某電廠2臺350 MW機(jī)組于1998年11月和12月相繼投產(chǎn)。鍋爐系英國Babcock鍋爐廠制造，采用亞臨界一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)自然循環(huán)汽包鍋爐。自投產(chǎn)以來，通過運(yùn)行觀察，無論是啟爐還是停爐，均發(fā)現(xiàn)汽包上、下壁產(chǎn)生壁溫差，特別是在停爐冷卻過程中，壁溫差有時(shí)高達(dá)80～100℃，已嚴(yán)重影響鍋爐的安全運(yùn)行。

　　1 汽包壁溫差產(chǎn)生的機(jī)理

　　1.1 鍋爐上水時(shí)汽包產(chǎn)生的溫差

　　當(dāng)鍋爐上水時(shí)，來自除氧器的給水經(jīng)給水泵首先進(jìn)入管壁較薄的省煤器、水冷壁及集中下降管，最后進(jìn)入汽包　。因此，管　壁首先被加熱，而且溫度上升較快，而汽包不但壁厚而且又是最后接觸水，則加熱溫度上升就比較慢。當(dāng)水進(jìn)入汽包時(shí)，總是先與汽包下壁接觸，故汽包水位以下壁溫首先上升，造成汽包下部壁溫高于上部壁溫。另外，一定溫度的給水進(jìn)入汽包后，內(nèi)壁溫度隨之升高，因汽包壁較厚，外部與環(huán)境接觸，外表面溫度上升的速度較內(nèi)壁溫升慢，從而形成了內(nèi)外壁的溫差。

　　1.2 鍋爐升壓過程中汽包產(chǎn)生的壁溫差

　　升壓初期，鍋爐點(diǎn)火后投入爐內(nèi)的燃料量很少，火焰在爐內(nèi)的充滿程度差，水冷壁受熱不均，工質(zhì)吸熱量少，且在壓力低時(shí)，工質(zhì)的汽化潛熱大，這時(shí)產(chǎn)生的蒸汽量很少，蒸發(fā)區(qū)內(nèi)的自然循環(huán)尚不正常，汽包內(nèi)的水流動(dòng)很慢或局部停滯，對汽包壁的放熱系數(shù)很小，所以汽包下壁溫升小。汽包上壁與飽和蒸汽接觸，當(dāng)壓力升高時(shí)，飽和蒸汽遇到較冷的汽包壁便發(fā)生凝結(jié)放熱，由于蒸汽凝結(jié)時(shí)的放熱系數(shù)要比汽包下半部水的放熱系數(shù)大幾倍，上壁溫度很快達(dá)到對應(yīng)壓力下的飽和溫度，使汽包上壁溫度大于下壁溫度。另外，汽包升壓速度越快，飽和溫度升高也越快，產(chǎn)生的溫差就越大。這樣由最初上水時(shí)上部壁溫低于下部很快變?yōu)楦哂谙虏勘跍兀蚨纬闪似跍厣喜扛撸虏康偷谋跍夭睢?/p>

　　1.3 在停爐冷卻過程中汽包產(chǎn)生的壁溫差

　　在停爐過程中，鍋爐進(jìn)入降壓和冷卻階段，汽包主要靠內(nèi)部工質(zhì)進(jìn)行冷卻，由于汽包內(nèi)爐水壓力及對應(yīng)的飽和溫度逐漸下降，汽包下壁對爐水放熱，使汽包壁很快冷卻，而汽包上壁與蒸汽接觸，在降壓過程中放熱系數(shù)較低，金屬冷卻緩慢，所以出現(xiàn)上部壁溫大于下部壁溫，造成溫差。如降壓速度越快，則溫差越大，特別是當(dāng)壓力降到低值時(shí)，將出現(xiàn)較大的溫差。