煤粉倉對鍋爐水冷壁超溫的影響

瑞明發(fā)電廠擁有兩層生產(chǎn)裝置，sd-43、sd-m4.58a，以及n-285.13、24和535a的兩側(cè)功率。鍋爐采用中間儲倉式制粉系統(tǒng),乏氣送粉,四角切圓燃燒,#1爐采用少油槍點火,#2爐采用重油槍點火,燃用煙煤設(shè)計煤種。每臺鍋爐配有兩套制粉系統(tǒng),一個煤粉倉,12臺GF-9型給粉機。兩臺鍋爐煤粉倉之間設(shè)有螺旋輸粉機,用以調(diào)節(jié)兩爐煤粉倉粉位。收到基的煙煤煤樣分析,揮發(fā)分為23%~26%,該煤粉很容易自燃,爆炸可能性很大。瑞明電廠地處我國南方,空氣濕度大,停爐后煤粉容易受潮,停爐后再啟動,長期受給粉機下粉不暢、缺角燃燒等問題的困擾。1鍋爐建成后，關(guān)閉煤粉倉的重要性1.1煤粉倉的氧化機理進入煤粉倉的煤粉顆粒為20Чm~60Чm,鍋爐停運后煤粉倉里面的煤粉停止流動而堆積在煤粉倉里面。煤粉倉無法做成絕密結(jié)構(gòu),如機械粉尺的鋼絲繩須穿進煤粉倉,螺旋輸粉機的下粉插板等處均有少量空氣漏入煤粉倉等等。積存的煤粉與空氣中的氧長期接觸氧化時,會發(fā)熱使溫度升高,而溫度升高又會加劇煤粉的氧化,若散熱不良時會使氧化過程不斷加劇,最后使溫度達到煤的燃點而引起煤粉的自燃,條件合適時可能引起爆炸,給煤粉倉帶來極大的安全隱患。停爐后煤粉倉里面的煤粉還會受潮結(jié)塊。原進入煤粉倉的煤粉溫度為65℃~70℃,并帶有一定的水分。停爐后若沒有清空煤粉倉,煤粉的水分會被析出。檢查可知,煤粉倉壁面上會布滿煤粉析出的水分,水分凝結(jié)成足夠大的水滴時,在其重力作用下落入粉倉。一定粉位的煤粉在自重和水分的作用下,造成煤粉結(jié)塊。鍋爐再次啟動時,由于煤粉結(jié)塊,造成給粉機下粉不暢,嚴重影響了鍋爐少油槍點火,延長鍋爐啟動時間,增加油耗量。同時,因給粉機下粉不暢,進入爐膛的燃料量會產(chǎn)生偏差,引起爐膛缺角燃燒,長時間會造成鍋爐水冷壁超溫而引發(fā)爆管。1.2煤粉倉清順和煤粉暢順是鍋爐啟動的前提(1)停爐后將煤粉倉清空,避免了煤粉倉積粉自燃,消除了煤粉倉在停爐期間的安全隱患。(2)煤粉倉清空后,鍋爐重新啟動時,煤粉倉的煤粉為新磨制好的干燥煤粉,不存在煤粉受潮結(jié)塊的問題,故給粉機下粉暢順。從而避免了因鍋爐燃料量偏差而造成的缺角燃燒、水冷壁超溫等情況。(3)煤粉倉清空后鍋爐再次啟動時,由于進入爐膛的煤粉暢順均勻,煤粉能迅速被點燃,縮短了鍋爐啟動時間,減少鍋爐啟動油耗量。(4)消除了給粉機下粉不暢問題,運行人員操作方便,減少了誤操作的可能性。2傳統(tǒng)方法和問題的解決2.1停爐時間長,鍋爐壓力大在滑參數(shù)停爐過程中,可采用在降負荷的同時逐步降低粉位,在鍋爐滅火前將煤粉倉的煤粉燒空。即在停爐過程中同時清空煤粉倉。這種方法比較環(huán)保,但缺點明顯,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)能耗增加。停爐時間由于要兼顧清空煤粉倉,停爐時間加長,停爐過程耗油量也就增多,鍋爐維持低負荷運行時間也會加長,廠用電量也會增加。