火力發(fā)電廠鍋爐四管漏泄的原因分析及對策

火力發(fā)電廠鍋爐四管漏泄的原因分析及對策

1鍋爐四管漏泄2000年1月初至2003年6月底，富拉基發(fā)電總車間發(fā)生了34輛鍋爐和4個家庭的泄漏。2003年上半年，四個家庭的鍋爐丟失了5次：2個家庭共用加熱裝置泄漏，2個家庭在冷壁上泄漏，1個省級煤礦裝置泄漏。1.12編號600。4月11日和4月11日。4月，共有2組水冷壁和空間折疊頭爆炸1.220019年3月31日，#4號省煤礦裝置接近前墻第二排第三根管道，嚴(yán)重磨損，泄漏1.32編號600。57號建成后，于8號底板。600.小排量，后排量，頂部2米，是遺漏漏泄管段送交金屬實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn),檢驗(yàn)結(jié)果表明管段漏泄是由于短時間大幅度超溫引起的。1.420019年5月31日，#5號被放置在通熱器前部14個位置，儀表前數(shù)段位于頂部400mm處的內(nèi)段中漏泄管段送交金屬實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn),檢驗(yàn)結(jié)果是漏泄管段管材球化5級。2煙氣分離和去鍋爐排放煤粉鍋爐煙氣中的飛灰量占總灰量的90%左右,這些飛灰隨煙氣通過鍋爐各個受熱面后到除塵器中被分離出去。由于飛灰顆粒的硬度隨溫度的降低而增大,所以對于處于鍋爐尾部的省煤器,飛灰磨損比較嚴(yán)重,導(dǎo)致省煤器漏泄。2.1撞擊受面顆粒由于流過鍋爐受熱面的煙氣具有一定的速度,在煙氣中又含有形狀不規(guī)則的固體顆粒,這些顆粒流經(jīng)受熱面時,就會對受熱面產(chǎn)生撞擊和摩擦。當(dāng)撞擊角等于30°-50°時磨損最嚴(yán)重。磨損主要是由于灰粒對管壁撞擊和磨削引起,磨損之所以多發(fā)生在沖擊角30°-50°的部位,那是由于煙氣速度、飛灰濃度、粒度隨時都在變化的結(jié)果。2.2省煤器周邊點(diǎn)省煤器的磨損,主要表現(xiàn)為局部磨損和均勻磨損兩個方面,其位置多發(fā)生在省煤器左右兩組的中部彎頭、靠近前后墻的幾排管子、錯列省煤器順煙氣流向的第二排管子以及管卡附近的管子和局部防磨損措施不當(dāng)引起其附近管子磨損的部位等。2.3煙氣流速的影響飛灰濃度、灰粒的物理化學(xué)性質(zhì)、煙氣流速以及受熱面的布置與結(jié)構(gòu)特性。此外,還與運(yùn)行工況有關(guān)。同時灰濃度大,容易引起強(qiáng)烈的磨損。煤粉爐尤其是燒多灰燃料時,磨損問題更為嚴(yán)重。煙氣流速的影響最為嚴(yán)重,磨損量與速度成三次方關(guān)系。因此,布置受熱面時,應(yīng)使煙氣流速不能過大,更應(yīng)避免局部區(qū)域流速過大。在水平煙道的過熱器兩側(cè)及底部、下降煙道的省煤器靠后墻處,均易發(fā)生磨損破壞。這是由于這些地方有煙氣走廊,煙氣流速特高,有時可比平均流速大3-4倍,磨損就要大幾十倍。這些地方的飛灰濃度隨煙氣流速增大而增大,尤其是在省煤器區(qū),煙氣溫度低,灰粒變硬,磨損就更嚴(yán)重。鍋爐負(fù)荷增加,煙氣流速也就增加,飛灰磨損就加快。煙道漏風(fēng)增加,也將使煙氣流速增高而加快磨損,運(yùn)行中燃燒不良,飛灰含碳量大量增加時,因焦碳粒比灰粒硬而加快磨損。2.4消除磨損源預(yù)防省煤器磨損的途徑有兩個方面:一是消除磨損源;二是限制磨損速度。在目前采用的防磨措施中,主要是限制磨損速度,其辦法主要有以下幾種:2.4.1降低煙速的方法實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們,影響磨損的關(guān)鍵因素是煙速。嚴(yán)格地說:應(yīng)該是煙氣中飛灰顆粒的速度。關(guān)于煙速對磨損速度的影響有不少計(jì)算公式,決大多數(shù)公式表明磨損速度與煙氣速度的三次方成正比,有的則認(rèn)為隨著煙速的進(jìn)一步提高,磨損速度會超過三次方的關(guān)系。由此看出,降低煙速對預(yù)防磨損的重要性。