煤粉倉(cāng)對(duì)鍋爐水冷壁超溫的影響

煤粉倉(cāng)對(duì)鍋爐水冷壁超溫的影響

瑞明發(fā)電廠擁有兩層生產(chǎn)裝置，sd-43、sd-m4.58a，以及n-285.13、24和535a的兩側(cè)功率。鍋爐采用中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng),乏氣送粉,四角切圓燃燒,#1爐采用少油槍點(diǎn)火,#2爐采用重油槍點(diǎn)火,燃用煙煤設(shè)計(jì)煤種。每臺(tái)鍋爐配有兩套制粉系統(tǒng),一個(gè)煤粉倉(cāng),12臺(tái)GF-9型給粉機(jī)。兩臺(tái)鍋爐煤粉倉(cāng)之間設(shè)有螺旋輸粉機(jī),用以調(diào)節(jié)兩爐煤粉倉(cāng)粉位。收到基的煙煤煤樣分析,揮發(fā)分為23%~26%,該煤粉很容易自燃,爆炸可能性很大。瑞明電廠地處我國(guó)南方,空氣濕度大,停爐后煤粉容易受潮,停爐后再啟動(dòng),長(zhǎng)期受給粉機(jī)下粉不暢、缺角燃燒等問(wèn)題的困擾。1鍋爐建成后，關(guān)閉煤粉倉(cāng)的重要性1.1煤粉倉(cāng)的氧化機(jī)理進(jìn)入煤粉倉(cāng)的煤粉顆粒為20Чm~60Чm,鍋爐停運(yùn)后煤粉倉(cāng)里面的煤粉停止流動(dòng)而堆積在煤粉倉(cāng)里面。煤粉倉(cāng)無(wú)法做成絕密結(jié)構(gòu),如機(jī)械粉尺的鋼絲繩須穿進(jìn)煤粉倉(cāng),螺旋輸粉機(jī)的下粉插板等處均有少量空氣漏入煤粉倉(cāng)等等。積存的煤粉與空氣中的氧長(zhǎng)期接觸氧化時(shí),會(huì)發(fā)熱使溫度升高,而溫度升高又會(huì)加劇煤粉的氧化,若散熱不良時(shí)會(huì)使氧化過(guò)程不斷加劇,最后使溫度達(dá)到煤的燃點(diǎn)而引起煤粉的自燃,條件合適時(shí)可能引起爆炸,給煤粉倉(cāng)帶來(lái)極大的安全隱患。停爐后煤粉倉(cāng)里面的煤粉還會(huì)受潮結(jié)塊。原進(jìn)入煤粉倉(cāng)的煤粉溫度為65℃~70℃,并帶有一定的水分。停爐后若沒(méi)有清空煤粉倉(cāng),煤粉的水分會(huì)被析出。檢查可知,煤粉倉(cāng)壁面上會(huì)布滿煤粉析出的水分,水分凝結(jié)成足夠大的水滴時(shí),在其重力作用下落入粉倉(cāng)。一定粉位的煤粉在自重和水分的作用下,造成煤粉結(jié)塊。鍋爐再次啟動(dòng)時(shí),由于煤粉結(jié)塊,造成給粉機(jī)下粉不暢,嚴(yán)重影響了鍋爐少油槍點(diǎn)火,延長(zhǎng)鍋爐啟動(dòng)時(shí)間,增加油耗量。同時(shí),因給粉機(jī)下粉不暢,進(jìn)入爐膛的燃料量會(huì)產(chǎn)生偏差,引起爐膛缺角燃燒,長(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成鍋爐水冷壁超溫而引發(fā)爆管。1.2煤粉倉(cāng)清順和煤粉暢順是鍋爐啟動(dòng)的前提(1)停爐后將煤粉倉(cāng)清空,避免了煤粉倉(cāng)積粉自燃,消除了煤粉倉(cāng)在停爐期間的安全隱患。(2)煤粉倉(cāng)清空后,鍋爐重新啟動(dòng)時(shí),煤粉倉(cāng)的煤粉為新磨制好的干燥煤粉,不存在煤粉受潮結(jié)塊的問(wèn)題,故給粉機(jī)下粉暢順。從而避免了因鍋爐燃料量偏差而造成的缺角燃燒、水冷壁超溫等情況。(3)煤粉倉(cāng)清空后鍋爐再次啟動(dòng)時(shí),由于進(jìn)入爐膛的煤粉暢順均勻,煤粉能迅速被點(diǎn)燃,縮短了鍋爐啟動(dòng)時(shí)間,減少鍋爐啟動(dòng)油耗量。(4)消除了給粉機(jī)下粉不暢問(wèn)題,運(yùn)行人員操作方便,減少了誤操作的可能性。2傳統(tǒng)方法和問(wèn)題的解決2.1停爐時(shí)間長(zhǎng),鍋爐壓力大在滑參數(shù)停爐過(guò)程中,可采用在降負(fù)荷的同時(shí)逐步降低粉位,在鍋爐滅火前將煤粉倉(cāng)的煤粉燒空。即在停爐過(guò)程中同時(shí)清空煤粉倉(cāng)。這種方法比較環(huán)保,但缺點(diǎn)明顯,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)能耗增加。