wns系列燃油氣蒸汽鍋爐技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

1鍋爐自動控制隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的不斷提高，燃料燃?xì)庠畹目傮w優(yōu)勢已迅速發(fā)展。WNS系列燃油(氣)蒸汽鍋爐(或熱水鍋爐)均為臥式三回程濕背式鍋爐。具有設(shè)計先進(jìn),結(jié)構(gòu)緊湊合理、節(jié)能高效,安全可靠,外形美觀,操作簡便、檢修方便等特點(diǎn),具體的表現(xiàn)為:燃燒設(shè)備全部采用進(jìn)口燃燒器,燃燒程序控制,全自動操作,并具有多種保護(hù)功能,可以確保鍋爐安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。采用新穎的螺紋煙管,強(qiáng)化對流傳熱,使鍋爐的排煙溫度低,熱效率高,節(jié)省燃料。爐內(nèi)布置足夠的傳熱面積,鍋爐出力足,具有較大的超負(fù)荷運(yùn)行能力。主要的受壓元件采用柔性結(jié)構(gòu),鍋爐整體應(yīng)力小,安全可靠。采用復(fù)合外包保溫結(jié)構(gòu),爐壁溫度低,散熱損失小。體積小、重量輕、占地少、環(huán)保、運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)。其容量為0.5~20t/h,壓力有1.0MPa~1.6MPa。通過對國內(nèi)外燃油鍋爐廣泛的技術(shù)調(diào)研和優(yōu)選,鍋爐本體采用全對焊接縫濕背式結(jié)構(gòu),下置波形爐膽。對流管束高溫區(qū)采用螺紋管,強(qiáng)化傳熱。配用進(jìn)口燃燒機(jī),操作全過程自動控制。安全保護(hù)裝置配備齊全,運(yùn)行安全可靠,且熱效率高,負(fù)荷適應(yīng)能力強(qiáng)。設(shè)在爐前的燃燒機(jī)將油霧化后噴入爐膽燃燒室,生成高溫?zé)煔庠跔t膽和回燃室內(nèi)輻射放熱后,進(jìn)入第二回程的螺紋煙管進(jìn)一步冷卻放熱后,再經(jīng)前煙折轉(zhuǎn)回第三回程煙管對流放熱,最后經(jīng)過煙箱煙囪排入大氣。2鍋爐運(yùn)行參數(shù)(1)經(jīng)久耐用1)全濕背三回程結(jié)構(gòu):全濕背結(jié)構(gòu)有效降低鍋爐的故障發(fā)生,徹底解決了二、三回程煙氣短路現(xiàn)象的發(fā)生,延長了鍋爐的使用壽命。2)大直徑全波紋爐膽:燃燒空間大,確保了燃料充分燃燒;有利于吸收熱膨脹,提高柔韌性,減少熱應(yīng)力,延長鍋爐使用壽命。對高溫?zé)煔猱a(chǎn)生擾流作用,強(qiáng)化傳熱,增加受熱面積,提高鍋爐效率。3)蒸汽鍋爐大水容量、大蒸汽空間特別適用于負(fù)荷變動范圍大的用戶(如煙草、食品、大型賓館等)。大的蒸汽空間確保蒸汽品質(zhì)。4)可開啟式煙箱:采用活動式前后煙箱,方便拆卸安裝,對鍋爐內(nèi)部的檢查、維修、清理更加方便易行。5)全自動水質(zhì)管理:新業(yè)鍋爐配套使用進(jìn)口全自動軟水器和加藥泵,可自動完成給水的軟化、加藥和樹脂再生等全過程。6)快裝鍋爐:鍋爐范圍內(nèi)的部件都在新業(yè)生產(chǎn)車間內(nèi)組裝完好,用戶現(xiàn)場安裝即可投入使用,節(jié)省用戶大量基建和安裝費(fèi)用。