循环流化床锅炉旋风分离器事故分析与改造措施
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循环流化床锅炉常见事故处理方法事故处理总的原则:消除事故的根源,限制事故的发展,并解除事故对人身和设备的威胁,在保证人身和设备不受损害的前提下,尽可能保持机组继续运行,包括必要时可转移部分负荷至正常运行的锅炉,以尽量保证和满足汽轮机的用汽。
在上述原则下,要求运行人员在处理事故中,应以认真负责的精神,始终保持清醒的头脑,冷静沉着,判断正确,抓住要害迅速果断地将事故消除在萌芽状态,确保安全供汽。
第一节事故及故障停炉一、当锅炉发生下列事故,应立即停止其运行。
①锅炉严重缺水。
②锅炉严重满水。
③炉管爆破,不能维持正常水位时或灭火时。
④流化床结焦时。
⑤放渣管断裂漏渣,无法保持料层差压时。
⑥所有水位计损坏时。
⑦各种原因造成火时。
⑧送引风机严重损坏时。
二、锅炉发生下列故障,应立即请示停炉:1、水冷壁、省煤器、过热器管等泄漏。
2、锅炉给水、炉水及蒸汽品质严重低于标准,经努力调整无法恢复正常时。
3、返料器堵灰、结焦时。
4、放渣管堵塞,经多方努力无法消除料层差压超过极限值时。
三、紧急停炉的操作步骤:1、立即停止给煤机,将底料、循环灰全部放掉(结焦、堵灰、满水除外)。
2、停止送风机、二次风机及引风机(结焦、堵灰、满水除外)。
3、严格监视水位,根据水位的变化及时调整(严重缺水除外)。
4、关闭主汽门,开启过热器疏水。
5、其他操作按正常停炉进行。
第二节锅炉满水一、现象:1、汽包水位高于规定的正常水位。
2、水位报警器发出高水位报警。
3、过热蒸汽温度下降,蒸汽含盐量增加。
二、满水的原因:1、运行监盘人员对水位监视不够或误操作。
2、给水自动调节器失灵,锅炉增加负荷太快。
3、水位指示不正确,使运行人员误操作。
4、给水压力突然升高,未及时调整。
三、处理方法:1、当锅炉汽压及给水压力正常,而汽包水位超过正常水位时,应采取下列措施:①进行汽包各水位计的对照冲洗,以检查其指示是否正常。
②将给水自动改为手动,调整给水门,减少给水量。
③如经上述处理,水位仍上升,应开启事故放水门或排污门放水至正常水位。
1089T/H循环流化床锅炉中心筒掉落原因分析及改进方案中心筒是循环流化床旋风分离器的重要部件,中心筒变形、脱落不仅影响分离器分离效率,严重时影响锅炉的安全运行。
针对我厂分离器中心筒在运行中产生的各种问题,分析原因并进行技术整改,取得了良好效果,以供探讨借鉴。
标签:循环流化床锅炉;中心筒;掉落分析;改进方案0 引言我厂两台2*1089t/h锅炉为循环流化床、亚临界参数,一次中间再热自然循环汽包炉,采用三台汽冷式旋风分离器。
分离器中心筒原设计耐热钢板卷制而成:规格为Φ4149×12mm,筒体高度为6343mm,材质为RA253MA。
该材料非完全奥氏体耐热合金,具有很高的强度和极佳的耐氧化性和耐热的性能。
1 中心筒变形脱落情况中心筒原先卷制的耐热不锈钢板换成高强度、耐高温耐腐蚀性材质的加厚铸造中心筒;铸造中心筒材质Cr25Ni20MoMnSiNRe,壁厚:δ=16mm。
外径由原来的Φ4149mm缩小至Φ4000mm,长度为6320mm。
旋风分离器中心筒的连接方式由固定式改成自由吊挂式。
自由吊挂是将与中心筒上部焊接固定的大筋板安放在工行支架上无任何固定方式,这种安装方式可以相对滑动,中心筒不会因热胀冷缩受阻而发生变形。
