洗涤行业燃气蒸汽锅炉低价促销 方快锅炉提供产品式样加工
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气蒸汽锅炉水冷壁爆管原因分析与处理概述随着西气东输等工程深入与完成,以及北京、乌鲁木齐、大庆等城市和地区供热热源“煤改气”的实施,推动了燃气锅炉的应用。燃气锅炉一般多采用D型、0型、A型、p型[1-2],这4种炉型基本按炉膛横截面的形状划分。其中,D型、0型、A型锅炉属于中小容量的卧式锅炉,耵型锅炉属于大型立式锅炉。这4种炉型均采用膜式水冷壁结构,消除了烟气泄漏,降低了热损失,提高了锅炉热效率,保证了结构的稳定性。具有结构紧凑、安装期短、热效率高、噪声低、能耗小、污染物排放低、使用寿命长(设计使用寿命为30a)、适应负荷波动能力强等特点,可实现计算机编程控制运行及故障保护功能。国内对蒸发量在75t/h以上的大功率洗涤行业燃气蒸汽锅炉低价促销的开发经验稍显不足,开发工作大多是建立在借鉴引进的欧美小型燃气蒸汽锅炉的基础之上。由我国自主设计的大功率燃气蒸汽锅炉在运行使用过程中多有振动、爆管等问题出现。本文对某蒸发量为160t/h的燃气蒸汽锅炉水冷壁爆管原因及处理方法进行探讨。2事故概况某热电厂燃气锅炉房配置1台蒸发量为160t/h的燃气蒸汽锅炉(D型),配置2台燃烧器,在运行期间,多次出现爆管事故。水冷壁爆管现场见图1。爆管位于炉膛两侧水冷壁,距锅炉前墙2.5~3.0m,爆管高度基本为炉膛中心高度。爆管周围水冷壁有结焦现象,见图2。对爆管位置水冷壁管子解剖发现,管子内部几乎无结垢现象。3运行情况调查燃气锅炉结构参数为:炉膛长度(进深)为9.7m,炉膛宽度为6.0m,炉膛平均高度为4.62m。炉膛容积约为268m3,采用强制通风、微正压燃烧。水处理采用炉外化学处理(钠离子交换器),经取样化验,软化水硬度(硬度以软化水中钙、镁离子的总浓度衡量)0.8mmol/L,pH值为7.4,属于正常范围,符合GB1576—2008《工业锅炉水质》的要求。燃烧器为旋流式燃烧器(见图3),两台旋流燃烧器安装位置见图4,旋流燃烧器安装高度基本为炉膛中心高度。运行过程中振动情况良好,额定负荷下,每台燃烧器耗气量约6400m3/h。4锅炉爆管原因分析一般情况下,燃油燃气锅炉出现爆管的主要原因为:①锅炉本身质量问题:如水冷壁管子材质以及管壁厚度问题;水动力失衡;烟气不流畅,有涡流导致振动产生断管。②管内结垢:供水水质差,硬度高,管内结垢严重。③缺水干烧:当给水系统局部发生故障或者锅炉房内数台锅炉存在给水分配不当时,容易造成炉内水循环失衡,局部缺水或者水动力下降,导致干烧而爆管。④燃烧器:燃烧器燃烧状况不佳,有严重振动。或者是燃烧火焰形状与炉膛不匹配,火焰冲刷水冷壁面,造成部分水冷壁面温度过高,导致爆管。该锅炉的各项材质检测结果均符合标准,管内也没有明显结垢现象,也不存在缺水干烧的问题。因此,最大可能是燃烧器存在问题。在布置两台旋流式燃烧器时,为了使单台燃烧器的火焰能自由扩展,形成必要的回流区,并不使火焰相互干扰,应保持两台旋流式燃烧器之间有一定距离。为了避免火焰撞击侧墙或炉底,应保持燃烧器与侧墙以及炉底之间有一定距离。这些距离最小值范围为:相邻燃烧器中心距(2.5~3.0)d,燃烧器中心线与侧墙的距离(3.0~3.5)d,d表示喉口直径。这两台旋流式燃烧器采用前墙水平布置,安装位置见图4,喉口直径d为866mm。2台燃烧器中心线距离2500mm,符合上述要求。喉口中心到侧墙距离1700mm,远小于燃烧器中心线与侧墙距离最小限值。燃烧器厂家提供的数据,火焰直径为3500mm,即火焰半径为1750mm,大于喉口中心到侧墙的距离。综上所述,旋流式燃烧器产生的火焰半径过大,冲刷侧墙水冷壁,使得局部温度过高。