四管泄漏（精选五篇）
四管泄漏 篇1
洛河发电厂一期2×300MW机组于1986年投产发电, 配套1000t/h炉亚临界中间再热直流锅炉, 2台锅炉于2001年和2002年分别对两台炉进行了改造, 改造后的两台炉为亚临界压力控制循环汽包锅炉, 型号SG-1025/16.96, 负荷有原来的300MW改为320MW。二期为二台300MW机组, 锅炉为亚临界中间一次再热控制循环汽包炉, 于1998年移交生产发电, 锅炉型号为SG-1025/18.3-M838。三期工程为2台上海锅炉厂有限公司提供的600MW超临界压力直流锅炉, 型号为SG-1918/25.4。
2 设备现状
2.1 一期两台锅炉的“四管”目前已运行24年, 主要存在以下主要问题 (1) #1炉高温再热器进口联箱存在裂纹; (2) #1炉低温再热器和#2炉低温过热器存在烟气磨损导致管壁减薄; (3) #1、2炉高过、高再定位装置烧损、管排变形严重; (4) #1、2炉包覆过热器四角及中间部位联箱短节因膨胀不均易产生裂纹, #1炉包覆过热器鳍片上的膨胀缝因膨胀不均易产生裂纹; (5) #1炉省煤器鳍片处磨损严重; (6) #2炉低温再热器超温。
2.2 二期两台锅炉的“四管”目前已运行12年, 主要存在以下主要问题 (1) #3、4炉低温过热器在吹灰器吹灰行程内管子有吹损; (2) 低温过热器管系与第三悬吊管机械磨损; (3) 水冷壁与大风箱的连接处易产生裂纹。
2.3 三期两台锅炉的“四管”目前已运行3年多, 主要存在以下主要问题 (1) #5、6炉斜坡水冷壁被火嘴钝体脱落砸漏; (2) #5、6炉低温再热器在吹灰器吹灰行程内管段被吹损严重; (3) #5、6炉省煤器管系被烟气磨损严重; (4) 末级过热器管子超温。
2.4 六台锅炉在2008年全年共发生“四管”泄漏14次, 2009年全年共发生“四管”泄漏8次。2010年全厂共发生“四管”泄漏7次。
3 存在问题分析
3.1“四管”的烟气 (机械) 磨损
3.1.1 一期两台炉由于运行时间长, 加之是直流锅炉改造成汽包炉, 在设计结构上均存在许多问题, 如低温再热器设计成一组, 管排的深度达3.1米, 故低再下部及小联箱处烟气磨损严重, 08年曾发生4次泄漏;两台炉在水平烟道高温再热器处两侧距离比高再管排大320mm, 行程“烟气走廊”, 造成高再和两侧包覆管磨损严重;由于锅炉原为双炉膛结构水平烟道及烟井中的受热面管子在中间部位均存在“烟气走廊”, 同时烟井中的低再、低过和省煤器四周与包覆墙也存在“烟气走廊”, 造成局部管子磨损严重, #1炉省煤器鳍片处由于长期运行, 局部鳍片变形造成鳍片根除磨损严重。
3.1.2 二期两台炉的烟气磨损主要有低温过热器和省煤器管排的四角处因“烟气走廊”磨损, 另外低温过热器管子与第三悬吊管之间的机械磨损较严重。
3.1.3 三期主要是省煤器管系磨损严重, 主要是近年来, 煤质较差, 灰份增多, 加快了锅炉“四管”的磨损速度。
3.2 火嘴顿体烧坏脱落
3.2.1#5、6炉因火嘴顿体烧坏脱落磨砸通水冷壁造成泄漏3次, 主要原因是机组在低负荷运行时, E、F磨煤机停运, 风门挡板关闭, 虽留有8%的流通空间, 但挡板为机械式, 在调试检查时发现挡板实际开度没有达到8%的流通空间, 造成火嘴烧坏脱落。同时对水冷壁垂帘管、后屏过热器、末级过热器管屏及再热器管屏的管夹进行检查, 利用检修将水冷壁垂帘管上的临时管夹进行拆除, 消除隐患。
3.3 吹灰器行程内管子吹损
近几年来, 在“四管”防磨检查中发现, 6台炉的受热面被吹灰器吹损越来越较严重, 主要原因有:
3.3.1 6台炉水冷壁管普遍吹伤、吹伤区域呈弧形1) 吹灰器喷头伸入长度设计不合理;2) 吹灰器蒸汽设计压力偏高;3) 吹灰时间与次数掌握不当;4) 吹灰器行程慢, 吹灰时间长。
3.3.2 水平及尾烟受热面长枪吹灰器区域局部管排吹伤1) 吹灰器卡住, 未及时发现, 得不到及时处理;2) 吹灰枪伸出一定长度后挠度增大, 摆动幅度大;3) 管排变形移位, 距离吹灰器太近;4) 部分吹灰器变形, 距离受热面太近, 特别是5、6号炉低再吹灰区域设计上无防磨护板;5) 吹灰器行程速度较慢;6) 吹灰时间与次数掌握不当;7) 吹灰蒸汽压力偏高;8) 使用吹灰器进行烟温调节, 频繁吹灰。
3.3.3 受热面设计空间较小, 安全距离不够, 按照厂家的要求长吹灰器到管排的距离大于550mm, 我厂6台炉有的受热面距吹灰器的距离只有300mm左右。
