自然循环余热锅炉的热偏差的分析和控制
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自然循环余热锅炉的热偏差的分析和控制对余热锅炉运行中的热偏差进行理论分析，分析其产生原因和将会造成的后果，并提出相应的改善措施。

为了响应国家淘汰低产能的号召，中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司冶炼厂对冶炼工艺进行改造，采用富氧底吹炉工艺生产，余热锅炉是这套工艺流程中的一个热交换设备，用以降低底吹炉出来的含有SO2的高温高矿尘气体的温度，以满足制酸工艺的要求，并达到余热利用的目的。

本余热锅炉动力为自然循环，额定蒸汽压力3.8Mpa，蒸汽出口温度249℃。

在该工艺中，余热锅炉的安全稳定运行决定了底吹炉能否正常运行，所以需要保证余热锅炉能够长时间稳定的工作，那么余热锅炉的爆管事故就需要尽力避免，刨除材质和施工质量的原因，由热偏差产生的爆管事故占有较大的比重。

所以本文将对余热锅里热偏差的分析和控制做出阐述。

热偏差的概念
自然循环余热锅炉是依靠热对流为动力来完成炉内循环，所以在自然余热锅炉的运行中很容易出现水冷壁各个位置由于热量分布不均产生金属
管壁超温，进而发生爆管等事故的情况，只有合理的设计和在运行中科学的操作控制，才能确保余热锅炉的水冷壁拥有比较长的使用寿命。

余热锅炉的烟道（即炉膛）是由许多平行管列组成的水冷壁。

由于结构和制造的原因，烟道的水冷壁管的尺寸大体相同，但是在自然循环余热锅炉的各个部分所受的热负荷不同，导致水冷壁管中液体的吸热量不同，因此在管道中水循环的动力也是不同的。

这也就产生了锅炉内部的热偏差。

总的来说水冷壁中的热偏差是由于热力不均和水的流量不均造成的。

热偏差的形成原因
3.1.余热锅炉烟道内的热力不均
余热锅炉属于被动式锅炉，它所需要的热量完全来自烟气的温度，所以烟道内的热力不均是余热锅炉热偏差的一个主要的形成原因。

烟道内的热力不均主要存在下列几种情况：
对于余热锅炉的烟道，内部各面的热负荷各不均匀，对于同一壁面，沿其轴向和径向的热负荷的分布不均匀，对于烟道整体，沿着烟道轴向和径向分布的热量也不均匀，这些不均匀将会不同程度的延续下去，引起炉膛出口和对流管区吸热不均，里烟道出口越近，这种不均匀的情况也越严重。

这样就产生了上升烟道的热偏差。

烟气在上升烟道做高速上升的运动，收到高温风机拉动的烟气在余热锅炉的炉顶改变方向，在炉顶离开后，由于离心力的作用，烟气产生压缩，气流在这里形成离心流场，流场中气流由圆心想外延伸的的切向流速都不一样，最外层的速度较低，越靠近圆心的烟气流速越大，这样在进入水平烟道后，上部烟气的流程要大于下部，气速又比下部的烟气要慢，这样就使得下部烟气的温度偏高，这样就产生了水平烟道部分的热偏差，而且上下部区域烟气的含尘量也不同。

上面分析了上升烟道和平行烟道的热偏差的产生，另外还需要说明的是，吸热多的壁管由于蒸汽温度高、比热容大，流动阻力增加，使得水流量减少，热偏差加剧，如果长时间不改善，爆管很容易出现在这些区域。

3.2.水冷壁管内的流质不均
余热锅炉自然循环的推动力是由下降管中的工质密度和上升管中工质密度值差而产生的，这种差异使得工质的较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀，这种过程也就是通常说的热对流。

自然循环没有外界的强制推动力，所以流质在壁管内的的流动会出现差异。

下面是产生差异的一些原因。

控制热偏差的措施
4.1.改善烟气产生的热偏差
4.2.改善流体产生的热偏差
在富氧底吹炉的冶炼工艺中，余热锅炉能否正常运行，决定了富氧底吹炉是否能够正常生产，所以在冶炼生产过程中要注意对锅炉的操作和维
护，保证整套设备的的安全运行，尽可能的减少爆管事故的发生，提高设备使用率。