摘 要： 汽包是锅炉设备在运行过程中加热、蒸发、过热的中心枢纽，在机组故障状态或调峰机组锅炉的热态启停时，操作不当很容易造成汽包上下壁任意两点之间的温差大于40℃。汽包全充水启停操作方法可以有效地减缓机组故障状态或调峰机组锅炉的热态启停时对锅炉设备的损害，预防事故。
关键词： 电厂锅炉 汽包全充水启动 启停操作
1.前言
锅炉的使用寿命不但与运行时间的长短有关，而且与锅炉启停的次数有关，即锅炉启停次数越多，使用寿命越短。在电力系统作为调频、调峰电厂的锅炉启停次数多是不可避免的，所以我们必须认真做好设备在运行过程中的安全保护工作，尤其是在锅炉启停过程中的安全保护工作，才能长期有效地保证锅炉设备连续、安全和经济运行的可靠性。
在锅炉启动的过程中，锅炉的承压部件温差较大，热应力也较大，容易造成设备部件的损坏，特别是壁厚较大的部件，如：汽包、联箱等。另外给水调节系统操作频繁、调节门前后压差较大，水流长期冲刷造成调节门磨损严重（调节门关闭不严泄露）。若能在启动过程中减少给水调节系统的操作次数，将会使给水调节门得到保护，延长其使用寿命。针对一些电力系统调频、调峰电厂的锅炉运行稳定性较差、频繁启动的锅炉，使用汽包全充水启停操作方法，可以有效地减缓设备损害、预防事故。
2.目前电厂锅炉启动时存在的问题
为了保证汽包、联箱、省煤器等设备部件的安全，一般电厂在锅炉的启动过程中制订了许多的防护措施（编入规程），如：控制升温、升压速度；定期切换对角油枪和火嘴；严格控制汽包上下壁任意两点之间的温差不大于40℃；采用锅炉低部联箱定期放水；监视承压部件各部联箱的膨胀情况，并根据联箱的膨胀情况采取相应的措施，如加强燃烧调整，合理调配燃烧；根据锅炉下部联箱的膨胀情况进行放水；锅炉停止上水时开启省煤器再循环系统；在锅炉启动初期开启过热器、减温器、集汽联箱的疏水，等等。在锅炉上水过程中，根据用水需求采用：底部联箱、小旁路、大旁路、主给水进行调节汽包水位，保持汽包水位在+75mm的范围。以上措施虽然保证了锅炉能够启动，但是无法彻底消除启动操作对锅炉设备的损害，仍然存在如下问题。
（1）在锅炉的启停过程中，经常需要间断上水，省煤器再循环门需要频繁开启或关闭，会使省煤器和汽包频繁受交变应力的作用。当锅炉连续上水时关闭省煤器再循环，会导致省煤器的温度瞬间由汽包的饱和温度降低至给水的温度，从而使省煤器的温度聚变（下降）而产生巨大的温度应力。同时汽包温度也有明显的降低，并产生较大的温度应力。在开始间断性上水时，如果没有及时将省煤器再循环门开启，上水时一部分给水会进入省煤器，一部分会沿省煤器再循环管直接进入汽包，从而使汽包的温度聚变（降低），产生巨大的温度应力。
（2）在锅炉启停过程中，由于燃烧、负荷等不确定因素较多，锅炉水位变化较大，造成上水操作频繁。在此过程中如果再采用锅炉底部联箱放水，将会导致汽包内的水位更加迅速变化，在汽水交界面处产生温度交变应力，交变应力长时间、频繁的发生在汽包“0”水位处（原因是锅炉运行规程中规定，锅炉在运行过程中汽包水位变化的最大范围不允许超过+50mm），由于水位、温度的波动，从而造成该部位金属疲劳，影响设备安全，且缩短锅炉运行的使用寿命。
（3）在锅炉的启动过程中水位调节操作较多而且频繁，容易造成误操作。而且对其他设备造成一定的危害。如给水小旁路调节门前后压差较大，对调节门冲刷磨损较大，长时间频繁操作，会使调节门关闭不严，造成漏流，也容易造成损坏。在锅炉启动过程中，过早使用主给水调节门操作，对主给水调节门冲刷磨损较大造成漏流，同时也易造成损坏。
3.汽包全充水启动在锅炉启停操作中的应用
汽包全充水停炉与汽包全充水启动一样，能有效地减少对设备的损害，减少因频繁停炉及补水而造成的温度交变应力，从而延长设备的使用寿命，减少非计划检修次数和检修的费用。