4 改造的具体情况及亮点
4.1 加大“四管”防磨检查
“逢停必检”, 有针对性地加大“四管”防磨检查力度, 建立、健全锅炉“四管”防磨防爆检查制度、专项考核制度和激励机制, 明确各级人员的工作职责, 增强责任心, 提高积极性, 使“四管”检查工作做到规范化、制度化和日常化, 把锅炉“四管”检查责任制落实到个人, 班组建立完整的“四管”防磨防爆台账, 掌握“四管”泄漏的规律、重点防治的部位和设备运行小时数, 通过完善技术资料、数据, 提出“四管”有效的防治措施, 全年结合#1、2、3、4、6炉小修及临检的机会, 对“四管”防磨进行全面检查, 共查出磨损、裂纹、腐蚀等各类缺陷701条, 其中重大缺陷24条, 均及时消除。
4.2 加大四管治理的投入
对查出的各类“四管”缺陷均在检修期间进行全部消除, 并进行三级复查验收;同时加大“四管”防磨治理的投入, 全年共对磨损受热面整理、加装各种规格的防磨瓦1625件, 对磨损受热面喷涂防磨材料共3103平方米。
4.3 加大对存在问题的改造
针对6台炉存在的不同问题, 在2010年检修中做了以下工作:
4.3.1 定位装置改进:对#1、2炉高过、高再的定位装置的定位圆钢进行改造, 即将17米的定位圆钢分成5段并在中间留有膨胀间隙。
4.3.2 加装导流板:对6台炉存在的“烟气走廊”均加装导流板、均流孔板等消除“烟气走廊”。
4.3.3 拆除定位管:对#1、2炉低再和省煤器的定位管 (板) 部分拆除, 防止局部磨损。
4.3.4 调整风门挡板开度, 针对三期火嘴顿体烧坏脱落磨砸通水冷壁的问题, 结合机组检修, 对风门挡板的开度进行调整, 不是看CRT和外部开度指针的数值, 而是进入风箱现场实际挡板必须留有8%的流通空间。
4.3.5 吹灰器优化:调整6台炉的吹灰时间和次数, 重新整定吹灰压力, 对吹灰器距受热面管子太近的将管子加装防磨瓦, 同时对部分严重的部位改声波吹灰器。
4.4 加强运行工况调整
运行中加强燃烧调整, 组织合理的燃烧工况和恰当的火焰中心, 以减少高温腐蚀, 减少烟气温度偏差和流量偏差, 防止管子超温;要求运行人员要精心调整燃烧, 防止热负荷过分集中、燃烧中心不合适、烟温偏差等问题, 合理控制风量和风量的分配, 减弱炉膛出口烟气的流速。
4.5 改造前后“四管”泄漏次数对比
2010年, 六台炉共发生“四管”泄漏7次, 造成机组临检3次, 带压堵漏4次。与上两年相比, 泄漏和临检次数均降低, 其中2、3号炉今年取得无一次泄漏的好成绩。
5 结语
2010年, 洛河电厂在锅炉“四管”泄漏上采取了多种行之有效的措施, 在“四管”泄漏治理上, 取得了可喜的成绩, 确保了机组的安全经济运行。从2010年度6台锅炉“四管”泄漏次数统计可以看出, #1炉泄漏4次, 占全年全厂泄漏总数的57%, #1炉主要问题是受热面的磨损和设备老化问题, 在2011年的工作中, 尽快实施对#1炉受热面的技术改造工作, 加大对“四管”泄漏的治理的人力和物力的投入, 力争使2011年“四管”泄漏和非停次数比2010年再降低1次。
摘要：火力发电厂中, 锅炉“四管”的安全稳定运行, 直接与发电机组的安全稳定经济运行联系在一起, 一旦发生“四管”泄漏, 机组就得被迫停运, 进行抢修, 严重影响电厂的安全经济运行。针对国产300MW、600MW火力发电机组锅炉“四管”泄漏问题, 近几年来, 通过对洛河电厂6台锅炉“四管”存在的问题及“四管”泄漏情况的分析, 找出“四管”泄漏的原因并采取了相应的措施, 使洛河电厂在“四管”治理上积累了一定经验, 同时降低了“四管”的泄漏次数。
关键词：锅炉,四管,泄漏
参考文献
[1]杨卫娟, 周俊虎, 曹欣玉.锅炉管道泄漏知识及应用现状[J].动力工程, 2000, 12
[2]曾安丰, 罗永浩.电站锅炉过热器再热器安全性能在线监测系统[J].锅炉技术, 2001, 12
[3]王丽英.锅炉“四管”爆漏的分析和综合防治措施[J].锅炉技术, 1998, 20
四管泄漏 篇2
【关键词】声发射；泄漏；设计
电站锅炉的水冷壁、过热器、再热器、省煤器，简称锅炉“四管”，是锅炉的主要受热面。随着电站锅炉的大型化及运行参数的提高，导致锅炉“四管”爆破及泄漏事故发生。国内外先进的检测锅炉“四管”泄漏的方法是通过声波传感器捕捉炉管内高压流体泄漏喷射所形成的噪声，即采用声发射技术达到检测炉管早期泄漏的目的。
一、炉管泄漏声发射检测基本原理