(2)“四管爆漏”危險性加大。停爐清煤粉倉過程中,當(dāng)煤粉倉處于低粉位時,煤粉的流動性變差,引起給粉機下粉不暢,即給粉機下粉時有時無,這會引起鍋爐燃燒偏差,局部水冷壁超溫,長時間便會造成水冷壁管子過熱爆管。由于鍋爐處于低負荷運行的時間加長,也加大了鍋爐爆管的危險性。(3)操作復(fù)雜。運行人員在執(zhí)行滑參數(shù)停爐的過程中還要進行清空煤粉倉操作,這便會加大運行人員的負擔(dān),操作變得復(fù)雜,誤操作的可能性也會相對加大。2.2煤粉壓壓壓過回收若是緊急停爐,便不能采用停爐過程中清空煤粉倉的方法。一般采用停爐后再清倉的方式。常見的方法是停爐后由檢修人員拆下給粉機,打開給粉機上部進口閘板進行放粉,放出來的煤粉用壓力水沖至專門設(shè)計的管道,經(jīng)管道排至渣溝,再打到灰塘沉淀。這種方法雖然能節(jié)約助燃油,消除“四管瀑漏”的禍患,但也存在嚴重的問題:停爐后煤粉倉積存的煤粉直接排走,浪費燃料;放粉過程中嚴重污染環(huán)境,且有引起工作人員中毒、窒息的可能;放粉工作量大,勞動力投入增大。3停止后，在爐內(nèi)清除煤粉倉的新方法、可行性分析及可行性分析3.1終以推動煤粉倉清倉目的為依據(jù)的清倉目的停爐過程中不清空煤粉倉,停爐后再利用鄰爐制粉系統(tǒng)負壓對煤粉倉進行抽粉,最終實現(xiàn)清空煤粉倉目的,這樣就可以克服停爐過程中清倉和常規(guī)停爐后清倉所存在的弊端;在鍋爐啟動時,利用現(xiàn)設(shè)有的螺旋輸粉機將鄰爐制粉系統(tǒng)已磨制好的合格煤粉送入本爐煤粉倉,實現(xiàn)啟動初期便可燃用新磨制好的煤粉,達到減少助燃油的節(jié)能目的。3.2鄰爐磨煤機出口管(1)在位于給粉機層的鄰爐磨煤機出口管預(yù)接短管,并加裝手動門隔絕備用。(2)用接駁的每段長為5m的φ159×2的碳鋼管作為臨時輸粉母管。臨時輸粉母管放置于平臺地面上。接駁處采用法蘭連接。臨時輸粉母管的一端與鄰爐磨煤機出口管連接,另一端接通大氣,尾部裝有手動碟閥,用以調(diào)節(jié)進風(fēng)量。母管近給粉機處開有與給粉機出口短管連接的法蘭口。母管兩端裝有壓力表,用以監(jiān)視輸粉壓力。(3)進行清倉抽粉時,先拆下給粉機出口處的可拆短管,并用堵板封好進入一次風(fēng)管的管口。(4)臨時輸粉母管與給粉機出口用軟管連接。軟管兩端均為法蘭連接,用螺絲緊固即可。這樣,就構(gòu)成了一個以鄰爐制粉系統(tǒng)負壓為動力源,以冷風(fēng)作為輸送介質(zhì)的負壓式密閉輸送系統(tǒng)。當(dāng)需要清煤粉倉時,接通所有連接管道,打開鄰爐磨煤機出口管處的隔絕手動門,再開啟給粉機。煤粉倉的煤粉就源源不斷地被抽進鄰爐磨煤機出口管。抽粉量可通過控制給粉機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)。抽粉時,應(yīng)逐臺開啟給粉機,防止下粉量過大而引起管道堵塞。3.3臨時輸粉母管的管道輸送能力(1)臨時輸粉母管阻力計算:兩爐之間有一定距離,從煤粉倉最遠處的給粉機到鄰爐最近的磨煤機出口管。距離為L=35m。