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鍋爐空氣動力場試驗及熱態調試秘笈

· 鍋爐冷態動力場試驗是鍋爐試驗和運行的重要手段, 通過鍋爐動力場試驗可解決以下四個方面的問題:

1、為鍋爐大修後冷態啟動前整體驗收提供驗收手段,

能夠為鍋爐機組點火啟動創造良好的運行條件。

2、通過全面的風量測量、標定和調平試驗, 實現鍋爐熱態情況下對燃燒器和爐膛配風的準確控制。

3、消除燃燒器方面的缺陷, 分析燃燒器及其射流的特性, 對燃燒器進行預調整, 為鍋爐熱態燃燒調整指明方向, 減少熱態調整的盲目性和試驗工作量。

4、通過爐膛冷態模化試驗, 可以比較直觀地觀察爐內氣流的分佈、擴散、擾動、混合等情況是否良好, 驗證和修改設計運行方案, 查找不正常燃燒的原因並找到解決辦法。

鍋爐冷態動力場試驗被認為是一種省時、省力、高效、靈活的試驗方法, 在當今的燃煤鍋爐上被廣泛使用。

· 試驗涉及的內容如下

1. 噴燃器結構特性的測量:包括噴口出口截面的實際尺寸;噴燃器檢修後安裝的傾角。

2.一次風測量裝置的標定和一次風粉管冷態調平試驗。

一次風量標定的同時進行一次風粉管冷態調平試驗。 試驗前將所有一次風管道的調節縮孔全開, 試驗時保持進入磨煤機一次風量為額定工況下的風量, 利用標準靠背管對風速進行測量, 如發現存在偏差, 對調節縮孔進行調整, 對風量調平, 直到保持風速冷態偏差小於±5%。

3. 二次風總風量標定、二次風配風及風門特性測試。

4. 爐內切圓測量及爐內氣流有否沖刷爐牆和爐底。

將爐內空氣流動工況調整至滿足試驗狀態。 一次風調整利用調整磨煤機進口風量測量的標定結果調整;二次風根據計算所需風量調整二次風與爐膛差壓;燃燼風由試驗工況的負荷決定。

用風速儀測量各個工況下燃燒區的貼壁風速。

5 爐膛出口氣流速度分佈情況測定。

水準煙道煙氣速度的測量可為判斷爐膛出口的煙溫偏差狀況提供直接的參考依據。 將爐內空氣流動工況調整至滿足試驗狀態,分 3-4 個工況, 分別是 50%、75%、100%負荷及噴嘴擺角變化等工況。

通常試驗需編制完整的試驗大綱及熱態調整方案

典型案例

烏魯木齊石化化肥廠動力車間3#爐(DG-210/10.5-Ⅰ型)冷態空氣動力場試驗及熱態鍋爐調整測試

實驗目的:

烏魯木齊石化公司化肥廠動力車間3#鍋爐是東方鍋爐廠生產的DG-210/10.5-Ⅰ型鍋爐, 屬非標產品。 該爐為高壓自然循環氣包爐;∏型結構;四角切圓燃燒;平衡通風;固態排渣;鋼結構爐架;全封閉佈置。

該爐投產後燃燒系統未進行常規的調整和測試, 2006年10月、11月鍋爐水冷壁曾發生二次爆管, 2007年2月9日鍋爐過熱器爆漏, 2007年5月18日鍋爐省煤器發生洩漏。 針對以上問題經協商, 由烏魯木齊奧科技術開發公司負責, 對該爐的空氣動力場進行測試, 同時進行熱態運行中的燃燒調整實驗。 通過實驗, 找出鍋爐運行和燃燒器等設備存在的問題, 並提出整改意見, 確保今後鍋爐能夠安全、可靠、經濟的運行。

實驗內容:

鍋爐實驗工作主要分二部分:①鍋爐冷態測試, ②鍋爐熱態調整實驗。

(一)鍋爐冷態測試及空氣動力場測試工作內容:

1、佈置測點, 並指導安裝。

2、提供一二次風測量原件加工圖,

並協助加工。

3、對鍋爐原運行工況和配風情況進行測試:

①一次風測量

②二次風測量

③切圓測量

④風門開度及風量測量

4、對測試中發現的問題提出整改意見。

5、進行一二次風測試元件的標定工作, 提供標定係數。

6、按鍋爐設計和現運行規程及標定結果, 進行冷態調整實驗, 包括一二次風調整配平、切圓測量, 風門開度調整並記錄等。

(二)鍋爐熱態調試工作主要包括:

