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影响锅炉运行的因素分析与解决措施

2013-05-14丁久兴

卷宗 2013年2期
关键词:锅炉运行解决因素

丁久兴

摘 要:锅炉是电厂的三大主设备之一,锅炉及其辅机的安全运行直接影响电厂的稳定性,而电厂的稳定性又与电网调度安全息息相关。近年来,随着煤质的持续变差以及电网峰谷差变较大,锅炉的日常运行情况日益恶化,结焦灭火、四管泄漏等现象频繁发生,严重威胁电厂设备和电网的正常运行。

关键词:锅炉运行;因素;解决

我国工业锅炉以燃煤为主。而且在较长时期内难以改变这个现状。锅炉的热效率不高,仅在50%~60%左右。比先进国家的工业锅炉热效率要低10%-20%。能源浪费现象较严重。因此国家对能源政策进行了调整,即充分利用煤炭资源,努力加强环境保护。对于燃煤工业锅炉应积极采用经煤炭洁净生产加工后的动力配煤、洗煤和型煤。这些洁净煤虽然高效,但价格不菲。在市场经济条件下,企业管理早已实行了自主经营、自负盈亏的政策。节约能源、提高经济效益是高耗能企业生存的关键。所以锅炉不仅要在安全状况下运行,而且还要在经济条件下运行。才能为企业创造经济效益。

一、影响锅炉运行的因素分析

锅炉运行是一个复杂的问题,影响锅炉安全高效运行的因素有很多。燃煤的煤质、水质、负荷及运行人员的专业水平和专业素质等都会影响锅炉运行的安全性和经济性。

1.1煤质

锅炉的结构和参数都以设计煤种热力计算的基础下确定的,但是由于我国的煤炭现状,种类繁多,差异很大,实际运行时,锅炉燃用煤种与设计煤种的煤质相差很大,由此就会产生很多的问题。

1.2水质

火力发电厂热力系统中汽水品质的好坏也是影响火力发电厂锅炉安全、经济运行的重要因素之一,如果锅炉水质不良,会造成锅炉受热面的结垢、腐蚀和过热器积盐,结垢不仅会影响锅炉的经济性,严重的话还会引起爆管等事故的发生。

1.3负荷

锅炉本体结构实在设计煤种、额定负荷下确定的。锅炉在其经济负荷下运行是最高效和安全的。但是由于峰谷差的问题,很多火电机组承担调峰的任务,有时不得不降负荷运行,低负荷工况下,炉膛内的燃烧工况不能很好的充满炉膛,易发生火焰中心偏斜问题,由此也会引起很多的运行问题。

1.4锅炉结焦

锅炉炉膛火焰中心温度一般可达1600℃,燃料中的灰分大多呈熔化状态,而四周水冷壁附近烟气温度较低,如果烟气中携带的灰粒在接触壁面时仍呈熔化或粘结状态,则粘结在管壁上形成紧密的灰渣层,形成结焦。结焦的厚度通常是不均匀的,如果结焦情况严重,大的焦块在水冷壁中脱落,引起炉内正常气流的骤然变化,灼热的焦块跌落炉底冷灰斗水室会产生大量水蒸气,水蒸气上升,炉膛温度急速降低,造成炉膛压力突变,炉膛负压保护动作引发MFT,最终导致锅炉灭火。

1.5运行人员专业素质

锅炉运行调节是复杂的过程,影响因素众多,而且运行中出现的问题及调整手段各有区别,必须对症下药,这就要求锅炉运行人员具有良好的专业索质及运行经验。

二、电站锅炉运行常见问题及措施

2.1炉膛结渣

电站燃煤锅炉的炉膛结渣是物理化学及复杂流体力学的过程。影响因素众多,不仅与灰熔点、灰成分、灰粘度等结渣特性有关系,还受到炉膛热力参数、燃烧器的结构与布置、炉膛内空气动力工况以及锅炉运行参数等的影响。燃用单一煤种的锅炉结渣与燃烧混煤的电站锅炉的结渣特性又是完全不同的。锅炉运行过程防止结渣的措施有燃烧调整、改变配风给粉方式、改变喷口倾角及假象切圆的直径大小以及提高气流的刚性:采用水平浓淡分离式的燃烧器;再易结渣部位加装吹灰和打渣孔;对于燃用混煤的锅炉改变入炉煤的掺煤比等。

