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文檔簡介
煤質(zhì)下降對鍋爐安全性和燃燒
穩(wěn)定性的影響及改進措施Securitytechnologyisanindustrythatusessecuritytechnologytoprovidesecurityservicestosociety.Systematicdesign,serviceandmanagement.(安全管理)單位:姓名:日期:編號:AQ-SN-0122
特種設(shè)備技術(shù)ISpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備煤質(zhì)下降對鍋爐安全性和燃燒穩(wěn)定性的影
響及改進措施(2021年)說明:安全技術(shù)防范就是利用安全防范技術(shù)為社會公眾提供一種安全服務的產(chǎn)業(yè)。既然是一種產(chǎn)業(yè),就要有產(chǎn)品的研制與開發(fā),就要有系統(tǒng)的設(shè)計、工程的施工、服務和管理。可以下載修改后或直接打印使用。設(shè)備改造近幾年來,由于燃煤市場情況的變化,電廠燃煤質(zhì)量出現(xiàn)持續(xù)下降,主要表現(xiàn)在發(fā)熱量、揮發(fā)分的下降和灰分的增加及燃燒特性的惡化。由于煤質(zhì)變化偏離設(shè)計范疇要求,導致鍋爐燃燒不穩(wěn)定,滅火事故時有發(fā)生,影響機組的安全穩(wěn)定運行。為此,對鍋爐燃燒系統(tǒng)及輸煤系統(tǒng)進行改造,同時,加強管理,使鍋爐穩(wěn)燃能力得到提高,在煤質(zhì)下降,燃燒特性惡化的狀況下仍能維持鍋爐燃燒穩(wěn)定。一、設(shè)備情況湖南某廠1號爐是哈鍋生產(chǎn)的HG-670/13.82-WM10型鍋爐,為超高壓、中間再熱、自然循環(huán)、固態(tài)排渣煤粉爐,單爐膛、負壓燃燒、n型布置。爐膛四角切向布置四層16個煤粉燃燒器及中、下二層點火及低負荷助燃用油槍8支。本鍋爐采用兩套結(jié)構(gòu)相同的中間儲倉特種設(shè)備技術(shù)ISpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備式低速鋼球滾筒式磨煤機制粉系統(tǒng)。干燥劑由熱風和再循環(huán)風組成,熱風來自空氣預熱器出口,流經(jīng)熱風門、磨煤機入口隔絕門進入磨煤機,再循環(huán)風來自排粉機出口,流經(jīng)再循環(huán)風門進入磨煤機。二、燃用煤質(zhì)及運行狀況(一)燃用煤質(zhì)鍋爐設(shè)計煤種為40%大同煙煤和60%無煙煤與貧煤的混合煤種,發(fā)熱量20990KJ/kgo校核煤種I是30%大同煙煤和70%無煙煤與貧煤的混合煤種,校核煤種H70%大同煙煤和30%無煙煤與貧煤的混合煤種。設(shè)計煤種與校核煤種的煤質(zhì)分析結(jié)果見表1:(二)運行狀況按發(fā)電煤耗370g/kWh計算,平均每天滿負荷要消耗原煤8080.8t,耗用煤量之大,對煤的質(zhì)量與管理要求也就更大,而2005年來,燃煤質(zhì)量的下降,與運行煤質(zhì)不相吻合,發(fā)生偏離較大。眾所周知,鍋爐是按一定煤種設(shè)計的,鍋爐工作的規(guī)律之一是,對于燃料的適應范圍有一定限制,假設(shè)其燃煤質(zhì)偏離設(shè)計煤種,就會導致鍋爐的經(jīng)濟性,安全性降低,嚴重時發(fā)生鍋爐滅火而導致機組跳閘,引發(fā)設(shè)備故障以及輸特種設(shè)備技術(shù)ISpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備煤系統(tǒng)設(shè)備的損壞率提高。