1.1?過熱器和再熱器的安全運行
??????? 過熱器，再熱器是鍋爐的主要受熱部件之一，在啟停過程中和變工況運行時，過熱器，再熱器受熱面的安全運行應(yīng)特別引起重視，運行中應(yīng)滿足兩個要求。
??????? （1）過熱汽溫和再熱汽溫應(yīng)符合汽輪機沖轉(zhuǎn)，升速，并網(wǎng)，升負荷等要求。
??????? （2）過熱器和再熱器在鍋爐啟停及不同負荷下運行母管壁應(yīng)不超過材料的許可溫度，聯(lián)箱，管子等不產(chǎn)生過大的周期性熱應(yīng)力，以延長其使用壽命。
??????? 1.1.1過熱器的安全運行
??????? 鍋爐啟動過程中過熱器受熱面的冷卻是靠自身蒸汽的流動來完成的，此時若熱偏差過大，就會引起過熱器管壁金屬的超溫。一般來說，立式過熱器的積水是無法通過疏水門放掉的。爐水壓試驗后啟動，立式過熱器內(nèi)就充滿了水，停爐后啟動時立式過熱器中也往往會有一部分凝結(jié)水，雖然各種過熱器都設(shè)有疏水裝置，但過熱器中間蛇形管底部的積水無法疏出，這部分積水便會形成水塞，防礙蒸汽的流動，由于布置等原因，各平行管中的積水往往是不均勻的，在通汽壓力不足時，僅部分積水少的管子能疏通，積水多的管子往往仍處于水塞狀態(tài)，這就造成了管內(nèi)工質(zhì)流量的差異，使各平行管間產(chǎn)生熱偏差。
??????? 對于墻式過熱器，如果下部聯(lián)箱疏水不充分時，也易造成水塞。鍋爐運行中，燃燒不良，煙道內(nèi)局部積灰嚴重，造成兩側(cè)煙氣量或煙溫分布不均勻時，也會造成熱偏差。
??????? 1.1.2再熱器的安全運行
??????? 爐啟動初期，當(dāng)過熱器系統(tǒng)尚未建立壓力，旁路系統(tǒng)尚未投運之前，墻式再熱器處于干燒狀態(tài)，此時為了防止管壁超溫，應(yīng)嚴格控制爐膛出口煙溫不得大于540℃。除此之外，再熱器的工作狀態(tài)及安全運行，與過熱器基本相同，在此不再重復(fù)。
??????? 1.2?省煤器的保護及安全運行
??????? 汽包鍋爐，在汽包和省煤器進口之間連接有再循環(huán)管，管上裝有再循環(huán)門，鍋爐啟動期間或事故情況下，如停止進水時，應(yīng)將再循環(huán)門開啟。由于省煤器內(nèi)工質(zhì)吸收煙氣熱量以及省煤器和汽包之間存在一定的位差，造成省煤器和汽包內(nèi)工質(zhì)的重度發(fā)生差別，使汽包內(nèi)爐水經(jīng)再循環(huán)門流至省煤器形成水循環(huán)，從而起到了保護省煤器的作用。正常運行時鍋爐不斷進水，再循環(huán)關(guān)閉。但應(yīng)確保再循環(huán)門關(guān)閉嚴密，防止給水經(jīng)再循環(huán)門短路直接進入汽包，從而造成省煤器因缺水而過熱損壞。
??????? 對于直流鍋爐，由于省煤器沒有再循環(huán)裝置，所以啟動過程中應(yīng)鍋爐給水流量應(yīng)式中大于最小啟動給水流量，以保護省煤器的安全運行。另外，省煤器出口一般設(shè)置了排空管路，將省煤器內(nèi)的殘余空氣或部分汽化蒸汽排至鍋爐汽水分離器，以防止省煤器傳熱惡化而過熱損壞。
??????? 1.3?自然循環(huán)汽包鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)的安全分析
??????? 1.3.1鍋爐水循環(huán)的安全
??????? 鍋爐的蒸發(fā)受熱面處于爐膛高溫火焰下工作，能否保持長期安全可靠地運行，主要取決于管子的壁溫，如果壁溫超過金屬材料允許極限時，管子就要損壞。另外，如壁溫周期波動，即使壁溫低于極限，管子也有可能因受交變溫度應(yīng)力的影響而產(chǎn)生疲勞損壞。在一定熱負荷下，管子外壁溫的高低主要取決于工質(zhì)的放熱系數(shù)和流量，由于沸水的放熱系數(shù)很大，正常情況下管壁溫度應(yīng)略高于工質(zhì)的飽和溫度，因而管壁不會超溫。但是，當(dāng)管內(nèi)汽水混合物的流動情況出現(xiàn)惡化時，管子內(nèi)壁的水膜被破壞而代之以汽膜，使工質(zhì)的放熱系數(shù)顯著降低，從而導(dǎo)致管壁的金屬超溫。
??????? 管內(nèi)汽水混合物的流動情況，一般與水流速度、蒸汽在混合物中的容積率、壓力的高低和熱負荷的大小等因素有關(guān)。