停爐時(shí)間由于要兼顧清空煤粉倉(cāng),停爐時(shí)間加長(zhǎng),停爐過(guò)程耗油量也就增多,鍋爐維持低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間也會(huì)加長(zhǎng),廠用電量也會(huì)增加。(2)“四管爆漏”危險(xiǎn)性加大。停爐清煤粉倉(cāng)過(guò)程中,當(dāng)煤粉倉(cāng)處于低粉位時(shí),煤粉的流動(dòng)性變差,引起給粉機(jī)下粉不暢,即給粉機(jī)下粉時(shí)有時(shí)無(wú),這會(huì)引起鍋爐燃燒偏差,局部水冷壁超溫,長(zhǎng)時(shí)間便會(huì)造成水冷壁管子過(guò)熱爆管。由于鍋爐處于低負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間加長(zhǎng),也加大了鍋爐爆管的危險(xiǎn)性。(3)操作復(fù)雜。運(yùn)行人員在執(zhí)行滑參數(shù)停爐的過(guò)程中還要進(jìn)行清空煤粉倉(cāng)操作,這便會(huì)加大運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān),操作變得復(fù)雜,誤操作的可能性也會(huì)相對(duì)加大。2.2煤粉壓壓壓過(guò)回收若是緊急停爐,便不能采用停爐過(guò)程中清空煤粉倉(cāng)的方法。一般采用停爐后再清倉(cāng)的方式。常見(jiàn)的方法是停爐后由檢修人員拆下給粉機(jī),打開(kāi)給粉機(jī)上部進(jìn)口閘板進(jìn)行放粉,放出來(lái)的煤粉用壓力水沖至專門(mén)設(shè)計(jì)的管道,經(jīng)管道排至渣溝,再打到灰塘沉淀。這種方法雖然能節(jié)約助燃油,消除“四管瀑漏”的禍患,但也存在嚴(yán)重的問(wèn)題:停爐后煤粉倉(cāng)積存的煤粉直接排走,浪費(fèi)燃料;放粉過(guò)程中嚴(yán)重污染環(huán)境,且有引起工作人員中毒、窒息的可能;放粉工作量大,勞動(dòng)力投入增大。3停止后，在爐內(nèi)清除煤粉倉(cāng)的新方法、可行性分析及可行性分析3.1終以推動(dòng)煤粉倉(cāng)清倉(cāng)目的為依據(jù)的清倉(cāng)目的停爐過(guò)程中不清空煤粉倉(cāng),停爐后再利用鄰爐制粉系統(tǒng)負(fù)壓對(duì)煤粉倉(cāng)進(jìn)行抽粉,最終實(shí)現(xiàn)清空煤粉倉(cāng)目的,這樣就可以克服停爐過(guò)程中清倉(cāng)和常規(guī)停爐后清倉(cāng)所存在的弊端;在鍋爐啟動(dòng)時(shí),利用現(xiàn)設(shè)有的螺旋輸粉機(jī)將鄰爐制粉系統(tǒng)已磨制好的合格煤粉送入本爐煤粉倉(cāng),實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)初期便可燃用新磨制好的煤粉,達(dá)到減少助燃油的節(jié)能目的。3.2鄰爐磨煤機(jī)出口管(1)在位于給粉機(jī)層的鄰爐磨煤機(jī)出口管預(yù)接短管,并加裝手動(dòng)門(mén)隔絕備用。(2)用接駁的每段長(zhǎng)為5m的φ159×2的碳鋼管作為臨時(shí)輸粉母管。臨時(shí)輸粉母管放置于平臺(tái)地面上。接駁處采用法蘭連接。臨時(shí)輸粉母管的一端與鄰爐磨煤機(jī)出口管連接,另一端接通大氣,尾部裝有手動(dòng)碟閥,用以調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量。母管近給粉機(jī)處開(kāi)有與給粉機(jī)出口短管連接的法蘭口。母管兩端裝有壓力表,用以監(jiān)視輸粉壓力。(3)進(jìn)行清倉(cāng)抽粉時(shí),先拆下給粉機(jī)出口處的可拆短管,并用堵板封好進(jìn)入一次風(fēng)管的管口。(4)臨時(shí)輸粉母管與給粉機(jī)出口用軟管連接。軟管兩端均為法蘭連接,用螺絲緊固即可。這樣,就構(gòu)成了一個(gè)以鄰爐制粉系統(tǒng)負(fù)壓為動(dòng)力源,以冷風(fēng)作為輸送介質(zhì)的負(fù)壓式密閉輸送系統(tǒng)。當(dāng)需要清煤粉倉(cāng)時(shí),接通所有連接管道,打開(kāi)鄰爐磨煤機(jī)出口管處的隔絕手動(dòng)門(mén),再開(kāi)啟給粉機(jī)。煤粉倉(cāng)的煤粉就源源不斷地被抽進(jìn)鄰爐磨煤機(jī)出口管。抽粉量可通過(guò)控制給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)。