姜英爽周朝陽(yáng)(.吉林省吉林市中國(guó)石油吉林石化分公司,吉林吉林 30;.吉林省長(zhǎng)春市職工技術(shù)協(xié)作委員會(huì)辦公室,吉林長(zhǎng)春 3005)

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影響鍋爐安全的典型因素及分析

姜英爽1周朝陽(yáng)2
(1.吉林省吉林市中國(guó)石油吉林石化分公司,吉林吉林 132021;2.吉林省長(zhǎng)春市職工技術(shù)協(xié)作委員會(huì)辦公室,吉林長(zhǎng)春 130051)

【摘 要】燃料的著火和燃燒環(huán)境是造成鍋爐燃燒不穩(wěn)定以及故障的最主要因素,對(duì)鍋爐的是否安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要影響。從鍋爐運(yùn)行的過(guò)程來(lái)看,鍋爐安全性的原因總體可以分為煤質(zhì)、燃燒、設(shè)計(jì)、控制等幾個(gè)方面,由此產(chǎn)生鍋爐安全運(yùn)行方面的問(wèn)題分別稱(chēng)作煤質(zhì)問(wèn)題、燃燒問(wèn)題、熱偏差和控制問(wèn)題。以下對(duì)這幾個(gè)問(wèn)題作詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】鍋爐 運(yùn)行安全 分析 評(píng)價(jià)

1 煤質(zhì)問(wèn)題

1.1 鍋爐與煤質(zhì)問(wèn)題之間的關(guān)系

(1)制粉系統(tǒng)。煤質(zhì)改變給制粉系統(tǒng)帶來(lái)了較大的影響,因煤質(zhì)變差,可能導(dǎo)致磨煤機(jī)出力不足,電耗增加,煤粉顆粒變粗,一次風(fēng)溫低等問(wèn)題。另外,粗粉分離器也會(huì)受到影響。粗粉分離器的煤粉細(xì)度(葉片位置開(kāi)度)會(huì)因煤質(zhì)而改變。當(dāng)煤質(zhì)變化,有可能導(dǎo)致排粉風(fēng)機(jī)擔(dān)負(fù)不了過(guò)多排風(fēng)的任務(wù),這也會(huì)限制制粉系統(tǒng)的出力。(2)燃燒系統(tǒng)。煤質(zhì)對(duì)燃燒系統(tǒng)有著重要的影響。首先,如果煤的揮發(fā)分降低,而一次風(fēng)量未作相應(yīng)的調(diào)整,那么一次風(fēng)中的空氣就超過(guò)了揮發(fā)完全燃燒的需要,回流區(qū)中的氣體溫度就要降低,導(dǎo)致不利于著火。其次,爐膛燃燒溫度隨著煤的折合水分上升也要下降。例如折合水分增加1%時(shí)理論燃燒溫度下降24℃左右。最后,根據(jù)德國(guó)和美國(guó)的資料,煤灰增加對(duì)著火速度也起著和揮發(fā)分減少同樣有害的影響,并且影響十分顯著。煤質(zhì)結(jié)渣性能差、容易結(jié)焦和受熱面積影響排煙溫度,煤質(zhì)著火困難、可燃性差會(huì)使飛灰可燃物含量升高。(3)熱風(fēng)系統(tǒng)。煤質(zhì)問(wèn)題同時(shí)也影響熱風(fēng)系統(tǒng),這種影響表現(xiàn)在一次風(fēng)量和風(fēng)速等方面。在煤種變化和煤質(zhì)下降時(shí),一次風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)速也都相應(yīng)地變化。

