燃煤电厂锅炉四管泄漏的判断及预防

发表时间:2020/8/12   来源:《电力设备》2020年第10期   作者:朱伟
[导读] 摘要:本文总结了锅炉四管泄漏的现象,分析了四管泄漏的共同点和不同点,根据现象对四管泄漏进行区分和判断,以便及时采取相应措施进行处理。
        (河北国华定州发电有限责任公司  河北省定州市  073000)
        摘要:本文总结了锅炉四管泄漏的现象,分析了四管泄漏的共同点和不同点,根据现象对四管泄漏进行区分和判断,以便及时采取相应措施进行处理。并就产生四管泄漏的原因进行分析,针对原因采取相应的对策,以便有效抑制四管泄漏的发生。
        关键词:锅炉;泄漏;判断;预防措施
        引言
        目前我国能源结构的现状决定,燃煤机组仍是电力生产的主力机组。而燃煤电厂面临一个不可避免的难题就是四管泄漏。锅炉一旦发生泄漏,运行中很难在线处理,不得不被迫停炉。并且检修工艺要求高,检修时间长,给电厂带来较大的经济损失。如何判断四管泄漏,发生泄漏如何早发现及早采取措施,避免恶化是本文讨论的内容。
        一、四管泄漏现象和判断
        根据燃煤锅炉的结构特点,按照工质流程四管一般指的是:省煤器、水冷壁、过热器和再热器。这些受热面分布在锅炉本体的不同部位,工质的参数也有所不同。当发生泄漏时,泄漏时现象有共同点,也有典型的区别,下面做一个分析。
        1、省煤器
        省煤器布置在锅炉的尾部,压力稍高于水冷壁和过热器,温度相对较低。发生泄漏时,烟气量增大,同负荷下,引风机动叶开大,并伴有负压波动。左右侧烟温可能会出现明显偏差,就地有泄漏声,相应部位四管泄漏装置可能会报警。省煤器输灰系统可能有水出现影响输灰。给水外漏,导致给水流量大于蒸发量,机组补水量增大。
        2、水冷壁
        水冷壁布置在炉膛四周,发生泄漏时对燃烧和负压影响明显,火焰电视可能闪烁,负压波动大,严重时可能导致燃烧不稳甚至灭火。泄漏部位有泄漏声,相应部位四管泄漏装置报警。因烟气量增大,引风机动叶开大,给水流量大于蒸发量,机组补水量增大。
        3、过热器
        过热器布置在炉膛顶部和烟道上方,有辐射式半辐射式和对流过热器。一般过热器分左右两侧布置。当发生泄漏时,泄漏管壁温度异常升高,左右侧蒸汽压力和温度出现偏差。就地有泄漏声,相应区域四管泄漏装置报警。因烟气量增大,相同负荷下,引风机动叶开大,给水流量大于蒸发量,机组补水量增大。
        4、再热器
        再热器与过热器间隔布置,一般也分左右两侧。压力比汽水一次系统的参数要低,发生泄漏时,再热汽压力降低,负荷下降,为维持负荷,主蒸汽流量会比泄漏前稍有升高。因为再热汽为回热蒸汽,主蒸汽流量和给水流量不会出现偏差。同样泄漏部位有泄漏声,相应区域四管泄漏装置报警。因烟气量增大,相同负荷下,引风机动叶开大,机组补水量增大。
        5、四管泄漏的共同点
        1)同负荷下,烟气量增大,引风机动叶开大。2)负压波动。3)泄漏部位有泄漏声。4)省煤器、水冷壁、过热器泄漏给水流量均会大于蒸汽流量。5)机组补水量增大。
        6、四管泄漏的不同点
        1)省煤器泄漏对尾部烟道参数影响明显,可能影响输灰;2)水冷壁对燃烧和负压影响最明显,可能造成燃烧不稳,负压波动大;3)过热器泄漏壁温出现偏差或异常升高;4)再热器泄漏蒸汽流量和给水流量不会出现偏差,泄漏部位壁温升高。5)锅炉四管泄漏的部位不同,四管泄漏装置报警部位不同,根据报警判断泄漏部位。
        7、如何做到及时发现
        1)根据以上分析情况,应加强相应特征参数的监视,如给水流量、蒸汽流量、炉膛负压、管壁温度、引风机开度以及补水率等,经常进行对比分析。2)保证四管泄漏装置可靠投入,加强四管泄漏报警装置的监视。3)泄漏初期或小的泄漏可能DCS参数并不明显,需要加强就地的巡视,如果发现有跑冒滴漏等现象或者未吹灰的情况下有泄漏声要及时汇报,联系维护人员共同排查。
        二、运行相关的预防措施:
        造成四管发生泄漏的因素很多,总结起来分可分为管内、管外和管材本身等几个因素。


        1、管内因素
        1)腐蚀与结垢
