1防火間距應(yīng)符合要求

防火間距可降低燃燒區(qū)的熱輻射能對(duì)鄰近罐、設(shè)備的影響,避免將鄰近的儲(chǔ)罐或設(shè)施烤著,導(dǎo)致災(zāi)害擴(kuò)大。由于液化石油氣的較大火災(zāi)危險(xiǎn)性,故它的防火間距較大。儲(chǔ)罐之間的防火間距不應(yīng)小于相鄰較大罐的直徑,分組布置的儲(chǔ)罐應(yīng)單排布置,組與組之間的距離應(yīng)不小于20m。液化石油氣儲(chǔ)罐或罐區(qū)與建(構(gòu))筑物,堆場(chǎng)、道路等設(shè)施的安全距離應(yīng)符合規(guī)范所規(guī)定的要求。1984年11月19日,墨西哥國(guó)家石油公司液化石油氣儲(chǔ)運(yùn)站由于管線(xiàn)泄漏引起大火,后發(fā)生了液化石油氣的蒸氣爆炸,650人死亡,6000人受傷,近3.1萬(wàn)人無(wú)家可歸,財(cái)產(chǎn)損失高達(dá)2250萬(wàn)美元(1990年幣值)。其事故教訓(xùn)之一,就是儲(chǔ)罐間防火間距太小,以至火災(zāi)引起一個(gè)儲(chǔ)罐燃燒爆炸后,其他儲(chǔ)罐也受到波及,緊接著發(fā)生一連串的連鎖爆炸引發(fā)更多的傷亡和損失。

2儲(chǔ)罐表面涂白防護(hù)

儲(chǔ)罐表面涂白防護(hù)是將罐體表面涂成白色,借以反射陽(yáng)光直射的熱量。夏季陽(yáng)光直曬到地面的熱流率大約為1010W/m2,儲(chǔ)罐若是黑體,90%的熱量可以被吸收,而若是白體,僅有20%~30%被吸收,罐體表面的光滑度和清潔度越高,吸收的熱量越少。

采用2個(gè)長(zhǎng)15m、直徑為2.9m,體積為113m3圓筒形儲(chǔ)罐,在7月的2天里進(jìn)行陽(yáng)光下受熱試驗(yàn),罐重35900kg,內(nèi)容物49100kg,液體充裝度為90%,罐表面沒(méi)有隔熱層,但是被涂成白色。其中一個(gè)罐在實(shí)驗(yàn)前迅速被裝滿(mǎn),類(lèi)似于絕熱壓縮,因此該罐的初始溫度較高。實(shí)驗(yàn)期間沒(méi)有任何液化氣輸入和輸出。。隨著環(huán)境白天和黑夜溫度變化,罐內(nèi)溫度變化僅在幾度范圍,曲線(xiàn)呈正弦波趨勢(shì)。環(huán)境的平均溫度為25.2℃,而罐內(nèi)的平均溫度不高于28.2℃。

3噴淋水膜防護(hù)

噴淋水膜防護(hù)是直接向罐體表面噴淋水,形成一層水膜進(jìn)行防護(hù);采用在輻射火焰和罐之間噴射水幕吸收輻射熱也屬此類(lèi)方法。這種方法需要有足夠的供水量,可用的操作系統(tǒng),保證在遭受火災(zāi)時(shí)能快速啟動(dòng),一般適用于固定容器,不適用于移動(dòng)的槽、罐。在液化石油氣儲(chǔ)罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí),為了防止發(fā)生新的燃燒和爆炸,需用大量的噴淋水對(duì)著火罐和相鄰罐及設(shè)備進(jìn)行冷卻,儲(chǔ)罐宜設(shè)置固定式消防噴淋裝置。噴淋裝置宜采用噴霧頭。儲(chǔ)罐上的液位計(jì)、進(jìn)出管線(xiàn)的閥門(mén)、梯子等薄弱環(huán)節(jié)應(yīng)設(shè)有輔助噴霧頭。消防用水量及設(shè)儲(chǔ)水池的要求應(yīng)按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。噴淋裝置的控制閥宜放在距罐壁10m以外、便于操作的地點(diǎn)。

噴淋水膜的強(qiáng)度可以根據(jù)火焰熱輻射強(qiáng)度、受保護(hù)容器的尺寸、幾何形狀和充裝量加以調(diào)節(jié)。用池火或丙烷燃燒器模擬的火災(zāi)熱輻射作用于液化石油氣儲(chǔ)罐,罐壁受?chē)娏芩けＷo(hù),確定在一定時(shí)間內(nèi)罐壁不失效的最低噴淋供水強(qiáng)度,即安全噴淋強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明;當(dāng)4.85m3的儲(chǔ)罐受?chē)?.7L/m2·min噴淋強(qiáng)度保護(hù)和0.5m3的儲(chǔ)罐受9.61L/m2·min噴淋強(qiáng)度保護(hù)時(shí),足以保證在90min甚至更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),罐內(nèi)氣相部分的壁溫低于90℃;然而,必須在罐壁溫度達(dá)到300℃之前啟動(dòng)水噴淋裝置,并且保持罐壁表面完全濕潤(rùn),否則罐壁溫度很快上升至500~600℃,短時(shí)間內(nèi)便會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)罐失效。儲(chǔ)罐的幾何形狀和火焰強(qiáng)度直接影響到安全噴淋強(qiáng)度,表1列出了不同幾何形狀儲(chǔ)罐和火焰強(qiáng)度下的安全噴淋強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:處于火災(zāi)場(chǎng)所的液化石油氣儲(chǔ)罐,在大于安全噴淋強(qiáng)度的水膜保護(hù)下,保持器壁無(wú)干燥表面,并在器壁溫度達(dá)到300℃之前就已啟動(dòng)水噴淋裝置,能夠在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)不失效。如果儲(chǔ)罐上設(shè)置的安全閥能夠正常工作,安全噴淋強(qiáng)度9.61L/m2·min可降低到7~8L/m2min以下。