锅炉在运行时，炉内管道充满高温、高压介质。管道因材料腐蚀老化或其他外力作用产生裂纹或者腐蚀孔，管道内外存在压力差而使管道中的流体向外泄漏。如果发生泄漏，这些高温、高压介质就会通过裂缝或破口喷射出来形成喷流。喷流流入周围环境气流时，高速喷流介质和周围环境介质急剧混合，从而使得射流边界层形成强烈的湍流脉动，产生喷流混合噪声。另外，泄漏同样也会在管道中激发出应力波，然后通过管道的相互作用，声源向外辐射能量形成声波。这就是管道泄漏声发射现象。通过仪器对这些因泄漏引起的声发射信号进行采集和分析处理，就可以对泄漏以及其位置进行判断。由于炉管泄漏时破口形状各异，会对空间声场的分布规律产生一定影响。另外，炉管的阵列结构、温度场和流场等物理因素对声音信号空间传播的影响，使得炉内声学环境参数异常复杂。而且工程现场背景噪声非常复杂，其包含复杂分布的噪声，而且系统本身中的电子器件也将引入噪声，如电磁噪声、热噪声等，所以需要通过先进的数字信号处理技术，降低系统的虚警率，提高系统对泄漏的识别率。
二、炉管泄漏自动报警硬件系统
锅炉炉管泄漏自动报警装置是集锅炉、声学、电子、计算机、机械等多学科技术，根据炉型特点，将特制的声波传感器组安装在锅炉本体的相应部位，利用声学检测原理由传感器采集炉内各种声信号，并转换成电流信号；通过高性能的数字滤波技术，剔除背景噪声；检测报警系统经频谱分析得到声信号的频谱，并以棒图形式显示；通过声场能量分析，对噪声强度、频谱特征及持续时间的分析计算判断锅炉炉管是否发生泄漏。实现对锅炉炉管泄漏的早期测报，并判断出泄漏的区域位置及泄漏程度。如图1所示为炉管泄露自动报警系统原理图。
图1 炉管泄露自动报警系统原理图
系统的硬件设计应以能最大限度地捕捉泄漏信息作为检测的标准，同时兼顾维护和檢修方便。与以往相比，硬件系统的设计和实现周期大大缩短。硬件配置主要包括增强型声波传感器、声波传导管、泄漏检测专用主机（CPU、硬盘、内存、数据采集卡、监听卡、DI/O卡）、彩色喷墨打印机、彩显、军工级线性电源、信号电缆、配件（预制电缆、金属软管、硬管变径管接头）等等。
增强型声波传感器用来接收炉膛内（包括炉管泄漏噪声）的所有声音信号。理想的传感器应具有较高的灵敏度、宽而平直的频率特性、足够的动态范围、良好的长期稳定性、小巧的体积等特点，同时满足没有指向性的要求，以免干扰被测量的声场。此外，由于炉膛内特定的燃烧环境，检测系统的传感器还需具备防水、防尘和耐高温的特性。在设计的这个锅炉炉管泄漏自动报警系统中，采用的传感器是XLB增强型声波传感器。
监测系统采用国际标准机箱，分为中心处理单元及显示报警单元，安装在立屏上或组合在机柜中。在进行A/D转换之前和D/A转换之后需要对信号进行调理，这些电路称为外围电路。外围电路主要完成多路转换、信号放大、抗混叠滤波、采样保持、平滑滤波等功能。而在此系统的设计中，在此处的信号调理中我们主要采用一个抗混叠滤波器对信号进行滤波调理。
多通道高速A/D采集卡将增强型声波传感器传输过来的电流信号采样，转换成数字量信号，通过总线送到主处理板，进行快速付里叶变换，得出实时频谱棒形图及趋势图的变化，针对泄露特有的频谱模式，经判断后进行泄漏报警。同时具有历史追忆功能，用于报警后数据分析。另外对测点处背景噪音的数据进行处理，用于传导管堵灰判断。
三、炉管泄漏自动报警软件系统
软件系统主要完成如下功能：数据采集卡的控制、数据的处理、人机对话及数据的存储、删除等。如上所述，在设计本系统时，认为硬件只负责采集数据，而数据的分析和处理等主要功能就由软件来实现。所以，本系统的设计目标软件完成系统的大部分重要功能。如图2所示为炉管泄露自动报警系统软件流程图。
图2炉管泄露自动报警系统软件流程图
锅炉在运行时存在各种各样的噪声源，如炉膛的燃烧噪声、燃烧器的射流噪声、烟气横掠管束的风吹声、吹灰器的噪声以及其它机械噪声等，而且在不同负荷下运行的锅炉以及运行的不同时刻都有可能使背景噪声发生变化。因此，在实际检测声发射信号中，对所获得的信号进行滤波处理是必不可少的。
在信号处理时我们使用高性能的数字滤波技术对采集到的信号进行滤波处理，因为炉管内的背景噪音主要是低频信号，而泄露信号主要集中在中高频段，所以我们可以设计一个高通数字滤波器剔除背景噪音。炉管内的声音信号是一个随时间变化的连续信号，声波的振幅表示声音信号的强弱程度。声波的频率反映出声音的音调，高频信号声音尖锐，低频信号声音低沉。通常，我们认为小于300HZ的频率为低频信号，大于300HZ小于1000HZ的频率为中频信号，大于1000HZ的频率为高频信号。同时具体设计也是要根据实际的炉膛噪音的基本情况来定的。
