在电厂运行过程中,锅炉四管泄漏事故在全厂事故及非计划停运中占有很大的比重,是影响机组安全稳定运行的主要原因之一。本文从引发“四管”泄漏的主要原因为切入点,有针对性地阐述了锅炉四管泄漏的产生机理及预防措施,目的是指导运行人员进行锅炉调节,进而来减少四管泄漏事故的发生。
1、锅炉“四管”泄漏现状
随着技术的进步和管理水平的提高,锅炉运行的安全性能有了很大的保障。但是,相比之下,锅炉的运行可靠性仍旧是影响发电厂运行可靠性的首要因素,尤其是锅炉水冷壁管、省煤器管、过热器管和再热器管的损坏泄漏—通称“四管”泄漏对机组的安全运行影响最大。据有关统计,在锅炉的各类事故中“四管”泄漏、爆破约占各类事故总数的30%,有的机组甚至高达50%~70%;而且锅炉运行中如发生“四管”泄漏事故,必须因此而被迫停机停炉,电厂的经济效益也因此遭到严重影响;另外受热面管爆破时,高温高压的汽水喷出很容易造成人身伤亡。因此,“四管”泄漏始终是影响机组安全发电的首要因素。认真做好防止锅炉受热面的泄漏爆管工作,对减少机组非计划停运次数和提高设备健康水平将是十分关键的。
2、锅炉四管泄漏的原因
锅炉“四管”泄漏可以分为制造安装原因和设备运行原因两类。因制造、安装和检修原因造成的“四管”泄漏大都表现在管子的原安装焊口和母材质量等方面,往往属于质量管理问题。这种管子缺陷在设备没有运行之前就已经存在了,大都与设备运行没有直接的关系。此类缺陷一旦找到,消缺的技术方法一般都很明确简单,这里应不再分析阐述。另一类原因与设备的运行过程有密切的关系。由于设备(并非管子本身)存在某些问题或者运行方面存在问题,导致管子在运行过程中使用寿命缩短,从而引起管子损坏泄漏。这一类原因一般比较复杂,主要有以下几种:
1) 过、再热器超温导致爆管泄漏。
2) 因高温腐蚀使管壁腐蚀减薄导致爆管泄漏。
3) 锅炉受热面的飞灰及吹灰磨损导致爆管泄漏。
4) 管内结垢腐蚀导致爆管泄漏。
以上4 种损坏方式较常见,而且解决这些问题的技术难度也比较大,下面遂条进行分析。
3、关于过、再热器超温爆管原因的分析和预防措施
3.1 过、再热器超温失效机理分析
从失效机理上区分,过热器、再热器的超温爆漏主要是由短期过热、长期蠕变破裂、高温氧化、金相组织变化(球化、石墨化、碳化物析出)等引起的,其中几率最高的因素是金属过热。金属在超过其额定温度运行时,有短期过热爆管和长期超温爆管两种情况。短期过热是指由于运行条件(如工质温度和换热状况)异常变化时,壁温急剧升高所引起的过热破坏。当发生此类问题时,尽管爆破前壁温很高,但在这一温度下短时就发生了破坏,因此管子内金相组织无大变化,外壁也还没有产生氧化皮;同时由于爆破后金属是从高温下急速冷却的,破口处金相组织的特点是有淬硬组织或加部分铁素体。受热面长期过热是指由于热偏差、工质流量偏差,或积垢、堵塞、错用材料等原因,管内工质换热较差,金属长期处于幅度不很大的超温状况下运行,由于长期的蠕变而发生的破裂现象。可根据破口形状、管子胀粗、氧化皮等情况判断是否长期过热。长期过热引起破坏时,破口断面较粗糙,有一层疏松的氧化皮,管子有较明显的胀粗,组织上碳化物明显呈球形。
3.2 过热器及再热器超温的主要原因分析:
1) 烟温总体偏高
导致烟温偏高的原因可从两个方面分析:一是炉膛出口烟温总体高于设计值,二是局部烟温偏高,前者与煤的结渣性能关系较大,炉内结渣,即使不甚严重也会导致炉膛出口烟温升高;此外,煤的燃烬性能也会影响炉膛出口的烟温。燃烬性较差的煤,在燃烧组织不好或煤粉过粗时,火焰甚至会拖到过热器区。后者则主要由烟气偏流引起。
2) 烟气偏流和工质流量不均
