何慧軍

(杭鋼動(dòng)力公司設(shè)備管理部,浙江杭州 310022)

鍋爐蒸汽清灰隱患分析及處理

何慧軍

(杭鋼動(dòng)力公司設(shè)備管理部,浙江杭州 310022)

燃燒煤氣的鍋爐經(jīng)蒸汽在線清灰改造后,出現(xiàn)了吹灰汽源蒸汽管路振動(dòng)大、鍋爐局部部位保溫被吹除和換熱管壁變薄等安全隱患。通過(guò)對(duì)蒸汽管路整改、鍋爐保溫方式調(diào)整及個(gè)別吹灰噴嘴蒸汽量調(diào)整等手段,消除了上述的缺陷,提高了熱電系統(tǒng)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定性。

鍋爐 蒸汽 清灰 隱患 整改

1 引言

本鋼廠共有3座煉鐵高爐,為杜絕對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)減少外購(gòu)電,各冶煉工序所產(chǎn)生的不同品種的煤氣(在正常生產(chǎn)情況下)已實(shí)現(xiàn)了全部?jī)?nèi)部消化處理,即部分用于冶煉燃燒用氣外,剩余部分作為其自備電廠燃燒介質(zhì)。受冶煉單位除塵效果以及距高爐煤氣出口較近等不可控因素的影響,65T/h煤氣鍋爐燃燒的高爐煤氣中粉塵含量較大,使鍋爐各換熱系統(tǒng)表層結(jié)垢較嚴(yán)重,導(dǎo)致了鍋爐出力逐年降低。為了提高鍋爐換熱效果和減少停爐人工清灰的次數(shù),在2011年2#鍋爐大修期間對(duì)該鍋爐進(jìn)行了蒸汽在線定時(shí)清灰的改造,用以吹除各換熱部件表層的積灰。鍋爐吹灰的蒸汽管路系統(tǒng)如圖1(鍋爐吹灰簡(jiǎn)圖)所示。

2 使用了蒸汽在線定時(shí)清灰裝置后現(xiàn)狀分析

煤氣鍋爐經(jīng)使用蒸汽定時(shí)在線清灰后,鍋爐水冷壁、高低過(guò)熱器表層基本未結(jié)垢,排煙溫度有效地維持在170℃左右,熱效率提高了3.3%,發(fā)電能耗下降了20gce/kWh,滿足了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求的同時(shí)也產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)對(duì)使用了蒸汽在線定時(shí)清灰鍋爐的日常點(diǎn)檢和定期停爐檢查,也發(fā)現(xiàn)了一些安全隱患。

(1)鍋爐蒸汽在線清灰所需的汽源由15MW汽輪機(jī)的一級(jí)抽汽提供,吹灰所需的蒸汽壓力為0.8～1.6MPa、用汽量為66Kg/min。鍋爐吹灰設(shè)置的程序是吹灰噴嘴逐個(gè)進(jìn)行的,即第一只吹除完全撤出后,第二只開始吹除,以此類推(共有19套吹灰裝置)。吹灰裝置在執(zhí)行的時(shí)候,因蒸汽瞬間釋放,然約1min后瞬間停吹升壓,故蒸汽壓力波動(dòng)和管路振動(dòng)較劇烈;而且,吹灰工作每24h執(zhí)行一次,每次持續(xù)90min。頻繁的壓力波動(dòng)和管路振動(dòng),致使抽汽管路缸體底部的法蘭因墊片破損而大量蒸汽外漏,造成汽輪發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī),在一年多的時(shí)間內(nèi),累計(jì)發(fā)生了5次,給正常的生產(chǎn)組織造成了一定的壓力。

(2)在一次例行的停爐檢查中發(fā)現(xiàn),低溫過(guò)熱器與上倉(cāng)省煤器相接部位的保溫層散布的七零八落,部分部位已沒(méi)有了保溫層,鋼板已完全裸露。在關(guān)掉吹灰系統(tǒng)的蒸汽之后,手動(dòng)將吹灰噴嘴全部深入之后發(fā)現(xiàn),該部位的噴管與保溫層的距離較近,蒸汽吹灰裝置噴嘴噴出的大量蒸汽頻繁的沖刷換熱管表面的同時(shí),對(duì)鍋爐該部位保溫層的沖刷也很大。經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)沖刷后,原保溫層表面厚約10mm的保溫混凝土抹面層被吹除,底部的保溫磚就被蒸汽輕易的吹除了,最終保溫層消失,致使外部鋼板因過(guò)熱而變形。

(3)在爐膛蒸汽吹灰器噴嘴附件,循著爐膛火焰旋轉(zhuǎn)的方向,水冷壁管被蒸汽沖刷變薄,厚度由原先的5.0mm降至4.7mm(如圖2所示)。

圖1

圖2

3 隱患整改

為了消除蒸汽在線清灰?guī)?lái)的安全隱患,提高汽輪發(fā)電機(jī)組和鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性,對(duì)吹灰汽源的蒸汽管路、鍋爐保溫和吹灰裝置進(jìn)行了有針對(duì)性的調(diào)整。