抽粉時(shí),應(yīng)逐臺(tái)開(kāi)啟給粉機(jī),防止下粉量過(guò)大而引起管道堵塞。3.3臨時(shí)輸粉母管的管道輸送能力(1)臨時(shí)輸粉母管阻力計(jì)算:兩爐之間有一定距離,從煤粉倉(cāng)最遠(yuǎn)處的給粉機(jī)到鄰爐最近的磨煤機(jī)出口管。距離為L(zhǎng)=35m。根據(jù)管道阻力計(jì)算公式:式中ΔPmc、ΔPjb分別表示摩擦阻力、局部阻力,Pa;λu表示管道內(nèi)帶粉氣流的摩擦阻力系數(shù);L表示管道長(zhǎng)度,m;d表示管道內(nèi)徑,m;v表示管道內(nèi)帶粉氣流流速,m/s;ρ表示管道介質(zhì)密度,kg/m3;ζ1、ζ2、ζ3表示局部阻力系數(shù)。假定臨時(shí)輸粉母管的介質(zhì)流速為20m/s,計(jì)算得φ159×2管的管道阻力為1428Pa(2)臨時(shí)輸粉母管的輸送性能分析:臨時(shí)輸粉母管出口處的負(fù)壓為磨煤機(jī)出口管道負(fù)壓,通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得負(fù)壓為P=-1800~-2000Pa,即|P|>ΔP阻,故臨時(shí)輸粉母管的負(fù)壓足以輸送管道內(nèi)的煤粉。(3)抽粉過(guò)程的安全性分析:由于輸送的煤種是煙煤,采用冷風(fēng)送粉,要防止管道積粉及堵塞,從上面分析看,管道輸送能力足夠,不會(huì)發(fā)生管道積粉與堵塞的情況。另根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)入鄰爐的煤粉量(為單臺(tái)給粉機(jī)低速時(shí)的下粉量)為3T/h,遠(yuǎn)小于磨煤機(jī)出力45T/h,不會(huì)對(duì)鄰爐制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)出口管道性能產(chǎn)生影響。3.4新方法的經(jīng)濟(jì)分析3.4.1mm兩碳鋼管的生長(zhǎng)使用該方法需投資的備件材料有:抽粉用的φ159×2碳鋼管總長(zhǎng)度為35m,分成7段,配連接法蘭及螺絲;1條專用金屬軟管;2個(gè)閥門(mén)(1個(gè)截止閥和1個(gè)碟閥);兩塊壓力表。3.4.2多爐碳調(diào)空煤粉倉(cāng)綠色停工采用該停爐后清煤粉倉(cāng)新方法帶來(lái)的節(jié)能潛力較為可觀,其節(jié)能效益預(yù)測(cè)如下。(1)停爐過(guò)程節(jié)能。因停爐期間不需要進(jìn)行清空煤粉倉(cāng)的操作,縮短了停爐時(shí)間,減少油耗量。按照現(xiàn)在瑞明電廠滑參數(shù)并清空煤粉倉(cāng)停爐時(shí)的耗油量最好記錄,#1爐由于采用少油槍,為5T;#2爐為12T。若采用該停爐后清煤粉倉(cāng)新方法,利用較高粉位造成的穩(wěn)定煤粉噴燃器火焰代替部分油槍,滑參數(shù)停爐耗油量可以降低,#1爐估計(jì)可降至2T,#2爐可降至5~6T,預(yù)計(jì)節(jié)省耗油量#1爐為3T,#2爐為6~7T。并縮短低負(fù)荷清煤粉倉(cāng)階段運(yùn)行時(shí)間,估計(jì)可縮短近1小時(shí),降低了停機(jī)時(shí)耗用的廠用電量。(2)啟爐過(guò)程節(jié)能。按照現(xiàn)在瑞明電廠冷態(tài)啟動(dòng)耗油量的最好記錄#1爐為14T,#2爐為25T。采用該停爐后清煤粉倉(cāng)新方法后,冷態(tài)啟動(dòng)耗油量估計(jì)#1爐可降至6T左右,#2爐可降至10T,預(yù)計(jì)冷態(tài)啟動(dòng)節(jié)省渣油#1爐為8T,#2爐為15T。(3)緊急停爐時(shí)節(jié)能。緊急停爐時(shí),煤粉倉(cāng)的煤粉可不用直接排走,可利用此清倉(cāng)新方法將煤粉抽至鄰爐制粉系統(tǒng)重新利用。運(yùn)行狀態(tài)下一般維持煤粉倉(cāng)粉位3.5m左右(煤粉倉(cāng)高為9m),即緊急停爐時(shí)可節(jié)約煤粉量為3.5m高左右的煤粉倉(cāng)體積,計(jì)算可得其質(zhì)量為68.67噸(煤粉堆積時(shí)的密度ρ平均取0.7T/m3)。(4)“四管”安全性提高:采用該停爐后清煤粉倉(cāng)新技術(shù),可避免在清空煤粉倉(cāng)過(guò)程中出現(xiàn)的燃燒偏差所造成局部水冷壁管壁超溫,大大降低了“四管爆漏”的可能性。4采用空白煤粉倉(cāng)的方法常見(jiàn)