这是目前大型四角切圆燃烧锅炉产生过热爆管的最常见的原因。沿炉膛宽度和高度产生烟气流量偏差、烟温偏差从而引起吸热不均;蒸汽引入引出过热器方式不妥产生流量不均,二者在危险管上相叠加,最终使金属超温而导致爆管。
沿炉膛宽度的烟量偏差、烟温偏差起因于炉膛出口的烟气残余旋转。炉内的旋转气流到达炉膛出口时将折转向前流动,对逆时针旋转切圆的锅炉,右侧气流的流向与旋转同向,流速叠加,因而流量、流速均大。左侧气流的流向与旋转反向,流速相抵,因而流量、流速均小,这样就形成了流量偏差。随烟气继续流动进行辐射和对流换热,左侧烟量大(热容大)因而温降小,故对流受热面的出口烟温也高;而右侧则烟温低。这样又由于流量偏差进一步引起烟温偏差。烟气经过受热面以后,烟温偏差不但没有减小,反而增大。同时,煤灰颗粒浓度对烟温偏差起着重要作用。另外,三次风的某些运行工况对烟温偏差也起着推波助澜的作用。随着锅炉容量的增大,烟气的旋转动量相对更大些,故会引起更大的烟温偏差。
沿炉膛高度的烟温偏差则是由于烟气在炉膛出口转向后历经的行程不同,下部近,上部远;过热器、再热器下部与折焰角上边所形成的烟气走廊则是直接的烟气短路,故产生下面高上面低的烟温偏差。随着负荷的增大,烟气流动较均匀,上、下烟温差减小。
有的锅炉在炉膛出口即已出现较明显的左右烟温偏差,且其方向与烟气偏流形成的温度偏差相一致,因而加剧了对流过热器区域的烟温偏差。近来有研究认为,很可能是由于煤粉粒子旋转上行至大屏底部时,由于旋转圈数少,所以产生了粉量左少右多的偏差所致。
3) 升负荷速率偏高
升负荷速率偏高也是过热器、再热器超温爆管的原因之一。由于升负荷过程中,为达到相同的产汽负荷,投入的燃料量总是过剩的,因此各级过热器的管壁温度要高于稳定后的数值。这个过程起初壁温逐渐升高,待达到最高值后又逐渐降低,最后又稳定下来。升负荷速率越高,升负荷过程的壁温峰值也就越大。
从壁温安全来看,低负荷时压力也低,工质汽化潜热大,相同热量输入下产汽量更少,因此初始负荷低时,允许的升负荷速率也低,即壁温峰值超出稳定值更大些;初始负荷高时,允许的升负荷速率也高。
3.3 预防过、再热器超温措施
1) 升负荷率的控制
为抑制升负荷时的过热器壁温升高,锅炉升负荷时不可过快。增负荷需大量增投煤粉时,应尽可能事先将升负荷速度减缓或者暂停升负荷再进行。如果在升负荷速率较快情况下大量投粉,则会导致过热器或再热器金属壁温的瞬间升高。同时,煤粉量的增加亦应较为缓慢。
2) 炉内送风量的调整
在相同负荷下适当减小炉膛出口的过量空气系数,炉膛出口烟温基本不变,但烟气流量减少,过热器烟侧放热减弱,壁温降低。减少二次风量对烟温和壁温的分布基本没有影响。
3) 煤粉细度控制
适当减小煤粉细度可使炉内燃烧提前结束,因而不仅可以降低炉膛出口烟温,而且可减小炉膛出口的烟温偏差。
4) 一次风速调节
当一次风速超过一定数值以后,随一次风速的提高,炉膛出口烟气偏流和烟温偏差明显增大。因此,燃烧调整时应对一次风速加以控制,不得过大。
5) 喷燃器倾角的调节
随着燃烧器摆角的减小,切圆直径增大,但火焰行程也延伸,一般后者的作用大于前者,故炉膛出口的烟气流量偏差削弱。但燃烧器的倾角主要是由汽温调节来控制的。
6) 汽温与壁温监督
为保证过热器和再热器的金属安全,大型锅炉的各级过热器出口均安装了炉外壁温测点。由于管外换热很弱,所以就以这些测点的温度代表相应管子的工质出口温度。运行中除必须监视左、右侧主蒸汽温度(再热器温)整体不超温外,还应监视各管子的热偏差,按照调整好的出口温度报警值进行监督。运行中应加强对过热器特别是屏式过热器和末级高温过热器金属温度的监视,并作好有关的运行定期记录和分析工作。