2015年1月份1号锅炉D级检修期间发现中心筒出现入口稍微变形,出口立焊缝出现开焊。
为了防止中心筒固定架处于高温运行环境,采取了在筒体外侧底口上200mm处加装一道加强筋板。
2015年12月1号机组进行C级检修期间发现,12中心筒支撑牛腿脱落,筒体出现严重倾斜,且入口严重变形。
采取了在筒体外侧底口上200mm处第四节和第五节焊口上100mm处分别加装一道加强筋板处理。
焊缝开焊处贴钢板加强焊接处理,母材不规则裂纹采取了补焊后加装立筋板焊接处理。
2016年8月1日14时45分1号炉因12、13分离器中心筒掉落故障停机。
2 掉落原因分析(1)分离器处于超高温状态运行:原锅炉设计掺烧煤矸石,正常运行时分离器入口烟温在900℃左右;后响应国家节能减排号召大量掺烧煤泥后,大量细煤泥颗粒进入分离器二次燃烧,使分离器在高负荷时烟温急剧上升至1000℃左右。
循环流化床锅炉常见事故现象原因处理等分析循环流化床锅炉是一种先进的燃煤锅炉技术,具有高效、节能、环保等优点。
然而,在运行过程中,循环流化床锅炉也会出现一些常见的事故现象,这些事故通常是由于操作不当、设备故障、材料问题等原因导致的。
本文将对循环流化床锅炉常见事故现象、原因、处理等进行分析。
一、堵塞现象堵塞是循环流化床锅炉常见的事故现象之一、堵塞一般发生在床料输送管道、循环器、炉排等处。
堵塞导致燃烧不稳定,影响锅炉的正常运行。
1.堵塞原因:(1)床料中含有过多的灰石等杂质;(2)床温过高,导致床料结块;(3)流化气化剂不足,导致床料堆积;(4)运行时床层高度不稳定,床料积聚在特定区域。
2.处理方法:(1)定期清理床料输送管道和循环器,确保通畅;(2)选择质量好的床料,并控制灰石等杂质的含量;(3)保持合适的床层高度和床温,避免结块和堆积。
二、燃烧不完全燃烧不完全是循环流化床锅炉常见的一个问题,主要表现为废气中二氧化碳和一氧化碳含量超标,降低了锅炉的燃烧效率。
1.燃烧不完全的原因:(1)风量不足或风温过高,导致氧气供应不充分;(2)进料不均匀或过多,导致部分燃料燃烧不充分;(3)锅炉过载,燃烧过程中温度升高过快;(4)燃料质量差或杂质含量高。
2.燃烧不完全的处理方法:(1)调整风量和风温,确保氧气供应充分;(2)控制燃料进料量,确保燃料的均匀供应;(3)合理控制锅炉负荷,避免过载;(4)选择质量好的燃料,降低杂质含量。
三、结焦和积灰结焦和积灰是循环流化床锅炉的常见事故现象,会降低锅炉的热效率和使用寿命。
1.结焦和积灰的原因:(1)燃料中灰分含量高;(2)锅炉运行时间过长,未进行清灰操作;(3)床层温度不均匀,导致部分区域结焦;(4)风温过低,使得结焦和积灰速度加快。
2.结焦和积灰的处理方法:(1)定期清理结焦和积灰部位;(2)选择低灰分的燃料;(3)保持适当的床层温度,避免结焦现象;(4)合理调整风温。
循环流化床锅炉常见故障的分析和改进循环流化床锅炉的燃烧技术已经在我国工业领域得到了全面的推广和普及,但是由于我国对于这方面的技术水平有限,在流化床锅炉的运行过程中经常出现一些故障问题,所以,需要相关工作人员对日常出现的故障进行全面分析,并及时的改进,提升流化床锅炉的可靠性,促进流化床锅炉燃烧技术的不断发展。
关键词:流化床锅炉;常见故障;改进措施1循环流化床锅炉技术特点1.1可燃烧的燃料选择范围广泛循环流化床锅炉技术有一个非常显著的优势特点,其可供于燃烧的燃料样品选择范围十分宽广,对燃料的适用性很高。