在实际中提取出传统的声发射参数如事件计数、振铃计数等是非常困难的。总的来说，锅炉“四管”泄漏的声发射信号具有如下特点：
1.时域上与通常意义上的声发射波形是很不相同的，即不表现为衰减的一系列波包，从波形上提取上升时间、到达时间和波形的模态参数是非常困难的；
2.泄漏所激发的声发射信号频域上是一个有相当带宽的信号，而且频谱具有很陡的尖峰，与背景噪声的分布差别较大，这个特点为检测泄漏提供了有利的抗干扰条件；
3.泄漏所产生的声发射信号比较强，其幅度大小与泄漏速率成正比，与信号的均方根值成正比；
4.在烟气中传播的泄漏信号为连续型信号。
借助于傅里叶变换，信号通常可以分解为若干不同频率的正弦分量的线性组合。其中每个正弦分量都具有各自的频率、幅度和相位。组成信号的所有正弦分量，其幅度和相位都随频率变化就构成了信号的频谱，时频信号与频谱一一对应。从频谱的角度对信号进行分析称为信号的频域分析。频谱是信号在频域的一种表现形式，反映了信号的频率特性。通过傅里叶变换结果的实虚部可转换成幅值谱和相位谱。
四、结论
锅炉“四管”的爆破泄漏事故是火力发电厂最频发的事故，是影响机组稳定可靠運行的关键因素。通过研究表明，锅炉“四管”泄漏的喷流噪声可以认为是广义的声发射信号，其峰值频率主要和喷流介质的出口速度的喷口尺寸有关。虽然采用滤波器可以去除一部分噪声，但锅炉运行时背景噪声复杂多变，而且所采集的声发射信号也可能是在炉内多次反射叠加的结果。所以，怎样最大的去除背景噪声，对空间声场分布进行详细研究，才可以尽可能地对声发射信号本身进行分析，从而提高泄漏信号的识别率。
参考文献：
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作者简介：
超临界直流锅炉“四管”泄漏及防范 篇3
某厂l、2号炉是我国首次引进原苏联TK3锅炉厂制造的ΠΠ一1000—25—545KT型超临界压力、一次中间再热、固态排渣直流炉, 配300 MW超临界压力汽轮机, 锅炉为单炉体, 受热面Π型布置, 炉膛的截面设计为矩形, 炉膛截面宽19m, 深11.5m.炉膛有效容积为8190m3, 容积热负荷96.18 kw/m3, 炉膛截面热负荷为3.58mw/m2。
锅炉设计规范见下表
锅炉采用平衡通风, 送、引风系统分为甲、乙侧同时投运。炉膛水冷壁采用本生型多次垂直上升管屏结构。
2 锅炉“四管”泄漏统计分析
1994年二台机组先后投产以来, 锅炉“四管”泄漏不断, 引起泄漏的原因也由投产初期的以安装焊缝质量不良为主逐步变化为以应力撕裂为主, 泄漏次数也明显增多, 2008年更是发生12次“四管”泄漏, 7次导致机组非停, 给发电生产带来很大的不利影响。现把某厂1997年以来二台锅炉历年发生的爆管记录进行整理, 并对泄漏记录按泄漏点部位进行统计。
从上述统计分类情况看, 统计期内某厂锅炉“四管”泄漏总数为72次, 主要发生部位为水冷壁管, 泄漏次数54次, 占比达75%, 过热器一共发生爆漏5次, 占比6.9%, 再热器发生泄漏2次, 仅占比2.8%, 其他炉外管泄漏共11次, 占比为15.3%。
鉴于机组运行多年来仅有二次再热器爆管、且原因为母材缺陷, 经多次机组检修处理基本消除, 五次过热器爆管原因为过热, 经强化运行管理后, 也没有再次出现, 锅炉“四管”泄漏治理应以水冷壁管为主, 同时利用机组周期性检修时机对炉外管进行滚动检查处理。特别是扼制住水冷壁管的泄漏, 就能从根本上提高某厂锅炉“四管”的安全性。
水冷壁管泄漏的主要表现形式:一是水冷壁鳍片上产生应力裂纹并发展至母材;二是吹灰器过吹水冷壁。
3泄漏产生的主要原因分析及防范措施
水冷壁鳍片上产生应力裂纹并发展至母材的原因分析
炉墙振动是导致水冷壁鳍片上产生应力裂纹并发展至母材的主要原因。某厂两台锅炉炉墙存在一定的振动问题, 尤其是炉膛水冷壁前墙振动剧烈, 且伴有撞击声。在炉膛水冷壁区域炉前+40.4m至+46.2m一带最大振幅16mm, 最小振幅8mm, 炉墙长时间的振动使屏间的各条焊缝产生交变应力。在一些应力集中区域就会产生细小的裂纹, 并进一步发展成为深入母材的大裂纹。
某厂应力裂纹主要分布在两类区域:一类是在燃烧器孔、吹灰器孔、人孔等各类孔洞直管与弯管连接处应力集中的鳍片上易产生应力裂纹, 同时裂纹的产生与管间吸热不均、存在温差以及此处密封焊接是否有缺陷也是有关联的;另一类是在屏间拼缝采用小盖板单面焊接密封处易发生应力撕裂损坏水冷壁管的现象, 此类现象的发生更是由于炉墙的振动, 导致交变应力的产生, 在交变应力作用下与水冷壁管连接处单面焊接的焊缝受到反复弯折而疲劳开裂。可以说炉墙的振动是某厂造成“四管”泄漏的主要原因之一。