炉外壁温与管子金属的最危险点壁温并不相同,但其间有一定的关系。进行专门的燃烧调整试验可确定这个关系的具体规律,以便根据控制危险点壁温在相应材质的极限使用壁温下的原则,来确定炉外壁温的调整控制值和运行操作方式。运行人员应按此控制值监视炉外壁温测点,即可保证炉内管子不超温爆管。当发现壁温超限应分析原因,通过运行调整使之尽快恢复正常并认真做好记录。
汽温与壁温监督中还应注意屏式过热器的低负荷汽温特性。测试表明,近代锅炉的分隔屏和后屏一般都表现出较强的辐射吸热特性,即在低负荷下单位工质的焓增量比高负荷时的值要高。也就是说,若烟温偏差较大,低负荷下后屏管子则更容易超温。运行中应注意对它们的监督,并根据超温情况合理分配减温水量。适当增加一级减温水量,减小二级减温水量,控制过热器一、二级减温器后温度不超过规程规定值,在主、再热汽温合适的前提下,尽可能将过热器一、二级减温器入口汽温保持低些。在维持过热器出口不超温的前提下,同时确保分隔屏或后屏不超温。
4 水冷壁、过热器、再热器因高温腐蚀导致泄漏的原因分析和预防措施
锅炉的水冷壁、过热器、再热器管子及其吊挂零件产生的外部腐蚀称为高温腐蚀。高温腐蚀使承压部件的管壁减薄,从而导致发生泄露和爆破事故,是威胁电厂锅炉安全运行的重要因素之一,特别是高参数、大容量、燃用贫煤的电站锅炉,水冷壁管腐蚀问题最为严重,因而必须给予充分的重视。
腐蚀发生的区域通常在燃烧器中心线位置标高上下,与是否结渣无关。向火侧的正面腐蚀最快,背火侧则几乎不减薄。从位置上看,燃烧器下游邻角炉墙的管子腐蚀最重。水冷壁管的高温腐蚀速度一般远超过氧化速度,二者之比约为45:1。
4.1 高温腐蚀的机理
高温腐蚀主要分为硫酸盐型和硫化物型两种,前者多发生于过热器和再热器,后者多发生于炉膛水冷壁。运行分析发现,凡腐蚀严重的锅炉水冷壁,都在相应腐蚀区域的烟气成分中发现还原性气氛和含量很高的H2S气体。资料证明,腐蚀速度与烟气中的H2S浓度几乎成正比例。
1) 硫化物型高温腐蚀机理
发生硫化物型高温腐蚀的管子,表面的结垢物中有硫化铁和磁性氧化铁(Fe3O4),这类腐蚀主要发生在火焰冲刷管壁的情况下。其腐蚀过程是:当燃料中的黄铁矿随灰粒和未燃尽的煤粉一起粘到管壁上时,受热分解出游离状态的硫和硫化亚铁,在还原性气体中游离态硫可单独存在,当管壁温度达350℃及以上时游离态硫和铁会生成硫化亚铁,而硫化亚铁可进一步氧化成磁性氧化铁从而使金属管壁受到腐蚀。在硫化亚铁氧化成磁性氧化铁的过程中还生成s02和s03,而它们同碱性氧化物作用将生成硫酸盐。
2) 硫酸盐型高温腐蚀
发生硫酸盐型高温腐蚀的管子表面有大量的硫酸盐和复合硫酸盐。其形成过程为:在壁温为310~420℃时管壁被氧化,使受热面外表形成一层Fe2O3和极细的灰粒污染层,在高温火焰的作用下,灰分中的碱土金属氧化物(Na2O、K20)升华,靠扩散作用到达管壁并冷凝在壁面上,与周围烟气中的s03化合生成硫酸盐。管壁上的硫酸盐与飞灰中的Fe2O3及烟气中的s03作用,生成复合硫酸盐,复合硫酸盐在550~710℃范围内呈液态(550℃以下为固态,710℃以上则分解出s03而成为正硫酸盐),液态的复合硫酸盐对管壁有强烈的腐蚀作用,尤其在650~700℃时腐蚀最强烈。
含灰气流的冲刷可加剧高温腐蚀的发展。气流中的大量灰粒会使旧的腐蚀产物不断去除而将纯金属暴露于腐蚀介质下,从而加速上述腐蚀过程。
4.2 影响高温腐蚀的因素
1) 高参数、大容量带来的问题
(1) 高壁温。亚临界压力锅炉饱和水温约为360℃,水冷壁管的外壁温度可达400℃或更高。壁温越高,高温腐蚀将越严重。有资料表明,在相同的H2S浓度下,当管子壁温低于300℃时,腐蚀速度很慢或不腐蚀。而壁温在400℃~500℃范围内,则壁面温度的影响呈指数关系。壁温每升高50℃,腐蚀速度增加一倍。因此高压以上锅炉(管内工质温度已高于300℃)容易出现水冷壁高温腐蚀。