在这项技术中,燃料仅仅只占床料的很少一部分,其余均是不能够进行燃烧反应的固体物质。
这些物质保证了床层温度的稳定,使得燃烧物能够更快速地达到着火点,而燃料通过燃烧反应而释放的热量又可以使得床层温度相对稳定,使得对燃料的适应性很广。
1.2燃烧效率高循环流化床锅炉中,由于分离器的存在,大量的颗粒在炉膛及循环回路中循环燃烧,只有较细的颗粒从分离器逃逸成为飞灰,保证了即使粒度很大的颗粒也能够在相对降低的燃烧温度下燃尽。
随烟气逃离分离器的细颗粒形成的锅炉飞灰,其平均粒径一般只有10-30μm左右,与煤粉炉飞灰粒径相当,甚至略低于煤粉炉,保证了循环流化床锅炉对细颗粒燃烧也可以获得与煤粉炉相当的燃烧效率。
其燃烧效率高的主要原因是气-固混合良好,停留时间长。
1.3 环保性能好循环流化床锅炉炉膛内燃烧区温度一般维持在850-920℃,远低于煤粉锅炉,这一温度范围正是脱硫反应效率最高的温度区间,加入1㎜以下的石灰石粉,在钙硫摩尔比为1.5-2.5以及适当的石灰石粒径分布下,就可以在炉内燃烧的同时,实现高达90%的脱硫效率;同时低于燃烧化学当量的一次风从炉膛底部加入,析出的燃料氮不能充分与氧反应生成氮氧化物;二次风从炉膛中部加入,这样使该处的过量空气系数达到20%,燃料氮已轉化为分子氮,在还原区以上形成的氮氧化物机会减少;氮氧化物生成较少,有利于炉内完成脱硫反应,是一种环保性能很好的燃烧技术。
循环流化床锅炉设计运行中的常见问题及改善措施摘要:锅炉运行是一个复杂的问题,受很多因素的影响。
循环流化床锅炉燃烧技术是一项近年来发展起来的燃煤技术,该技术是煤洁净燃烧发电的核心。
作为一项新型燃烧技术,循环流化床锅炉在使用过程中暴露出若干问题。
影响锅炉安全高效运行的问题有很多,煤质、水质、负荷及运行人员的专业水平都可以对锅炉运行带来诸多问题,在循环流化床锅炉日常运行中,我们发现有下列问题。
关键词:循环流化床锅炉;问题;治理措施引言纵观我国循环流化床锅炉的运行情况,磨损严重、出力不足时最普遍的问题,基本得到了解决,但是随着锅炉自身的发展以及锅炉容量的增大,用户对锅炉可靠性、可控性、自动化程度等要求越来越高,也出现了一些新的问题,只有对问题产生原因进行综合分析,采取相应措施,才能避免事故发生。
1、循环流化床锅炉的特点由于循环流化床内气、固两相混合物的热容量比单相烟气的热容量大几十倍甚至几百倍,循环流化床锅炉中燃料的着火、燃烧非常稳定。
在床内沿炉膛高度所进行的燃烧和传热过程,基本上是在十分均匀的炉膛温度下(850℃~900℃)进行的,从而可使循环流化床锅炉达到98%~99%的燃烧效率。
在钙与燃料中的硫摩尔比为115~215的情况下可以达到90% 以上的脱硫效率。
而布置在炉膛出口外的高效分离器可将大部分固体颗粒从烟气中分离出来,大大减少了尾部烟道中烟气的粉尘浓度,减少了尾部受热面的磨损。
循环流化床锅炉是当下比较受推崇的新型锅炉,该种锅炉具有比较鲜明的节能环保特点,可以成为其它非环保燃烧方式的代替品。
循环流化床锅炉问世以来,已经被我国的很多地区投入使用,因为锅炉的高燃烧率、高煤种适应性、简便调整程序、方便维修等优势,广受青睐与关注。
循环流化床锅炉一般采用低温燃烧技术,采取化学反应,反应越大则燃烧越彻底,而且燃烧时间也会越短。
同时,循环硫化床锅炉的内部燃烧温度更低,所以,该种锅炉拥有其他炉型所没有的优势。
2、循环流化床锅炉设计运行中的常见问题2.1 磨损循环流化床锅炉在运行的过程当中,其过渡区内因壁面物料和炉内向上运行的同体物料方向相反,让它局部会出现涡流,对冷壁进行相应冲刷。
