【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生鼓包、脹粗或爆管。℃），這時，△ q即使僅 410 （額定負荷的 1/15），△ tb即使已達到 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，管內工質的含汽量少，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，各管內的介質流速差別較大。 保持主汽壓力和汽包壓力的穩(wěn)定 ,300MW機組在磨煤機投運 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虛假 水 位。雖然此時水位控制為三沖量控制，但由于整個調節(jié)系統(tǒng)的慣性遲延較大，從而 造成自動調節(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。當蒸汽流量大于 380t/h以后，通過內部邏輯，給水旁路調節(jié)門切為手動，自動切除給水單沖量調節(jié)和給水旁路調節(jié)閥差壓調節(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機組的調試及試生產階段曾多次出現(xiàn)在并網后 ，特別是因故停爐后的極熱態(tài)啟動華北電力大學成人教育學院 2020 屆畢業(yè)設計 8 恢復過程中，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有給水主路電動門 (容量為100％ )和 30％容量的給水旁路調節(jié)門。進水參數(shù)控制主要用于降低循環(huán)的谷值應力。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，升壓過程應嚴格按給定的鍋爐曲線進行，若發(fā)現(xiàn)汽包壁溫差過大，應減慢升壓速度或暫停升壓。 控制汽包啟動應力的措施 汽包啟動應力控制的重要標志是汽包的上下壁溫差和內外壁溫差。在汽輪機沖轉以后，鍋爐的啟動速度還要受到汽輪機運行方式的限制，升壓過程主要是控制過熱汽溫的升溫速率，而啟動熱應力所允許的壁溫差通常是自然滿足的 [19]。如果沒有孔邊應力集中，則外壁拉 應力將成為最大的峰值應力。實踐證明，溫差只要在此范圍內，產生的附加熱應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，以集中下降管外壁溫度代替汽包下部的內壁溫度。對于材料屈服極限小于 552Mpa 的汽包，應力循環(huán)次數(shù)超過 1000 次，都應對汽包進行低周疲勞分析。 汽包低周疲勞破壞分析 汽包峰值應力超過材料屈服極限時，材料局部發(fā)生塑性變形，使斷面上的應力重新分配，最大值不大于屈服極限。 啟動過程汽包峰值應力的大小決定于汽包內壓力、壓力變動率及循環(huán)流速。 峰值應力 鍋爐升壓過程中汽包應力有機械應力和熱應力兩種。由于汽包內的飽和溫升始終伴隨著升壓過程，所以在整個升壓過程中，汽包內外壁溫 差始終存在 [15]。汽包內壁溫度高，膨脹受阻而承受壓應力；外壁溫度低，相對內壁力圖收縮而承受拉應力。進水時，熱水只與汽包內壁接觸，外壁接受內壁熱流，故其溫度低于內壁，從而產生汽包的內、外壁溫差。例如美國的 CE公司、德國的 BABCOCK 公司在其設計生產的 300MW、 600MW 級鍋爐汽包內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、下壁溫差轉為上高下低。 汽包上、下壁溫差引起的熱應力 在鍋爐進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，金屬部件內就不會產生應力；但是當金屬部件的體積變化受到約束時就會產生很大的應力。故汽包的縱橫斷面上只有正應力而無剪應力。 汽包機械應力 汽包的機械應力是指由汽包內的工質壓力引起的金屬應力，這個應力在任意點的三個方向均為拉應力，且均與汽包內壓力成正比。汽包壁應力可分為主體膜應力和峰值應力兩種。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，將會嚴重影響鍋爐的安全經濟運行。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的少量波動，增加了鍋爐運行的穩(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 ，降低了經濟性。 啟動過程中所用燃料，除用于加熱工質和部件外，還有一部分耗于排汽和放水，造成熱損失和工質損失。如果這時受熱過強，金屬壁溫就有可能超過許用溫度。啟動過程中，鍋爐工質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，因而會產生熱應力，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的負荷。而熱態(tài)、極熱態(tài)啟動時，機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力損傷，就必須盡快使工作參數(shù)達到機組部件的溫度水平，此時鍋爐進水、燃燒率控制、升速、升負荷都應明顯加快，沖轉參數(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 機組，機組停用 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構型式、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 [2]。針對汽包鍋爐的水位控制情況，結合具體實例，分析了造成汽包水位波動大的原因并提出了具體預防汽包水位波動的措施。我國火電機組中停運事故的 50％以上發(fā)生在鍋爐側，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 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部 門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 畢業(yè)設計（論文） 題目 :火電廠鍋爐汽包及水冷壁啟動過程分析與保護 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热荨１救送耆庾R到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 指導教師評閱書 指導教師評價： 一、撰寫（設計）過程 學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及 格 □ 不及格 二、論文（設計）質量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）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□內畫“√”） 指導教師： （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（設計）質量 論文（設計）的整體結構是 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（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論 文（設計說明書）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□內畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位：