1.2 煤質(zhì)問(wèn)題導(dǎo)致的安全隱患

(1)熱偏差。煤質(zhì)問(wèn)題對(duì)鍋爐熱偏差的影響主要通過(guò)燃燒狀況變化對(duì)鍋爐爐膛內(nèi)的動(dòng)力場(chǎng)變化體現(xiàn),實(shí)踐表明,煤質(zhì)對(duì)鍋爐熱偏差有較大的影響。(2)高溫受熱面超溫。煤質(zhì)變化時(shí),隨著煤質(zhì)中的揮發(fā)份降低,煤粉著火溫度升高,燃燒過(guò)程的穩(wěn)定性降低,火焰中心上移,改變鍋爐輻射與對(duì)流的吸熱比例。另外煤質(zhì)中的水分也會(huì)影響煤粉,改變煤粉著火時(shí)間,改變輻射和對(duì)流的吸熱比例,容易導(dǎo)致高溫過(guò)熱器和高溫再熱器等高溫受熱面局部超溫,為了防止超溫,極端情況下需要控制主蒸汽和再熱蒸汽溫度,采取此種控制措施必然產(chǎn)生耗差。(3)爐膛結(jié)焦和高溫腐蝕。煤質(zhì)偏離設(shè)計(jì)值,如燃用易結(jié)焦煤種時(shí),爐膛結(jié)焦和掛渣現(xiàn)象比較突出,目前狀況一般來(lái)說(shuō),主要是由鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)不適應(yīng)煤種變化引起?，F(xiàn)在,為適應(yīng)爐內(nèi)脫硝,燃燒多采用分級(jí)送風(fēng)方式,由于爐內(nèi)燃燒中心缺氧,易導(dǎo)致水冷壁高溫腐蝕,對(duì)鍋爐也造成較大的安全隱患。

2 燃燒調(diào)整問(wèn)題

2.1 鍋爐與燃燒問(wèn)題之間的關(guān)系

(1)爐膛燃燒。燃燒調(diào)整影響著火是否穩(wěn)定,燃燒火焰中心是否適中,火焰分布是否均勻,要保證不燒壞設(shè)備,盡量避免結(jié)焦等,通過(guò)調(diào)節(jié)擺角和調(diào)整配風(fēng)等調(diào)整燃燒中心和氧量,最終影響到鍋爐效率。因此,燃燒對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō),影響重大。(2)汽水系統(tǒng)。由燃燒帶來(lái)的汽水系統(tǒng)的影響主要有水冷壁、過(guò)熱器和再熱器的溫度控制。如超臨界機(jī)組水冷壁的溫度由中間點(diǎn)溫度來(lái)控制,我們通過(guò)調(diào)整燃燒,改變爐膛火焰中心的位置和輻射吸熱量從而改變中間點(diǎn)溫度,最終控制水冷壁的溫度。過(guò)熱器和再熱器主要是對(duì)流吸熱較多,我們通過(guò)燃燒調(diào)整,改變火焰長(zhǎng)度和對(duì)流吸熱比例,從而控制過(guò)熱器和再熱器的吸熱量。燃燒調(diào)整對(duì)汽水的溫度控制有重要作用。(3)空氣動(dòng)力場(chǎng)。鍋爐燃燒有前后墻對(duì)沖、四角切圓等燃燒方式,我們通過(guò)改變配風(fēng),改變風(fēng)量大小、角度、位置,可以改變鍋爐內(nèi)部的空氣動(dòng)力場(chǎng),鍋爐的空氣動(dòng)力場(chǎng)特性對(duì)鍋爐的影響很大,它直接導(dǎo)致熱偏差、局部超溫等現(xiàn)象。

2.2 燃燒問(wèn)題帶來(lái)的安全隱患

(1)熱偏差。熱偏差從煙氣側(cè)找原因,主要是跟鍋爐內(nèi)部空氣動(dòng)力場(chǎng)有關(guān),空氣動(dòng)力場(chǎng)關(guān)系著鍋爐爐膛出口處煙氣均勻性,均勻的煙氣不會(huì)產(chǎn)生熱偏差,而空氣動(dòng)力場(chǎng)跟燃燒有直接關(guān)系,當(dāng)我們?cè)谧鋈紵{(diào)整過(guò)程中,配風(fēng)不合理時(shí)會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛出口處煙氣存在較大的殘余旋轉(zhuǎn),直接結(jié)果導(dǎo)致較大的熱偏差。(2)過(guò)熱器、再熱器超溫。燃燒調(diào)整通過(guò)改變火焰中心改變了輻射、對(duì)流吸熱的比例,從而能改變水冷壁中間點(diǎn)溫度和過(guò)再熱器溫度。當(dāng)火焰上移拉長(zhǎng),輻射吸熱比例減少,對(duì)流吸熱比例增多,水冷壁中間點(diǎn)溫度下降,過(guò)熱器和再熱器汽溫會(huì)升高。