4保溫隔熱防護(hù)

保溫隔熱防護(hù)是采用一種具有低導(dǎo)熱性能和內(nèi)部能發(fā)生吸熱的隔熱耐火物質(zhì),覆蓋于罐體表面進(jìn)行防護(hù)。這種方法較適用于火車(chē)槽車(chē)和汽車(chē)槽車(chē);對(duì)于球形固定儲(chǔ)罐的鋼支柱應(yīng)作保溫隔熱防護(hù),耐火極限不應(yīng)低于2h。

用1m3的液化石油氣儲(chǔ)容器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),容器器壁無(wú)保溫隔熱層,進(jìn)行火焰烘烤,在7.7~9.5min內(nèi)便發(fā)生了爆炸。2個(gè)64t充滿(mǎn)丙烷的鐵路槽車(chē)陷入火中,未使用保溫隔熱層防護(hù)的在24min時(shí)發(fā)生了蒸氣爆炸,而使用了保溫隔熱層的則94min后才發(fā)生爆炸。同樣的鐵路槽車(chē)實(shí)驗(yàn)條件下,使用容器體積為原來(lái)的1/5,在其外部夾套內(nèi)用聚氨酯泡沫作為保溫隔熱層,在受火焰烘烤40min內(nèi),傳入罐內(nèi)的熱流率僅為輻射熱的1/5~1/6。

在容器上安裝或不裝安全閥,測(cè)定在安全閥的安全泄放作用下,隔熱墊層的防護(hù)能力。一個(gè)充裝量為25%~50%的1.9m3丙烷容器,沒(méi)有安全閥,被火焰烘烤8~14min后發(fā)生了蒸氣爆炸;若容器上裝有安全閥,則爆炸沒(méi)有發(fā)生。表2列出了不同體積的球形容器,受隔熱介質(zhì)防護(hù)的性能。

由此可見(jiàn),保溫隔熱防護(hù)方法能有效地延續(xù)和防止受熱輻射的液化石油氣容器壁溫升高、器內(nèi)溫度和壓力升高。在容器內(nèi)部存在液化氣體的情況下,容器內(nèi)氣相部分的壁溫可保持在300℃以下。設(shè)有安全閥的較小容積的容器,安全泄放時(shí)間可達(dá)1h以上,較大容器的容器在幾小時(shí)以上,保溫隔熱層可降低輻射熱的傳遞速度,使安全閥能夠及時(shí)釋放出進(jìn)入容器中的熱能,避免過(guò)熱。這種方法較其他防護(hù)方法更依賴(lài)于安全閥的動(dòng)作。

5安全泄放防護(hù)

液化石油氣罐上設(shè)置的安全閥具有重要的作用,避免了由于器內(nèi)壓力升高而引起的高溫過(guò)熱液體,同時(shí)其安全泄放起到了泄壓冷卻的作用。儲(chǔ)罐上設(shè)置的安全閥應(yīng)是全啟封閉彈簧式安全閥。容器為100m3或100m3以上的儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)2個(gè)或2個(gè)以上的安全閥,并且安全閥應(yīng)裝設(shè)放散管,其管徑不應(yīng)小于安全閥出口的管徑。放散管管口應(yīng)高出儲(chǔ)罐操作平臺(tái)2m以上,且應(yīng)高出地面5m以上,安全閥與罐之間必須裝設(shè)閥門(mén)。

儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)設(shè)備用儲(chǔ)罐,以備開(kāi)罐檢查、檢修及發(fā)生事故時(shí)用,火災(zāi)時(shí),為了安全,將危險(xiǎn)區(qū)域的易燃物料轉(zhuǎn)移到安全地帶的備用儲(chǔ)罐中。

6堆土掩埋罐體防護(hù)

液化石油氣儲(chǔ)罐也可用堆土掩埋或半埋進(jìn)行罐體防護(hù),兩樣也可起到防止熱輻射的作用,同時(shí)還可保護(hù)罐體免受爆炸拋射物的沖擊,延遲儲(chǔ)罐失效的時(shí)間可更長(zhǎng)。用土掩埋一般要求在容器周?chē)粋€(gè)坡度不超過(guò)34°的防護(hù)墻,需要占地面積較大,此法較適用于球形儲(chǔ)罐的防護(hù)。然而,使用沙粒與纖維混合制成的新掩埋材料能提高防護(hù)墻的坡度達(dá)75°以上,從而能降低其厚度,減少占地面積,因?yàn)檫@種合成新材料具有較強(qiáng)的粘合力。

