【正文】 .................................................................. 2 .................................................................................................................. 3 汽包概述 ........................................................................................................................................ 3 汽包啟動應(yīng)力分析 ......................................................................................................................... 3 汽包機(jī)械應(yīng)力 ............................................................................................................................. 3 汽包熱應(yīng)力 ................................................................................................................................ 4 熱應(yīng)力的概念 ......................................................................................................................... 4 鍋爐啟動過程中汽包的熱應(yīng)力 ............................................................................................... 4 汽包上、下壁溫差引起的熱應(yīng)力 ............................................................................................ 4 汽包內(nèi)、外壁溫差引起的熱應(yīng)力 ............................................................................................ 5 汽包附加應(yīng)力 ......................................................................................................................... 5 峰值應(yīng)力 ................................................................................................................................ 5 汽包低周疲勞破壞分析 .................................................................................................................. 5 啟停過程中汽包壁的溫差監(jiān)視 ....................................................................................................... 6 鍋爐啟動過程中的汽包應(yīng)力控制 ................................................................................................... 6 控制汽包應(yīng)力的安全原則 .......................................................................................................... 6 控制汽包啟動應(yīng)力的措施 .......................................................................................................... 7 汽包啟動水位分析 ......................................................................................................................... 7 概述 ........................................................................................................................................... 7 水位波動過大的原因分析 .......................................................................................................... 8 水位波動過大的防范措施 .......................................................................................................... 8 .................................................................................................................. 9 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 5 水冷壁啟動溫度工況分析 .............................................................................................................. 9 水冷壁的水力偏差分析 .................................................................................................................. 9 水冷壁 的局部傳熱惡化分析 ........................................................................................................ 11 水冷壁的啟動保護(hù) ....................................................................................................................... 11 ................................................................................................................................................. 13 致謝 .................................................................................................................................................... 14 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................. 15 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 1 1. 緒論 鍋爐啟動的概念 發(fā)電廠鍋爐的啟動指從點(diǎn)火到帶額定負(fù)荷或并入蒸汽母管的全過程。啟動過程是火力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行的重要操作階段，要在保證設(shè)備安全的前提下盡量縮短啟動過程所需時間，使之達(dá)到快速響應(yīng)負(fù)荷能力，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 [1]。 鍋爐啟動狀態(tài)的劃分 鍋爐的啟動方式和啟動所需時間與鍋爐的結(jié)構(gòu)型式、容量、燃料的種類 、電廠的熱力系統(tǒng)、氣候條件及選定的操作方式等有關(guān) [2]。 按照啟動時機(jī)組的金屬溫度情況，鍋爐啟動分為冷態(tài)啟動、溫態(tài)啟動和熱態(tài)啟動。冷態(tài)啟動是指鍋爐在沒有壓力，且其溫度與環(huán)境溫度接近的情況下的啟動。熱態(tài)啟動是指鍋爐在保持有一定壓力，且溫度高于環(huán)境溫度下的啟動。溫態(tài)啟動是介于冷態(tài)和熱態(tài)之間的一種啟動方式。啟動方式的劃分一般是依據(jù)汽輪機(jī)在啟動時汽缸的金屬溫度水平進(jìn)行的。國內(nèi)外各制造廠根據(jù)金屬材料和設(shè)計、制造技術(shù)水平所取的溫度界限也不盡相同。如 GE 公司的劃分方法為：以汽輪機(jī)高壓缸第一級金屬溫度的高低為依據(jù)，該溫度在 150～ 300℃之間，為溫態(tài)啟動；在 300～ 430℃之間，為熱態(tài)啟動； 430℃以上為極熱態(tài)啟動。除此之外，也有按停爐時間來大體代表啟動初金屬溫度狀態(tài)的，如德國的 BABCOCK 機(jī)組，機(jī)組停用 48 小時后的啟動為溫態(tài)，停用 8 小時后的啟動為熱態(tài)，停用 2 小時后的啟動為極熱態(tài) [13]。東方機(jī)組規(guī)定停機(jī)大于 72小時為冷態(tài)，停爐 10～ 72 小時為溫態(tài)，停爐小于 10小時為熱態(tài)，停爐小于 1 小時為極熱態(tài)。 啟動狀態(tài)的劃分有助于運(yùn)行人員掌握機(jī)組各種狀態(tài)下的啟動特點(diǎn)。如冷態(tài)啟動時，機(jī)組溫度水平低，為使其均勻加熱，不至于產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力 ，鍋爐升溫、升壓及升速、升負(fù)荷都應(yīng)緩慢進(jìn)行。而熱態(tài)、極熱態(tài)啟動時，機(jī)組各部件處于較高的溫度狀態(tài)，為防止高溫部件受到蒸汽冷卻造成應(yīng)力損傷，就必須盡快使工作參數(shù)達(dá)到機(jī)組部件的溫度水平，此時鍋爐進(jìn)水、燃燒率控制、升速、升負(fù)荷都應(yīng)明顯加快，沖轉(zhuǎn)參數(shù)也較高 [1]。 單元機(jī)組的啟動方式 額定參數(shù)啟動 鍋爐點(diǎn)火后，當(dāng)蒸汽壓力、溫度升至一定值時，進(jìn)行汽輪機(jī)掛閘、沖轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)從沖轉(zhuǎn)到帶額定負(fù)荷期間，主蒸汽閥門前的蒸汽參數(shù)始終保持為額定值。這種啟動方式的運(yùn)行靈活性和經(jīng)濟(jì)性均較差，一般多用于母管制的小型機(jī)組上 應(yīng)用，現(xiàn)單元制運(yùn)行的大型機(jī)組均已不采用這種啟動方式 [4]。 滑參數(shù)啟動 單元制機(jī)組通常采用滑參數(shù)啟動，又稱為聯(lián)合啟動。在鍋爐點(diǎn)火、蒸汽升壓、升溫的過程中，利用汽溫、汽壓的升高逐漸提高汽輪機(jī)的負(fù)荷。在整個啟動的過程中，主蒸汽閥門前的蒸汽參數(shù)隨汽機(jī)的金屬溫度和負(fù)荷情況，逐漸升高最終達(dá)到額定參數(shù)。 滑參數(shù)啟動優(yōu)點(diǎn) ： 1）啟動過程中，蒸汽管道的暖管、汽輪機(jī)的啟動與鍋爐的升壓同時進(jìn)行，從而使整臺機(jī)華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 2 組的啟動時間縮短，增加了運(yùn)行調(diào)度的靈活性。 2）整臺機(jī)組的加熱過程是從較低的蒸汽參數(shù)開始的，各部件的受熱膨脹比 較均勻。鍋爐的水循環(huán)工況穩(wěn)定，過熱器得到良好的冷卻。同時，由于開始進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽壓力和溫度均較低，蒸汽的容積流量較大，容易充滿汽輪機(jī)，而且流速也較大，汽輪機(jī)的各部件均勻快速的升溫，不至于會產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力。 3）啟動過程經(jīng)濟(jì)性提高，特別是設(shè)置旁路系統(tǒng)的機(jī)組，啟動過程中可回收工質(zhì)及利用工質(zhì)的熱量，工質(zhì)損失和燃料消耗減少，機(jī)組在啟動過程中即可發(fā)出電能 [1]。 鍋爐啟動過程的安全經(jīng)濟(jì)性 鍋爐的啟動是一個傳熱、流動的極不穩(wěn)定的復(fù)雜過程。啟動過程中，鍋爐工質(zhì)溫度及各部件溫度隨時變化，由于受熱不一致，且部件的 不同部位溫度不同，因而會產(chǎn)生熱應(yīng)力，甚