(2) 高的壁面热负荷。运行中管子壁温与水冷壁热负荷qS有关。在相同的工质饱和温度下,qS越大,壁温越高、腐蚀越快。升高后的管壁温度,又会促进FeS与O2的反应(生成Fe304)。
(3)单只燃烧器的功率增大。随着锅炉容量的增大,锅炉单只喷嘴的热功率也逐步增大,这一方面使炉内局部区域的燃烧强度增加,另一方面也使煤粉气流直接冲刷水冷壁的可能性增大。如果炉内燃烧工况组织不好,易发生高温腐蚀。
2) 煤质
煤种是造成高温腐蚀的主要原因之一。国内大型机组的调查表明,发生较严重高温腐蚀的锅炉,绝大部分为燃用贫煤锅炉,而燃用烟煤的锅炉则几乎未发现高温腐蚀。说明煤种与高温腐蚀的关系极大。同烟煤相比,贫煤挥发分低,着火和燃烧困难、燃烬度差,表现在对高温腐蚀的影响上则是煤粉火焰拖长,大量煤粉粒子只是在到达水冷壁附近才开始燃烧和燃烬,未燃烬的碳进一步燃烧时又形成缺氧区,因而在那里形成还原性气氛和高的H2S浓度,使高温腐蚀加剧。此外,煤中含硫量的高低对高温腐蚀也有显著影响。
煤粉细度对高温腐蚀的影响与煤质相似,煤粉颗粒太粗将导致火焰拖长,影响煤粉燃尽,使大量煤粉颗粒集中在水冷壁表面附近,冲刷并腐蚀水冷壁。较差的煤种,灰分大,热值降低,锅炉燃煤量增加,磨煤机出力显得不足。在此情况下,电厂往往不得不增大煤粉细度以满足制粉出力的要求,也会使得燃烧推迟及刷墙现象加剧。
3) 炉内燃烧的风粉分离
四角切圆燃烧锅炉普遍存在的炉内一、二次风气流的分离现象,是导致高温腐蚀的空气动力因素。目前上述锅炉普遍采用集束射流的着火方式,一、二次风间隔布置,平行射入炉膛。理想的着火过程应是一次风喷出后不久即被动量较大的二次风所卷吸,着火后的煤粉气流被卷入二次风射流中燃烧。由于一次风气流混入动量大的二次风中,使火炬射流刚性加强,不易受于扰,从而在整个燃烧器区域内形成一个燃料与空气强烈混合的、稳定燃烧的旋转火炬。但炉内的实际燃烧过程并非如此。为了保证稳定燃烧,一次风出口风速往往控制得较低(贫煤锅炉一般为20~25m/s),而二次风风速一般为40~45m/s,从而使一、二次风的射流刚性相差较大。一、二次风射流喷出燃烧器后,由于受到上游邻角气流的挤压作用及左右两侧不同补气条件的影响,使气流向背火侧偏转,此时刚性较弱的一次风射流将比二次风偏离更大的角度,从而使一、二次风分离。一、二次风射流的刚性差别越大,这种分离现象越明显。由于部分一次风射流偏离了二次风,煤粉在缺氧状态下燃烧,在射流下游水冷壁附近形成局部还原性气氛,这是引发高温腐蚀的一个重要原因。
4) 切圆直径与贴壁风速
据对一些高温腐蚀严重的锅炉的试验表明,这些锅炉强风环直径都明显偏大,贴壁风速与强风环最大风速之比均在0.8 以上,有的锅炉最大风速处距水冷壁仅1~2m,热态时由于气体膨胀还会更贴近水冷壁。这就造成锅炉的燃烧强烈区域处于水冷壁附近,而炉膛中心相对是弱燃烧区。煤粉近壁燃烧使水冷壁表面温度升高,水冷壁附近缺氧。另一方面,高的贴壁风速势必加强煤粉颗粒对水冷壁管表面的冲刷磨损,使腐蚀产物不断脱落,暴露出新表面而加快腐蚀。
5) 炉内氧量及温度波动
运行中若操作不当,炉内氧量及温度波动过于剧烈(如给粉量波动),使水冷壁附近氧化气氛和还原气氛交替出现,导致壁面处于氧化气氛和还原气氛的交替作用下,氧化层变成海绵状,给腐蚀介质提供大量的反应表面。
6) 炉管内部结垢导致壁温升高,腐蚀加快
某锅炉下辐射区两侧水冷壁的试验表明,当水冷壁管的内部水垢从u=50g/m2增加到u=150/m2后,壁面温度升高了40~50%。炉管内部结垢与水质和燃烧调整有很大关系,不均匀的管子的热流密度,会使热流密度较大的管子结垢较重。 .