7)熱水鍋爐前后煙箱的疏水裝置:隨時疏出運(yùn)行時前后煙箱內(nèi)的冷凝水,防止管板腐蝕,延長鍋爐使用壽命。(2)節(jié)能環(huán)保1)選用名牌燃燒器:全自動燃燒調(diào)節(jié),保證燃燒充分,降低污染。2)煙箱密封獨(dú)特:煙箱門密封采用多級迷宮式設(shè)計,確保煙箱100%密封,鍋爐檢修后可以重復(fù)使用,無煙氣泄露,保持無污染的工作環(huán)境。3)精心外包設(shè)計:不銹鋼外包,美觀、堅固、耐腐蝕,保溫性能好,提高熱效率。4)擴(kuò)展受熱面:新業(yè)鍋爐可根據(jù)用戶要求設(shè)計獨(dú)特節(jié)能裝置,該節(jié)能裝置可進(jìn)一步降低鍋爐排煙溫度,可使鍋爐效率提高3%以上。(3)安全可靠1)蒸汽鍋爐燃燒室低位布置:燃燒室低位布置,在鍋爐內(nèi)水容量既定的情況下,令鍋爐內(nèi)的安全水位范圍增至最大限度,將因缺水而導(dǎo)致的事故降至最低。2)潔式螺紋煙管對稱布置:對稱布置螺紋煙管,使?fàn)t內(nèi)受力均勻,改善前后管板的應(yīng)力狀況。3)彈簧式防爆門:當(dāng)爐膛發(fā)生爆燃時,可起到爐膛泄壓作用,保護(hù)鍋爐本體。防爆門還可方便拆卸,作為進(jìn)入爐膛的檢查孔使用。4)完整的燃?xì)忾y組和保護(hù)系統(tǒng):新型鍋爐提供了從手動球閥、過濾器、調(diào)壓閥、電磁閥到燃?xì)鈮毫Ω摺毫Φ捅Ｗo(hù)、壓力表、燃?xì)鈾z測等完整的燃?xì)忾y組及配件,確保燃?xì)忮仩t的安全性。5)主要閥門均采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼芯柱塞閥(優(yōu)于截止閥),杜絕漏水、漏汽現(xiàn)象,節(jié)約能源。(4)智能控制1)作界面直觀簡潔,運(yùn)行狀態(tài)一目了然。2)全自動運(yùn)行,作輕松自如。3)多項(xiàng)安全連鎖,確保鍋爐安全無憂。4)鍋爐運(yùn)行的全程監(jiān)控、記錄故障歷史、故障分析、判斷及提示處理等功能。豐富的擴(kuò)展功能,讓客戶有更多選擇。3鍋爐及鍋爐的運(yùn)行及維護(hù)由WNS系列燃油(氣)蒸汽鍋爐流程圖中可以清楚鍋爐房中的基本布置,鍋爐的啟動及維護(hù)過程,鍋爐運(yùn)行過程中有很多原因會產(chǎn)生許多大小不等的放炮現(xiàn)象及漏煙情況。4設(shè)計制造方面的問題然而相關(guān)的技術(shù)并不成熟,相關(guān)法規(guī)尚健全,對燃油燃?xì)忮仩t的認(rèn)識和管理更是存在局限性,鍋爐安全事故時有發(fā)生,鍋爐爐膛和煙道煙氣爆炸就是破壞性極大的安全事故,甚至造成人員傷亡。可燃?xì)怏w與空氣混合達(dá)到一定范圍與明火相遇就會發(fā)生劇烈爆炸(在密閉容器中的爆炸壓力,按不同氣體可達(dá)到0.75~1.65MPa)。燃油鍋爐的爐膛和煙道爆炸事故就是燃油泄漏進(jìn)入爐膛揮發(fā)出來的大量的可燃?xì)怏w在爐膛內(nèi)聚積,在點(diǎn)火瞬間或爐膛自身高溫情況下,發(fā)生劇烈燃燒產(chǎn)生的高壓氣體不能及時排出而造成的。究其原因有以下幾個方面:安裝使用方面:(1)鍋爐房日用油箱布置過高,在閥門不嚴(yán)或失靈的情況下使燃油漏入爐膛;(2)煙道過長或共用煙囪未采取隔離措施;(3)使用過程中,鍋爐啟動前未吹掃不凈使殘存的可燃?xì)怏w仍聚積在爐膛中。