2.2四管泄漏的处理措施

通过对四管泄漏进行研究分析,主要措施如下:

1)锅炉四管泄漏在线监测仪的应用。此套仪器发现四管泄漏方面起着非常重要的作用,它是对锅炉管道泄漏时产生的特殊的声学信号进行监测。锅炉管道在锅炉内破裂时产生特殊的声学信号并在炉膛内传播,利用声导管通过看火孔接收信号。

2)加强运行管理。严格控制锅炉参数和各受热面壁温,防止超温、超压、满水、缺水等故障发生。锅炉启停阶段参数的控制应严格按照启停曲线进行,锅炉变工况运行时应加强对水冷壁、过热器、再热器等受热面壁温及工质温度的监视和调整,防止发生参数大幅度变化及管壁发生超温现象。

3)做好煤样化验分析。确定煤粉细度和磨煤机电耗的最佳工况,保证煤质稳定,给煤量均匀,减少机械不完全燃烧损失,防止炉膛尾部烟道超温,降低飞灰损失。

2.3漏风

漏风也是电站锅炉运行中不可忽视的问题之一。锅炉制造水平和运行操作不当使电站锅炉的漏风问题对火力发电厂的经济性产生越来越大的影响。锅炉漏风是指温度低于炉膛温度的冷空气漏入锅炉内。为了避免煤粉和烟气喷出炉膛,电站锅炉一般都是在负压下运行,因此冷空气会通过各种间隙漏入炉膛。漏入炉膛的冷空气会对锅炉的温度场造成影响,严重的漏风还会对锅炉运行的安全性和经济性造成影响。电站锅炉漏风根据漏风的位置分为炉膛漏风、烟道漏风、制粉系统漏风及空气预热器漏风。炉膛漏风又有炉膛下部漏风和炉膛上部漏风之分。炉膛下部漏风会降低炉膛平均温度,推迟煤粉着火,火焰中心上移,排烟温度升高,火焰中心上移过高时还会造成过热蒸汽超温,影响锅炉安全性。预防和治理炉膛漏风问题的措施有设计时采用整体焊接的膜式水冷壁,确保良好的密封性,加强各个门孔的监视防止炉膛漏风。

空气预热器漏风是电站锅炉运行中危害最大的,减小空气预热器漏风措施有控制空气预热器烟气侧和空气侧的压差;防止空气预热器入口输灰管路堵塞:控制密封间隙、适当增加蓄热元件、改造空气预热器的密封结构,运行中还应加强中间放灰采用低氧燃烧技术、适当提高二次风温、改变配风方式等。电站锅炉运行时,应根据不同漏风位置采取相应的运行和改造措施及时降低漏风,提高电站锅炉运行的安全性和经济性,从而降低发电成本。

2.4低温腐蚀

低温腐蚀是指发生在锅炉尾部受热面的腐蚀,不仅在发生在空气预热器上,有时也会发生在省煤器、钢制管道、除尘器和引风机等处。影响低温腐蚀的因素有燃料含硫量、过量空气系数、燃烧工况等;防止低温腐蚀的措施主要有低氧燃烧、使用添加剂、提高受热面的壁温及采用新的抗腐蚀材料等。解决电站锅炉尾部受热面低温腐蚀的根本问题是解决燃料的含硫量,控制燃煤含硫量在1%以内。从运行角度,采用低氧燃烧的控制方式、合理控制烟气中的氧气的含量,冬季投入热风再循环,对尾部受热面加强吹灰或者采用新材料等。

综上所述,管理锅炉人员应注意减少对水循环的热干扰,防止上升管的受热减弱、受热不均及下降管受热产汽,在检验、检修锅炉时,应注意炉墙、炉拱、保温层、折烟墙、挡板等的损坏对水循环的影响,不使锅炉燃烧、传热严重偏离设计要求,在分析炉管爆破等事故时,应考虑水循环减弱或故障导致事故的可能性,从而减少运行管理对锅炉自然循环的影响,确保锅炉安全运行。

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