1、鍋爐啟動運行後進行鍋爐配風(一、二次風)調整。

2、通過實驗提供鍋爐運行配風的最佳方式, 提高鍋爐運行的經濟性、可靠性。

3、通過試驗對鍋爐存在的問題提出整改意見。

·實驗依據

1、《電站鍋爐性能試驗規程》GB1084-88

2、《火電工程調整試運品質檢驗及評定標準》

3、烏石化公司化肥廠企業標準《動力車間工藝操作規程》

4、設計院有關技術資料

5、製造廠提供的有關技術資料

6、奧科公司與烏石化公司化肥廠簽訂的鍋爐冷態試驗和熱態調整的技術協議。

· 鍋爐冷態試驗結果及分析

2000年7月28日,按試驗大綱的要求3#爐進行冷態試驗。由於時間緊迫,3#爐冷態現狀測試與調整試驗按順序同時進行。其結果見附表、附圖。

1、鍋爐一次風冷態測試與調整結果見表一、表二。表一結果表明其一次風普遍偏高,平均為34m/s,其中最大風速為38.4m/s,最小為29.9m/s。

2、鍋爐一次風冷態配平後的結果見表二,其風速在33-34.9m/s之間。

3、鍋爐二次風測試與調整結果見表三、表四,測試發現:

①A4A5A6角電動執行器失靈,風門無法調節;

②B2B3B4B6角電動執行器失靈,風門無法調節;

③C4C5C6角電動執行器失靈,風門無法調節;

④D3D4D5D6角電動執行器失靈,風門無法調節。

4、調整二次風門發現:

①B3角風門處於全開狀態,檢查發現風門擋板與搖臂內部脫開,無法調整;

②C5角風門處於關閉狀態,無法打開;

③D4角轉動風門風量無變化;

④D5角風門全關,無法打開。

5、調整後進行空氣動力場測試結果見圖一。其切圓基本居中。

6、對水準百葉窗濃淡燃燒器的檢查,發現其百葉窗(導向板)磨損嚴重,個別導向板只剩下三分之一。因此下次檢修需對導向板進行更換或補焊。

·鍋爐熱態測試調整結果及分析

2007年8月11日,3#爐運行穩定,負荷為207.8T/H,按順序進行一、二次風熱態測試和調整,其結果見表五、表六、表七。熱態測試發現:

1、運行中的一次風速較高、風量較大,與設計值相差較大(設計值:一次風速27m/s、風率為30﹪)。對一次風進行調整,使其風速降至30m/s左右,經運行發現磨煤機出力減小,主要原因是磨煤機再迴圈門自鍋爐投運後至今未曾試用。當運行中一次風總量與磨煤機通風量無法匹配時,不能開啟再迴圈門對磨煤機通風量進行調節。因此對一次風進行調整,需對再循環系統進行修復,使其具備調節功能。

2、運行中二次風速普遍較大。由於3#爐投運後,部分二次風道未進行保溫,致使二次風門電動執行器絕大多數因超溫損壞失靈。由於本次鍋爐檢修時間所限,B3C5D4D5層二次風門存在的缺陷未能予以消除。

3、鍋爐的熱態調整因設備問題,現只能在許可的範圍內進行局部調整,與設計要求尚存在一定距離。經過一段時間的運行和部分問題的解決,還需進行熱態方面的調整。

· 結論和建議

1、目前在鍋爐運行時,其一次風速、風量較大,二次風速、風量相對較小,需進行調整。首先應恢復使用磨煤機的再迴圈裝置,降低一次風速同時提高二次風速。

2、鍋爐二次風門裝置存在較大缺陷。主要是限位不准,機械卡澀,電動執行裝置失靈。鍋爐二次風在運行中對鍋爐燃燒有很大影響,調節不當會造成較嚴重的後果並直接影響到鍋爐的安全運行,建議下次鍋爐檢修進行全面檢查和修復。

3、鍋爐 一、二次風熱工儀錶存在的問題較多,主要是準確性和可靠性較差。因此需加強生產管理,對熱工表計定期進行核對總和及時消缺,同時對入爐膛的煤粉細度、灰成份、可燃物等進行定期取樣並化驗、分析,對運行進行及時調整,提高鍋爐運行可靠性。

4、進一步提高鍋爐設備運行監控手段,對一、二次的風速、風量進行線上監測。結合專門作業系統,提高鍋爐的運行操作水準。

5、對鍋爐制粉系統和部分輔機定期進行必要的性能試驗,並且與鍋爐的燃燒調整相結合,提高鍋爐設備的運行可靠性和經濟運行水準。

6、現用鍋爐採用水準濃淡百葉窗燃燒器,存在一定的缺陷。主要表現為其四角百葉窗結構相同,實際運行中燃燒器出口濃側煤粉濃度相差較大同時其阻力較高,因此有待於進一步改進。目前水準濃淡百葉窗(導向板)磨損嚴重,下次檢修時需進行處理。

7、對於本次試驗和測試中發現的問題,一部分在開爐前進行了處理,而有些問題因檢修時間所限,未予處理。這些問題可能會影響鍋爐的正常運行,建議在下次檢修工作時統籌安排消缺。