循环流化床锅炉旋风分离器事故分析与改造措施【摘要】旋风分离器效率的提高是循环流化床锅炉经济运行的关键,其设备的长期完好运转是循环流化床锅炉稳定运行的关键。
通过对旋风分离器常见事故的分析、总结、提出并实施改造,为循环流化床锅炉满负荷运行提供保证。
【关键词】旋风分离器中心筒分离效率改造措施1 前言循环流化床锅炉的分离机构是循环流化床锅炉的关键部件之一,其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来送回燃烧室,以维持燃烧室的快速流化状态,保证燃料和脱硫剂多次循环,反复燃烧和反应,使锅炉达到理想的燃烧效率和脱硫效率。
黑化集团热电分厂的四台济锅生产的YG-75/3.82-M1型循环流化床锅炉采用高温绝热旋风分离器和悬挂中心筒,在运行中出现大量事故。
近几年在实践中对事故的不断分析总结和对设备的不断改造,使锅炉能够长期安全高效稳定运行。
2 旋风分离器中心筒变形脱落的改造措施2.1 问题的提出锅炉投运初期,运行一年以后,6#炉发现旋风分离器处差压增大,分离效率下降,锅炉负荷骤减。
停炉检查发现锅炉中心筒出口处筒壁变形向内突出,四个吊挂开裂两个,造成筒体倾斜。
如继续运行,中心筒就会落入分离器椎体内。
2.2 原因分析中心筒出口与旋风分离器顶棚直接接触,在锅炉启炉和运行中中心筒和分离器顶棚受热膨胀,相互挤压使筒体变形。
进入旋风分离器的烟气一部分由变形处短路,分离效率降低,筒体变形愈加严重。
中心筒是由四根750×80×8mm材料为1Cr25Ni20Si2钢板悬吊,一侧焊接在中心筒外壁上,另一侧焊接在旋风分离器出口外护板上。
在950℃和高速烟气作用下轻微摆动,焊口氧化开裂,造成倾斜和脱落。
2.3 改造措施(1)改变中心筒的结构和材质。
原中心筒由δ8mm的1Cr25Ni20Si2钢板卷制改为δ10mm的0Cr25Ni20钢板卷制,提高其抗压强度和耐热温度。
在筒体外壁上中下三处分别增加了防变形的加强环,出口加强环内焊有8个三角形的加强板。
一、编制目的为确保循环流化床锅炉在运行过程中发生事故时能够迅速、有效地进行处置,防止事故扩大,保障人员安全和设备完好,特制定本预案。
二、适用范围本预案适用于循环流化床锅炉运行过程中可能发生的各类事故,包括但不限于超温结焦、缺水、爆管、停电等。
三、事故分类及处理措施1. 超温结焦事故(1)事故原因:燃烧温度达到灰的熔点温度,导致流化床、返料器等处产生灰渣结焦现象。
(2)处理措施:a. 立即停止给煤,大幅度增加一次风量以降低床温;b. 如给煤自动控制,应将自动改为手动,床温正常后恢复自动;c. 密切注意风室压力、床层压力及炉膛出口差压值的变化;d. 清除焦块后,重新投入运行;e. 适当排灰、排渣,检查灰渣排放是否正常。
2. 缺水事故(1)事故原因:锅炉缺水,水位低于汽包下部可见水位。
(2)处理措施:a. 紧急停炉,严禁向锅炉进水;b. 关闭所有孔门,防止锅炉急剧冷却;c. 关闭所有疏放水门、排污门、排汽门,打开省煤器再循环,保护水冷壁及省煤器;d. 如叫不出水,应立即将炉内床料放掉。
3. 爆管事故(1)事故原因:水冷壁管爆破,不能维持正常水位。
(2)处理措施:a. 紧急停炉,检查炉管爆破情况;b. 消除爆破原因,修复炉管;c. 检查设备完好后,根据调度命令启动锅炉。
4. 停电事故(1)事故原因:厂用电消失,锅炉处于压火状态。
