余热锅炉汽包壁温差控制策略

余热锅炉汽包壁温差控制策略

张明岳

山东电力建设第三工程有限公司   山东  青岛   266000

摘要：余热锅炉作为一种重要的能源回收设备，能够将废热转化为可利用的热能，提高能源利用效率。而在余热锅炉的运行过程中，汽包壁温差的控制是一项关键任务。壁温差过大不仅直接影响设备安全运行，还会减少热能回收效果。因此，制定科学合理的壁温差控制策略至关重要。基于此，本文章对余热锅炉汽包壁温差控制策略进行探讨，以供参考。

关键词：余热锅炉；汽包壁；温差控制；策略

引言

汽包壁温差指的是余热锅炉中汽包内外壁的温度差异。余热锅炉汽包壁温差控制策略的重要性和应用价值不容忽视。通过采取合理的措施和控制策略，能够确保设备的安全可靠运行，提高能量利用效率，延长设备寿命，并提高生产稳定性。

1余热锅炉汽包壁温差控制的重要性

1.1安全性保障

汽包壁温差的过高或过低都可能导致设备运行不稳定甚至故障，进而对设备安全产生影响。例如，过高的壁温差可能会引起部分汽包壁受热过度，导致局部过热甚至爆管的危险；而过低的壁温差则可能导致沸腾和干燥煮沸，增加了设备的腐蚀和损坏风险。因此，控制合理的汽包壁温差能够确保余热锅炉的安全运行。

1.2提高能量利用效率

汽包壁温差的合理控制可以较好地平衡锅炉内部的热负荷分布，使其能够更加均匀地吸收燃料燃烧产生的热量。这样可以避免出现局部过热或过冷的现象，提高热能传递效率，最大限度地利用余热资源，降低能源消耗和运行成本。

1.3延长设备寿命

通过控制合理的汽包壁温差，可以避免设备在运行过程中受到过热或过冷的影响，减少设备的热应力和疲劳损伤，从而延缓设备的老化和寿命的衰减。

1.4提高生产稳定性

合理控制汽包壁温差可以保持余热锅炉的稳定运行状态，减少设备运行过程中的波动和不稳定性，提高生产线的稳定性和可靠性。这对于需要连续生产的工业生产过程尤为重要，能够有效避免因设备故障或突发问题导致生产中断和损失。

2汽包壁温差的原因分析

2.1燃烧过程

其一，燃料供给不均匀。若燃料供给不平衡，部分区域燃烧过剩，导致该区域的汽包壁温度升高。其二，点火延迟或不完全燃烧。燃烧过程中的点火延迟或不完全燃烧会导致局部热量释放不充分，影响巡回汽水的循环，使汽包壁温度分布不一致。

2.2流体动力学

其一，壁面附近流速不同。由于管道布局、阻力等原因，沿着管道内部存在流速不均匀现象，导致管壁附近的流速也不一致，进而影响壁温差的形成。其二，循环质量流率的不均匀分布。过高或过低的质量流率分布会使循环流体在汽包中产生非均匀分布，导致汽包壁温差。

2.3管路和换热器堵塞

其一，导热油管路的堵塞。导热油管路中由于杂质、沉积物等导致的堵塞会限制导热油的流动，导致部分区域壁温升高。其二，换热器的fouling。换热器表面因为沉积物的堆积会影响热量传递效果，造成壁温差的出现。

2.4设备结构和运行状态

其一，汽包结构不均匀。汽包内外壁的材料、厚度、汇管结构等差异会造成汽包壁温度分布的不均匀现象。其二，运行状态变化。余热锅炉在不同负荷工况下工作时，由于燃烧状态、循环质量流率等参数的变化，也可能引起汽包壁温差的不同。