在實(shí)際工作中,降低煙氣速度的方法有:(1)擴(kuò)大煙道,增加煙氣流通面積;(2)橫向截距S1取極值;(3)減少管排,增大流通截面;(4)加大管排橫向截距,保持縱向截距不變,改短單管圈為長雙管圈;(5)消除中間彎頭處的走廊,降低煙速;(6)采用防磨裝置。2.4.2降低煙氣速度,降低成本鰭片式省煤器具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)能合理地選取橫向截距、縱向截距,以降低煙氣速度;(2)可以避免氣流斜向沖刷管束,同時由于管子和鰭片的繞流作用,改變了煙塵的速度場、粒度場、濃度場,從而大大地降低了磨損速度;(3)節(jié)省鋼材,降低成本;(4)占有空間小,省煤器的總高度大約降低40%。3裝的原因及其缺陷水冷壁產(chǎn)生漏泄的原因除設(shè)計(jì)、制造、安裝的原因外,主要由磨損、腐蝕和膨脹不暢三個方面的問題引起。此外,還有汽包嚴(yán)重減水、水循環(huán)不良等引起的漏泄。3.1風(fēng)噴口周圍水冷壁管磨損的影響水冷壁磨損的部位主要是在一次風(fēng)口周圍的水冷壁管,因風(fēng)粉流沖刷磨損和吹灰器吹掃時的沖刷磨損等引發(fā)。一次風(fēng)噴口周圍水冷壁管的磨損,是因?yàn)橐淮物L(fēng)粉混合物噴進(jìn)爐膛時,如果噴燃器安裝角度不恰當(dāng)、設(shè)計(jì)切圓過大、噴嘴在運(yùn)行中燒壞或變形以及燃燒設(shè)施布置不當(dāng)?shù)?都會使煤粉氣流沖刷水冷壁管,引起管壁磨損減薄,以至漏泄。穩(wěn)燃設(shè)施一般布置在一次風(fēng)管出口附近,如果布置不當(dāng),很容易使一次風(fēng)射流貼壁,引起水冷壁磨損和結(jié)焦。3.2腐蝕3.2.1生能腐蝕排水管金屬的治理高溫腐蝕發(fā)生的部位主要是高溫高壓鍋爐熱負(fù)荷高的區(qū)域,也就是噴燃器附近。產(chǎn)生腐蝕的原因主要是煤中含硫。減輕水冷壁管外壁高溫腐蝕的方法:主要是設(shè)法不產(chǎn)生能腐蝕管壁金屬的產(chǎn)物或預(yù)防發(fā)生腐蝕作用的狀態(tài)產(chǎn)生。這可用下列措施來得到解決:首先應(yīng)從改善燃燒著手,煤粉顆粒要細(xì),火焰不直接沖刷管壁,過量空氣系數(shù)不宜過小。有時為了使?fàn)t膛貼壁處有一層氧化性氣膜,以沖淡煙氣中SO3濃度,使結(jié)積層中分解出來的SO3向外而不向內(nèi)擴(kuò)散,甚至特意加入一股空氣來保護(hù)水冷壁。此外應(yīng)控制爐管壁溫,這主要由蒸汽參數(shù)所決定,但管內(nèi)結(jié)垢與爐膛受熱面熱負(fù)荷局部過高亦會引起爐膛管壁溫度過高,使腐蝕區(qū)加大,加速腐蝕。3.2.2u3000酸、堿和堿等有機(jī)物摻雜的腐蝕當(dāng)水冷壁管內(nèi)有沉積物時(垢或水渣),在這些沉積物下面會引起水冷壁腐蝕,這種腐蝕稱為酸、堿腐蝕。這是因?yàn)闋t水中的酸性、堿性鹽類破壞了金屬保護(hù)膜的緣故。在正常運(yùn)行的條件下,水冷壁管內(nèi)壁常覆蓋著一層Fe3O4的保護(hù)膜,它具有良好的保護(hù)性能,使水冷壁免受腐蝕。但如果爐水PH值超標(biāo)時,就會使保護(hù)膜遭到破壞。當(dāng)PH值為9-10時,水冷壁管腐蝕速度最小,此時保護(hù)膜穩(wěn)定性高。PH值過高或過低都會使腐蝕速度加快。所以在正常運(yùn)行條件下,要求爐水PH值保持在9-10的范圍內(nèi)。當(dāng)爐水中含有游離的氫氧化鈉時,就會使?fàn)t水中的PH值升高,引起堿性腐蝕。同時凝汽器漏泄會將冷卻水中的MgCL2、CaCL2帶入鍋爐,在爐水中生成鹽酸,引起水冷壁管的酸性腐蝕。為預(yù)防水冷壁管的垢下腐蝕,首要的任務(wù)是加強(qiáng)化學(xué)監(jiān)督,提高給水品質(zhì),盡量減少給水中的銅、鐵含量,降低給水的碳酸鹽堿度,減少爐水中游離的氫氧化鈉。此外,還必須保持鍋爐良好運(yùn)行方式,保證連續(xù)排污、定期排污的正常運(yùn)行,控制爐膛局部熱負(fù)荷不要過高,對于新投運(yùn)和運(yùn)行一段時間后的鍋爐,應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行化學(xué)清洗等。