用金屬板模擬罐壁進(jìn)行的堆土掩埋實(shí)驗(yàn)得出良好的隔熱防護(hù)結(jié)果。表3為傾斜金屬板在堆土掩埋防護(hù)下,火焰輻射強(qiáng)度和時(shí)間與不同防護(hù)深度處的溫度升高情況。

由于合成纖維材料在高溫下受到破壞而降低粘合力,堆層在火焰中會(huì)受到不同程度的損壞,但堆層的厚度降低是緩慢的,火焰持續(xù)幾小時(shí)以后,一個(gè)1m厚的堆層外表面僅減薄35cm,受保護(hù)的金屬板仍然保持著最初的溫度。

實(shí)驗(yàn)表明,采用這種防護(hù)方法,堆層的厚度應(yīng)保持在0.5~1m范圍,盡管堆層的外表面在火熔爐熱作用下會(huì)有一定程度的損壞,但器壁和器內(nèi)裝物的溫度仍能在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)保持不變,取得良好的防護(hù)效果。

為了保護(hù)液化石油氣罐來(lái)自外部的影響,還可在罐外層建上很厚的預(yù)應(yīng)力混凝土層,如終端檢測(cè)罐。

篇2:循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損采用防磨措施

循環(huán)流化床鍋爐以綜合利用和燃燒技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)展迅速,但在實(shí)際運(yùn)行中也暴露出了一些問(wèn)題,其中最主要是磨損問(wèn)題,直接影響了鍋爐長(zhǎng)期穩(wěn)定的安全運(yùn)行。我們經(jīng)過(guò)幾年的不斷探討和實(shí)踐,并借鑒循環(huán)流化床鍋爐使用的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),采用了一些解決實(shí)際磨損問(wèn)題的措施。

公司現(xiàn)有二臺(tái)75T/H次高壓、次高溫、中溫分離循環(huán)流化床鍋爐,一臺(tái)75T/H次高壓、次高溫、高溫分離循環(huán)流化床鍋爐。1#鍋爐是96年北京鍋爐廠生產(chǎn)中溫分離鍋爐,于2000年5月18日投入運(yùn)行。2#鍋爐是2000年唐山鍋爐廠生產(chǎn)中溫分離鍋爐,于2000年7月投入運(yùn)行。3#鍋爐是20**年濟(jì)南鍋爐廠生產(chǎn)的高溫分離鍋爐,于20**年12月投入運(yùn)行。

因1#、2#爐爐型屬中溫分離,該爐型的優(yōu)點(diǎn)是煤種適應(yīng)性廣,熱效率高,負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大,運(yùn)行易于控制穩(wěn)定等特點(diǎn),但是這種爐型的磨損問(wèn)題是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。磨損的問(wèn)題主要在爐內(nèi)受熱面。該爐在爐膛內(nèi)由下而上交叉緊密布置了蒸發(fā)管層、高溫過(guò)熱器層,低溫過(guò)熱器層、高溫省煤器層等受熱面,直接受到高溫?zé)熁覛饬鞯母咚贈(zèng)_刷,管系磨損較快,這已是這種爐型存在及發(fā)展的弱點(diǎn),且燒煤矸石量越大,磨損程度越快。從國(guó)內(nèi)已運(yùn)行的該爐型來(lái)看,爐內(nèi)受熱面的布置和固定裝置均存在不同的缺陷,管排中易形成煙氣走廊,受熱面大多數(shù)彎頭、迎風(fēng)面等未考慮有效的整體防磨措施。另外蒸發(fā)管管壁厚度僅3毫米,再加上安裝質(zhì)量如控制不嚴(yán)格,就會(huì)大大減少該爐型的使用壽命。我們就有關(guān)問(wèn)題考察和了解同類(lèi)型的鍋爐在運(yùn)行的廠家,大多都存在上述問(wèn)題。鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)率在80%以上,一般兩年左右就要更換一套蒸發(fā)管,四年左右就要更換一套高、低過(guò)熱器。每次工期在15天左右。

由于我公司1#鍋爐屬早期產(chǎn)品,存在上述不利因素較多,該爐已運(yùn)行3年6個(gè)月時(shí)間,2#鍋爐已運(yùn)行3年4個(gè)月時(shí)間,在這期間暴露的磨損問(wèn)題很多。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)出現(xiàn)磨損問(wèn)題,要及時(shí)采取防磨措施,這樣才能得到較好的效果。

根據(jù)存在不同的磨損情況,我們利用計(jì)劃?rùn)z修和其它停爐機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)加裝了各種類(lèi)型的防磨護(hù)瓦、板件等6000多套,對(duì)于不容易實(shí)行防磨措施的部位,進(jìn)行了技術(shù)改造。通過(guò)實(shí)施以上措施,對(duì)延長(zhǎng)鍋爐受熱面使用壽命,提高運(yùn)轉(zhuǎn)率,起到了很好的作用。

主要采用的防磨措施有以下幾點(diǎn):

