鍋爐省煤器泄漏原因分析及對策?


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問題:
鍋爐省煤器泄漏原因分析及對策?
答疑:
某電廠一臺東方鍋爐廠生產的DG410/9.8-6型高溫高壓鍋爐,采用懸掛JI型布置,直流燃燒器,按四角布置,煤粉懸浮切圓燃燒。1999年2月投產,累計運行時間約2萬多小時。
該爐省煤器為非沸騰式,錯列布置,上下2級省煤器與空氣預熱器交叉布置。下級省煤器分4組沿豎井煙道深度和寬度方向中心線對稱布置。下級省煤器管共132片,(環球網校安全工程師頻道為您整理)264根,規格為32×4,管材為20G。
2004年初,該爐曾在1個月內連續發生4次下級省煤器磨損泄漏故障,導致4次被迫停爐。檢查發現,4次泄漏位置均在下級省煤器甲乙兩側中間U型彎頭的迎風面處。裂紋為縱向,裂紋管壁明顯減薄,最薄處約為1 mm。對下級省煤器前后箱甲乙側下數一、二層所有U型彎管子迎風面用測厚儀檢測發現,U型彎管子迎風面均有不同程度的磨損。具體情況是,壁厚小于2.5 mm的有93根,其中壁厚小于2.0 mm的有48根,磨損情況很嚴重。
1 磨損泄漏原因分析
1.1 存在煙氣走廊
下級省煤器甲乙兩側U型彎處存在煙氣走廊,經實際測量,甲乙兩側U型彎間距為80 mm左右,比設計值(21 mm)大,也比省煤器距前后墻距離設計值(60 mm)大。因煙氣走廊阻力較小,煙氣流速較大,經計算,煙氣流速在下級省煤器出口比上級省煤器入口大30%~40%。由于管子金屬磨損量與煙氣流速的三次方成正比,因此,在甲乙兩側U型彎處磨損嚴重。加之在彎制彎頭時,彎頭壁厚有減薄現象(壁厚小于4 mm),從而導致省煤器管子彎頭迎風面處更易磨損泄漏。
1.2 實際燃料性質及煤粉細度與設計值不同
在磨損中起主要作用的是煙氣中的那些大顆粒飛灰,且磨損程度與總灰量有關。總灰量愈多,灰粒對省煤器管子的撞擊次數也就愈多,磨損就愈嚴重,而且總灰量決定于燃料灰分Ay和低位發熱量Qdwy。
該爐設計煤種收到基灰分24.26%,實際燃煤應用基灰分(Ay)約39.50%;煤粉細度(R90)設計值為22~28,實際細度(R90)在30左右,均與設計煤種有較大偏差。煤粉粗、(環球網校安全工程師頻道為您整理)灰分大將導致灰粒和未完全燃燒的燃料顆粒增多,煙氣中的飛灰濃度增高,加劇了對省煤器的磨損。
1.3 省煤器管束排列方式及安裝質量的影響
煙氣橫向沖刷省煤器管子時,管束排列方式不同,管子受磨損情況也不一樣。錯列管束受到的磨損要比順列管束嚴重,第2排管束的磨損量要比第1排大2倍左右,且氣流自上而下流動,灰粒在重力作用下其速度可能大于煙氣速度,從而加劇了沖擊磨損程度。該爐省煤器錯列布置,并采用規格為32×4鋼管,由于小口徑管子剛性較差,管壁較薄。造成實際蛇形管排列不齊,加之安裝的原因,無法保證整齊均勻的節距和管間距,導致省煤器管排中出現煙氣走廊,使局部管壁金屬磨損嚴重。
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1.4 防磨措施不完善
在下級省煤器甲乙側U型彎處,只是在最上面加裝了防磨裝置(擋風板),由于下級省煤器高度約為3 255 mm,上面的防磨裝置對下面U型彎處的防磨沒有作用,因此,下級省煤器下部U型彎處磨損嚴重。
1.5 燃燒工況的影響
鍋爐運行中的燃燒風量過大會造成煙氣量加大,而使磨損速度增加。計算表明,省煤器中過量空氣系數由1.2增加到1.3時,磨損量增加25%。
1.6 其它因素
該爐容量占全廠鍋爐總容量的50%,在供熱期間長期滿負荷運行,因而該爐省煤器管束受磨損的時間長,磨損量大。同時鍋爐存在漏風現象,根據省公司標準,410 t/h鍋爐漏風率為12%,而實際漏風率達到20%左右,明顯偏高。運行實踐證明,當省煤器處漏風系數增加0.1,則會使金屬磨損量增加25%。
2 建議及對策
(1) 在該爐大修時對省煤器進行全面檢查,對所有彎頭進行更換并加裝U型護瓦。在兩排彎頭間加裝阻力柵,盡量消除下級省煤器出口的煙氣走廊。對省煤器管子噴涂防磨涂料(其它爐大修時已采用,效果良好)。
(2) 加強對鍋爐的燃燒調整和試驗。在保證安全和經濟運行的前提下,保證合適的一、二次風配比和煤粉細度,使煤粉細度R90在設計值22~28之間。(環球網校安全工程師頻道為您整理)改善爐內燃燒狀況,減少煙氣中未完全燃燒的燃料顆粒的濃度。在保證煤粉燃盡度的前提下,適當降低風量。定期做漏風試驗,并采取措施,降低漏風率。
(3) 盡量采用與設計煤種相近的燃料。
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