測試結果詳見表1-7

表一:冷態未調整前一次風測量結果

表二、冷態調整後一次風測量結果

表三:冷態調整前、後A、B角二次風測量結果

表四:冷態調整前、後C、D角二次風測量結果

表五:熱態一次風調整前、後測試結果

表六:熱態二次風調整前、後(A、B角)測量結果

表七:熱態調整前、後二次風(C、D角)測量結果

圖一:3#爐調整後空氣動力場測量結果

4、設計院有關技術資料

5、製造廠提供的有關技術資料

6、奧科公司與烏石化公司化肥廠簽訂的鍋爐冷態試驗和熱態調整的技術協議。

· 鍋爐冷態試驗結果及分析

2000年7月28日,按試驗大綱的要求3#爐進行冷態試驗。由於時間緊迫,3#爐冷態現狀測試與調整試驗按順序同時進行。其結果見附表、附圖。

1、鍋爐一次風冷態測試與調整結果見表一、表二。表一結果表明其一次風普遍偏高,平均為34m/s,其中最大風速為38.4m/s,最小為29.9m/s。

2、鍋爐一次風冷態配平後的結果見表二,其風速在33-34.9m/s之間。

3、鍋爐二次風測試與調整結果見表三、表四,測試發現:

①A4A5A6角電動執行器失靈,風門無法調節;

②B2B3B4B6角電動執行器失靈,風門無法調節;

③C4C5C6角電動執行器失靈,風門無法調節;

④D3D4D5D6角電動執行器失靈,風門無法調節。

4、調整二次風門發現:

①B3角風門處於全開狀態,檢查發現風門擋板與搖臂內部脫開,無法調整;

②C5角風門處於關閉狀態,無法打開;

③D4角轉動風門風量無變化;

④D5角風門全關,無法打開。

5、調整後進行空氣動力場測試結果見圖一。其切圓基本居中。

6、對水準百葉窗濃淡燃燒器的檢查,發現其百葉窗(導向板)磨損嚴重,個別導向板只剩下三分之一。因此下次檢修需對導向板進行更換或補焊。

·鍋爐熱態測試調整結果及分析

2007年8月11日,3#爐運行穩定,負荷為207.8T/H,按順序進行一、二次風熱態測試和調整,其結果見表五、表六、表七。熱態測試發現:

1、運行中的一次風速較高、風量較大,與設計值相差較大(設計值:一次風速27m/s、風率為30﹪)。對一次風進行調整,使其風速降至30m/s左右,經運行發現磨煤機出力減小,主要原因是磨煤機再迴圈門自鍋爐投運後至今未曾試用。當運行中一次風總量與磨煤機通風量無法匹配時,不能開啟再迴圈門對磨煤機通風量進行調節。因此對一次風進行調整,需對再循環系統進行修復,使其具備調節功能。

2、運行中二次風速普遍較大。由於3#爐投運後,部分二次風道未進行保溫,致使二次風門電動執行器絕大多數因超溫損壞失靈。由於本次鍋爐檢修時間所限,B3C5D4D5層二次風門存在的缺陷未能予以消除。

3、鍋爐的熱態調整因設備問題,現只能在許可的範圍內進行局部調整,與設計要求尚存在一定距離。經過一段時間的運行和部分問題的解決,還需進行熱態方面的調整。

· 結論和建議

1、目前在鍋爐運行時,其一次風速、風量較大,二次風速、風量相對較小,需進行調整。首先應恢復使用磨煤機的再迴圈裝置,降低一次風速同時提高二次風速。

2、鍋爐二次風門裝置存在較大缺陷。主要是限位不准,機械卡澀,電動執行裝置失靈。鍋爐二次風在運行中對鍋爐燃燒有很大影響,調節不當會造成較嚴重的後果並直接影響到鍋爐的安全運行,建議下次鍋爐檢修進行全面檢查和修復。

3、鍋爐 一、二次風熱工儀錶存在的問題較多,主要是準確性和可靠性較差。因此需加強生產管理,對熱工表計定期進行核對總和及時消缺,同時對入爐膛的煤粉細度、灰成份、可燃物等進行定期取樣並化驗、分析,對運行進行及時調整,提高鍋爐運行可靠性。

4、進一步提高鍋爐設備運行監控手段,對一、二次的風速、風量進行線上監測。結合專門作業系統,提高鍋爐的運行操作水準。

5、對鍋爐制粉系統和部分輔機定期進行必要的性能試驗,並且與鍋爐的燃燒調整相結合,提高鍋爐設備的運行可靠性和經濟運行水準。

6、現用鍋爐採用水準濃淡百葉窗燃燒器,存在一定的缺陷。主要表現為其四角百葉窗結構相同,實際運行中燃燒器出口濃側煤粉濃度相差較大同時其阻力較高,因此有待於進一步改進。目前水準濃淡百葉窗(導向板)磨損嚴重,下次檢修時需進行處理。

7、對於本次試驗和測試中發現的問題,一部分在開爐前進行了處理,而有些問題因檢修時間所限,未予處理。這些問題可能會影響鍋爐的正常運行,建議在下次檢修工作時統籌安排消缺。

測試結果詳見表1-7

表一:冷態未調整前一次風測量結果

表二、冷態調整後一次風測量結果

表三:冷態調整前、後A、B角二次風測量結果

表四:冷態調整前、後C、D角二次風測量結果

表五:熱態一次風調整前、後測試結果

表六:熱態二次風調整前、後(A、B角)測量結果

表七:熱態調整前、後二次風(C、D角)測量結果

圖一:3#爐調整後空氣動力場測量結果

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