3 鍋爐與設(shè)計(jì)問(wèn)題

3.1 鍋爐與設(shè)計(jì)問(wèn)題的關(guān)系

鍋爐設(shè)計(jì)特點(diǎn)影響鍋爐的方方面面,包括鍋爐的經(jīng)濟(jì)性、安全性等。經(jīng)濟(jì)性就是指一個(gè)合理的設(shè)計(jì)可以讓鍋爐的整體參數(shù)都能達(dá)到指標(biāo),各種損失降到最小,達(dá)到一個(gè)較高的經(jīng)濟(jì)性。而安全性則是指鍋爐在運(yùn)行時(shí)不會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)參數(shù)的安全瓶頸,而不得不降低參數(shù)運(yùn)行進(jìn)而影響鍋爐整體經(jīng)濟(jì)性。

3.2 設(shè)計(jì)問(wèn)題帶來(lái)的安全隱患

(1)欠熱與超溫。欠熱與超溫是鍋爐設(shè)計(jì)中常常帶來(lái)的后果之一,設(shè)計(jì)中往往也會(huì)考慮鍋爐運(yùn)行的一些變化因素,但是,它在受熱面的布置時(shí)只能布置固定的,因此,這種矛盾也導(dǎo)致了實(shí)際吸熱量與設(shè)計(jì)值有些變化,再加上電廠(chǎng)運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)變化很大時(shí),汽水系統(tǒng)的欠溫與超溫時(shí)有發(fā)生的。(2)經(jīng)濟(jì)性偏差。由于設(shè)計(jì)時(shí)不可能考慮每一個(gè)煤種、每一個(gè)工況,而鍋爐建成之后又是固定的,那么運(yùn)行中它的經(jīng)濟(jì)性也會(huì)跟設(shè)計(jì)值有很大偏差,它影響著飛灰含碳量、氧量、排煙溫度等,這也是經(jīng)濟(jì)性偏差的原因之一。

4 鍋爐與控制和運(yùn)行方式問(wèn)題

4.1 鍋爐與控制和運(yùn)行方式問(wèn)題之間的關(guān)系

鍋爐的控制和運(yùn)行方式問(wèn)題是電力生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié),是一種實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)。由于鍋爐機(jī)組運(yùn)行的總要求是安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,控制和運(yùn)行方式影響到鍋爐各種參數(shù):蒸汽品質(zhì)(包括正常的汽溫、汽壓)、蒸發(fā)量、中間點(diǎn)溫度等。

4.2 控制和運(yùn)行方式問(wèn)題帶來(lái)的安全隱患

(1)經(jīng)濟(jì)性偏差。由于控制和運(yùn)行方式問(wèn)題,會(huì)影響到鍋爐的各項(xiàng)損失、廠(chǎng)用電率等,不僅影響鍋爐效率,更是關(guān)系到發(fā)電成本。(2)蒸汽品質(zhì)?？刂坪瓦\(yùn)行方式在升降負(fù)荷、負(fù)荷波動(dòng)中運(yùn)行不當(dāng),直接影響到蒸汽的品質(zhì),包括蒸汽溫、汽壓和蒸發(fā)量。(3)材料壽命。

控制和運(yùn)行方式影響汽溫變化率,汽溫變化太快對(duì)材料來(lái)說(shuō)是一種考驗(yàn),同時(shí)也會(huì)使運(yùn)行燃燒不穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn):

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