??????? 鍋爐的水循環(huán)安全與否可通過鍋爐水循環(huán)特性試驗來驗證，相關(guān)的特性試驗有：
??????? （1）負荷特性試驗；
??????? （2）水位特性試驗；
??????? （3）壓力特性試驗；
??????? （4）爐啟動過程中的水動力特性試驗；
??????? （5）改變給水溫度試驗；
??????? （6）定期排污試驗。
??????? 1.3.2運行中提高鍋爐水循環(huán)可靠性的措施
??????? （1）減少并列管束的受熱不均
??????? 由于爐內(nèi)溫度沿爐子深度和寬度的分布是不均勻的，故水冷壁各部分的吸熱量也就有大有小。對于四角切圓燃燒的鍋爐來說，水冷壁中間部位的熱負荷均較兩邊要高，尤其是燃燒區(qū)域附近的熱負荷最大，而爐四角和下部則受熱最弱。運行中，為減少并列管束的受熱不均問題，首先應(yīng)從合理組織燃燒著手，減少爐膛內(nèi)火焰的偏斜，維護燃燒室內(nèi)不結(jié)渣，保持燃燒穩(wěn)定，提高爐膛火焰的充滿程度，控制汽溫汽壓使之保持穩(wěn)定等。此外，還應(yīng)及時進行吹灰或“打焦”，保持受熱面的清潔。
??????? 鍋爐低負荷運行時，由于燃燒器投入數(shù)量較少，爐內(nèi)火焰充滿程度差，火焰又常易偏斜，故水冷壁的受熱不均勻性相對增大。此時，應(yīng)特別注意燃燒器的運行情況，保持燃燒穩(wěn)定，投入燃燒器時應(yīng)盡可能對稱，保持良好的火焰中心位置，提高爐內(nèi)火焰的充滿程度，以改善受熱情況。
??????? （2）防止下降管帶汽
??????? 運行中，為防止下降管帶汽，應(yīng)維持正常的汽包水位，防止汽壓和負荷的突變。如水位過低，則會造成下降管帶汽。而汽壓，負荷的突變，又會造成下降管入口工質(zhì)的汽化，所以在運行中應(yīng)注意控制和保持水位，汽壓，汽溫等參數(shù)的穩(wěn)定。
??????? 1.4?過熱器和再熱器偏差及管壁金屬的超溫
??????? 要使鍋爐的受熱面管子能長期安全工作，首要的條件是必須保證它的金屬工作溫度不超過該金屬的最高允許溫度。
??????? 在鍋爐中，過熱器和再熱器的溫度最高，同時受熱面的熱負荷也相當(dāng)高，而蒸汽的放熱系數(shù)又比較小，尤其是再熱蒸汽壓力低，放熱系數(shù)則更小，因而過熱器和再熱器是鍋爐各受熱面中金屬溫度最高，工作條件最差的受熱面。在過熱器、再熱器各并列管中，當(dāng)進口汽溫相同時，管組內(nèi)各并列管的出口汽溫主要取決于各自的蒸汽焓增，蒸汽焓增越大，出口汽溫越高，相應(yīng)管壁溫度也越高。
??????? 在實際運行中，由于煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)各種因素的影響，各并列管中蒸汽的吸熱量即焓增值，往往是不同的，因而使它們的壁溫也不相同。一般來說，熱力不均和水力不均是造成過熱器或再熱器熱偏差的主要原因。熱力不均通常是指受熱面處沿寬度方向和高度方向上的熱負荷分布不均勻。水力不均則是指受熱面內(nèi)工質(zhì)流量的分配不均勻。
??????? 1.4.1影響熱力不均的因素
??????? 鍋爐爐膛及煙道中煙氣的溫度場，速度場分布的不均勻是造成過熱器、再熱器熱力不均的主要原因。
??????? 在爐膛中，因有水冷壁吸熱，所以水冷壁附近的煙氣溫度較低，爐膛中間溫度較高。煙氣轉(zhuǎn)入對流煙道后，也是兩側(cè)的煙溫低中間的煙溫高，且煙道中間的煙氣流速往往高于兩側(cè)的煙氣流速，這就造成了位于煙道中間管子的吸熱量大于煙道兩側(cè)管子吸熱量的偏差情況。當(dāng)運行調(diào)整不當(dāng)造成爐膛火焰偏斜時，還將造成對流煙道兩側(cè)的熱力偏差問題。如果煙道中管子排列不均勻，管間的間隙有大有小時，也會造成各吸熱的不均勻。對于四角切圓燃燒的鍋爐，往往還由于爐膛出口煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)使兩側(cè)煙氣的流速和煙溫產(chǎn)生偏差，由此而產(chǎn)生兩側(cè)煙道內(nèi)受熱面的吸熱量不均勻。
??????? 1.4.2影響水力均的因素
??????? 在過熱器或再熱器各并列管中的蒸汽流量與煙道斷面熱負荷的分布均勻程度有很大的關(guān)系。除此之外，各并列管的流量分配還與該管的流動阻力和進出口聯(lián)箱之間的壓差有關(guān)系。