3.3噴燃器周邊水冷壁因膨脹受阻而拉裂的現(xiàn)象時有發(fā)生,被拉裂的重點(diǎn)部位是爐膛四角和噴燃器附近,尤以直流噴燃器更為突出。被拉裂造成漏泄的具體部位,多數(shù)是大滑板與水冷壁管焊接處,該處的焊點(diǎn)大部分是由于安裝時焊接質(zhì)量不高,加之運(yùn)行中大滑板與水冷壁膨脹不一致,經(jīng)多次啟停爐后,就從焊點(diǎn)處拉裂漏泄。4過熱器、再熱器工作條件對比過熱器分輻射、半輻射和對流三種形式,而再熱器多為對流式。由于過熱器、再熱器的工作條件和漏泄原因比較相近,故將兩者放在一起來分析討論。引起過熱器漏泄的原因主要是超溫,磨損和腐蝕引起的漏泄現(xiàn)象也時而有之。4.1煙氣側(cè)超溫的原因在過熱器的臨檢中,超溫爆管占的次數(shù)最多,超溫的原因歸結(jié)起來有以下三個方面:煙氣側(cè)溫度高、工質(zhì)側(cè)流速低和管材的耐熱強(qiáng)度不夠。出現(xiàn)以上情況的原因如下:4.1.1低熱值煙氣中飛灰含碳量的影響造成火焰中心上移的原因特別多,如鍋爐機(jī)組的漏風(fēng)、燃燒調(diào)整不當(dāng)、媒質(zhì)變差、煤粉變粗、空氣動力場偏斜、爐膛結(jié)焦、高加未投等都會造成火焰中心上移,爐膛出口煙溫升高,飛灰含碳量增加,由此造成過熱器、再熱器超溫,并使煙氣通過的各部位磨損加劇,排煙溫度升高。所以控制火焰中心,對鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分重要的意義。4.1.2過熱器熱面的分配在過熱器工作過程中,由于煙氣側(cè)各種因素的影響,各平行管中工質(zhì)的吸熱量是不同的,這種平行管列工質(zhì)焓增不均勻的現(xiàn)象稱為熱偏差。過熱器的熱偏差決定于管子的熱力特性、水力特性和結(jié)構(gòu)特性。為了減小過熱器的熱偏差,可以將過熱器受熱面分成幾級,并在各級之間用中間集箱進(jìn)行充分的混合。將過熱器分級后,在蒸汽過熱的過程中,隨著蒸汽溫度增加,其比熱容不斷下降,因而在最末級過熱器中,工質(zhì)的比熱容最小,使得在同樣熱偏差的條件下其溫度偏差最大,而最末級過熱器的工質(zhì)溫度又最高,工作條件最差,因而末級過熱器的焓增更要小些,這樣對減小末級過熱器汽溫調(diào)節(jié)的慣性也有好處。4.1.3噴燃器、密度設(shè)計(jì)的不足設(shè)計(jì)和安裝的質(zhì)量對過熱器的超溫有相當(dāng)大的影響,尤其是設(shè)計(jì),主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)同屏管數(shù)設(shè)計(jì)過多;(2)質(zhì)量流速偏低;(3)噴水減溫器設(shè)計(jì)不合理;(4)鋼材裕度不夠;(5)噴燃器安裝角度不對;(6)管內(nèi)有異物堵塞。為此,要預(yù)防過熱器超溫爆管,必須在運(yùn)行、設(shè)計(jì)、安裝等各個方面做好工作,同時利用大小修機(jī)會加強(qiáng)蠕脹檢查,消除各部位漏風(fēng),盡力保證燃燒系統(tǒng)及各有關(guān)設(shè)備運(yùn)行良好。4.2鍋爐大小修的檢查過熱器、再熱器的磨損主要是飛灰沖刷磨損,易發(fā)生在煙氣走廊、煙氣流速突變的局部位置附近。因此在鍋爐大小修中要認(rèn)真檢查對流過熱器、再熱器蛇形管排煙氣走廊處、穿墻管和卡子附近。對布置在水平煙道中的垂直式過熱器和再熱器蛇形管排,尤其是布置在豎井上部低溫對流過熱器和再熱器蛇形管排彎頭和兩側(cè)墻管排,一定要作為防磨防爆的重點(diǎn)檢查部位。4.3降低高溫腐蝕過熱器和再熱器的高溫腐蝕,主要發(fā)生在高溫對流過熱器和高溫再熱器出口部位的幾排蛇行管處。高溫腐蝕是由燃燒中的硫和燃料灰分中的堿金屬以及釩所引起。對于燃煤鍋爐來說,主要是硫和堿金屬引起。預(yù)防高溫腐蝕的方法是降低過熱器及再熱器的壁溫,使其不超過580℃,則高溫腐蝕速度可以大大降低。