造成炉墙振动的原因主要有流体动力学原因、燃烧动力学原因、炉膛压力波动频率与声学固有频率共振。
防范措施
从检修的角度出发, 减弱炉墙振动, 并控制振动值在合理的范围内。最近的小修中, 某厂着手对炉膛振动进行了整治。这也是某厂建厂以来第一次对炉膛振动开始进行整治, 以前由于认识、技术、人力等不足, 从未开展相应的工作。整治工作分两步进行:第一步, 对振动处炉墙圈梁角销进行处理;第二步, 对振动处炉墙圈梁腯型甲销及销孔进行处理。
对振动处炉墙圈梁角销进行处理
说明:表中数据为工作后测量记录的。
对割下的圈梁与角板联接销与销孔组件测量原始尺寸分别为Φ60mm和68mm, 其原始间隙为8mm, 长期晃动磨损, 磨损后间隙更大 (达13mm~14mm) , 是炉墙振动大的主要原因。2011年某厂1号炉小修中是用Φ70mm圆钢铣削成Φ67mm、长130mm的圆销, 再将其铣削出二相距65mm二平面, 最后二端各车削出长40mm、Φ60mm的圆柱。销与销孔的配合间隙为3mm~4mm, 既能有效降低炉墙晃动幅度、减小炉墙对圈梁的冲击力, 又能充分满足锅炉膨胀的需要。这次小修, 对炉膛炉前上部7层和炉后1层圈梁角销进行更换, 销孔补焊打磨。
对振动处炉墙圈梁腯型甲销及销孔进行处理
经对割下的圈梁腯型甲组件测量原始尺寸, 圈梁腯型甲联接销原始直径为Φ36mm, 销孔原始直径为Φ40mm, 配合间隙为4mm。本次检修, 缩小间隙, 加工孔板 (Φ38mm) 卡入圈梁腯型甲联接销, 再将卡板与销孔板焊接好, 减小销与孔间隙 (2mm) 。本次检修, 对炉膛炉前+51.8m至+40.4m和炉后+51.8m共6根圈梁的销孔进行了处理。
通过上述处理, 原先炉膛振动剧烈区域振动值现降低到1.5~2.0mm。
吹灰器过吹水冷壁的原因分析及防范措施
吹灰器蒸汽吹扫区域水冷壁管被吹损减薄情况也比较严重, 多的年份查出此类问题需要换管处理近200根, 少的年份发现些类问题需要换管的也有10根以上。目前过吹现象主要集中在炉膛吹灰器附近。
原因分析
炉膛吹灰器安装时未能保证喷口起喷方向与水冷壁管屏平面平行。
吹灰管疏水不畅会造成吹灰蒸汽带水。
吹灰蒸汽压力过高, 易导致吹损水冷壁管。
吹灰器在伸缩运行过程中卡涩, 水冷壁管同一位置长时间受蒸汽冲刷, 会导致该方向上的水冷壁管被吹损。
防范措施
根据炉内水冷壁被吹损的位置, 查找相应位置的吹灰器布置情况, 并对该吹灰器的安装、调试情况进行复核, 确保喷口起喷方向与水冷壁管屏平面平行。
为了避免蒸汽带水, 吹灰结束后疏水阀常开, 为了确保进汽阀门的严密性, 在电动门后加装同等级的手动门。对高负荷下吹灰器吹灰压力进行测量, 测量表明需要加装调门, 即进行系统隔离安装调门。
巡检和检修的过程中, 重点关注疏水。在进行炉膛吹灰前, 打开疏水门, 确保吹灰器管内的疏水排干净, 杜绝不疏尽水而直接投运吹灰器。夏季吹灰器吹灰疏水时间5min, 冬季吹灰器吹灰疏水时间10min。为了保证疏水排净, 在疏水门处加装温度测点闭锁装置, 保证疏水门处测点温度为蒸汽温度时才能进行吹灰, 彻底杜绝蒸汽带水吹灰的现象。
加强设备的巡查力度, 及时清理吹灰器传动装置上的积灰, 保证传动齿条的润滑。在巡查过程中如果发现吹灰器管被卡涩, 及时采取措施进行修复, 防止同一位置长时间受蒸汽冲刷。
根据发生的情况针对性地安排对应提升阀进行解体, 防止蒸汽内漏造成管子吹损。
对炉膛吹灰器吹扫起始点进行调整, 避开轻微吹损的扇形区域。
对吹灰器周围水冷壁进行金属喷涂, 增强水冷壁管子的耐磨性和耐腐蚀性。
建立科学合理的炉膛吹灰器运行制度, 结合炉膛出口温度、燃烧煤质及燃烧工况来决定吹灰的频次。
针对其他隐患应采取相应的措施
如在近年锅炉“四管”防磨检查中发现低再管与尾部受热面悬吊管碰磨情况。悬吊管与低再管碰磨产生撞击坑, 最深的达3mm左右, 此类情况可以通过加装防护板来进行防范。
4 采取防范措施后的效果
燃煤锅炉四管泄漏的防范方法 篇4
1 过热器泄漏的防范方法
1) 在过热器泄漏的防范方法中, 最重要的一点就是把握锅炉点火时的升温升压的速度, 这对过热器来说至关重要, 很多过热器泄漏事件都是因为锅炉点火时没有严格控制升温升压速度最终导致的过热器泄漏。