根據(jù)管道阻力計算公式:式中ΔPmc、ΔPjb分別表示摩擦阻力、局部阻力,Pa;λu表示管道內(nèi)帶粉氣流的摩擦阻力系數(shù);L表示管道長度,m;d表示管道內(nèi)徑,m;v表示管道內(nèi)帶粉氣流流速,m/s;ρ表示管道介質(zhì)密度,kg/m3;ζ1、ζ2、ζ3表示局部阻力系數(shù)。假定臨時輸粉母管的介質(zhì)流速為20m/s,計算得φ159×2管的管道阻力為1428Pa(2)臨時輸粉母管的輸送性能分析:臨時輸粉母管出口處的負壓為磨煤機出口管道負壓,通過試驗測得負壓為P=-1800~-2000Pa,即|P|>ΔP阻,故臨時輸粉母管的負壓足以輸送管道內(nèi)的煤粉。(3)抽粉過程的安全性分析:由于輸送的煤種是煙煤,采用冷風(fēng)送粉,要防止管道積粉及堵塞,從上面分析看,管道輸送能力足夠,不會發(fā)生管道積粉與堵塞的情況。另根據(jù)試驗結(jié)果,進入鄰爐的煤粉量(為單臺給粉機低速時的下粉量)為3T/h,遠小于磨煤機出力45T/h,不會對鄰爐制粉系統(tǒng)磨煤機出口管道性能產(chǎn)生影響。3.4新方法的經(jīng)濟分析3.4.1mm兩碳鋼管的生長使用該方法需投資的備件材料有:抽粉用的φ159×2碳鋼管總長度為35m,分成7段,配連接法蘭及螺絲;1條專用金屬軟管;2個閥門(1個截止閥和1個碟閥);兩塊壓力表。3.4.2多爐碳調(diào)空煤粉倉綠色停工采用該停爐后清煤粉倉新方法帶來的節(jié)能潛力較為可觀,其節(jié)能效益預(yù)測如下。(1)停爐過程節(jié)能。因停爐期間不需要進行清空煤粉倉的操作,縮短了停爐時間,減少油耗量。按照現(xiàn)在瑞明電廠滑參數(shù)并清空煤粉倉停爐時的耗油量最好記錄,#1爐由于采用少油槍,為5T;#2爐為12T。若采用該停爐后清煤粉倉新方法,利用較高粉位造成的穩(wěn)定煤粉噴燃器火焰代替部分油槍,滑參數(shù)停爐耗油量可以降低,#1爐估計可降至2T,#2爐可降至5~6T,預(yù)計節(jié)省耗油量#1爐為3T,#2爐為6~7T。并縮短低負荷清煤粉倉階段運行時間,估計可縮短近1小時,降低了停機時耗用的廠用電量。(2)啟爐過程節(jié)能。按照現(xiàn)在瑞明電廠冷態(tài)啟動耗油量的最好記錄#1爐為14T,#2爐為25T。采用該停爐后清煤粉倉新方法后,冷態(tài)啟動耗油量估計#1爐可降至6T左右,#2爐可降至10T,預(yù)計冷態(tài)啟動節(jié)省渣油#1爐為8T,#2爐為15T。(3)緊急停爐時節(jié)能。緊急停爐時,煤粉倉的煤粉可不用直接排走,可利用此清倉新方法將煤粉抽至鄰爐制粉系統(tǒng)重新利用。運行狀態(tài)下一般維持煤粉倉粉位3.5m左右(煤粉倉高為9m),即緊急停爐時可節(jié)約煤粉量為3.5m高左右的煤粉倉體積,計算可得其質(zhì)量為68.67噸(煤粉堆積時的密度ρ平均取0.7T/m3)。(4)“四管”安全性提高:采用該停爐后清煤粉倉新技術(shù),可避免在清空煤粉倉過程中出現(xiàn)的燃燒偏差所造成局部水冷壁管壁超溫,大大降低了“四管爆漏”的可能性。4采用空白煤粉倉的方法常見