摘要:重点分析影响循环流化床锅炉运行时漏灰问题的设计缺陷、设备安装及锅炉运行磨损中的问题。
关键词:循环流化床锅炉设计;设备安装;运行过程
一、前言
循环流化床锅炉作为一种高效、低污染的新型锅炉,采用流态化循环燃烧,燃料适应性好,且燃烧效率高达94%。由于采用低温燃烧,大幅降低氮氧化合物的排放量;另一显著特点是可燃用高硫煤,通过向炉内添加石灰石,显著地降低二氧化硫排放浓度,以达到良好的环保效果。下面结合两台上海锅炉300MW循环流化床锅炉的运行情况,分析一下循环流化床锅炉漏灰、漏渣问题。
二、设备简介
1、上海锅炉厂引用法国阿尔斯通技术生产的1060T/H循环流化床,中间再热自然循环燃煤汽包锅炉,炉内脱硫、低温脱氮,炉内脱硫效果高达93%;
锅炉炉顶采用全密封结构,炉膛采用气密式水冷壁。后烟井内依次布置有高温过热器、低温再热器和二极省煤器。二级省煤器之下布置有框架包围的4组一级省煤器 ;炉膛两侧从上至下依次布置了4台旋风分离器、4台回料器、4台外置式换热器及4台冷渣器(2台风水冷渣器、2台滚筒冷渣器),炉后布置一台四分仓容克式空气预热器 ;
根据不同设备设置了不同的膨胀中心,运行时整台锅炉以膨胀中心为原点进行有序的热膨胀。
炉膛底部出渣采用两台风水联合冷渣器,两台滚筒冷渣器,布置在锅炉两侧,然后经链式输送机(两台,布置在炉底部)、斗提机将冷却的灰渣排至渣仓。
2、上海锅炉厂以完全自主知识产权技术开发的,亚临界、单汽包自然循环、集中下降管、一次中间再热、平衡通风、水冷式旋风分离器、循环流化床燃烧方式、滚筒冷渣机排渣,过热器采用两级喷水调节蒸汽温度,再热器采用以烟气挡板调节蒸汽温度为主、喷水装置调温为辅的循环流化床锅炉,锅炉采用岛式布置,运转层标高为EL12600mm。型号为SG—1178/17.5—M4504。
三、锅炉运行发生的主要漏灰、漏渣问题及主要原因分析:
1、锅炉再热器、过热器穿墙管道漏灰。
主要原因分析:设计没有考虑现场施工因素;再热器、过热器穿墙管道间隙比较小,穿墙密封板制造相对来说也不太标准,加上现场管道安装本身存在的误差,管道与密封板之间间隙相对来说就比较大,而且管排之间的间隙比较小,大部分密封焊焊工无法施焊,在这样的实际情况下,设计人员只能用耐火浇注料或保温浇注料浇注来解决无法焊接的问题,但随着机组运行,管道膨胀,热胀冷缩,逐渐就在管子周围形成间隙,炉内的灰粒就顺着间隙漏到了外面。所以在以还需设计人员进行设计优化及施工人员注意施工顺序来彻底解决此类问题。
2、回料腿焊缝撕裂,出现漏灰问题
主要原因分析:在机组接近满负荷运行的情况下,回料腿由于膨胀问题发生焊缝撕裂漏灰问题;在考察同类机组时也出现同样的问题,主要原因为设计膨胀量不够或回料腿焊缝处强度不够。解决办法为在原有的设计上增加膨胀节或将膨胀节设计膨胀量增大,强度问题可在焊缝周围加加强板。
3、外置床顶部漏灰严重
主要原因分析:外置床投入运行后,顶部漏灰比较严重主要问题同锅炉再热器、过热器穿墙管道漏灰类似。
4、水冷壁密封焊接有个别处楼灰
主要原因分析:循环流化床锅炉为正压锅炉,所以密封焊接非常重要,在焊接过程中焊工的焊接水平及焊接过程中的验收检查是主要环节,如果焊接成型不好或者验收检验没有到位,锅炉运行后随着灰粒的冲刷,就会出现漏灰问题,所以在焊接过程中必须进行严格的渗油试验。
5、锅炉本体非金属膨胀节螺栓连接处漏灰或本身质量问题造成漏灰
主要原因分析:较大的非金属膨胀节一般为半成品运输到场,进行现场高空组装,在制造、运输工程及安装中难免会出现误差及变形等情况,另外在安装过程中有的位置比较狭小,人员在紧固螺栓时很难施展,所以紧固力度不够,锅炉在热态运行时,由于为正压燃烧,所以灰粒就从膨胀间隙进入膨胀节内部从连接螺栓孔漏出,这在循环流化床锅炉是很普遍的,所以在膨胀节安装时,连接螺栓密封条必须严实,必要时需涂上密封胶,在热态运行时应进行热紧工作。
6、输渣系统没有设计负压吸尘系统,造成细颗粒从输送机顶部冒灰,从空预器出口设计一趟负压吸尘管道可解决问题。
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7、风帽磨损严重,床料漏到一次风室。
主要原因分析:锅炉运行一段时间后,发觉一次风室温度升高,停炉后排渣进行检查,发现风帽磨损严重,床料从风帽漏到了风室,经锅炉厂设计人员到场后分析为两点原因,一为风量没有调整好。二为耐火浇注料设计问题,在炉后侧设计了一个台阶,经回料腿返回的料正好经过台阶对风帽有一个冲刷的作用,经锅炉厂将台阶加高,改变回料角度解决。