2) 过热器的均匀受热。在过热器泄漏的事件中, 很多也是因为过热器受热不均造成的, 这就需要加强对炉膛进行吹灰保洁工作以及严格控制喷燃气的投入顺序, 只有这样才能保证过热器均匀受热, 不会出现因受热不均而造成的泄漏事故。
3) 防止过热器出现二次燃烧。二次燃烧也是过热器泄漏的原因之一, 要想防止出现因二次燃烧而导致的过热器泄漏就必须保证有足够的过剩空气和煤粉的细度。
4) 减温系统的正常运行。减温系统是过热器的重要安全保障, 如果减温系统不能正常运行将直接导致过热器管因结垢而泄漏。
5) 减温水的控制。在减温系统中添加减温水是非常重要的一步, 如果减温水猛增或者猛减都会直接造成减温器损坏。
6) 再热气温以及过热气温温度的保持。在锅炉的正常运行中, 再热气温以及过热气温温度的控制对于过热器来说至关重要, 如果两者的温差过大会造成过热器的损坏。
2 省煤器泄漏的防范方法
1) 锅炉点火后进水的控制。在锅炉点火后对于进水的控制一般分为无需进水和间断进水两种。如果不用进水, 那么此时省煤器内部就会形成大量的水蒸气, 这些停滞的水蒸气会让省煤器的局部出现高温的情况。在间接进水的情况下, 因为省煤器内的温度变化不定, 这给省煤器的金属焊缝带来了很大的安全隐患。通常情况下, 为了防止上述安全隐患的出现, 可以利用给水旁路均匀给气, 这样就可以保持省煤器内的水蒸发处于流动的状态, 从而解决省煤器泄漏的隐患。
2) 锅炉运行中温度和给水量的控制。水量和温度的控制都是省煤器正常运行的保障, 最需要注意的就是给水的猛减或者猛加, 这两种情况都会造成省煤器过热而带来泄漏的安全隐患。
3) 在实际运行中, 随时掌握省煤器两侧烟温是否存在偏差, 如果出现偏差情况, 那么需及时查明原因及时解决。很多情况下出现偏差都是由于省煤器泄漏所引起的, 这时候应该停炉进行处理, 防止破坏其余管子。
4) 为了避免省煤器管氧出现腐蚀情况, 在运行过程中, 既要检测除氧器的温度和压力是否符合具体要求, 也需要检测排氧门是否处于开启状态、温度是否正常等等。
5) 为了避免飞灰磨损管道, 可运用如下几种方法:第一, 局部烟气速度较快的地方, 管子很多部位容易发生磨损, 对这些容易发生磨损的地方应该加强防磨装置, 防止管子多数部位过早破裂;第二, 烟气流动速度的控制, 特别要控制过道处烟气的速度, 所以在维修和安装管道时, 应保证煤管子与墙面之间无空隙, 另外还需要保证各种蛇形管间距离要均等;第三, 想要进一步加强管子的抗磨性, 可采用煤器管冷喷涂高温耐磨涂料, 在检查过程中, 严格按照相关检查规定进行, 尤其是管道容易产生磨损的地位, 一旦发现有磨损的情况, 应该立即修补。
3 水冷壁管泄漏的防范方法
为了避免水冷壁管出现泄漏的情况, 一定要保证炉水和给水的质量, 防止腐蚀水冷壁管, 需注意如下几点事项:调整燃烧程度, 保证火焰均匀燃烧, 避免水冷壁管有的地方过于太热, 出现受热不均匀现象;进行升温或者升压时, 一定要按照具体规定进行, 严格操作。在维修过程中, 吹灰器周围的管子一定要仔细检查, 如果在检查中发现吹损管子存在加装防磨罩, 这时应及时检查吹灰器;提高焊工的技术水平和职业素养, 促使他们能够严格按照焊接工艺要求进行工作, 在处理焊后探伤时要认真仔细, 不能留有问题。另外, 还需要对钢材进行加强管理, 完善领料规章制度, 防止材料出现错用情况。
1) 选择合适的燃烧器或者换点火油嘴, 这样可以使水冷壁均匀受热。在下联箱子的指示下, 我们可掌握水冷壁所发生的膨胀情况以及受热情况。膨胀很少的水冷壁管, 可以使用下联箱进行放水, 但需要根据下联箱的实际情况, 进行放水。之所以要这样做, 主要目的是为了引来气泡中温度较高的水, 促进热水与冷水的循环。在加强水循环之后, 气泡内的水流动也会随之加强, 这样可直接减少气泡之间的温差。目前, 锅炉也经常运用邻炉来将蒸汽送入到下联箱内进行加热炉水, 在启动中, 可以进一步促进水冷壁管的水循环。
2) 在正常运行中, 为了防止锅炉内低水位的继续运行, 防止破坏水冷壁的水循环。如果水冷壁上发生明显的结焦时, 那么应该及时进行打掉, 在进行打焦时, 为了防止落下大块的焦渣, 破坏冷灰斗, 在水冲打焦渣时, 不能直接将水冲到受热面。
3) 在启动锅炉时, 必须进行成对投油水, 保持均匀燃烧, 气压也随之上升。在正常运行情况下, 也应保持增减负荷的均匀性, 决不能发生猛降或者猛升的情况。严格按照锅炉排污制度规章进行, 每一个循环回路都需要按时排污, 在通常情况下, 排污门在全开时决不能超过30秒, 在运行过程中, 一定要定期排污, 防止积物沉积过多, 破坏水的正常循环。
