【正文】 （ 3— 5） poPP dLR ?? ??? （ 3— 6） oooRgh????22? （ 3— 7） 式中 RO— 平均管的阻力常數(shù)； RP— 偏差管的阻力常數(shù)； β — 系數(shù)； ρ O 、ρ P— 平均管、偏差管密度，㎏ / 3m ； h— 水冷壁管屏高度， m； 式（ 3— 4）中，當(dāng)ρ P ﹥ρ O 且 β﹥ρ O/ρ Pρ O 時，β前取“ ”號，根據(jù)水冷壁的壓差平衡關(guān)系（ρ Ogh+ RO 2o? ρ O=ρ Pgh+ RP 2p? ρ P） 可知，這是受熱弱的倒流工況。此時，汽泡易在水冷壁轉(zhuǎn)彎處、焊縫或水平段積聚，形成汽環(huán)，使該處管壁局部過熱產(chǎn)生鼓包、脹粗或爆管?！妫?，這時，△ q即使僅 410 （額定負(fù)荷的 1/15），△ tb即使已達(dá)到 50℃。對于平行工作的水冷壁 管，加熱不均（如火焰偏斜）就會造成同回路不同管子間的壁溫偏差。對于汽包鍋爐，因為在升壓的初期水冷壁受熱不多，管內(nèi)工質(zhì)的含汽量少，所以水循環(huán)不正常；又因為這時投入燃燒器的只數(shù)很少，所以，水冷壁受熱的不均勻性較大，各管內(nèi)的介質(zhì)流速差別較大。 保持主汽壓力和汽包壓力的穩(wěn)定 ,300MW機(jī)組在磨煤機(jī)投運(yùn) 2臺以上時盡量投入主汽壓力自動，避免汽包壓力大幅波動而引起汽包內(nèi)虛假 水 位。雖然此時水位控制為三沖量控制，但由于整個調(diào)節(jié)系統(tǒng)的慣性遲延較大，從而 造成自動調(diào)節(jié)跟不上水位變化的情況，使鍋爐因汽包水位高引起 MFT動作停爐。當(dāng)蒸汽流量大于 380t/h以后，通過內(nèi)部邏輯，給水旁路調(diào)節(jié)門切為手動，自動切除給水單沖量調(diào)節(jié)和給水旁路調(diào)節(jié)閥差壓調(diào)節(jié)回路，同時打開鍋爐給水主路電動門，自動投入汽包水位由單沖量向三沖量調(diào)節(jié)回路，實現(xiàn)了汽包水位由單沖量向三沖量的切 換。 在 4機(jī)組的調(diào)試及試生產(chǎn)階段曾多次出現(xiàn)在并網(wǎng)后 ，特別是因故停爐后的極熱態(tài)啟動華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 8 恢復(fù)過程中，汽包水位控制由給水旁路切為主路時，汽包水位投自動的情況下，汽包水位大幅度波動的現(xiàn)象。在汽包給水管路上設(shè)有給水主路電動門 (容量為100％ )和 30％容量的給水旁路調(diào)節(jié)門。進(jìn)水參數(shù)控制主要用于降低循環(huán)的谷值應(yīng)力。初投燃料量與控制升壓速度的矛盾，可以通過開大旁路系統(tǒng)調(diào)門的方法解決 [19]。因此，能否盡早建立起正常的水循環(huán)，不僅影響水冷壁工作的安全性，而且也直接影響到汽包上下壁溫差的大小。為此，升壓過程應(yīng)嚴(yán)格按給定的鍋爐曲線進(jìn)行，若發(fā)現(xiàn)汽包壁溫差過大，應(yīng)減慢升壓速度或暫停升壓。 控制汽包啟動應(yīng)力的措施 汽包啟動應(yīng)力控制的重要標(biāo)志是汽包的上下壁溫差和內(nèi)外壁溫差。在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)以后，鍋爐的啟動速度還要受到汽輪機(jī)運(yùn)行方式的限制，升壓過程主要是控制過熱汽溫的升溫速率，而啟動熱應(yīng)力所允許的壁溫差通常是自然滿足的 [19]。如果沒有孔邊應(yīng)力集中，則外壁拉 應(yīng)力將成為最大的峰值應(yīng)力。實踐證明，溫差只要在此范圍內(nèi)，產(chǎn)生的附加熱應(yīng)力不會造成汽包損壞，是偏于安全的。為此，在大型鍋爐的汽包壁上，安裝有若干組溫度測點(diǎn)，以集中下降管外壁溫度代替汽包下部的內(nèi)壁溫度。對于材料屈服極限小于 552Mpa 的汽包，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)超過 1000 次，都應(yīng)對汽包進(jìn)行低周疲勞分析。 汽包低周疲勞破壞分析 汽包峰值應(yīng)力超過材料屈服極限時，材料局部發(fā)生塑性變形，使斷面上的應(yīng)力重新分配，最大值不大于屈服極限。 啟動過程汽包峰值應(yīng)力的大小決定于汽包內(nèi)壓力、壓力變動率及循環(huán)流速。 峰值應(yīng)力 鍋爐升壓過程中汽包應(yīng)力有機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力兩種。