1、對(duì)于最容易受磨損蒸發(fā)管部位,所有直管迎風(fēng)面增裝防磨護(hù)瓦,所有彎管表面全增裝防磨護(hù)瓦。

2、高溫過(guò)熱器下部彎管表面全增裝防磨護(hù)瓦,原來(lái)的有孔防磨導(dǎo)流板改為耐熱鋼無(wú)孔防磨導(dǎo)流板。

3、鍋爐原設(shè)計(jì)高、低過(guò)熱器之間是沒(méi)有空間的,沒(méi)有辦法檢查磨損情況和采取的有效防磨措施。為了解決上述問(wèn)題,在不影響鍋爐出率的情況下,進(jìn)行了高低過(guò)熱器之間增加檢修檢查空間改造,低溫過(guò)熱器每排去掉下部?jī)筛艿?并壓縮列管排列空間整體上移380mm,高溫過(guò)熱器壓縮列管排列空間整體下移120mm,爐體單面增加三個(gè)人孔門(mén)。改造后高、低過(guò)熱器增加700mm高度的檢修檢查空間。

4、高溫省煤器下部彎管表面全增裝護(hù)瓦,原來(lái)的有孔防磨導(dǎo)流板改為耐熱鋼無(wú)孔防磨導(dǎo)流板。

5、爐膛出口水冷壁管也是容易受磨損的部位,下部彎管部位采用注料耐火澆注料保護(hù),直管部分采用加裝防磨護(hù)瓦保護(hù)。

6、低溫省煤器彎頭部位存在磨損現(xiàn)象,采取能加到防磨護(hù)瓦加防磨護(hù)瓦,并將整個(gè)彎頭部分用鋼板遮擋防磨。

1#、2#鍋爐在蒸發(fā)管大面積增加防磨護(hù)瓦和高、低過(guò)熱器改造增加檢修空間條件下,出力出率正常,達(dá)到了改造預(yù)期的目的。所采用的防磨措施,特別是對(duì)蒸發(fā)管的防磨措施,將大大提高其使用壽命。

3#鍋爐爐型屬高溫分離,磨損問(wèn)題主要在燃燒室衛(wèi)燃帶上沿膜式壁管的磨損。灰沿膜式壁管由上向下流到衛(wèi)燃帶上沿受到阻礙,轉(zhuǎn)向時(shí)灰粒撞擊膜式壁,造成膜式壁的磨損,磨損范圍在衛(wèi)燃帶上沿300mm范圍內(nèi)。

廠家根據(jù)該爐灰粒流動(dòng)特點(diǎn),對(duì)衛(wèi)燃帶膜式壁管采用了耐磨合金噴焊措施,使灰粒的著力點(diǎn)不直接在膜式壁管上,從而減少了膜式壁的磨損,但是經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明,耐磨強(qiáng)度和使用壽命根本達(dá)不到要求。一般在半年左右就會(huì)出現(xiàn)磨穿問(wèn)題,主要是衛(wèi)燃帶的膜式壁管與膜板夾溝處磨損嚴(yán)重。

為解決上述問(wèn)題,提高衛(wèi)燃帶膜式壁管使用壽命,主要考慮采用以下兩項(xiàng)措施:

1、對(duì)衛(wèi)燃帶膜式壁管的噴涂選擇高強(qiáng)度耐磨合金,以提高耐磨性能。

2、在衛(wèi)燃帶膜式壁管上部加裝耐熱防磨導(dǎo)流板,減少回流灰的直接沖刷,目前已加裝部分試用。

我們使用循環(huán)流化床鍋爐雖然有三年多的時(shí)間,但是和早期使用循環(huán)流化床鍋爐的廠家經(jīng)驗(yàn)相比還有差距,以上只是根據(jù)我們的碰到實(shí)際問(wèn)題而采用的措施。這些防磨措施的實(shí)施,可以減小和遏止其磨損速度,延長(zhǎng)其使用壽命。我們認(rèn)為最有效的措施是在剛開(kāi)始安裝或大修更換部件時(shí),就要落實(shí)切實(shí)可行的防磨措施,要比運(yùn)行中或發(fā)現(xiàn)磨損問(wèn)題再采取措施的效果要好。

篇3:鍋爐受熱面安全運(yùn)行措施

1.1?過(guò)熱器和再熱器的安全運(yùn)行

過(guò)熱器,再熱器是鍋爐的主要受熱部件之一,在啟停過(guò)程中和變工況運(yùn)行時(shí),過(guò)熱器,再熱器受熱面的安全運(yùn)行應(yīng)特別引起重視,運(yùn)行中應(yīng)滿(mǎn)足兩個(gè)要求。

(1)過(guò)熱汽溫和再熱汽溫應(yīng)符合汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn),升速,并網(wǎng),升負(fù)荷等要求。

(2)過(guò)熱器和再熱器在鍋爐啟停及不同負(fù)荷下運(yùn)行母管壁應(yīng)不超過(guò)材料的許可溫度,聯(lián)箱,管子等不產(chǎn)生過(guò)大的周期性熱應(yīng)力,以延長(zhǎng)其使用壽命。