(2)处理措施:a. 打开省煤器再循环,找专人负责观察水位跟排空阀,注意不超压不干锅;b. 当气温下降时,打开高低过输水保护过热器;c. 抓紧时间恢复锅炉上水;d. 检查设备完好后,根据调度命令启动锅炉。
四、应急组织及职责1. 成立循环流化床锅炉事故应急指挥部,负责事故的应急处置和协调工作。
2. 应急指挥部下设以下几个小组:a. 抢险救援组:负责事故现场抢险救援工作;b. 医疗救护组:负责事故现场伤员的救治工作;c. 交通保障组:负责事故现场交通保障工作;d. 信息报道组:负责事故现场信息收集、整理和发布工作。
循环流化床锅炉旋风分离器事故分析与改造措施
作者:王元胜
来源:《中国科技纵横》2013年第02期
【摘要】旋风分离器效率的提高是循环流化床锅炉经济运行的关键,其设备的长期完好运转是循环流化床锅炉稳定运行的关键。
通过对旋风分离器常见事故的分析、总结、提出并实施改造,为循环流化床锅炉满负荷运行提供保证。
【关键词】旋风分离器中心筒分离效率改造措施
1 前言
循环流化床锅炉的分离机构是循环流化床锅炉的关键部件之一,其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来送回燃烧室,以维持燃烧室的快速流化状态,保证燃料和脱硫剂多次循环,反复燃烧和反应,使锅炉达到理想的燃烧效率和脱硫效率。
黑化集团热电分厂的四台济锅生产的YG-75/3.82-M1型循环流化床锅炉采用高温绝热旋风分离器和悬挂中心筒,在运行中出现大量事故。
近几年在实践中对事故的不断分析总结和对设备的不断改造,使锅炉能够长期安全高效稳定运行。
2 旋风分离器中心筒变形脱落的改造措施
2.1 问题的提出
锅炉投运初期,运行一年以后,6#炉发现旋风分离器处差压增大,分离效率下降,锅炉负荷骤减。
停炉检查发现锅炉中心筒出口处筒壁变形向内突出,四个吊挂开裂两个,造成筒体倾斜。
如继续运行,中心筒就会落入分离器椎体内。
2.2 原因分析
中心筒出口与旋风分离器顶棚直接接触,在锅炉启炉和运行中中心筒和分离器顶棚受热膨胀,相互挤压使筒体变形。
进入旋风分离器的烟气一部分由变形处短路,分离效率降低,筒体变形愈加严重。
中心筒是由四根750×80×8mm材料为1Cr25Ni20Si2钢板悬吊,一侧焊接在中心筒外壁上,另一侧焊接在旋风分离器出口外护板上。
在950℃和高速烟气作用下轻微摆动,焊口氧化开裂,造成倾斜和脱落。
2.3 改造措施
(1)改变中心筒的结构和材质。
原中心筒由δ8mm的1Cr25Ni20Si2钢板卷制改为δ10mm 的0Cr25Ni20钢板卷制,提高其抗压强度和耐热温度。
在筒体外壁上中下三处分别增加了防变形的加强环,出口加强环内焊有8个三角形的加强板。
环下装有外开口的支撑托圈,此圈与筒体留有10-15mm的膨胀间隙。
保留原有吊挂结构并增加四根悬吊钢板基础上,在旋风分离器八角梁的槽钢圈上等分焊有16根材质0Cr25Ni20的[8#槽钢与筒体膨胀圈相连。
原来的悬吊结构变为上吊下支结构,保证中心筒运行三年不会出现偏斜和脱落。
(2)预留膨胀缝。
中心筒与旋风分离器顶棚接触部分膨胀缝大小是中心筒是否变形的关键。
膨胀间隙小,锅炉运行时,筒体与分离器顶棚均受热膨胀,相互挤压,使筒体变形。
如间隙过大,进入旋风分离器内的烟气就会从顶棚窜出,形成短路,更易造成顶棚窜漏。
经过计算此膨胀缝为10mm,膨胀缝与筒体之间用硅酸铝纤维毡压紧,既保证膨胀时筒体完好又保证烟气不窜漏。