（1）锅炉冷态启动操作。按正常的锅炉上水操作步骤，通过底部联箱或给水小旁路，控制一定的上水速度，将水上至汽包空气门冒水后停止上水；开启省煤器再循环，过热器、集汽联箱及一、二级减温器的疏水门；具备点火条件后锅炉点火，随着升温、升压、底部联箱放水，汽包水位逐渐出现。在此过程中，当汽包水位过低时进行适当补水，并汽时如水位高则通过事故放水调节至并汽水位。当锅炉采用汽包全充水启动过程中，其他操作和锅炉正常启动时的步骤一样。
（2）停炉操作。当锅炉炉膛灭火主蒸汽门关闭后，关闭锅炉连排、锅炉定排、加药、各取样门，解除汽包水位保护，继续向锅炉上水至+300mm处，再以20t/h流量上水10分钟，当停止给水时，打开省煤器再循环门。锅炉停炉冷却和其他操作步骤与正常停炉相同。
（3）锅炉热态启动操作。在锅炉热态启动过程中，采用汽包全充水启动方式就是将锅炉点火前的上水水位由-100mm改为上满整个汽包。其他的点火、升压、升温和并汽操作和锅炉冷态启动时的操作步骤相同。
4.汽包全充水启停操作法的探讨
（1）在锅炉点火升压过程中，由于锅炉汽包内全部充满了水，随着炉膛温度的升高，汽包内的水均匀升温，将不会造成过大的汽包上下壁温温。因此，汽包的上下部壁温差导致的汽包的轴向变形将得到有效的避免。
（2）在整个锅炉的启动过程中锅炉很少进行频繁的补水，这样就避免了因锅炉启动初期采用间歇式补水造成锅水在汽包中频繁的起伏波动而在汽水分界面处产生温度交变应力和金属疲劳。
（3）由于采用汽包全充水启动时锅炉汽包内的水位很高，可提高下降管上部的水位高度，有效避免下降管带汽和下降管自汽化，对水循环十分有利，尤其是在点火初期。
（4）在锅炉正常启动过程中，锅炉给水一般不经过汽机高加的加热，而是直接由除氧器供给，给水温度相对较低。将低温的锅炉除氧水直接供给锅炉，会造成锅炉汽包和省煤器联箱温度急剧降低，在汽包和省煤器联箱内外壁之间形成温差应力，上水次数越频繁，这种应力对锅炉汽包的危害越厉害。采用汽包全充水启动可以减少补水次数，减少了因给水的进入造成的汽包内锅水温度突变（降低），避免或减少给水温度聚变对汽包、省煤器的不良影响。同时，采用汽包全充水启动时在锅炉点火初期补水次数减少，可相应地减少省煤器管壁金属温度和省煤器出入口联箱温度因补水造成的交替变化，从而减少受热面和联箱手孔泄露的几率。
（6）在以往锅炉正常启动过程中，锅炉补水会导致省煤器处的烟温频繁变化，当温度较低的锅炉给水进入省煤器，和烟气的热交换程度剧烈，造成锅炉排烟温度较低，极易形成烟气结露。而采用全充水启动则因很少补水，故在点火初期省煤器处能保持较高的烟温，可有效降低和防止烟气结露，减少低温腐蚀。
（7）在点火初期，锅炉有较长一段时间的水温低于100℃，水冷壁管内还没有产生蒸汽，此时水冷壁管是靠水冷壁管内的温水循环来冷却的，由于上升管进入汽包的位置高于汽包水位，在这种情况下的冷却属于内部温水循环，冷却效果不太好，而采用汽包全充水启动方式，则可在汽包、下降管、水冷壁之间形成一个完整的外部温水循环，冷却效果良好。
（8）减少给水系统的操作，可以有效地降低给水对调节门的冲刷，同时也减少误操作的几率，从而起到保护调节门、延长其使用寿命的作用。
（9）由于在启动前锅炉汽包内需要全部充满水，如果操作不当可能会造成过热器蛇型管内积水，在点火过程中可能会引起过热器蛇形管之间的蒸汽量和减温水量分配不均匀，造成热偏差；或个别蛇形管内形成“水塞”，使管子过热，造成不良后果。因此，在给锅炉汽包全充水时一定要根据汽包容积和给水流量严格控制上水时间。
（10）采用汽包全充水启动，可能还会造成蒸汽带盐，若含有大量盐分的蒸汽进入汽机将会给汽机的安全运行带来隐患。因此，在锅炉上水时要严格控制锅炉给水水质，确保水质合格；在锅炉并汽前必须对主蒸汽进行化验，只有主蒸汽品质合格后才能进行锅炉并汽操作。
在锅炉的启停操作中采用汽包全充水法有许多优点，同时也存在一些问题，这就要在实际的操作中采取相应的措施扬长避短，使汽包全充水法在锅炉的启停操作中真正发挥应有的作用。