1.1.1過(guò)熱器的安全運(yùn)行

鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中過(guò)熱器受熱面的冷卻是靠自身蒸汽的流動(dòng)來(lái)完成的,此時(shí)若熱偏差過(guò)大,就會(huì)引起過(guò)熱器管壁金屬的超溫。一般來(lái)說(shuō),立式過(guò)熱器的積水是無(wú)法通過(guò)疏水門(mén)放掉的。爐水壓試驗(yàn)后啟動(dòng),立式過(guò)熱器內(nèi)就充滿(mǎn)了水,停爐后啟動(dòng)時(shí)立式過(guò)熱器中也往往會(huì)有一部分凝結(jié)水,雖然各種過(guò)熱器都設(shè)有疏水裝置,但過(guò)熱器中間蛇形管底部的積水無(wú)法疏出,這部分積水便會(huì)形成水塞,防礙蒸汽的流動(dòng),由于布置等原因,各平行管中的積水往往是不均勻的,在通汽壓力不足時(shí),僅部分積水少的管子能疏通,積水多的管子往往仍處于水塞狀態(tài),這就造成了管內(nèi)工質(zhì)流量的差異,使各平行管間產(chǎn)生熱偏差。

對(duì)于墻式過(guò)熱器,如果下部聯(lián)箱疏水不充分時(shí),也易造成水塞。鍋爐運(yùn)行中,燃燒不良,煙道內(nèi)局部積灰嚴(yán)重,造成兩側(cè)煙氣量或煙溫分布不均勻時(shí),也會(huì)造成熱偏差。

1.1.2再熱器的安全運(yùn)行

爐啟動(dòng)初期,當(dāng)過(guò)熱器系統(tǒng)尚未建立壓力,旁路系統(tǒng)尚未投運(yùn)之前,墻式再熱器處于干燒狀態(tài),此時(shí)為了防止管壁超溫,應(yīng)嚴(yán)格控制爐膛出口煙溫不得大于540℃。除此之外,再熱器的工作狀態(tài)及安全運(yùn)行,與過(guò)熱器基本相同,在此不再重復(fù)。

1.2?省煤器的保護(hù)及安全運(yùn)行

汽包鍋爐,在汽包和省煤器進(jìn)口之間連接有再循環(huán)管,管上裝有再循環(huán)門(mén),鍋爐啟動(dòng)期間或事故情況下,如停止進(jìn)水時(shí),應(yīng)將再循環(huán)門(mén)開(kāi)啟。由于省煤器內(nèi)工質(zhì)吸收煙氣熱量以及省煤器和汽包之間存在一定的位差,造成省煤器和汽包內(nèi)工質(zhì)的重度發(fā)生差別,使汽包內(nèi)爐水經(jīng)再循環(huán)門(mén)流至省煤器形成水循環(huán),從而起到了保護(hù)省煤器的作用。正常運(yùn)行時(shí)鍋爐不斷進(jìn)水,再循環(huán)關(guān)閉。但應(yīng)確保再循環(huán)門(mén)關(guān)閉嚴(yán)密,防止給水經(jīng)再循環(huán)門(mén)短路直接進(jìn)入汽包,從而造成省煤器因缺水而過(guò)熱損壞。

對(duì)于直流鍋爐,由于省煤器沒(méi)有再循環(huán)裝置,所以啟動(dòng)過(guò)程中應(yīng)鍋爐給水流量應(yīng)式中大于最小啟動(dòng)給水流量,以保護(hù)省煤器的安全運(yùn)行。另外,省煤器出口一般設(shè)置了排空管路,將省煤器內(nèi)的殘余空氣或部分汽化蒸汽排至鍋爐汽水分離器,以防止省煤器傳熱惡化而過(guò)熱損壞。

1.3?自然循環(huán)汽包鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)的安全分析

1.3.1鍋爐水循環(huán)的安全

鍋爐的蒸發(fā)受熱面處于爐膛高溫火焰下工作,能否保持長(zhǎng)期安全可靠地運(yùn)行,主要取決于管子的壁溫,如果壁溫超過(guò)金屬材料允許極限時(shí),管子就要損壞。另外,如壁溫周期波動(dòng),即使壁溫低于極限,管子也有可能因受交變溫度應(yīng)力的影響而產(chǎn)生疲勞損壞。在一定熱負(fù)荷下,管子外壁溫的高低主要取決于工質(zhì)的放熱系數(shù)和流量,由于沸水的放熱系數(shù)很大,正常情況下管壁溫度應(yīng)略高于工質(zhì)的飽和溫度,因而管壁不會(huì)超溫。但是,當(dāng)管內(nèi)汽水混合物的流動(dòng)情況出現(xiàn)惡化時(shí),管子內(nèi)壁的水膜被破壞而代之以汽膜,使工質(zhì)的放熱系數(shù)顯著降低,從而導(dǎo)致管壁的金屬超溫。

管內(nèi)汽水混合物的流動(dòng)情況,一般與水流速度、蒸汽在混合物中的容積率、壓力的高低和熱負(fù)荷的大小等因素有關(guān)。

鍋爐的水循環(huán)安全與否可通過(guò)鍋爐水循環(huán)特性試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證,相關(guān)的特性試驗(yàn)有:

(1)負(fù)荷特性試驗(yàn);

(2)水位特性試驗(yàn);

(3)壓力特性試驗(yàn);

(4)爐啟動(dòng)過(guò)程中的水動(dòng)力特性試驗(yàn);

(5)改變給水溫度試驗(yàn);