鍋爐設(shè)計制造方面:(1)未設(shè)置防爆門或防爆門位置、泄壓面積及實(shí)際效果不合理等原因;(2)受熱面布置不夠合理,第二、第三回程阻力過大,造成燃燒不良,氣流不暢;(3)燃燒機(jī)功率與鍋爐的負(fù)荷不匹配,燃燒功率范圍太大,鍋爐負(fù)荷波動過大時造成燃燒機(jī)脫火或回火,使得未燃盡的可燃?xì)怏w滯留爐膛內(nèi)。近年來有些制造廠認(rèn)為設(shè)置防爆門是多余的。另外在防爆門的設(shè)置上,制造廠也遇到一些麻煩,所以漸有取消設(shè)置防爆門的趨勢。受國外影響,鍋爐制造廠漸趨認(rèn)為加強(qiáng)自控裝置可以避免爐膛爆炸,從而忽視防爆門的作用。通過對一些鍋爐運(yùn)行的情況調(diào)查發(fā)現(xiàn),不少鍋爐在啟動時和運(yùn)行中都會發(fā)生大小不等的放炮現(xiàn)象,所以防爆門的動作時有發(fā)生。防爆門位置與爐膛相連通。有下列幾種形式:爆破片。由于爐膛溫度高及微正壓燃燒,爆破片及夾緊它的防爆門材料不能承受如此高溫,因而在防爆門內(nèi)向爐膛一側(cè)又增加一二層耐火隔熱材料。這樣防爆門的爆破壓力就取決于耐火層的施工情況,其數(shù)據(jù)無從知曉,爆破片也從不破裂。旋啟式防爆門。由于點(diǎn)火及小火轉(zhuǎn)大火時會將防爆門沖開及漏煙,有的旋啟式防爆門將內(nèi)側(cè)煙氣通道用耐火材料砌成喉口處面積僅約0.01m2/t;有的旋啟式防爆門因無法處理漏煙而最終用螺栓和壓鐵壓緊,不能開啟;還有一種防爆門裝于爐膛同后煙室之間,其優(yōu)點(diǎn)是鍋爐不會由防爆門向鍋爐房漏煙,但防爆門拉斷固定螺栓沖開后不復(fù)原位,造成高溫?zé)煔舛搪?直燒鍋爐后管板,后管板上部無耐火材料,因此造成后管板產(chǎn)生裂紋。彈簧壓緊的防爆門。由于防爆門蓋行程的限制及防爆門耐火保溫材料厚度的要求,防爆門開啟后其環(huán)形排放面積通常小于0.01m2/t。調(diào)查結(jié)果還表明,雖然配有靈敏可靠的點(diǎn)火程序控制和熄火保護(hù)裝置,也不可能保證臥式內(nèi)燃燃油鍋爐絕不發(fā)生爐膛煙氣爆炸。例如,在目前運(yùn)行維修管理水平下,數(shù)次點(diǎn)火失敗后,爐膛內(nèi)積油應(yīng)予清除,但實(shí)際上國內(nèi)外生產(chǎn)的臥式內(nèi)燃燃油鍋爐的結(jié)構(gòu)均不方便爐膛內(nèi)的操作,而當(dāng)操作人員并不清除積油即點(diǎn)火并成功時,易發(fā)生爐膛煙氣爆炸;又例如誤操作,關(guān)閉煙囪擋板點(diǎn)火時也易發(fā)生爐膛煙氣爆炸。在較薄弱的部位應(yīng)設(shè)置防爆門,萬一發(fā)生爐膛爆炸,防爆門能及時動作,避免鍋爐的損壞。至于防爆門的位置,應(yīng)盡量設(shè)在爐膛出口附近。防爆門作為防止?fàn)t膛爆炸造成鍋爐損壞的一項(xiàng)措施,還是有效的,作為最后一道保護(hù)措施也是必要的,和安全閥的作用類似。從設(shè)計制造方面,應(yīng)設(shè)置防爆門。《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》明確規(guī)定:“燃油燃?xì)忮仩t在爐膛和煙道等容易爆炸的部位應(yīng)安裝防爆門”。