4 再热器管泄漏的防范方法
1) 在锅炉点火逐渐升压时, 需要按照具体规定要求, 控制好升压升温的速度, 按照锅炉滑参数的升压升温曲线进行, 每一个疏水门的畅通运行, 避免蛇形管发生水塞状况, 防止再热水管壁温度的不断升高。
2) 在升温升压中, 所投入的油枪应该成对投入, 防止烟温差过大。
3) 定期清理炉膛受热面, 均匀燃烧, 每一层喷然器的投入顺序, 都需要针对现场实际情况进行, 避免气温突然增高。
4) 保持足够的过剩空气以及煤粉的细度, 避免尾部由于受热面积过大, 出现二次燃烧的情况。
5) 另外, 还需重视如下两点问题:第一, 出现腐蚀或者磨损现象, 都会使增加管壁应力, 使管壁变薄, 也会影响到管子的使用寿命, 周期性的管子震动和温度发生变化, 都会产生正负交变应力, 出现这样的问题, 会导致金属内部也会随之发生变化, 引起金属内部破坏;第二, 在固定压力下, 金属蠕变速度与温度变化有着直接的关系, 温度在逐渐升高的情况, 蠕变速度也会随之加快, 这样也会直接缩短金属的使用时间, 因此, 唯有控制好蒸汽温度, 才能延长管子的使用寿命。炉子内部水冷壁出现结渣、再热器积灰、受热起结垢、受热不均匀等等现象, 这些现象都会导致整个管组出现超温情况。上诉所讲的这两点问题, 都是在燃煤锅炉四管运行中容易发生的, 因此需尽量避免这两点问题的发生。
5 结论
综上所述, 燃煤锅炉四管的维护是一项非常艰巨的持久战, 从锅炉本身的结构特点来说, 很多装备都是从开始就已经确定了的, 一旦出现故障和问题都难以修理, 因此对于燃煤锅炉的安全隐患来说应该重在维护, 只有这样才能保证燃煤锅炉的安全运行。
摘要：在燃煤锅炉的正常运行中, 有一个非常大的安全隐患就是四管泄漏所带来的安全事故, 所谓的四管是指省煤器、再热器、过热器、水冷壁, 这四管的泄漏都会造成燃煤锅炉的停运, 因此, 无论是提高燃煤锅炉的安全性能还是经济性能, 对燃煤锅炉四管泄漏进行研究都具有实际意义。
关键词：燃煤锅炉,四管,泄漏,防范
参考文献
[1]崔浩, 刘云燕, 于森.电厂锅炉四管泄露原因分析及应对措施[J].内蒙古科技与经济, 2009 (20) .
锅炉四管泄漏原因分析及改造方案 篇5
1 锅炉四管泄漏原因分析
对锅炉共作了4次校核计算, 分别为原设计用煤、100%负荷;锅炉实际燃用煤 (收到基低位发热量15 380 kJ/kg) 、100%负荷及85%负荷;锅炉实际燃用煤 (收到基低位发热量14 100 kJ/kg) 、100%负荷。
通过对1号、2号锅炉四管泄漏记录和校核计算结果分析, 除材质、焊接等原因外, 认为1、2号锅炉四管泄漏的主要原因是热偏差 (吸热不均匀性) 及飞灰冲击磨损。下面从锅炉结构、锅炉燃料、锅炉运行几个方面进行分析。
1.1 锅炉结构
根据锅炉结构参数及设计煤种, 对锅炉进行校核计算, 并与锅炉厂提供的锅炉设计计算结果进行比较, 结果相差不大。从设计角度看, 低温段过热器烟速偏高, 设计值为11.1 m/s, 计算值为10.88 m/s。过热器和再热器的烟气流速选择受积灰、磨损、传热等因素影响, 主要受煤中灰分的影响较大。在锅炉额定负荷时, 布置在水平烟道时烟气速度应限制在11 m/s以下;布置在尾部竖井时, 烟速不宜超过9 m/s。锅炉竖井烟温降到600～700 ℃, 飞灰已无粘性, 灰粒变硬, 对管壁的磨损增大, 应采取相对较低的烟气速度6～7 m/s。
1.2 锅炉燃料
锅炉设计煤种为鸡西烟煤, 煤的收到基低位发热量为17 635 kJ/kg, 煤的收到基灰分Aar为41.1%, 而实际用煤收到基低位发热量为14 100 kJ/kg, 煤的收到基灰分为Aar为47.5%, 煤的发热值降低, 灰分增多, 这对锅炉安全、经济运行影响很大。由于实际用煤发热值降低, 灰分增多, 为了保证锅炉负荷及参数, 就要相应增加燃料量, 使炉内烟气量和烟气中飞灰浓度增加, 炉膛出口烟温升高, 各受热面烟气流速增大。从锅炉设计煤种与实际用煤的热力计算 (校核计算) 汇总表中看出, 煤质下降, 流经受热面的烟气速度增加。烟气流速提高将导致磨损量迅速增加。
燃用煤质变差, 炉内火焰会因燃尽困难而拉长, 火焰中心位置移向炉膛上方, 炉膛出口温度增加, 对流受热面烟速增加, 磨损增大。
注:E1为设计煤种的磨损量;E2为低位发热量15 380 kJ/kg磨损量;E3为低位发热量14 100 kJ/kg磨损量;E4为低位发热量15 380 kJ/kg 85%负荷下的磨损量。
