各大鍋爐廠家對(duì)于冷凝鍋爐的研發(fā)也在向著智能化和可操控化方向前進(jìn),以更好的自動(dòng)化操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備工藝的智能化操控。對(duì)于使用冷凝鍋爐的企事業(yè)單位而言,在節(jié)省人力勞動(dòng)和簡(jiǎn)化操作方面,都是極好的。2、更重視使用耐久性和持續(xù)穩(wěn)定性
方快天然氣鍋爐在各大行業(yè)均有應(yīng)用,國(guó)家級(jí)辦事機(jī)關(guān)、大型商場(chǎng)及集中住宅區(qū),以及如達(dá)利、伊利、中石化、APEC會(huì)議(2014年)等大型企業(yè)及國(guó)際會(huì)議,都有方快鍋爐的身影。
氣0.5t電加熱蒸汽鍋爐生產(chǎn)廠家水冷壁爆管原因分析與處理概述隨著西氣東輸?shù)裙こ躺钊肱c完成,以及北京、烏魯木齊、大慶等城市和地區(qū)供熱熱源“煤改氣”的實(shí)施,推動(dòng)了燃?xì)忮仩t的應(yīng)用。燃?xì)忮仩t一般多采用D型、0型、A型、p型[1-2],這4種爐型基本按爐膛橫截面的形狀劃分。其中,D型、0型、A型鍋爐屬于中小容量的臥式鍋爐,耵型鍋爐屬于大型立式鍋爐。這4種爐型均采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu),消除了煙氣泄漏,降低了熱損失,提高了鍋爐熱效率,保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝期短、熱效率高、噪聲低、能耗小、污染物排放低、使用壽命長(zhǎng)(設(shè)計(jì)使用壽命為30a)、適應(yīng)負(fù)荷波動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程控制運(yùn)行及故障保護(hù)功能。國(guó)內(nèi)對(duì)蒸發(fā)量在75t/h以上的大功率燃?xì)庹羝仩t的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)稍顯不足,開發(fā)工作大多是建立在借鑒引進(jìn)的歐美小型燃?xì)庹羝仩t的基礎(chǔ)之上。由我國(guó)自主設(shè)計(jì)的大功率燃?xì)庹羝仩t在運(yùn)行使用過(guò)程中多有振動(dòng)、爆管等問(wèn)題出現(xiàn)。本文對(duì)某蒸發(fā)量為160t/h的燃?xì)庹羝仩t水冷壁爆管原因及處理方法進(jìn)行探討。2事故概況某熱電廠燃?xì)忮仩t房配置1臺(tái)蒸發(fā)量為160t/h的燃?xì)庹羝仩t(D型),配置2臺(tái)燃燒器,在運(yùn)行期間,多次出現(xiàn)爆管事故。水冷壁爆管現(xiàn)場(chǎng)見圖1。爆管位于爐膛兩側(cè)水冷壁,距鍋爐前墻2.5~3.0m,爆管高度基本為爐膛中心高度。爆管周圍水冷壁有結(jié)焦現(xiàn)象,見圖2。對(duì)爆管位置水冷壁管子解剖發(fā)現(xiàn),管子內(nèi)部幾乎無(wú)結(jié)垢現(xiàn)象。3運(yùn)行情況調(diào)查燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)參數(shù)為:爐膛長(zhǎng)度(進(jìn)深)為9.7m,爐膛寬度為6.0m,爐膛平均高度為4.62m。爐膛容積約為268m3,采用強(qiáng)制通風(fēng)、微正壓燃燒。水處理采用爐外化學(xué)處理(鈉離子交換器),經(jīng)取樣化驗(yàn),軟化水硬度(硬度以軟化水中鈣、鎂離子的總濃度衡量)0.8mmol/L,pH值為7.4,屬于正常范圍,符合GB1576—2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》的要求。燃燒器為旋流式燃燒器(見圖3),兩臺(tái)旋流燃燒器安裝位置見圖4,旋流燃燒器安裝高度基本為爐膛中心高度。運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)情況良好,額定負(fù)荷下,每臺(tái)燃燒器耗氣量約6400m3/h。4鍋爐爆管原因分析一般情況下,燃油燃?xì)忮仩t出現(xiàn)爆管的主要原因?yàn)椋孩馘仩t本身質(zhì)量問(wèn)題:如水冷壁管子材質(zhì)以及管壁厚度問(wèn)題;水動(dòng)力失衡;煙氣不流暢,有渦流導(dǎo)致振動(dòng)產(chǎn)生斷管。②管內(nèi)結(jié)垢:供水水質(zhì)差,硬度高,管內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重。③缺水干燒:當(dāng)給水系統(tǒng)局部發(fā)生故障或者鍋爐房?jī)?nèi)數(shù)臺(tái)鍋爐存在給水分配不當(dāng)時(shí),容易造成爐內(nèi)水循環(huán)失衡,局部缺水或者水動(dòng)力下降,導(dǎo)致干燒而爆管。