鍋爐升火過程中汽包上下壁溫差是怎樣形成的？溫差超過規(guī)定有何危害？

鍋爐升火過程中，隨著壓力的升高，爐水和蒸汽的溫度也隨之升高。汽包的下半部被爐水加熱，而上半部被蒸汽加熱。雖然爐水溫度和蒸汽溫度在升火過程中基本相同，但是由于蒸汽和爐水對汽包上下壁的放熱系數(shù)不同，使得汽包上下壁溫度升高的快慢不一樣。飽和蒸汽遇到溫度較低的汽包上壁，凝結(jié)成水，放出潛熱，此種放熱屬于凝結(jié)放熱，其放熱系數(shù)約為7000W/(m2。℃)。爐水對汽包下半部的傳熱，在升火初期水循環(huán)還沒有完全建立時，屬于自然對流，其放熱系數(shù)只有凝結(jié)放熱的1/4?1/3。因此在升火中，汽包上半部的壁溫高于下半部的壁溫。這樣汽包上下壁形成了溫差。上部壁溫高，有膨脹的趨勢，但是由于下半部壁溫低，阻止了上半部膨脹，上半部汽包壁承受壓應(yīng)力，而下半部在上半部膨脹的影響下被拉伸，而承受拉伸應(yīng)力。汽包將會產(chǎn)生向上拱起的變形，這種變形稱為香蕉變形，形成較大的熱應(yīng)力，見圖2-1L例如Tn-170型鍋爐，汽包壁厚度為90mm,汽包內(nèi)徑為1300mm,當(dāng)汽壓升至6MPa時，如果汽包上下壁溫差為20℃，則由機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力共同引起的汽包壁的折算應(yīng)力為0.94MPa,而由工作壓力所產(chǎn)生的應(yīng)力只有0.58MPa。

由此可見，上下壁溫差僅20℃,就使汽包所受的應(yīng)力增長將近一倍。為了保證汽包的安全，規(guī)定汽包上下壁溫差不得超過50℃。在高壓爐或壓力更高的鍋爐的汽包上下部都有測量汽包壁溫度的測點(diǎn)，以便在升火時可以監(jiān)視。當(dāng)汽包上下壁溫差接近50℃時，要降低升壓的速度。由于在壓力較低時，飽和溫度隨壓力的升高增長較快，水循環(huán)較弱，爐水的擾動不強(qiáng)，飽和蒸汽和爐水對汽包上下壁的放熱系數(shù)差別較大，汽包上下壁較大溫差容易出現(xiàn)在0?1MPa這段時間。因此，運(yùn)行入員在這段時間內(nèi)要特別監(jiān)視汽包上下壁溫度和溫差。