(6)定期排污試驗(yàn)。

1.3.2運(yùn)行中提高鍋爐水循環(huán)可靠性的措施

(1)減少并列管束的受熱不均

由于爐內(nèi)溫度沿爐子深度和寬度的分布是不均勻的,故水冷壁各部分的吸熱量也就有大有小。對(duì)于四角切圓燃燒的鍋爐來(lái)說(shuō),水冷壁中間部位的熱負(fù)荷均較兩邊要高,尤其是燃燒區(qū)域附近的熱負(fù)荷最大,而爐四角和下部則受熱最弱。運(yùn)行中,為減少并列管束的受熱不均問(wèn)題,首先應(yīng)從合理組織燃燒著手,減少爐膛內(nèi)火焰的偏斜,維護(hù)燃燒室內(nèi)不結(jié)渣,保持燃燒穩(wěn)定,提高爐膛火焰的充滿(mǎn)程度,控制汽溫汽壓使之保持穩(wěn)定等。此外,還應(yīng)及時(shí)進(jìn)行吹灰或“打焦”,保持受熱面的清潔。

鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),由于燃燒器投入數(shù)量較少,爐內(nèi)火焰充滿(mǎn)程度差,火焰又常易偏斜,故水冷壁的受熱不均勻性相對(duì)增大。此時(shí),應(yīng)特別注意燃燒器的運(yùn)行情況,保持燃燒穩(wěn)定,投入燃燒器時(shí)應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng),保持良好的火焰中心位置,提高爐內(nèi)火焰的充滿(mǎn)程度,以改善受熱情況。

(2)防止下降管帶汽

運(yùn)行中,為防止下降管帶汽,應(yīng)維持正常的汽包水位,防止汽壓和負(fù)荷的突變。如水位過(guò)低,則會(huì)造成下降管帶汽。而汽壓,負(fù)荷的突變,又會(huì)造成下降管入口工質(zhì)的汽化,所以在運(yùn)行中應(yīng)注意控制和保持水位,汽壓,汽溫等參數(shù)的穩(wěn)定。

1.4?過(guò)熱器和再熱器偏差及管壁金屬的超溫

要使鍋爐的受熱面管子能長(zhǎng)期安全工作,首要的條件是必須保證它的金屬工作溫度不超過(guò)該金屬的最高允許溫度。

在鍋爐中,過(guò)熱器和再熱器的溫度最高,同時(shí)受熱面的熱負(fù)荷也相當(dāng)高,而蒸汽的放熱系數(shù)又比較小,尤其是再熱蒸汽壓力低,放熱系數(shù)則更小,因而過(guò)熱器和再熱器是鍋爐各受熱面中金屬溫度最高,工作條件最差的受熱面。在過(guò)熱器、再熱器各并列管中,當(dāng)進(jìn)口汽溫相同時(shí),管組內(nèi)各并列管的出口汽溫主要取決于各自的蒸汽焓增,蒸汽焓增越大,出口汽溫越高,相應(yīng)管壁溫度也越高。

在實(shí)際運(yùn)行中,由于煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)各種因素的影響,各并列管中蒸汽的吸熱量即焓增值,往往是不同的,因而使它們的壁溫也不相同。一般來(lái)說(shuō),熱力不均和水力不均是造成過(guò)熱器或再熱器熱偏差的主要原因。熱力不均通常是指受熱面處沿寬度方向和高度方向上的熱負(fù)荷分布不均勻。水力不均則是指受熱面內(nèi)工質(zhì)流量的分配不均勻。

1.4.1影響熱力不均的因素

鍋爐爐膛及煙道中煙氣的溫度場(chǎng),速度場(chǎng)分布的不均勻是造成過(guò)熱器、再熱器熱力不均的主要原因。

在爐膛中,因有水冷壁吸熱,所以水冷壁附近的煙氣溫度較低,爐膛中間溫度較高。煙氣轉(zhuǎn)入對(duì)流煙道后,也是兩側(cè)的煙溫低中間的煙溫高,且煙道中間的煙氣流速往往高于兩側(cè)的煙氣流速,這就造成了位于煙道中間管子的吸熱量大于煙道兩側(cè)管子吸熱量的偏差情況。當(dāng)運(yùn)行調(diào)整不當(dāng)造成爐膛火焰偏斜時(shí),還將造成對(duì)流煙道兩側(cè)的熱力偏差問(wèn)題。如果煙道中管子排列不均勻,管間的間隙有大有小時(shí),也會(huì)造成各吸熱的不均勻。對(duì)于四角切圓燃燒的鍋爐,往往還由于爐膛出口煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)使兩側(cè)煙氣的流速和煙溫產(chǎn)生偏差,由此而產(chǎn)生兩側(cè)煙道內(nèi)受熱面的吸熱量不均勻。

1.4.2影響水力均的因素

在過(guò)熱器或再熱器各并列管中的蒸汽流量與煙道斷面熱負(fù)荷的分布均勻程度有很大的關(guān)系。除此之外,各并列管的流量分配還與該管的流動(dòng)阻力和進(jìn)出口聯(lián)箱之間的壓差有關(guān)系。

當(dāng)處于同一進(jìn)出口聯(lián)箱的各并列管工作時(shí),蒸汽引入或引出管與聯(lián)箱的連接方式會(huì)影響到聯(lián)箱中壓力的分布,由于聯(lián)箱中壓力分布的不均勻,造成了各并列管進(jìn)出口壓差的不同,使各管的流量產(chǎn)生偏差,從而引起水力的不均勻。在聯(lián)箱壓力分布均勻,管子兩端壓差相同的情況,當(dāng)各管的阻力不同時(shí),阻力大的管子工質(zhì)流量就小,阻力小的管子工質(zhì)流量就大。

