壁温差仍很大,甚至有增加的可能;另外,启动后期汽包内承受接近工作下的应力.因此控制后期的升压速度,以防止汽包壁的应力增加.
7 在停炉过程中控制汽包壁温差. 在停炉过程中,因为汽包决热保温层较厚,向周围的散热较弱,冷却速度较慢.汽包的冷却主要靠水循环进行,汽包上壁是饱和汽,下壁是饱和水,水的导热系数比汽大,汽包下壁的蓄热量很快传给水,使汽包下壁温接近于压力下降后的饱和水温度.而与蒸汽接触的上壁由于管壁对蒸汽的放热系数较小,传热效果较差而使温度下降较慢,因而造成了上、下壁温差扩大.我们做到以下几点: （1）降压速度不宜过快, 汽包产生壁温差在40度以内.
（2）停炉过程中,给水温度不得低于140度.
（3）停炉时为防止汽包壁温差大,锅炉熄火前将水进至略高于汽包正常水位,熄火后不必进水.
（4）为了防止锅炉急剧冷却,熄火后6~8H内应关闭各空门,保持密闭,此后可根据汽包温差不大于40度的条件,开启烟道挡板、引风挡板,进行自然通风冷却.18H后方可启引风机进行通风.
8 热炉放水过程,汽包上、下壁温差最大不超过40度,当温差达到40度时,应暂停放水,待温差稳定后,重新放水.
9 从汽包内结构设计采用环行夹套结构,极大减少汽包上下壁温差.
10 保证锅炉安全运行维持汽包正常和稳定的水位,设置几种不同功能的水位监控表,如双色水位计、电视监视器、电接点水位计做水位报警用途。
图2
图1温度热电偶上下相对，两侧靠近给水管边。
图2是饱和温度允许的增长率，从图可知启始温升对应111℃/h(1.85℃/min)，这相对于汽包的初始压力和初始温度来讲，总的温升量也是受限的。
通过连排或定排来控制汽包水位，锅炉的定排开启受汽压5Mpa
限制，若是
不行则应通过燃烧率的调整。
以上是对锅炉汽包从上水、启动、启动过程中、启动后期、停炉过程中、及放水过程中对汽包水温汽压,升温升压速度的控制要求,和有关的汽包产生上下壁温差的原因的控制措施等。