2005年、2006年、2007年、2008年,由于煤質(zhì)差燃燒不穩(wěn)引起的機組跳閘事故次數(shù)分別是6次、7次、5次、5次。三、煤質(zhì)下降對鍋爐和輸煤系統(tǒng)的影響(一)燃煤發(fā)熱量下降造成鍋爐受熱面超溫,影響發(fā)電量因燃煤發(fā)熱量下降,著火延遲,火焰中心上移,致使爐膛出口溫度升高,對流傳熱份額提高,導致過熱蒸汽超溫,管壁過熱爆管和磨損爆漏停機。該廠1#爐,因2007年上半年煤質(zhì)下降到18100kJ/kg,而設(shè)計煤發(fā)熱量為20990kJ/kg,因此導致過熱器超溫磨損爆管停爐,少發(fā)電1.2億千瓦時。(二)灰分增加對鍋爐受熱面積灰和磨損愈嚴重眾所周知,受熱面的飛灰磨損速度與煙氣速度的三次方成正比,與飛灰濃度大小成正比,如煙速快1倍那么磨損加快7倍。而混煤不堅硬,其維氏硬度為10?70,對維氏硬度200的鋼管不會構(gòu)成嚴重磨損。但是燃煤參與燃燒后形成灰份、其灰份中的S102硬度高達500以上,會對鋼管造成劇烈磨損。含灰量高,飛灰濃度就更高,更加劇了受熱特種設(shè)備技術(shù)ISpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備面磨損,因而使尾部受熱面如省煤器、再熱器嚴重磨損、泄漏,導致停爐。并引起空氣預熱器磨損泄漏,煙風短路,燃燒工況難以形成。引風機、排粉機等含塵風機因灰量增加,葉輪磨損失去動平衡,使風機劇振甚至引起“飛車”停爐。假設(shè)灰分的溫度t2小于1350℃時,就有可能造成受熱面結(jié)焦和積灰會影響傳熱,使排煙溫度升高,爐膛結(jié)焦,阻礙鍋爐連續(xù)安全經(jīng)濟運行。同時,環(huán)境污染增加。(三)燃煤中的水分是惰性物質(zhì),水分的增加,會使燃燒溫度下降資料說明,水分對燃燒溫度的影響比灰分還大,爐膛燃燒溫度的降低,不但會使燃燒不穩(wěn)定,而且還影響煤的燃燼度,從而影響鍋爐的安全運行和經(jīng)濟性。水分增加還會使鍋爐的煙氣量增加,不但增加了排煙的熱損失,而增加了引風機的耗電量。(四)煤的揮發(fā)分含量是評定其燃燒性能的首要指標不同煤種,揮發(fā)分含量也不同。隨著煤質(zhì)揮發(fā)分含量的減少,煤粉的著火溫度顯著增加。有資料認為:高揮發(fā)分煤粉的著火溫度約在800C左右,低揮發(fā)分煤粉的著火溫度可高達1100℃o對Vr小于5%的煤種可達500℃;Vr等于15%?30%的煤種大致在270c?300℃之特種設(shè)備技術(shù)ISpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備間;Vr等于40%長焰煤,約為210℃左右;揮發(fā)分在其余范圍內(nèi)的煤種,其溫度水平也相應地介于上述各間隔溫度之內(nèi)。從而可看出揮發(fā)分含量對燃燒穩(wěn)定性以及制粉、輸煤系統(tǒng)運行安全性的影響。(五)燃煤中含硫量增大,會使低溫受熱面形成低溫酸腐蝕,帶來煙氣通道堵塞等問題燃煤中的可燃硫在燃煤進程中被氧化,生成S02及較少的S03,S03含量雖然很少,但由于它與煙氣中的水蒸汽結(jié)合形成硫酸蒸汽。當煙氣溫度低于酸露點時,硫酸蒸汽在低溫受熱面及煙道局部就會凝聚造成酸腐蝕和結(jié)垢。根據(jù)有些電廠經(jīng)驗,煤粉爐,當煤的含硫量小于1.5%時,尾部受熱面不會產(chǎn)生明顯的低溫酸腐蝕。當煤的含硫量為1.5%?3%時,如不采取有效措施就會有明顯的腐蝕和堵灰。假設(shè)大于3%,就進入嚴重的腐蝕和堵灰范圍,造成空氣預熱器堵灰和腐蝕引起大量漏風,嚴重地影響鍋爐運行的安全經(jīng)濟性。(六)煤質(zhì)的改變,將加重輸煤系統(tǒng)負擔,降低設(shè)備使用壽命眾所周知,煤的發(fā)熱量是評價動力用煤最重要的指標之一。