8、仪表测点设计没有考虑周全,从测点取样处周围漏灰
主要原因分析:由于锅炉为正压燃烧,所以好多测点都设计了防堵装置,一般防堵装置设计有孔洞,在正常运行时预留孔洞一般都有一种密封装置进行封堵,测点被灰粒堵塞后,将密封装置旋转或取下进行人工疏通,但测点密封装置往往起不到有效的作用,锅炉在高负荷运行下,灰粒就从周围漏了出来,所以在采购此类测点时需考虑此种漏灰因素。
9、播煤粉管道磨损严重,金属膨胀节磨损漏灰
主要原因分析:我个人认为播煤粉管道取风口为一次热风道风室处,此处风量中含灰量大,对管道冲刷磨损比较严重,所以长时间运行造成金属膨胀节磨损漏灰。
10、滚筒冷渣器负压吸尘管道弯头处磨损严重,造成漏灰。
主要原因分析:滚筒冷渣器负压吸尘管道一般为厂家设计,但没有具体的布置图,锅炉厂和设计院都没有为此管道预留空间,施工现场根据现场实际情况进行布置,所以坡度及膨胀问题考虑的不全面,所以运行时灰粒对弯头的冲刷磨损就比较大,长时间运行后就造成管道损坏漏灰问题。
四、防止循环流化床锅炉漏灰、漏渣的建议
1、与设计人员及时沟通优化设计
许多漏灰、漏渣问题都为设计不足造成的,而且此类问题也不能及时的反馈到设计人员手中,进行设计优化,使得同类机组漏灰、漏渣的通病不能有效的得到解决。
2搞好设备的进厂
目前,由于国家加强保护的执法力度,政策上对循环流化床锅炉的倾斜,循环流化床锅炉纷纷上马,很大程度上拉动了锅炉。特别是循环流化床锅炉,行情紧俏,供不应求。许多锅炉厂超出生产能力,为此,各锅炉用户应严把进厂检验这一关。尤其是易磨损部件、承压部件的检验,详查随机资料,特别是出厂检验报告,以确保整体质量,为以后的长周期运行做好基础保障。
3严格建设安装标准
在锅炉的建设过程中,要严格按照安装规程。特别是一些重要的尺寸,膨胀缝,一定要严格控制。因为电站锅炉的蒸汽初参数较高,钢材的热膨胀值较大。稍有偏差,很容易造成局部应力集中,变形损坏。这主要集中在让管道的弯头部位或焊接部位。另外,要注意施工的工序,要有先有后。
4筑炉工作及耐火材料
由于近些年循环流化床锅炉行业的兴旺发达,耐火材料市场表现活跃,各商家纷纷抢占市场,热闹异常。在短短十余年中,耐火材料的生产厂家,从产量到质量,从品种到规模,都有了迅猛的发展。市场上有时出现鱼目混珠、以假乱真的现象,为此用户要谨慎招标采购。建议在选择耐火材料时,应当详细而广泛的进行考察论证,确保用上货真价实、性能优良的耐火材料,确保锅炉不至于因耐火材料而影响长周期运行。在选择好耐火材料供方的基础上,还要注重耐火材料的施工工艺,因为这也直接影响锅炉的安全运行。基于以上两点,要重点作好耐火材料的养护工作,人们习惯上在筑炉结束,将外护板全部焊接完成后,按部就班地进行烘炉。殊不知,水蒸气在护板内侧反复蒸发与冷凝,影响耐火材料的烘干与烧结。为此,建议在有条件的情况下,尽量在烘炉结束后再做外护板。或者在护板上预留排气孔,保障水汽的及时排除。根据耐火材料的固有特性及施工工艺,制定适宜的烘炉曲线,并严格按烘炉曲线进行。特别是在投煤初期,一定要限制升温速度。往往有些厂家,在启炉的过程中,迫不及待的过早投煤,没有达到煤的燃点,由于反应滞后。随着温度的逐渐升高,一旦达到着火点,则发生爆燃现象.炉膛突然严重正压,床层温度急剧上升,温升高达100℃/min。对耐火材料和锅炉受热面产生强烈的热冲击,对炉体产生损伤性的破坏。
五、小结
循环流化床锅炉作为一种高效、低污染的新型锅炉,虽然存在有部分漏渣、漏灰的问题,在以后的运行中可能还会暴露一些其他问题,但通过设计人员的优化,施工人员的安装改进,设备的改进和运行人员水平的不断提高,一定会体现出大型循环流化床锅炉燃烧效率高,负荷调节能力强,污染物排放低的优势,实现循环流化床锅炉的广泛应用和大型化研发工作的不断加快。
参考文献:
[1] 上海锅炉厂平朔及京玉工程循环流化床安装说明书及图纸
[2] 电力论文-300MW循环流化床锅炉常见问题及运行对策
论文作者:侯有德
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/21
标签:锅炉论文; 流化床论文; 耐火材料论文; 主要原因论文; 管道论文; 磨损论文; 锅炉厂论文; 《电力设备》2019年第10期论文;