导致水冷壁表面结焦,传热性能下降,管子局部温度升高,金相组织发生变化,造成材质劣化,强度下降。当炉温降低或者停炉时,管壁温度降低,管壁的结碳以及氧化层脱落,管壁逐渐变薄、变形,最终因强度不足导致局部爆破漏水。5解决方法由以上分析可知,要解决锅炉爆管问题,就要避免火焰冲刷两侧水冷壁。可采取的措施包括:第一种措施:加大炉膛宽度,重新布置燃烧器水平位置;第二种措施:缩小燃烧器火焰直径。第一种措施的工程量大,因此考虑采取第二种措施,下面我们对第二种措施的可行性及效果进行分析。燃烧器原喇叭形喉口的扩散角约45°,喇叭形喉口使空气向外扩散流动,进而使得火焰扩散。特别是当相邻两台燃烧器的喇叭形喉口内空气的旋流方向相反时,气流流出喉口后更容易发生碰撞,使火焰更容易冲刷两侧水冷壁。因此,考虑将喇叭形喉口改造成直筒形喉口。直筒形喉口优于喇叭形喉口的原因为:直筒形喉口容易制造,而且造价较低。最重要的是,直筒形喉口可缩小火焰直径,防止两台燃烧器之间气流的强烈碰撞,从而解决火焰冲刷两侧水冷壁的问题。改造方案:为每台燃烧器加装一个直筒形不锈钢喉口,并将空缺部分进行封堵,改造后的直筒形喉口结构见图5,图中数值单位为mm。将原来的喇叭形喉口改造成直筒形喉口,并保持前墙厚度不变,使得气流能够相对收缩,从而缩小火焰直径。图5中hmax为射流边界的最大穿透深度[3],经校核计算,射流边界的最大穿透深度hmax=228mm,小于燃气喷嘴到喉口的距离(300mm),未触碰到燃烧器喉口,满足设计要求。经CFD仿真,得到改造后的火焰形态,见图6。由图6可知,火焰未冲刷炉膛两侧水冷壁,火焰直径、长度合适,与炉膛匹配度好。改造后运行满一年,未再出现爆管现象,燃烧器工作平稳。GHHL
这个问题之所以普遍,主要是因为::1)北京市锅炉低氮燃烧改造任务量大,燃烧器制造商所用配件只采购同一品牌型号的,不能满足生产任务需求,所以采购了不同品牌、不同型号,但功能类似、参数相近的配件,彼此之间相互代用;2)燃烧器型式试验可覆盖同一系列功率大小不同几个型号,若现场所用燃烧器与型式试验所用燃烧器功率不同,则其所匹配的燃气管道管径、风机出力也不同,就需要选用不同型号的燃气安全切断阀和风机电机;3)有些使用单位或改造单位为减少低氮燃烧改造成本,会保留原来的燃气安全切断阀,对采用烟气再循环技术的,若原来燃烧器的燃烧头和鼓风机是分体的,则可能保留原来的鼓风机继续使用;GHHL
锅炉安装单位应严格执行安全技术规范及相关标准的要求,确保锅炉安装质量和施工安全,安装单位应在安装现场设置告示牌,注明许可证持证单位名称、许可项目、许可证号和项目负责人、安全和质量负责人、调试人员、监检人员的姓名、单位和电话。锅炉调试及试运行时,必须由持证锅炉作业人员进行操作。在锅炉安装完毕,通过相关检验验收正式交付使用之前,安装单位应在锅炉显著位置悬挂带有“禁止使用”字样的警示标牌,并采取有效的防护和隔离措施,确保锅炉系统无法点火或升压。除调试需要外,电控柜不能通电,燃料阀应处于关闭状态等。锅炉水压试验时使用盲板的,试验结束后应当立即拆除盲板。三、严格落实监督检验要求GHHL
锅炉过量空气系数过低或过高有什么危害?造成过量空气系数高的原因是什么?答:锅炉过量空气系数是运行质量的重要特性之一,其值的大小说明了燃烧设备和锅炉运行的完善程度。过量空气系数太低,燃烧不完全,烟气中的CO增加,热效率降低;过量空气系数太高,不参与燃烧反应的冷空气大量送入炉膛,使炉温下降,影响完全燃烧。而且这部分过量的空气还要增温吸热,并随烟气带走热量,降低锅炉的热效率。因此,合理的过量空气系数应该既能保证燃料完全燃烧,又能使各项热损失降至最小。现在不少城市使用的锅炉中,过量空气系数较高,其原因为:(1)机械通风匹配不当,给风量过大;(2)炉体、炉门等处漏风;(3)烟道、净化装置漏风等。GHHL