5行原因分析針對主要存在的問題:(1)漏煙;(2)開啟后重新安裝困難,進(jìn)行原因分析,如圖2所示?？蛻舴答?每次年檢時都要請專業(yè)維修人員才能重新裝配防爆門。對防爆門漏煙,開啟后重安裝困難等問題,從人、機(jī)、料、法、環(huán)五個方面入手,用魚刺圖進(jìn)行分析,找出了十個末端原因,如表1所示。6爐稈常用裝置,應(yīng)符合以下兩種根據(jù)以上情況,運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法,集思廣益,綜合考慮,一致認(rèn)同爐膛防爆門的形式,以彈簧式較為合適,既可泄掉爐膛中過高的壓力,又可減少防爆門的維護(hù)工作;同時增設(shè)監(jiān)控燃燒的附件看火孔裝置。7爆破膽設(shè)計工藝參數(shù)確定(1)采用彈簧壓緊,統(tǒng)一結(jié)構(gòu),增設(shè)看火孔。(2)加工定型,配套模具。(3)裝配及跟蹤調(diào)查。1)對策實(shí)施實(shí)施一:通過市場調(diào)查統(tǒng)計,查閱大量相關(guān)資料,設(shè)計方案的多次修改,最終確定,結(jié)構(gòu)如圖3所示。實(shí)施二:加工工藝制定。防爆膽采用澆注成形,多次調(diào)節(jié)模具,調(diào)整原料配方,成形獲得成功。實(shí)施三:安裝調(diào)控。彈簧強(qiáng)度,彈簧模量的確定,并做彈簧承壓實(shí)驗(yàn),初步達(dá)到設(shè)計要求。實(shí)施四:鍋爐試運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。點(diǎn)火,小火轉(zhuǎn)大火,大火轉(zhuǎn)小火,以停爐、再點(diǎn)火等反復(fù)實(shí)驗(yàn),防爆門未見有漏煙,未見振動和噪聲,沖開復(fù)位較好。8性能穩(wěn)定,火孔結(jié)構(gòu)健全在實(shí)施所有對策后,在10月~12月進(jìn)行了效果檢查。防爆門生產(chǎn)制造統(tǒng)一規(guī)格,質(zhì)量明顯提高,客戶反饋信息“非常滿意”。所有在6月~12月出廠的鍋爐防爆門均未見有漏煙等,性能十分穩(wěn)定。增設(shè)的看火孔優(yōu)勢明顯:觀察火焰中心是否與爐膽中心一致,有無偏斜,致使火焰沖刷爐壁造成結(jié)焦及燃燒不良。觀察燃燒器點(diǎn)火時,電火電極間是否有電火花及其強(qiáng)弱程度,便于及早排除故障和防止點(diǎn)火失敗。觀察燃燒器前端口耐火材料有無脫落及結(jié)焦,便于燃燒器處于良好工作狀態(tài)。9生產(chǎn)制造過程卡(1)將整套更改圖紙歸檔,作為標(biāo)準(zhǔn)件模式投入生產(chǎn)。(2)根據(jù)圖紙制定出相應(yīng)的生產(chǎn)制造工藝過程卡,作為標(biāo)準(zhǔn)的工作程序來實(shí)施。(3)制定檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),由專職質(zhì)檢員跟蹤生產(chǎn)安裝全過程。10提高生產(chǎn)經(jīng)營能力,提高資源整合通過本小組全體成員共同努力,圓滿地完成了該項(xiàng)課題,成效如下:(1)防爆門整體性能明顯提高,解決了漏煙現(xiàn)象;(2)生產(chǎn)統(tǒng)一規(guī)范,