由于汽包內(nèi)的飽和溫升始終伴隨著升壓過程，所以在整個升壓過程中，汽包內(nèi)外壁溫 差始終存在 [15]。汽包內(nèi)壁溫度高，膨脹受阻而承受壓應(yīng)力；外壁溫度低，相對內(nèi)壁力圖收縮而承受拉應(yīng)力。進(jìn)水時，熱水只與汽包內(nèi)壁接觸，外壁接受內(nèi)壁熱流，故其溫度低于內(nèi)壁，從而產(chǎn)生汽包的內(nèi)、外壁溫差。例如美國的 CE公司、德國的 BABCOCK 公司在其設(shè)計生產(chǎn)的 300MW、 600MW 級鍋爐汽包內(nèi)安裝了與汽包同樣長度的弧形襯板。這時由于上壁溫度高，膨脹量大，并力圖拉著下 壁一起膨脹；而下壁溫度低，膨脹量小，并力圖阻止上壁的膨脹。升壓速度越快，汽包上、下壁溫差就越大。汽包起壓后，上、下壁溫差轉(zhuǎn)為上高下低。 汽包上、下壁溫差引起的熱應(yīng)力 在鍋爐進(jìn)水和鍋爐升壓過程中都將會出現(xiàn)汽包上、下壁溫差。但汽包是一個整體，其各部分之間無相對位移的自由，因而汽包內(nèi)壁受到壓縮、外壁受到拉伸，汽包上壁受到壓縮、下壁受到拉伸。如果金屬部件的體積能隨溫度變化而自由變化，金屬部件內(nèi)就不會產(chǎn)生應(yīng)力；但是當(dāng)金屬部件的體積變化受到約束時就會產(chǎn)生很大的應(yīng)力。故汽包的縱橫斷面上只有正應(yīng)力而無剪應(yīng)力。 汽包機(jī)械應(yīng)力 汽包的機(jī)械應(yīng)力是指由汽包內(nèi)的工質(zhì)壓力引起的金屬應(yīng)力，這個應(yīng)力在任意點(diǎn)的三個方向均為拉應(yīng)力，且均與汽包內(nèi)壓力成正比。汽包壁應(yīng)力可分為主體膜應(yīng)力和峰值應(yīng)力兩種。同時，汽包在自然循環(huán)鍋爐中地位重要，更換困難，若發(fā)生損壞，將會嚴(yán)重影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。汽包是一較大的汽水分離容器，它的下半部貯存了一定容量的水，在鍋爐運(yùn)行中可以對給水流量變化起到緩沖作用，所以允許給水流量短時間內(nèi)的少量波動，增加了鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。 汽包將水冷壁、下降管、過熱器及省煤器等各種直徑不同、根數(shù)不同、用途不同的管子有機(jī)的連接在一起，起到了一個大聯(lián)箱的作用。但勢必延長啟動時間，使鍋爐在啟動過程中消耗更多的燃料 ，降低了經(jīng)濟(jì)性。 啟動過程中所用燃料，除用于加熱工質(zhì)和部件外，還有一部分耗于排汽和放水，造成熱損失和工質(zhì)損失。如果這時受熱過強(qiáng)，金屬壁溫就有可能超過許用溫度。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，甚至使部件損壞。鍋爐的水循環(huán)工況穩(wěn)定，過熱器得到良好的冷卻。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。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]。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]。溫態(tài)啟動是介于冷態(tài)和熱態(tài)之間的一種啟動方式。 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]。針對汽包鍋爐的水位控制情況，結(jié)合具體實例，分析了造成汽包水位波動大的原因并提出了具體預(yù)防汽包水位波動的措施。我國火電機(jī)組中停運(yùn)事故的 50％以上發(fā)生在鍋爐側(cè)，而且這些事故的絕大多數(shù)是由鍋爐啟動過程中的問題所引起的。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部 門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目 :火電廠鍋爐汽包及水冷壁啟動過程分析與保護(hù) 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評價： 一、撰寫（設(shè)計）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及 格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是 否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論 文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位：