3 旋风分离器分离效率低下的改造措施
3.1 问题的提出
循环流化床锅炉炉膛内的物料浓度的高低直接决定锅炉负荷的大小,而旋风分离器分离效率的大小决定锅炉内物料循环燃烧次数及锅炉的经济稳定运行。
4#6#锅炉运行初期,负荷率为额定负荷的80%-90%,运行参数表现为返料温度高,炉膛温度低,炉膛差压在400-600Pa之间波动,调整风煤配比,没有明显改善。
3.2 原因分析
(1)燃煤热值高,灰分少,大量未燃尽的细煤颗粒被烟气夹带进入旋风分离器,被分离下来后在返料床面上继续燃烧,由于此锅炉采用绝热旋风分离器,热量在此处不能有效吸收,所以造成返料温度高,炉膛温度低等现象。
(2)旋风分离器的分离效率的高低与分离器的运行参数有关外,主要与其结构参数有关。
据《循环流化床锅炉理论设计与运行》,分离效率与入口烟窗的高宽比,中心筒的插入深度,中心筒直径的大小具有直接关系。
锅炉实际安装尺寸与设计和理论尺寸不符,是导致分离效率低的重要原因。
3.3 改造措施
(1)改变煤种。
变热值高灰分低的优质煤种为热值低灰分高的劣质煤种,一般取低位发热量在15000kj/kg左右。
此时旋风分离器分离下来的细颗粒尽量在燃烧室内燃尽,控制烟窗出口烟气含氧量防止其在旋风分离器内继续燃烧放热,使旋风分离器温度在规定范围内。
(2)烟窗出口的改造。
增大烟窗出口高宽比,通过计算对比把原出口高度2400mm增加到2500mm 出口宽度由890mm改为850mm。
高宽比由2.7增加到2.94,在基本不改变出口面积的情况下,减小进口宽度,提高分离效率。
(3)中心筒的改造。
首先,根据排气管直径越小,旋风分离器效率越高的特点,适当缩小中心筒直径使其在理论范围内。
把原中心筒直径∮1500改为∮1380,中心筒直径与旋风分离器直径之比由原来的0.5改为0.46,满足其值在0.3-0.5之间,而不使压力损失增加过大浪费电能。
其次,改变中心筒的插入深度。
根据中心管长度大约
是入口管高度的0.4-0.5倍时分离效率最高,把原中心筒插入深度1535mm改为1350mm,其与入口管高度比由原来0.64变为0.54,完全能够满足要求。
4 绝热旋风分离器的改造
4.1 问题的提出
在冬季大负荷生产时,为达到额定设计负荷,返料器温度经常保持在990℃,煤种稍有变化,温度可能达到1000℃以上,极大增加运行的不安全性。
另外锅炉多次起停炉后,旋风分离器侧面护板就会开裂,冒火漏灰,严重时内部浇注料脱落,出现火舌,烧损设备。
4.2 原因分析
首先,高温燃煤颗粒,在氧气过剩情况下,在旋风分离器和返料器内继续燃烧,燃烧释放的热量得不到有效地吸收,因此返料温度居高不下。
其次,原旋风分离器为绝热旋风分离器,耐火层和保温层共360mm,吸热和放热均较慢,频繁启停炉或停炉时间过短,冷却时间过早,都会导致耐火层和保温层受热不均产生裂纹,分离器内的燃煤细颗粒就会从缝隙处窜出烧坏外护板而导致窜漏。
5 结语
经过一系列的改造措施,4#6#锅炉达到了预期的效果。
额定负荷时,各参数指标均在可控范围内,而且还有操作调节空间;旋风分离器及中心筒的检修周期也增加到3年,但中心筒出口还有变形现象,有待我们进一步改进。
参考文献
[1]岑可法,倪明江.循环流化床锅炉理论设计与运行.中国电力出版社,1998.5.
[2]成大先,王德夫.机械设计手册.化学工业出版社,2009.1.
[3]于民治,张超.钢材产品手册.化学工业出版社,2011.1.。