3余热锅炉汽包壁温差控制策略

3.1燃烧控制方面

燃烧控制是余热锅炉汽包壁温差控制中的重要环节，它直接影响到燃烧过程的稳定性和燃料的均匀分布，进而影响到汽包内外壁的温度差异。合理的燃烧控制策略能够有效地减小壁温差，提高余热锅炉的热能利用效率和设备安全运行。在燃烧过程中，燃料供给的均匀性对于燃烧稳定和壁温差控制至关重要。合理设计燃烧器的布置，确保燃烧器在燃烧室内的分布均匀，避免某些区域燃烧过剩，形成局部高温区域。通过调整燃烧空气与燃料的比例，使燃烧过程更加均匀，并减小燃烧室内的温度梯度。通过对燃烧器的调节控制，保证燃料供给的稳定性和均匀性，避免出现燃料供给不均匀的情况。

3.2完善点火系统

点火是燃烧控制的首要环节，点火过程的延迟或不完全燃烧都会影响到燃烧过程的稳定性和壁温差。合理调整点火气体的供给量和速度，确保点火过程的稳定性和完全燃烧，避免点火延迟。采用先进的点火器设计，提高点火能力和效果，确保点火过程的稳定性，尽快达到正常燃烧状态。利用传感器对点火过程进行实时监测，通过反馈控制系统对点火过程进行调节和优化。

3.3循环流体控制方面

在循环流体控制方面，通过优化循环系统的设计和调整循环质量流率，可以使循环流体均匀分布，进一步降低汽包壁温差。循环系统的优化设计和流体控制对于减小汽包壁温差起着关键作用。通过调节循环质量流率，改善流体流动方式和均匀分布，可以有效控制壁温差。流速不均匀会导致流体在汽包中的流动不均匀，引起壁温差的增大。因此，控制流速的均匀分布具有重要意义。合理设计管路布局，降低管道的阻力和流速差异，尽量保持流速分布均匀。根据实际情况，通过调节循环泵的运行参数，如转速、负荷等，控制循环流体的流速，使其均匀分布。

3.4设备维护方面

设备的维护对于保证余热锅炉的正常运行和壁温差控制至关重要。管道是循环系统中的重要组成部分，清洗管道可以防止杂质、沉积物等的堆积，确保循环流体的通畅流动。以下是一些常见的清洗方法：使用化学试剂进行管道的化学清洗，溶解和清除附着在管道内壁上的杂质和沉积物。采用机械清洗设备，如高压水枪等，对管道内进行高压水冲刷，清除污垢和沉积物。

3.5定期检查换热器

换热器是余热回收的关键设备，对于热量传递效果和壁温差控制具有重要影响。定期清洗换热器表面的沉积物，保证热量传递的效果，避免换热器fouling的现象。定期检查换热器的密封性能，确保热量在换热器内部的正常传递，避免温度泄漏。

3.6监测与控制系统

采用先进的监测与控制系统对余热锅炉汽包壁温差进行实时监测和调节，可以有效提高控制精度和操作安全性。在汽包内外壁的关键位置，安装温度传感器以实时监测汽包壁温度分布情况。通过传感器的反馈信号，可以及时发现壁温差的变化并进行调节。PID（比例-积分-微分）控制策略是一种常用的控制算法。通过将温度传感器的反馈信号与设定目标值进行对比，根据比例、积分和微分的权重对控制参数进行调节，实现壁温差的控制。采用智能化的控制系统，可以通过学习和优化算法，自动调节燃烧控制和循环流体控制参数，以实现更精确的壁温差控制。结合传感器、控制系统和数据分析技术，对电厂运行数据进行实时分析和处理，发现异常情况并预警，提前采取措施避免出现事故或故障。

结束语

综上所述，余热锅炉汽包壁温差的控制是确保设备安全运行和提高能源回收效率的重要任务。导致余热锅炉汽包壁温差的原因主要涉及燃烧过程、流体动力学、管路堵塞和设备结构等多个方面。通过燃烧控制、循环流体控制、温度监测与控制、设备维护与管理等策略的应用，可以有效降低壁温差，提高余热锅炉的运行效率和设备寿命。在未来的工作中，我们应不断优化控制策略，结合先进的技术手段，进一步提高壁温差的控制精度，实现更高效、更稳定的能源回收。

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