如鍋爐負荷不變,當燃煤發(fā)熱量降低,那么耗煤量就增大,輸煤系統(tǒng)的負擔特種設(shè)備技術(shù)ISpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備加重。入廠煤量增加,對卸輸煤設(shè)備、輸煤皮帶都有可能因煤量的增加而損壞率提高。如該廠總?cè)萘繛?50MW,按原設(shè)計煤種低位發(fā)熱量為平均20934kJ/kg計算,每小時耗煤平均約336to如煤發(fā)熱量下降至15491kJ/kg,每小時耗煤量平均約為455t,耗煤量增加119t/h,無形中輸煤系統(tǒng)負擔加重,導致廠用電率增加,設(shè)備的健康水平下降。同樣煤的灰分大小也是衡量煤質(zhì)好壞的一個指標。煤的質(zhì)量級別是根據(jù)煤的灰分多少制定的。對工業(yè)用煤來講,灰分是無益的成分,它給輸煤系統(tǒng)增加了無效的負擔?;曳侄?,固定碳就越少,煤的發(fā)熱量也就低。根據(jù)推算,煤的灰分每增加1%,其發(fā)熱量減少約209.34?376.81kJ/kg,由于灰分的比重大約是可燃物比重的兩倍,會使輸煤系統(tǒng)設(shè)備磨損增加,增加了檢修更換工作量,嚴重地污染環(huán)境及影響工人的身體健康。水分大易引起設(shè)備粘煤、落煤堵煤,嚴重時會中止上煤影響生產(chǎn);嚴寒季節(jié)會使煤和存煤凍結(jié),影響卸煤和上煤。但是,水分很少時,在卸煤和輸煤過程中造成棧橋內(nèi)粉塵飛揚,影響環(huán)境衛(wèi)生,影響工人身體健康。特種設(shè)備技術(shù)ISpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備煤的揮發(fā)分和含硫量雖說沒有明顯的影響輸煤系統(tǒng),但是由于過大的含量,輸煤系統(tǒng)應注意防燃和在儲存中的自燃,因兩種成分的燃點都較低,容易引起自燃,因此也要做好安全措施。四、改進措施根據(jù)上述燃煤質(zhì)量對鍋爐設(shè)備和輸煤系統(tǒng)的影響可知,燃煤的質(zhì)量是個不可忽視的大問題。為此,我認為電廠應變被動為主動地來抓好燃煤下降的問題,盡快適應市場的變化,才能從困境中解脫,提高火電廠的效益。.為扭轉(zhuǎn)被動局面,電廠應對鍋爐設(shè)備及輸煤系統(tǒng)設(shè)備進行必要的改造、盡可能地適應燃用較劣質(zhì)煤種。主要措施是采用提高燃燒器區(qū)域的熱負荷,利用背火側(cè)衛(wèi)燃帶分塊技術(shù),在水冷壁四周布置衛(wèi)燃帶。.要加強監(jiān)督,強化燃煤質(zhì)量的催促檢查,對電煤摻雜使假的行為,強化采樣人員的技術(shù)素質(zhì),職業(yè)道德的提高,做好監(jiān)裝及時采樣,多方位采集煤樣等措施來防止摻假行為。.隨著國家經(jīng)濟高速開展的要求,火電廠是燃料的大用戶,盡可特種設(shè)備技術(shù)ISpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備能不用較優(yōu)質(zhì)燃料,盡可能多采用當?shù)厝济海虻刂埔说卦谠O(shè)計建設(shè)火電廠時盡可能采用劣質(zhì)煤種,防止以后所造成的嚴重損失。.燃運部門要及時了解煤種的質(zhì)量,做到合理存放,根據(jù)煤質(zhì)情況,進行合理地摻混工作,盡可能地將混合煤種適應鍋爐煤質(zhì)要求,到達穩(wěn)定燃燒,以滿足鍋爐運行的安全經(jīng)濟。.要加強輸煤的技術(shù)管理,加強工作人員的技術(shù)培訓1,加強設(shè)備的維護,鍋爐運行人
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