表1为不同煤质及负荷下最大磨损量比较。由表1中见, 若忽略其他因素影响, 燃用低位发热量15 380 kJ/kg煤时, 各受热面磨损量相对设计煤种增加10%以上;燃用低位发热量14 100 kJ/kg煤时, 磨损量更增加30%左右。若考虑煤种改变、灰分浓度增加及烟气流速不均的影响, 受热面的磨损会更加剧烈。
1.3 锅炉运行
在锅炉实际运行中, 吸热不均匀会导致过热器、再热器产生热偏差。由于热偏差的存在, 有的管内蒸汽温度将超过平均气温, 个别管壁温度会超过安全极限, 产生烧损爆管事故。
炉膛出口处烟气流的扭转残余会导致进入烟道内的烟气温度和流速的分布不均匀, 使过热器、再热器吸热不均匀, 产生热偏差。燃烧器四角布置、切圆燃烧的锅炉, 整个炉膛内是一个旋转上升的大火炬, 炉膛出口处烟气仍有旋转, 两侧的流速与烟温具有较大差异, 烟温差可达100 ℃以上, 这就是“扭转残余”。火焰中心偏移、燃烧组织不良以及四角切圆燃烧锅炉烟气的扭转残余, 都会导致进入烟道内的烟气温度和流速分布不均匀, 使过热器、再热器产生热偏差, 同时流速分布不均和飞灰浓度的分布不均会引起受热面磨损加剧。
过热器或再热器管排的横向节距不均匀、积灰和结渣的不均, 可能形成“烟气走廊”。 烟气走廊两侧管排的烟气冲刷流速较高, 对流传热量增大, 吸热量增加, 同时也会使管排的磨损加剧。
2 改造初步方案
2.1 燃料方面
采用与锅炉设计用煤近似煤 (收到基低位发热量为17 000～18 000 kJ/kg, 收到基灰分为35%～40%) 。由表2可见, 燃用设计用煤时, 锅炉各对流受热面的烟速比锅炉实际用煤时降低, 由于管壁的磨损量与烟气流速的3.3次方成正比, 烟气流速度的降低可显著降低管子的磨损量。与锅炉实际用煤比较, 磨损量可降低10%～30%。
2.2 锅炉结构方面
屏式过热器、高温段过热器、高温段再热器、水平低温段再热器处烟气流速在设计范围内, 此处结构不需要改变。水平低温段过热器处烟气流速较高, 如加大管排间距离, 可降低烟气流速, 但需要增加受热面积。由于烟道空间有限, 无法增加受热面, 故锅炉主要受热面结构可不变。尾部受热面可以采取如下防磨措施:
a.在烟道转弯处加装导向板装置, 使流速和飞灰浓度尽可能均匀;在烟气走廊进口处加装梳形管以改善走廊进口处的烟速分布;在蛇形管弯头处加护瓦, 可降低管束间烟气的横向流动, 阻止走廊内烟速的增加。
b.在磨损严重部位加防磨装置。在低温过热器、低温再热器、省煤器每级第一、二排管的迎风面加装护瓦, 在贴炉墙处或弯头处加装护帘、护瓦等防磨装置。
c.在空气预热器管子入口处外接防磨管或加防磨环。
2.3 锅炉运行
在锅炉运行中, 适当降低锅炉负荷及相关参数, 能够降低对流受热面的烟速, 减少飞灰冲击磨损。在锅炉结构不变、锅炉燃料为现有燃料 (收到基低位发热量为14 000～16 000 kJ/kg, 收到基灰分在42%～48%) 的前提下, 适当降低锅炉负荷及相关参数, 可减少磨损。从表2中可见, 锅炉负荷由100%降到85%时, 对流受热面烟速显著减小, 最大磨损量近似比值为2左右。如原来每年磨损1 mm, 负荷降到85%时, 每年只磨损0.5 mm, 降低50%左右。
降低锅炉负荷及相关参数, 将影响到电厂的经济性与安全性。如蒸汽温度每降低10 ℃, 循环热效率降低0.5%。锅炉负荷及相关参数降到多少, 需要通过锅炉热平衡试验及燃烧调整试验来确定, 不但要考虑锅炉热效率及电厂循环热效率等经济指标, 而且要考虑减少四管泄露等安全问题, 最终找到能兼顾经济性与安全性的锅炉负荷及参数。
将最上层三次风与一、二次风旋转方向相反的反切圆布置, 可减少炉膛出口的扭转残余, 减少吸热不均匀。
采用较低的过量空气系数及减少炉膛和烟道的漏风量, 可以降低尾部烟道烟速。
3 结 论
综上所述, 1号、2号锅炉四管泄漏主要原因如下:
a.锅炉设计时低温段过热器烟气流速选择偏高。
b.锅炉燃用煤发热值较低, 灰分含量较高, 导致对流受热面烟速增大, 烟气中灰量增加, 飞灰冲击磨损量增加, 造成泄露。
c.炉膛出口处烟气流的扭转残余导致进入烟道内的烟气温度和流速分布不均匀, 使过热器、再热器吸热不均匀, 产生热偏差。
d.过热器或再热器管排的横向节距不均匀, 形成“烟气走廊”, 产生热偏差。
e.过热器或再热器局部结渣或积灰, 造成阻塞, 导致烟速分布不均。