4.3 减轻和防止水冷壁高温腐蚀的运行措施
从以上炉内燃烧工况的分析可以得出这样的结论:只要想办法避免煤粉气流到水冷壁附近去强烈燃烧,就可以有效的避免水冷壁的高温腐蚀。当然,对不同的锅炉需要采用不同的燃烧装置和运行调整方式。
1) 合理配风及强化炉内气流扰动混合为减轻高温腐蚀,合理配风的原则是:
①保持不致太小的炉膛过量空气系数a。
②避免炉壁附近出现局部a 太低,还原性气体过多。
③尽可能使煤粉颗粒的激烈燃烧在喷嘴出口附近或炉膛中心附近进行,因为在这些区域,激烈燃烧所伴随的强还原性气氛并不与水冷壁管直接接触,因而不会形成腐蚀;但若激烈燃烧区移到水冷壁附近,高温腐蚀就会较快发生。
为此,燃烧调整时可采取如下措施:
(1) 直流式燃烧器应适当开大燃料风挡板,使一次风粉被高速的周界风包围起来,增加其刚性,避免大的偏转。
(2) 合理调整一次风风速。直流燃烧器,适当增加一次风风速有利于防止气流偏转;但对旋流燃烧器若一次风风速过大,会导致燃烧推迟,并在中间激烈燃烧、碰撞,导致气流在两侧墙处(中部区域范围)产生较大的回流,使煤粉火焰刷墙,并且产生高温,形成了高温腐蚀的良好条件。
(3) 适当减小燃烧切圆直径,使激烈燃烧区域移向炉膛中心。调整燃烧使炉内火焰均匀地充满炉膛,避免火焰长期固定地偏向一边。
(4) 合理分配控制各燃烧器负荷,以控制燃烧器区域的壁面热流密度和单只火嘴的热功率,降低炉膛内局部火焰最高温度。
(5) 注意检查和试验各风量挡板的调节位置应可靠、正确,如有缺陷及时纠正。不然就会使配风工况紊乱,燃烧过程难以控制,导致风粉气流刷墙等。
2) 保持良好的供粉
对于中储式系统,应保持粉仓粉位高于最低粉位,防止出现煤粉流量和炉温、氧量的大幅波动。对于直吹式系统,应注意控制一次风压不可太低。
3) 降低煤粉细度,保证燃料在炉膛内及时燃尽,减轻火焰冲墙和壁面附近的燃烧强度在汽温和制粉出力等允许的条件下,适当降低煤粉细度,减轻火焰冲墙和壁面附近的燃烧强度。试验表明,当煤粉细度R90=8.5%~13.5%时,水冷壁管的高温腐蚀比R90=6%~8%时的大好几倍,尤其当燃烧器给粉不均匀或供风工况受破坏时更是如此。
4) 控制壁温
避免管内结垢。防止炉膛局部热负荷过高。通过运行调整以降低受热面的壁温。
5) 加强水质的监督与控制
加强水质的监督与控制,避免水冷壁管内结垢引起壁温升高。此外,水冷壁热流不均也会促进内部结垢。
6) 化验人员要将入炉煤的工业分析结果及时通知当班值、班长以及运行车间的管理人员,以便掌握当班燃煤的特性。当燃用硫分较高的煤时应作好掺配,并适当增加氧量及侧二次量(或周界风量)。
5 锅炉受热面的飞灰及吹灰磨损的原因分析及预防措施:
燃煤锅炉受热面的飞灰磨损,不但要造成受热面的频繁更换,使发电成本增加,而且还将造成受热面的泄漏或爆管事故,危害很大。
受热面的飞灰磨损一般都带有局部性质,在烟速高的烟气走廊区和灰分浓度大的区域,通常磨损较严重,特别是在低温受热面中,飞灰颗粒硬化,且此处烟速也较高,因此更易磨损。从被磨损管子的周界来看,磨损程度也是不均匀的。为了找出减轻磨损的措施,有必要先对飞灰磨损的机理及规律进行讨论。
5.1 飞灰磨损的机理