(1)針對(duì)吹灰器工作期間蒸汽管路壓力波動(dòng)和振動(dòng)劇烈的問(wèn)題。首先,我們對(duì)汽缸底部抽汽口的法蘭連接進(jìn)行了仔細(xì)的檢查,發(fā)現(xiàn)檢修人員在均勻擰螺栓的過(guò)程中兩法蘭片存在約2.5mm左右的單邊開口,且最終是靠過(guò)緊開口側(cè)的螺栓才基本消除了該開口,故判定該蒸汽管路原先在安裝過(guò)程中存在不足,即安裝工人在對(duì)口焊接時(shí)工序不對(duì),致使管路應(yīng)力不能有效的消除,且集中在缸體底部的法蘭處,遇蒸汽管路壓力波動(dòng)、振動(dòng)大時(shí),該法蘭是最薄弱的。為了有效消除此處應(yīng)力,在冷態(tài)的情況下,我們割斷原一級(jí)抽汽管路,待均勻擰緊缸體底部的連接螺栓后再重新對(duì)口焊接,并對(duì)該焊口進(jìn)行了熱處理,確保管路熱應(yīng)力徹底釋放。

(2)為了提高蒸汽管路抗壓力波動(dòng)的能力,在靠近鍋爐側(cè)的吹灰蒸汽總管上,新增了蒸汽壓力緩沖罐(有效容積2.5m3),使得鍋爐吹灰時(shí)蒸汽壓力的波動(dòng)不會(huì)影響到汽機(jī)抽汽口側(cè),基本穩(wěn)定了汽輪機(jī)一級(jí)抽汽口處的蒸汽壓力。

(3)通過(guò)對(duì)已被吹灰裝置吹除保溫層的部位原保溫筑砌方式、保溫材料的分析,判定原先的筑砌方式和保溫材料(內(nèi)層保溫磚和外層抹面)已不適合吹灰裝置的使用。經(jīng)反復(fù)論證,為了達(dá)到最佳的保溫效果和最經(jīng)濟(jì)的目的,將吹灰器噴管經(jīng)過(guò)處的鍋爐筑爐進(jìn)行了改動(dòng),即更換變形的鍋爐護(hù)板,在其上面焊接φ6 1Cr13的耐熱鋼筋做掛鉤,內(nèi)用厚40mm的硅酸鋁保溫板,中間澆注厚50mm的保溫混凝土,最頂層澆注厚50mm的耐火混凝土。整改后,該部位保溫效果良好,且很結(jié)實(shí),未被蒸汽吹除。

(4)吹灰蒸汽致使部分鍋爐管系的管壁變薄,結(jié)合現(xiàn)鍋爐運(yùn)行參數(shù)以及各換熱管表層基本未結(jié)垢這一現(xiàn)象,首先提出了縮短部分吹灰噴嘴的工作時(shí)間,但與吹灰設(shè)備提供商交流后發(fā)現(xiàn)更改吹灰設(shè)置的程序較麻煩,且如今后煤氣品質(zhì)變差或鍋爐換熱效果變差,要加強(qiáng)吹灰,則需再次調(diào)整程序,故調(diào)整吹灰程序不可行。于是,我們采取調(diào)節(jié)吹灰器進(jìn)汽閥的開度,控制蒸汽量,在滿足吹灰效果的同時(shí)減少其對(duì)管壁的沖刷。經(jīng)停爐復(fù)測(cè),原被蒸汽吹損的水冷壁管管壁基本無(wú)惡化趨勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

蒸汽在線定時(shí)清灰對(duì)煤氣鍋爐清灰的效果是良好的,但為了提高熱電鍋爐、汽機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性,需進(jìn)行有針對(duì)性的的改造,即汽源管路有緩壓汽管、鍋爐局部部位保溫整改和不同部位的吹灰噴嘴所需的蒸汽量進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。

[1]車玉坤.鍋爐清灰技術(shù)與現(xiàn)狀.電站信息,2012(8).

[2]孫計(jì)英,潘衛(wèi)崗,韓磊,叢勁松.加強(qiáng)鍋爐受熱面清灰提高鍋爐熱效率.節(jié)能,2005(12).

[3]梵麗娟,黃翔.管式間接蒸發(fā)冷卻器增強(qiáng)傳熱的研究.價(jià)值工程,2011(4).

[4]王曉霞.風(fēng)冷與蒸發(fā)冷卻復(fù)合型冷卻器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能分析,2013(5).

[5]車玉坤.淺析我國(guó)鍋爐清灰技術(shù)與現(xiàn)狀.電站信息,2012(8).