楊三山

(大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠,河北張家口 075100)

電站鍋爐運(yùn)行中常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施

楊三山

(大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠,河北張家口 075100)

電力在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的作用越來(lái)越突出。我國(guó)以煤炭為主要原料的能源結(jié)構(gòu)決定了近幾十年內(nèi)燃煤電站的主導(dǎo)地位。電站鍋爐作為火力發(fā)電廠的三大主機(jī)之一,對(duì)發(fā)電廠的安全高效運(yùn)行及電力的充足穩(wěn)定供應(yīng)至關(guān)重要。本文介紹了電站鍋爐的工作原理,分析其在運(yùn)行過(guò)程中需要注意的事項(xiàng),常見(jiàn)的問(wèn)題以及應(yīng)對(duì)故障應(yīng)采取的措施,以期為從事鍋爐運(yùn)行的工作人員提供一定的指導(dǎo)和參考。

燃煤電站鍋爐運(yùn)行問(wèn)題措施

1 引言

隨著科技的飛速發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)以及人民生活水平的不斷提高，電力作為高效清潔的能源，越來(lái)越占據(jù)著重要的地位。但是由于我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，燃煤電站一直以來(lái)都在電力供應(yīng)中起著主導(dǎo)地位。隨著能源環(huán)境問(wèn)題的日益加重，尤其是燃煤排放物對(duì)大氣中PM2.5濃度的影響，降低燃煤電站在電力供應(yīng)中的比重，提高太陽(yáng)能、核能、生物質(zhì)能等清潔能源的比重，無(wú)論從能源角度還是環(huán)境角度都勢(shì)在必行[1]。但是由于我國(guó)對(duì)電力的巨大消耗量，近期內(nèi)及未來(lái)十幾年內(nèi)，燃煤發(fā)電仍將占據(jù)60%左右的比重。電站鍋爐是火力發(fā)電站的三大主機(jī)之一，通過(guò)燃燒將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成煙氣的熱能，再通過(guò)煙氣與工質(zhì)的換熱，最終將給水加熱成高溫高壓的水蒸汽，水蒸汽進(jìn)而推動(dòng)汽輪機(jī)做功。由于鍋爐內(nèi)進(jìn)行劇烈的燃燒及工質(zhì)換熱，燃燒器、過(guò)熱器、再熱器等受熱面及設(shè)備都處在非常惡劣的環(huán)境下工作，因此如果鍋爐運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，則會(huì)影響汽水循環(huán)，損壞受熱面，進(jìn)而引起一系列的反應(yīng)，因此鍋爐運(yùn)行調(diào)節(jié)是保證鍋爐安全運(yùn)行的重要手段。而鍋爐燃燒調(diào)節(jié)則是保證鍋爐良好運(yùn)行的重要方式。

2 電站煤粉鍋爐工作原理

電站鍋爐由鍋和爐兩部分組成，鍋指汽水系統(tǒng)，汽水系統(tǒng)的作用是吸收燃料的熱量，將給水加熱到一定參數(shù)的過(guò)熱蒸汽，組成部分包括過(guò)熱器、再熱器、水冷壁、聯(lián)想、省煤器、汽包等設(shè)備及其連接管道[2]。

爐指燃燒系統(tǒng)，燃燒系統(tǒng)的作用是組織燃煤在爐內(nèi)的良好燃燒，通過(guò)燃燒將燃料的化學(xué)能釋放出來(lái)，組成部分有爐墻、構(gòu)架、爐膛、燃燒器、空氣預(yù)熱器、點(diǎn)火系統(tǒng)及煙風(fēng)道組成。

目前大型火力發(fā)電廠大多以煤粉爐為主，燃煤由原煤倉(cāng)經(jīng)過(guò)給煤機(jī)進(jìn)入磨煤機(jī)，達(dá)到一定粒度的煤粉由來(lái)自空氣預(yù)熱器的熱空氣邊干燥邊輸送至燃燒器，另一部分的熱空氣直接進(jìn)入燃燒器，煤粉與空氣通過(guò)燃燒器進(jìn)入爐膛燃燒。煤粉與空氣燃燒后生成高溫的煙氣，高溫?zé)煔馀c爐膛四周的水冷壁管、高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、再熱器、省煤器等受熱面進(jìn)行換熱，進(jìn)而將給水加熱到具有額定溫度和壓力的高溫高壓水蒸汽[3]。

3 電站鍋爐運(yùn)行中常見(jiàn)問(wèn)題及措施

由于鍋爐設(shè)計(jì)是按照特定的煤種的工況進(jìn)行的，一旦煤種確定、參數(shù)確定，鍋爐的本體結(jié)構(gòu)，尺寸就固定了，鍋爐在設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)煤種下運(yùn)行，其效率是最高的。但是由于我國(guó)的燃煤種類繁多，成分差異很大，而且由于電網(wǎng)負(fù)荷，鍋爐并不能始終在最佳工況下運(yùn)行，由此，在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多的問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備故障[4]。

3.1 積灰、堵灰及結(jié)焦

燃煤中含有一定的堿金屬化合物，在燃燒過(guò)程中，堿金屬化合物揮發(fā)出現(xiàn)，隨著工質(zhì)不斷地吸熱，煙氣冷卻后堿金屬化合物會(huì)在管子的外表面形成粘結(jié)性沉淀層；煤粉中還有一定的硫，伴隨著燃煤燃燒會(huì)生成硫氧化物，在管子表面形成密實(shí)的硫酸鹽沉積層。隨著灰層的不斷提高，煙氣的同流面積減小，造成阻力增大，另外管子表面的積灰層降低了煙氣與工質(zhì)的換熱系數(shù)，影響換熱效果，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成傳熱惡化。對(duì)于灰分較大的煤種，一定要加強(qiáng)吹灰。