1.4.3減少熱偏差的方法

(1)沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向,將過(guò)熱器受熱面分成若干級(jí),級(jí)間有聯(lián)箱使蒸汽充分混合。對(duì)某一級(jí)來(lái)說(shuō)把受熱不同的管子聯(lián)到同一聯(lián)箱,再引到另一聯(lián)箱,蒸汽在經(jīng)過(guò)引出管時(shí)就會(huì)混合起來(lái),并消除前面產(chǎn)生的熱偏差,使各級(jí)的熱偏差不會(huì)迭加及累積。

(2)“交叉”的辦法是過(guò)熱器分級(jí)后用以消除煙道左右側(cè)溫度不均的有效方法。如果左側(cè)煙氣溫度高,左側(cè)受熱面吸熱強(qiáng),則可以在蒸汽離開(kāi)第一級(jí)過(guò)熱器時(shí)使之左右交叉,厚吸熱較強(qiáng)的蒸汽流到吸熱較弱的右側(cè),原來(lái)吸熱較弱的右側(cè)的蒸汽流到吸熱較強(qiáng)的左側(cè)。在兩級(jí)焓值相差不多時(shí),即可將熱偏差抵消。

(3)采用定距裝置,保證屏間距離及蛇形管片的橫向節(jié)距相等,可以消除蛇形管間的“煙氣走廊”,從而避免其相鄰的蛇形管由于局部煙速過(guò)高及管間輻射層厚度增大引起的吸熱量大于其它管子的熱力不均現(xiàn)象。

(4)布置合理的折焰角和屏過(guò)。合理的折焰角可以使?fàn)t膛出口煙氣沿高度方向分布趨于均勻,并能改善爐膛火焰的充滿(mǎn)程度,布置合理的屏式過(guò)熱器,可以對(duì)爐膛出口的煙氣起到分割均流的作用,使?fàn)t膛出口煙氣沿寬度方向分布趨于均勻,以減少由于爐膛出口煙氣存在殘余旋轉(zhuǎn)所造成的偏差影響。

(5)從運(yùn)行操作上采取措施減少熱偏差。如合理地進(jìn)行燃燒調(diào)整確保燃燒穩(wěn)定,防止火焰偏斜,消除局部積灰或結(jié)渣,燃燒器的投停力求均勻和對(duì)稱(chēng)等,從減少熱力偏差著手,盡量減少熱偏差。

1.4.4防止過(guò)熱器及再熱器受熱面管壁的超溫

過(guò)熱器及再熱器超溫的主要原因是管內(nèi)工質(zhì)的流量和管外熱負(fù)荷不相適應(yīng)所造成的。當(dāng)管內(nèi)工質(zhì)流量過(guò)小,溫度過(guò)高或管外熱負(fù)荷過(guò)大時(shí),便有可能造成受熱面金屬溫度的超限。

(1)引起過(guò)熱器管壁超溫的原因:

1)過(guò)熱汽溫過(guò)高,超限;

2)由于熱力不均或水力不均造成過(guò)熱器熱偏差過(guò)大,使焓增過(guò)高的偏差管造成管壁超溫;

3)由于燃燒調(diào)整不當(dāng)使火焰直接沖刷管屏或水冷壁結(jié)渣嚴(yán)重使?fàn)t膛出口煙溫過(guò)高,引起過(guò)熱器過(guò)熱負(fù)荷過(guò)高而導(dǎo)致管壁金屬超溫;

4)過(guò)熱器進(jìn)口安全門(mén)起座或過(guò)熱器管內(nèi)有雜物堵塞引起流量過(guò)小,可能因管壁得不到足夠的冷卻而發(fā)生超溫;

5)過(guò)熱器受熱面內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重,使工質(zhì)對(duì)管壁的冷卻能力降低,也可能造成過(guò)熱器管壁的超溫現(xiàn)象。

(2)引起再熱器管壁超溫的原因

1)再熱汽溫過(guò)高,超限;

2)由于熱力不均或水力不均造成再熱器偏差過(guò)大,使焓增過(guò)高的偏差管造成管壁超溫;

3)由于燃燒調(diào)整不當(dāng)使火焰直接沖刷屏式或墻式再熱器,使該處熱負(fù)荷過(guò)高而發(fā)生金屬超溫;

4)再熱器前受熱面嚴(yán)重積灰或結(jié)渣,使再熱器外煙溫過(guò)高,導(dǎo)致再熱器管壁超溫;

5)由于過(guò)熱器進(jìn)口或出口安全門(mén)起座,過(guò)熱器向空排汽閥打開(kāi),再熱器進(jìn)口安全門(mén)起座,再熱器管內(nèi)有雜物堵塞,汽輪機(jī)聯(lián)合汽門(mén)或高壓缸排汽逆止門(mén)故障關(guān)閉等原因造成再熱器通流量過(guò)小時(shí),便有可能因管壁得不到足夠的冷卻而引起超溫;

6)汽輪機(jī)故障跳閘,鍋爐未聯(lián)動(dòng)停爐且高,低旁未聯(lián)動(dòng)打開(kāi),造成再熱器內(nèi)蒸汽中斷時(shí),將造成再熱器管壁的嚴(yán)重超溫;