在锅炉烟道中烟气冲刷受热面时,往往存在一定数量带有一定动能的飞灰粒子冲击管壁的现象,每次冲击都可能从管壁上削去极其微小数量的金属屑。日积月累,由于飞灰的不断冲击,管壁将被越削越薄,这就是磨损。
飞灰在冲击管壁时,一般有垂直冲击和斜向冲击两种情况。垂直冲击造成的磨损称为冲击磨损,冲击磨损作用的结果是使正对气流方向的壁面上出现明显的麻点。斜向冲击时的冲击力可分为法向分力和切向分力,法向分力引起冲击磨损,各切向分力则引起切削磨损。由于受热面的各根管子在烟道中所处的位置各不相同,因而各管在沿管周各点上的冲击力和切向力的作用也不相同,导致了飞灰对各管磨损程度的差异。
飞灰磨损不但会造成受热面的频繁更换,而且还可导致爆管泄漏事故,危害很大。
5.2 影响飞灰磨损的因素
1) 烟气速度
管壁的磨损量与烟气流速的3 次方成正比,因此锅炉运行中对烟气流速的控制可以有效地减轻飞灰磨损。但烟气流速的降低,将造成烟气侧对流放热系数的降低,并增加了积灰与堵灰的可能性,因而应全面考虑,以确定经济、合理的烟气流速。
在烟道中,有时存在只有很少管子或没有管子阻隔的狭窄烟气通道,如管束侧边管排与烟道前后墙间的空隙、管束弯头端与侧墙间的空隙等,这种通道称为烟气走廊。在烟气走廊中,由于流阻很小,流速特别高,有时比平均流速要大3~4 倍,因而使磨损量较平均情况下的高出几十倍。烟气走廊也可以由管束局部积灰、堵灰等原因而形成。
2) 飞灰浓度越大,则灰粒对管壁的冲击次数越多,磨损也就越严重。在锅炉中,转弯烟道外侧的飞灰浓度一般较其他地方大,因而该处的管子磨损情况通常较严重。此外,对于燃用高灰分煤种的锅炉,受热面的磨损情况也要更严重些。
3) 灰粒特性
灰粒越粗、越硬,则磨损越严重,具有锐利棱角的灰粒比球形灰粒造成的磨损要严重。省煤器处的烟温较低,灰粒较硬,因而它的磨损情况一般要大于过热器或再热器等受热面。燃烧工况恶化时,飞灰中的含碳量增加,由于焦碳的硬度大,因而也将促使磨损量加大。
4) 飞灰撞击率
飞灰撞击率是指飞灰撞击管壁的机会概率,飞灰撞击率越大则磨损越严重。
5) 燃烧工况
运行中如果燃烧风量使用过大,除对燃烧安全、经济造成影响外,还会由于烟气量的加大而使磨损速度增加。计算表明,省煤器处的过量空气系数由1.2 增大为1.3 时,磨损可能会增加约25%。锅炉烟道的漏风也会带来同样的问题,应注意防止;运行中如果煤粉细度控制不良,飞灰粒度和动能大,磨损加速。炉内燃烧工况组织不好时,飞灰含碳量增加,灰粒变得较硬,也会加快磨损。如果烟道内出现局部结灰现象,则烟气偏向另一侧并且速度增高,会加快另一侧的磨损。
5.3 减轻飞灰磨损的运行措施
1) 为减轻飞灰磨损,应从运行调整着手,控制合理的过剩空气系数、减少锅炉各处的漏风以降低烟气流速。
2) 最好不要燃用灰分含量高的燃煤,若必须燃用应做好掺配工作,以防烟气中的飞灰含量大或烟道中存在烟气走廊,使受热面局部管壁磨损严重。
3) 应搞好锅炉的燃烧调整,避免不完全燃烧的发生。
