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蒸汽锅炉在非设计工况下的运行

  蒸汽锅炉的结构设计是根据已选定的蒸汽容量参数，燃用的燃料的条件综合地考虑了各种因素，确保蒸汽锅炉能安全和经济地运行前提下得出的。在基本满足这些条件下蒸汽锅炉能符合各种安全和环保标准长期地运行。当然在设计时对各种参数都留有一定裕量，超过时则会引起一些运行的不正常。首先蒸汽锅炉工作要符合热平衡原则，例如蒸汽锅炉在额定参数下超出力，一般在超过额定负荷10%以下时，蒸汽锅炉的经济性和安全性是能基本保证的。

  蒸汽锅炉运行遇到非设计工况的情况主要有燃料特性、给水温度和漏风等。

  一、燃料特性的变化

  燃料成分对蒸汽锅炉工作有多种影响。例如挥发分的多少会影响燃料的着火和燃烧。灰分的含量和性质会影响未燃尽损失、受热面的污染和磨损、炉膛的结渣等。水分的大小不但影响着火、燃烧和受热面的腐蚀等，而且还会使各区烟温、传热和蒸汽锅炉热损失发生显著变化，水分和炉内过量空气对炉膛出口烟温、传热量和排烟热损失等在性质上是相似的，都是增加每公斤燃料燃烧后的烟气容积和降低理论燃烧温度。但是水分的比热容要比空气的大得多，所以在影响程度上要严重得多。燃料中水分增加时，由于理论燃烧温度降低显著，炉膛出口烟气温度也总要降低，而辐射传热量减少和对流传热量增加程度都比增大炉内过量空气时要大得多。这些情况都会使蒸汽锅炉运行调节范围超过原有设计值。

  二、给水温度的变化

  汽机负荷减少或高压加热器解列，都会使给水温度降低，尤其在机组运行初期，高压加热器尚未投入时，机组就要启动运行，这种现象经常发生。这时如果在同样燃料量下，蒸汽锅炉蒸发量将下降，或在同样蒸发量下增加燃料量。所以蒸汽锅炉运行将受到给水温度降低和燃料量增加的双重影响，即对流区吸热量将增大，对流过热器要加大减温量，省煤器吸热量增加，其出口烟温降低，空气预热器出口风温将降低。

  三、蒸汽锅炉漏风引起的变化

  炉膛风同增加炉内过量空气系数的影响一样，但漏入冷风的影响和危害比热风要大，漏风处的位置不同，产生的影响也有差别。例如，燃烧器附近或炉膛下部漏入，会影响燃料着火和燃烧，以及理论燃烧温度，进而降低炉膛出口烟温。如果漏风在炉膛上部则主要会降低炉膛出口烟温。对流烟道各部位的漏风将降低该部位和以后烟道的烟温和传热温压，从而减少各部位的吸热量。如果漏风点接近蒸汽锅炉出口，排烟温度可能低于原有水平，但排烟热损失将增大。综上情况蒸汽锅炉运行应密切关注漏风部位和大小，采取必要措施增加蒸汽锅炉严密性，现代蒸汽锅炉大都采用膜式水冷壁结构，能有效地减少蒸汽锅炉漏风。

  以上非设计工况下对蒸汽锅炉运行的影响是经常可能发生的，蒸汽锅炉的运行管理部门应当尽量采取措施避免发生。如影响较大，危及蒸汽锅炉正常运行时，就需对蒸汽锅炉进行技术改造，在经过详细的计算后，调整受热面大小，必要时增加炉膛高度，改进燃烧装置，提高对流受热面的防磨能力，改善辅助设备等。在这方面，国内外蒸汽锅炉工作者也有很多成功的经验。