7)再熱器受熱面嚴(yán)重結(jié)垢時(shí),使工質(zhì)對(duì)管壁的冷卻能力大大降低,造成再熱器管壁溫度升高而發(fā)生管壁金屬超溫;

8)再熱器處發(fā)生可燃物再燃燒,使該處熱負(fù)荷劇增而引起再熱器金屬溫度的超限。

(3)過(guò)熱器及再熱器受熱面的安全運(yùn)行

通過(guò)對(duì)造成過(guò)熱器及再熱器管壁超溫原因的分析可以看出,為了防止發(fā)生管壁超溫現(xiàn)象,首先應(yīng)從減少過(guò)熱器及再熱器的熱偏差著手,積極開(kāi)展燃燒調(diào)整,防止火焰直接沖刷管屏或尾部煙道發(fā)生可燃物再燃燒;第二健全吹灰制度,防止因積灰或結(jié)渣引起的受熱不均現(xiàn)象。第三采取提高蒸汽品質(zhì)的措施,以減少受熱面內(nèi)的結(jié)垢,嚴(yán)格控制汽溫,防止發(fā)生汽溫超限事故。第四機(jī)組發(fā)生事故時(shí)應(yīng)迅速、果斷地按規(guī)定要求進(jìn)行處理,防止由于處理不當(dāng)或不及時(shí)而造成過(guò)熱器或再熱器受熱面的超溫和損壞。

1.5?防止鍋爐四管泄漏和爆破

在爐的各類(lèi)事故中四管(省煤器、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器)泄漏,爆破約占各類(lèi)事故總數(shù)的30%,有的機(jī)組甚至高達(dá)50%-70%,因此認(rèn)真做好防止鍋爐受熱面的泄漏和爆管工作,對(duì)減少機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)和提高設(shè)備健康水平將是十分關(guān)鍵的。

造成鍋爐四管泄漏或爆破的原因是多種多樣的,較為常見(jiàn)的原因主要有:管材本身存在缺陷或運(yùn)行年久管材老化,焊接質(zhì)量不良,管內(nèi)結(jié)垢或被異物堵塞,由于管壁腐蝕或高溫?zé)煔鉀_刷,飛灰磨損等原因造成管壁減薄,管壁由于冷卻條件惡化發(fā)生的短期大幅度超溫或長(zhǎng)期過(guò)熱超溫,受熱面設(shè)計(jì)或安裝不合理,運(yùn)行操作不當(dāng)?shù)取?/p>

為了防止鍋爐受熱面泄漏和爆破事故的頻繁發(fā)生,從鍋爐生產(chǎn)運(yùn)行角度分析應(yīng)做好以下預(yù)防措施工作:

(1)嚴(yán)格控制鍋爐參數(shù)和各受熱面壁溫在允許范圍內(nèi),鍋爐啟停階段參數(shù)的控制應(yīng)嚴(yán)格按照啟停曲線(xiàn)進(jìn)行。鍋爐變工況運(yùn)行時(shí)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視和調(diào)整,防止發(fā)生參數(shù)大幅度變化及管壁發(fā)生超溫現(xiàn)象。

(2)鍋爐啟動(dòng)及停爐冷卻后應(yīng)按照規(guī)定檢查和記錄各聯(lián)箱及膨脹指示器的指示,監(jiān)視各部位的膨脹及收縮情況是否正常。

(3)加強(qiáng)鍋爐水、汽監(jiān)督,保證汽水品質(zhì)合格。發(fā)現(xiàn)汽水品質(zhì)不良時(shí)應(yīng)及時(shí)通知運(yùn)行人員并逐級(jí)匯報(bào),與此同時(shí)還應(yīng)迅速查明原因進(jìn)行處理。當(dāng)汽水品質(zhì)嚴(yán)重惡化危及設(shè)備運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取緊急措施直至停爐。

(4)加強(qiáng)燃燒調(diào)整,防止發(fā)生火焰偏斜、貼壁,沖刷受熱面等不良情況。合理控制風(fēng)量和風(fēng)量的分配,避免風(fēng)量過(guò)大或缺氧燃燒。投,停燃燒器應(yīng)注意分布對(duì)稱(chēng)、均勻,以盡量減小熱力偏差,防止受熱面超溫。

(5)鍋爐的結(jié)渣應(yīng)及時(shí)進(jìn)行吹灰和清除,防止形成大渣塊后落下砸壞冷灰斗水冷壁管。

(6)加強(qiáng)吹灰管理,制定合理的吹灰程序、參數(shù)和吹灰周期,避免發(fā)生由于操作不當(dāng)或吹灰設(shè)備存在缺陷而造成的受熱面吹損。

(7)加強(qiáng)對(duì)水冷壁、過(guò)熱器、再熱器等受熱面壁溫及工質(zhì)溫度的監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)超溫應(yīng)及時(shí)分析原因,通過(guò)運(yùn)行調(diào)整使之盡快恢復(fù)正常并認(rèn)真做好記錄。

(8)認(rèn)真執(zhí)行設(shè)備巡回檢查制度,發(fā)現(xiàn)受熱面泄漏,及時(shí)通知檢修及有關(guān)人員并按事故處理的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理。