4) 严格按规定进行炉本体及空预器定期吹灰工作,防止由于积灰、堵灰等产生烟气偏流、加快磨损及可燃物在烟道内再燃烧现象的发生。定期检查煤粉细度,防止煤粉过粗,调整好风粉的配比,保证煤粉及时完全燃烧,搞好运行调度,避免长时间低负荷运行。一旦发生烟道再燃烧,应即停炉处理,并关闭烟、风道所有挡板,待燃烧熄灭后再进行清理。
5) 组织好炉内的燃烧工况,避免烟气偏流造成局部烟速过高。
5.4 锅炉吹灰造成炉管磨损的原因
1) 吹灰次数过于频繁,则易引起吹灰器附近的受热面磨损变薄。
2) 吹灰操作有错误时,汽水严重冲刷管壁,使水冷壁管金属强度变弱。当管壁减薄到一定程度后,水冷壁因减薄而爆破。
3) 吹灰器使用不当,如吹灰器运行过程中因电机过负荷而跳闸时,未及时到就地将吹灰器摇出,关闭吹灰器上的进汽阀,将会导致炉管磨损。
5.5 预防锅炉吹灰造成炉管磨损的措施
1) 蒸汽吹灰的周期,应根据燃煤的特性和锅炉的实际运行情况来决定。锅炉如燃用灰熔点低的煤种时,可有选择地增加易结焦部位的吹灰器的运行次数,但应注意控制吹灰频度,防止吹灰过频导致吹损炉管。
2) 吹灰时要严格遵守规程要求,避免汽水严重冲刷管壁,使水冷壁管金属强度变弱。吹灰蒸汽的汽压、汽温应符合要求,吹灰疏水要彻底,不准将含水的蒸汽进入吹灰器,防止吹坏管壁,吹灰器发生弯曲变形后,要禁止使用。
3) 当吹灰器运行过程中因电机过负荷而跳闸时,应及时到就地将吹灰器摇出,关闭吹灰器上的进汽阀。
6、管内结垢造成炉管损坏的原因分析及预防措施
6.1 管内结垢腐蚀造成炉管损坏的原因分析
管内结垢的原因是炉水品质长期不合格和水冷壁管内工质流速低,从而引起管内结垢。当管内结垢后水冷壁内工质对管壁的冷却能力下降,管壁温度上升,金属强度减弱,金属的蠕变速度加快,以致产生凸包即所谓的胀粗。管子胀粗后,管壁减薄,机械强度下降,同时管壁温度上升造成金属组织发生变化发生球光体、球化现象,使金属的机械强度急剧下降。另外管壁内部结垢会产生垢下腐蚀,同样会减薄金属壁厚,减弱金属的机械强度。锅炉在停炉备用时易产生氧化腐蚀。
当蒸汽品质长期不合格,蒸汽带有的盐分会慢慢地沉积在过热器管内,管内积盐结垢后工质对管壁的冷却能力下降,使管壁超温而损坏管子。
6.2 管内结垢的预防措施
1) 为了避免管内结垢腐蚀,必须加强对炉水、给水的化学监督,做好除氧器的运行工作,使水中含氧量符合质量标准的要求。严格按照化学监督要求建立定期的排污制度,保证炉水质量,而且对受热面管子定期进行割管检查,以了解管内结垢、腐蚀情况,检查部位应选在热负荷较强的地方,发现异常时应及时换管。此外,还必须做好锅炉停用期间保养工作。
2) 运行中应加强化学监督,确保汽水分离器工作可靠,维持正常汽包水位运行,防止蒸汽恶化。如果发现汽水品质不合格,必须分析其原因,并采取必要的措施,提高给水品质,加强连排、定排,通过热化学实验来进一步校对水位计等。当锅炉连续运行达到规定周期,或在运行中发生过满水以致炉水进入过热器,以及炉子经大修后,都必须冲洗过热器,以除去过热器内的积盐。
7 结 论
本文对四管泄漏的现状进行了概述,并在有针对性地深入分析产生四管泄漏的原因及机理的基础上,详细地论述了预防锅炉四管泄漏运行应采取的具体措施。
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