④燃燒器:燃燒器燃燒狀況不佳,有嚴(yán)重振動(dòng)?;蛘呤侨紵鹧嫘螤钆c爐膛不匹配,火焰沖刷水冷壁面,造成部分水冷壁面溫度過(guò)高,導(dǎo)致爆管。該鍋爐的各項(xiàng)材質(zhì)檢測(cè)結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn),管內(nèi)也沒(méi)有明顯結(jié)垢現(xiàn)象,也不存在缺水干燒的問(wèn)題。因此,最大可能是燃燒器存在問(wèn)題。在布置兩臺(tái)旋流式燃燒器時(shí),為了使單臺(tái)燃燒器的火焰能自由擴(kuò)展,形成必要的回流區(qū),并不使火焰相互干擾,應(yīng)保持兩臺(tái)旋流式燃燒器之間有一定距離。為了避免火焰撞擊側(cè)墻或爐底,應(yīng)保持燃燒器與側(cè)墻以及爐底之間有一定距離。這些距離最小值范圍為:相鄰燃燒器中心距(2.5~3.0)d,燃燒器中心線與側(cè)墻的距離(3.0~3.5)d,d表示喉口直徑。這兩臺(tái)旋流式燃燒器采用前墻水平布置,安裝位置見圖4,喉口直徑d為866mm。2臺(tái)燃燒器中心線距離2500mm,符合上述要求。喉口中心到側(cè)墻距離1700mm,遠(yuǎn)小于燃燒器中心線與側(cè)墻距離最小限值。燃燒器廠家提供的數(shù)據(jù),火焰直徑為3500mm,即火焰半徑為1750mm,大于喉口中心到側(cè)墻的距離。綜上所述,旋流式燃燒器產(chǎn)生的火焰半徑過(guò)大,沖刷側(cè)墻水冷壁,使得局部溫度過(guò)高。導(dǎo)致水冷壁表面結(jié)焦,傳熱性能下降,管子局部溫度升高,金相組織發(fā)生變化,造成材質(zhì)劣化,強(qiáng)度下降。當(dāng)爐溫降低或者停爐時(shí),管壁溫度降低,管壁的結(jié)碳以及氧化層脫落,管壁逐漸變薄、變形,最終因強(qiáng)度不足導(dǎo)致局部爆破漏水。5解決方法由以上分析可知,要解決鍋爐爆管問(wèn)題,就要避免火焰沖刷兩側(cè)水冷壁??刹扇〉拇胧┌ǎ旱谝环N措施:加大爐膛寬度,重新布置燃燒器水平位置;第二種措施:縮小燃燒器火焰直徑。第一種措施的工程量大,因此考慮采取第二種措施,下面我們對(duì)第二種措施的可行性及效果進(jìn)行分析。燃燒器原喇叭形喉口的擴(kuò)散角約45°,喇叭形喉口使空氣向外擴(kuò)散流動(dòng),進(jìn)而使得火焰擴(kuò)散。特別是當(dāng)相鄰兩臺(tái)燃燒器的喇叭形喉口內(nèi)空氣的旋流方向相反時(shí),氣流流出喉口后更容易發(fā)生碰撞,使火焰更容易沖刷兩側(cè)水冷壁。因此,考慮將喇叭形喉口改造成直筒形喉口。直筒形喉口優(yōu)于喇叭形喉口的原因?yàn)椋褐蓖残魏砜谌菀字圃?,而且造價(jià)較低。最重要的是,直筒形喉口可縮小火焰直徑,防止兩臺(tái)燃燒器之間氣流的強(qiáng)烈碰撞,從而解決火焰沖刷兩側(cè)水冷壁的問(wèn)題。改造方案:為每臺(tái)燃燒器加裝一個(gè)直筒形不銹鋼喉口,并將空缺部分進(jìn)行封堵,改造后的直筒形喉口結(jié)構(gòu)見圖5,圖中數(shù)值單位為mm。將原來(lái)的喇叭形喉口改造成直筒形喉口,并保持前墻厚度不變,使得氣流能夠相對(duì)收縮,從而縮小火焰直徑。圖5中hmax為射流邊界的最大穿透深度[3],經(jīng)校核計(jì)算,射流邊界的最大穿透深度hmax=228mm,小于燃?xì)鈬娮斓胶砜诘木嚯x(300mm),未觸碰到燃燒器喉口,滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)CFD仿真,得到改造后的火焰形態(tài),見圖6。由圖6可知,火焰未沖刷爐膛兩側(cè)水冷壁,火焰直徑、長(zhǎng)度合適,與爐膛匹配度好。改造后運(yùn)行滿一年,未再出現(xiàn)爆管現(xiàn)象,燃燒器工作平穩(wěn)。
優(yōu)化各臺(tái)鍋爐運(yùn)行負(fù)荷提供依據(jù)。
循環(huán)倍率的影響。增加循環(huán)倍率可提高脫硫效率,因?yàn)轱w灰再循環(huán)增大了石灰石在床內(nèi)的停留時(shí)間,提高了脫硫劑的利用率。床內(nèi)風(fēng)速的影響。床內(nèi)風(fēng)速增加對(duì)鼓泡流化床鍋爐而言將增加揚(yáng)析量,S02的停留時(shí)間也將減小。這些變化對(duì)減少S02脫除的影響要大于風(fēng)速增加使床溫均勻化和顆粒磨損帶來(lái)的對(duì)脫硫的促進(jìn)作用。因此,會(huì)使脫硫效率有所下降。對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐而言,增加風(fēng)速能增加循環(huán)量,因而對(duì)脫硫效率影響較小。
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