3.2 水力偏差

引起水力偏差的原因有結(jié)構(gòu)偏差和熱偏差，若同屏的管圈之間有較大的結(jié)構(gòu)差異存在，會(huì)是阻力系數(shù)大小相差較大，同時(shí)，如果高溫過(guò)熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，還在產(chǎn)生集箱效應(yīng)、熱效流動(dòng)偏差、三通效應(yīng)等，在此種情況下，管屏之間的水動(dòng)力偏差疊加，蒸汽流動(dòng)較低的管子由于得不到有效的冷卻，會(huì)發(fā)生超溫保管的事故。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須要對(duì)集箱壁厚、結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化，管屏采用對(duì)稱的結(jié)構(gòu)布置，管圈結(jié)構(gòu)也有盡可能形式一致。

3.3 煙氣偏差

煤粉爐很多采用四角切圓的燃燒方式，但是這種方式下，當(dāng)煙氣達(dá)到爐膛出口進(jìn)入水平煙道時(shí)，仍會(huì)留存20%左右的殘余旋轉(zhuǎn)，這樣會(huì)形成煙氣偏差，導(dǎo)致局部區(qū)域煙氣溫度升高，煙氣量增大，則將區(qū)域管屏在較大的熱負(fù)荷下工作，超溫爆管的幾率大大增加。對(duì)四角切圓的煤粉鍋爐，燃燒器應(yīng)采用消旋原理設(shè)計(jì)，進(jìn)而降低煙氣的偏差程度，另外運(yùn)行時(shí)應(yīng)對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

3.4 低溫腐蝕

低溫腐蝕一般發(fā)生在鍋爐尾部受熱面等煙氣溫度較大的地方，如空氣預(yù)熱器省煤器、鋼制管道、除塵器和引風(fēng)機(jī)等處。影響低溫腐蝕的因素很多，比較突出的有燃料的含硫量、過(guò)量空氣的系數(shù)、鍋爐燃燒工況好壞等；低溫腐蝕會(huì)造成設(shè)備的磨損及泄露，對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行有較大的影響。因此在運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取有效地措施來(lái)防止低溫腐蝕。常見(jiàn)的措施主要有使用添加劑、提高受熱面的壁溫、低氧燃燒、及采用新的抗腐蝕材料等。從運(yùn)行角度，采用低氧燃燒的控制方式、合理控制煙氣中的氧氣含量，冬季投入熱風(fēng)再循環(huán)，對(duì)尾部受熱面加強(qiáng)吹灰或者采用新材料等可以對(duì)低溫腐蝕起到一定的緩解作用。

除此之外，電站煤粉爐運(yùn)行中常見(jiàn)的問(wèn)題還有爐膛結(jié)渣、“四管”爆破、漏風(fēng)等。影響鍋爐運(yùn)行的因素有很多，源頭上來(lái)說(shuō)主要是煤種與負(fù)荷。在運(yùn)行時(shí)，一定要盡力保證燃用煤種與設(shè)計(jì)煤種的差異最小，通過(guò)燃料控制，選煤、配煤等縮小兩者之間的差距，另外維持鍋爐在額定負(fù)荷下運(yùn)行，切忌頻繁的調(diào)整鍋爐的負(fù)荷[5]，另外應(yīng)該定期對(duì)鍋爐運(yùn)行人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高其運(yùn)行水平，以及遇到突發(fā)事件的處理能力，各電廠之間應(yīng)定期進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，分享各自電廠出現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施，總結(jié)歸納，以便于整體提高。

4 結(jié)語(yǔ)

近期內(nèi)，燃煤電站鍋爐在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的地步不可動(dòng)搖。面對(duì)日益突出的能源與環(huán)境的雙重壓力，優(yōu)化鍋爐運(yùn)行調(diào)節(jié)，保證已建發(fā)電機(jī)組安全高效運(yùn)行是應(yīng)對(duì)能源問(wèn)題，環(huán)境污染的重要手段之一。因此，鍋爐運(yùn)行對(duì)反饋的精確度，操作人員的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平都有很高的要求。本文總結(jié)歸納了電站鍋爐運(yùn)行中容易出現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施，以期對(duì)從事該方面工作的人員提供一定的指導(dǎo)。

[1]鄒聰,楊琴.電站鍋爐運(yùn)行常見(jiàn)問(wèn)題及措施[J].工程技術(shù)與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì),2013(1):58-59.

[2]胡國(guó)江.對(duì)于電站鍋爐運(yùn)行事故的分析與預(yù)防[J].中國(guó)科技財(cái)富,2012(14):155.

[3]譚立娟,陳軍.電站鍋爐過(guò)熱器常見(jiàn)爆管原因分析及防控措施[J].內(nèi)蒙古石油化工,2011(9):76-77.

[4]班金城.電站鍋爐結(jié)焦問(wèn)題分析及措施研究[J].電力科技,2013(2):239,245.

[5]羅永浩.大型燃煤電站鍋爐若干重大問(wèn)題的原因分析和改進(jìn)措施[J].鍋爐技術(shù),1999(2):106-111.

楊三山(1985—),男,山西臨汾市洪洞縣人,大學(xué)本科,助理工程師,主要從事鍋爐本體專業(yè)兩年半,生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)專業(yè)兩年。