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一旦出现锅炉省煤器泄漏原因分析及对策

2015-03-11 15:37:55点击:
某电厂一台东方锅炉厂生产的DG410/9.8-6型高温高压锅炉,采用悬挂JI型布置,直流燃烧器,按四角布置,煤粉悬浮切圆燃烧。1999年2月投产,累计运行时间约2万多小时。
该炉省煤器为非沸腾式,错列布置,上下2级省煤器与空气预热器交叉布置。下级省煤器分4组沿竖井烟道深度和宽度方向中心线对称布置。下级省煤器管共132片,264根,规格为32×4,管材为20G。
   2004年初,该炉曾在1个月内连续发生4次下级省煤器磨损泄漏故障,导致4次被迫停炉。检查发现,4次泄漏位置均在下级省煤器甲乙两侧中间U型弯头的迎风面处。裂纹为纵向,裂纹管壁明显减薄,最薄处约为1 mm。对下级省煤器前后箱甲乙侧下数一、二层所有U型弯管子迎风面用测厚仪检测发现,U型弯管子迎风面均有不同程度的磨损。具体情况是,壁厚小于2.5 mm的有93根,其中壁厚小于2.0 mm的有48根,磨损情况很严重。
1 磨损泄漏原因分析
1.1 存在烟气走廊
下级省煤器甲乙两侧U型弯处存在烟气走廊,经实际测量,甲乙两侧U型弯间距为80 mm左右,比设计值(21 mm)大,也比省煤器距前后墙距离设计值(60 mm)大。因烟气走廊阻力较小,烟气流速较大,经计算,烟气流速在下级省煤器出口比上级省煤器入口大30%~40%。由于管子金属磨损量与烟气流速的三次方成正比,因此,在甲乙两侧U型弯处磨损严重。加之在弯制弯头时,弯头壁厚有减薄现象(壁厚小于4 mm),从而导致省煤器管子弯头迎风面处更易磨损泄漏。
1.2 实际燃料性质及煤粉细度与设计值不同
在磨损中起主要作用的是烟气中的那些大颗粒飞灰,且磨损程度与总灰量有关。总灰量愈多,灰粒对省煤器管子的撞击次数也就愈多,磨损就愈严重,而且总灰量决定于燃料灰分Ay和低位发热量Qdwy。
该炉设计煤种收到基灰分24.26%,实际燃煤应用基灰分(Ay)约39.50%;煤粉细度(R90)设计值为22~28,实际细度(R90)在30左右,均与设计煤种有较大偏差。煤粉粗、灰分大将导致灰粒和未完全燃烧的燃料颗粒增多,烟气中的飞灰浓度增高,加剧了对省煤器的磨损。
1.3 省煤器管束排列方式及安装质量的影响
烟气横向冲刷省煤器管子时,管束排列方式不同,管子受磨损情况也不一样。错列管束受到的磨损要比顺列管束严重,第2排管束的磨损量要比第1排大2倍左右,且气流自上而下流动,灰粒在重力作用下其速度可能大于烟气速度,从而加剧了冲击磨损程度。该炉省煤器错列布置,并采用规格为32×4钢管,由于小口径管子刚性较差,管壁较薄。造成实际蛇形管排列不齐,加之安装的原因,无法保证整齐均匀的节距和管间距,导致省煤器管排中出现烟气走廊,使局部管壁金属磨损严重。
1.4 防磨措施不完善
在下级省煤器甲乙侧U型弯处,只是在最上面加装了防磨装置(挡风板),由于下级省煤器高度约为3 255 mm,上面的防磨装置对下面U型弯处的防磨没有作用,因此,下级省煤器下部U型弯处磨损严重。
1.5 燃烧工况的影响
锅炉运行中的燃烧风量过大会造成烟气量加大,而使磨损速度增加。计算表明,省煤器中过量空气系数由1.2增加到1.3时,磨损量增加25%。
1.6 其它因素
该炉容量占全厂锅炉总容量的50%,在供热期间长期满负荷运行,因而该炉省煤器管束受磨损的时间长,磨损量大。同时锅炉存在漏风现象,根据省公司标准,410 t/h锅炉漏风率为12%,而实际漏风率达到20%左右,明显偏高。运行实践证明,当省煤器处漏风系数增加0.1,则会使金属磨损量增加25%。
2 建议及对策
(1) 在该炉大修时对省煤器进行全面检查,对所有弯头进行更换并加装U型护瓦。在两排弯头间加装阻力栅,尽量消除下级省煤器出口的烟气走廊。对省煤器管子喷涂防磨涂料(其它炉大修时已采用,效果良好)。
(2) 加强对锅炉的燃烧调整和试验。在保证安全和经济运行的前提下,保证合适的一、二次风配比和煤粉细度,使煤粉细度R90在设计值22~28之间。改善炉内燃烧状况,减少烟气中未完全燃烧的燃料颗粒的浓度。在保证煤粉燃尽度的前提下,适当降低风量。定期做漏风试验,并采取措施,降低漏风率。
(3) 尽量采用与设计煤种相近的燃料。