        加强水质和蒸汽品质的监督,保证化学加药系统、精处理系统可靠投入,定期检查各项汽水指标在合格范围,保证化学监视仪表的可靠投入,定期手动化验。有缺陷及时消除,当汽水品质超过正常范围严格按照三级处理标准将相关指标恢复至正常。对受热面结垢量进行监督,利用检修机会,及时进行化学清洗,使受热面保持清洁。
        2)氧化皮生成脱落
        随着锅炉运行年限的增加,尤其是超临界参数锅炉,受热面内部会生成一层氧化皮。氧化皮脱落后在管内沉积减小流通面积甚至完全堵塞,使管子得不到充分冷却而过热发生泄漏。氧化皮与金属膨胀系数不同,当温度变化率大时很容易脱落。需要从机组启动、运行、停运、维护保养等方面,制定完善的控制措施。
        3)锅炉启动、运行和停炉
        合理选择的上水温度和上水速度,使锅炉均匀的膨胀,发现膨胀受阻的情况及时联系维护人员处理。锅炉启动过程中升温升压率和升负荷速率要符合制造厂的规定。锅炉启动过程中,按要求使用减温水,防止在受热面形成水塞。使用减温水时保证减温器后蒸汽有一定过热度,投用减温水要避免汽温大幅度波动,防止氧化皮脱落。
        加强运行调整,合理配风,利用投停燃烧器、调整喷燃器摆角、以及减温水等多种手段,将蒸汽温度和管壁温度控制在合理范围内,防止受热面超温。
        停炉时,控制温度下降速度,停炉后压降率应符合规程规定,避免压力下降过快导致饱和温度下降过快。选择合适的放水压力,放水完毕后及时关闭排空门和放水门,避免空气进入内部。锅炉停运后要做好保养工作。
        4)工质流量偏差控制
        受热面管子设计安装与维护方面,避免出现检修焊接安装工艺等因素导致的管子局部内径减小出现较大的流量偏差,避免工质流量减少而过热的情况发生。
        直流锅炉要提高水动力稳定性,汽包炉启动初期要打开省煤器再循环,并适时关闭。锅炉启动时再热器干烧阶段要控制好烟温
        2、管外因素
        1)锅炉结焦结渣和积灰
        加强煤质的管理与监督,燃用设计煤或加强掺配煤,保证入炉煤接近设计煤种,使燃煤符合锅炉设计的要求,控制灰熔点不要过低。
        加强燃烧调整,组织合理的动力工况,确定合理的一、二次风量和风速,使火焰均匀的充满炉膛不发生偏斜。减小锅炉热偏差,避免火焰冲刷炉墙和受热面。防止出现局部过热和局部还原性环境,减小锅炉漏风。避免容积热负荷过大导致大面积结焦。加强锅炉汽温、减温水、排烟温度等参数的监视和就地看焦,根据结焦情况及时吹灰。根据燃煤特性变化,锅炉的热负荷以及容易结焦部位及时调整吹灰方式和吹灰频次。
        加强锅炉的维护和防磨防爆管理,指定和完善防磨防爆管理制度及相关措施。针对运行期间发现的问题,利用停机机会对受热面进行针对性的检查,并对措施和制度补充完善。
        2)腐蚀与磨损
        调整燃烧避免火焰直接冲刷炉墙,控制燃料中的腐蚀成分,改善燃烧区域的还原性气氛,并对水冷壁过热器等容易发生高温腐蚀的部位喷涂耐腐蚀材料或采用耐腐蚀管材,以改善受热面状况。
        尽量燃用灰分低的煤种,控制合适的烟气流速和均匀程度避免出现烟气走廊。对容易磨损的对流换热器部位采取防护措施。锅炉的吹灰器布置和分布应合理,选择合理的吹灰方式,避免吹灰过少结焦过多,也要避免吹灰过于频繁吹损受热面。
        3、受热面本身的因素
        根据锅炉运行参数选择相应强度和工艺质量合格的金属材料作,金属材质与运行参数应匹配,避免运行中蒸汽参数或运行环境温度超过金属材料允许的范围。在安装和检修方面要加强监督,优化工艺确保安装和维修质量合格。加强运行管理和检修维护力度,做好金属质量监督。
        结束语
        锅炉泄漏的预防是个系统性复杂的工程,做好防范和监督需要从运行、检修、管理等多方面下手,除了一些共性的问题,企业还要根据自身实际情况,制定有针对性的措施,并作为一项长期工作常抓不懈,建立完善的机制从技术和管理两方面两手抓,才能有效降低泄漏的发生。
        参考文献
        [1]汽轮机运行值班员(第二版).中国电力出版社.
        [2]集控运行值班员.中国电力出版社.
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