燃燒時,采用低氧燃燒以減少三氧化硫的生成量,這樣就可以降低高溫腐蝕速度。5根據(jù)上述原因和預(yù)防措施，富拉基發(fā)電總包公司根據(jù)實(shí)際情況制定了措施預(yù)防四個鍋爐的泄漏5.1發(fā)電運(yùn)營方面5.1.1由于主再熱溫可持續(xù)加熱，發(fā)電單元應(yīng)制定嚴(yán)格的主再熱溫控制和考核體系，并定期對現(xiàn)場的主再熱溫進(jìn)行檢查和評估5.1.2當(dāng)員工進(jìn)行燃燒調(diào)整時，嚴(yán)格控制超過4%的負(fù)荷氧當(dāng)由于煤質(zhì)較差導(dǎo)致送風(fēng)機(jī)入口擋板全開而氧量仍低于4%時,應(yīng)及時聯(lián)系值長減負(fù)荷,保證爐膛含氧量在4%以上。5.1.3加強(qiáng)灰漿水的管理。如果遇到爐室有燒灼感，應(yīng)立即增加灰漿水的數(shù)量5.1.4當(dāng)燃燒煤質(zhì)量較差且降低溫量時，應(yīng)及時調(diào)整燃燒，減少爐室火焰的中心，以避免生成先熱溫和過度加熱如調(diào)整無效,應(yīng)及時聯(lián)系值長減負(fù)荷。5.1.5如果將汽油消耗在該省，且磨煤機(jī)的出口溫度高，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷立即改變3臺磨煤機(jī)運(yùn)行,增加磨煤機(jī)的出力,降低磨煤機(jī)出口溫度,確保爐膛火焰中心下移。三臺磨煤機(jī)運(yùn)行時負(fù)荷不允許超過160MW。5.1.6當(dāng)運(yùn)行裝置輸入agc時，負(fù)荷非常大，主熱溫度變化頻繁，主要用戶應(yīng)仔細(xì)調(diào)整5.1.7嚴(yán)格控制一級以下溫度控制后，蒸汽溫度不得超過規(guī)定值，尤其是在低運(yùn)行時5.1.8當(dāng)負(fù)荷小于140w時，應(yīng)采用滑壓5.1.9為了有效減少鍋爐的可靠性風(fēng)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行各孔門和孔門的打開5.1.10.加強(qiáng)對鍋爐水質(zhì)的監(jiān)測。如果發(fā)現(xiàn)水質(zhì)較差，應(yīng)立即采取措施確保鍋爐水質(zhì)良好5.1.11.在切換和停止槽的操作中，嚴(yán)格控制加熱和加熱速度，并按規(guī)定進(jìn)行水開采冷壁下聯(lián)箱排污工作,盡快建立水循環(huán),及時切換油槍,保證受熱面受熱均勻,杜絕半側(cè)燃燒,消除熱偏差。5.1.1在2.00爐的壓力試驗(yàn)中，嚴(yán)格控制金屬壁的加熱溫度差不超過50，以避免管道的影響5.1.13.正常運(yùn)營時，每個運(yùn)行參數(shù)必須嚴(yán)格遵守規(guī)章制度5.1.14、當(dāng)自動調(diào)節(jié)裝置失敗或跟蹤不好時，應(yīng)立即變更手動調(diào)節(jié)，以確保主加熱和蒸汽的穩(wěn)定運(yùn)行5.2在鍋爐維護(hù)方面5.2.1通過鍋爐車間和主缸共同制定四個管道泄漏檢查表和驗(yàn)證系統(tǒng)度,工作人員按圖冊的要求進(jìn)行檢查和記錄,檢查時力求全面仔細(xì),堅(jiān)持大修全面查、小修重點(diǎn)查、機(jī)組備用創(chuàng)造條件查。5.2.2甲、乙斜頭安裝防磨彎板，安裝防磨鐵，重新密封5.2.3將定位管插入省煤機(jī)和再熱器的冷段，以保持管道的平整平整。將屏幕上的熱裝置、對稱的熱裝置和熱裝置的熱段安裝牢固5.2.4由于管道的過度球化，采用高效的tp304h管和進(jìn)口鋼研冷管，提高管道的使用壽命5.2.5確保焊接質(zhì)量5.2.6確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)5.2.7拆除爐室和彈煙道等泄漏風(fēng)5.2.8不安裝四個管道泄漏在線監(jiān)控裝置的鍋爐，應(yīng)在維修期間進(jìn)行調(diào)整，以便早期