吹灰器造成鍋爐設(shè)備研究

時(shí)間:2022-10-24 03:35:00

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吹灰器造成鍋爐設(shè)備研究

吹灰器對(duì)防止鍋爐受熱面積灰、結(jié)焦,避免尾部煙道、空氣預(yù)熱器二次燃燒,提高傳熱效率,保證鍋爐機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到了十分重要的作用。目前火電廠的大型燃煤鍋爐大都安裝使用吹灰器或吹灰裝置。在這些吹灰器中,蒸汽吹灰器以其吹灰介質(zhì)價(jià)廉易得、吹灰用時(shí)短、吹灰效果顯著等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。然而,由于蒸汽吹灰器仍存在很多缺點(diǎn)和不足,以及在生產(chǎn)管理方面存在的問題,導(dǎo)致吹損鍋爐受熱面并造成其它方面的設(shè)備事故。為防止此類事故的重復(fù)發(fā)生,確保鍋爐設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,筆者將對(duì)此類事故發(fā)生的概況及原因進(jìn)行介紹和分析。

1吹灰器造成鍋爐設(shè)備事故的概況

1.1鍋爐滅火

這類事故大多發(fā)生在鍋爐啟動(dòng)、停機(jī)及低負(fù)荷運(yùn)行期間,此時(shí)爐膛火焰燃燒不穩(wěn)定,如果運(yùn)行人員投入吹灰器的時(shí)機(jī)、數(shù)量不適當(dāng),調(diào)整風(fēng)量風(fēng)壓不及時(shí)就有可能造成鍋爐滅火,有時(shí)吹落的大焦也有可能造成滅火事故。

1.2鍋爐結(jié)焦

這類事故往往發(fā)生在爐膛水冷壁及爐膛出口段高溫區(qū)域,如果吹灰器投用不及時(shí),就有可能在水冷壁及爐膛出口形成大焦。水冷壁形成的大焦一旦塌落,可能造成鍋爐滅火,砸壞冷灰斗及水冷壁,堵住排渣口,造成停機(jī)事故;如果發(fā)生在爐膛出口或水平段則會(huì)產(chǎn)生煙溫偏差,導(dǎo)致汽溫偏差,或形成煙氣走廊加劇受熱面磨損,增大煙氣阻力,嚴(yán)重影響鍋爐機(jī)組的安全運(yùn)行。

1.3其它輔助設(shè)備事故

1.3.1吹灰管燒斷后砸壞或卡住碎渣機(jī)

這類事故是當(dāng)在爐膛部位的吹灰器管因故障不能退出而被燒斷后,直接掉落到冷灰斗下部的碎渣機(jī)中,卡住或砸壞碎渣機(jī),導(dǎo)致鍋爐不能正常排渣。對(duì)于在碎渣機(jī)上部設(shè)有密封門的鍋爐,還會(huì)將密封門同時(shí)砸壞。

1.3.2空預(yù)器發(fā)生堵灰

當(dāng)空預(yù)器吹灰器故障不能及時(shí)投運(yùn)時(shí),有可能造成空預(yù)器蓄熱元件堵灰,煙氣阻力增大,吸風(fēng)機(jī)排煙阻力增加,并導(dǎo)致吸風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振。

1.3.3空預(yù)器被吹灰管卡住

當(dāng)安裝在回轉(zhuǎn)式空預(yù)器轉(zhuǎn)子上部的吹灰器管及其支托架在運(yùn)行中發(fā)生斷裂落在轉(zhuǎn)子上時(shí),就會(huì)卡住空預(yù)器轉(zhuǎn)子。對(duì)于尾部豎井煙道中布置的吹灰器,如果煙道在進(jìn)入空預(yù)器之前沒有進(jìn)行水平轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì),并在垂直煙道下部安裝灰斗,則豎井煙道中的吹灰管因故障發(fā)生斷裂,而斷裂的管段恰巧沿豎井中管排的縫隙落下,就會(huì)砸壞煙道的支承件、管排的防磨瓦并落到空預(yù)器轉(zhuǎn)子上,卡住轉(zhuǎn)子。

1.4吹灰器造成受熱面泄漏

1.4.1吹灰管斷裂后砸壞冷灰斗處水冷壁當(dāng)在爐膛部位的吹灰管焊口斷裂或因故障不能退出被燒斷后,掉落到冷灰斗處的水冷壁上,因吹灰器安裝部位高,落差大,而吹灰管又較重,當(dāng)落到水冷壁上時(shí),就會(huì)砸壞水冷壁管,造成泄漏。

1.4.2吹灰器吹損受熱面

此類事故是吹灰器造成鍋爐事故的主要形式,被吹損的受熱面大多集中在爐膛水冷壁和爐膛出口處煙道的高溫區(qū)。如果吹灰器槍管未退出爐膛,吹灰槍噴口固定朝著的某一角度方向上的水冷壁管外壁,該處的水冷壁管被吹灰蒸汽沖刷減薄,直至最終爆破泄漏。在這種情況下,若吹灰槍噴口在事故時(shí)的固定方向是垂直朝上或朝下的,則被吹損的水冷壁管數(shù)量較少;若事故時(shí)噴口的固定方向是朝左或右任何一側(cè),由于蒸汽橫向吹掃多根水冷壁管表面,則被吹損的水冷壁的數(shù)量大大增加,多時(shí)可達(dá)十幾根。

如果吹灰槍管已退出爐膛,則被吹損的受熱面主要是環(huán)繞吹灰孔四周的水冷壁管,一般數(shù)量較少,多為一根或兩根,被吹損的部位多在靠近吹灰孔的內(nèi)側(cè)。

煙道內(nèi)對(duì)流受熱面被吹損的部位一般集中在高溫區(qū)、吹灰槍管噴口的某一個(gè)固定的方向上,一旦該方向上的某一根或數(shù)根管子首先被吹損爆破,其爆口方向又朝向其它的受熱面管子,若不及時(shí)停爐,則其它受熱面管子也會(huì)相繼被吹損爆破,造成重大損失。

2吹灰器造成鍋爐設(shè)備事故的原因

吹灰器造成鍋爐設(shè)備事故的原因是多方面的,主要有生產(chǎn)管理、生產(chǎn)環(huán)境以及設(shè)計(jì)、制造、安裝方面的原因,而從吹灰設(shè)備本身來說又有機(jī)械和電氣控制故障方面的原因。

2.1生產(chǎn)管理方面的原因

2.1.1運(yùn)行管理

(1)運(yùn)行人員沒有認(rèn)真執(zhí)行鍋爐吹灰制度;

(2)在吹灰過程中沒有及時(shí)調(diào)整好鍋爐燃燒工況,或吹灰時(shí)機(jī)掌握不準(zhǔn)確;

(3)在吹灰過程中不認(rèn)真巡視檢查吹灰設(shè)備,沒有發(fā)現(xiàn)存在的設(shè)備缺陷并及時(shí)反饋到檢修部門處理。

2.1.2檢修管理

(1)檢修人員檢修質(zhì)量不高,設(shè)備帶病運(yùn)行,存在事故隱患;

(2)檢修人員沒有認(rèn)真巡視檢查運(yùn)行中的設(shè)備,并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備缺陷;

(3)吹灰設(shè)備缺陷太多,沒有及時(shí)處理,使吹灰器投入率低。

2.1.3技術(shù)管理

(1)對(duì)設(shè)備存在的技術(shù)問題沒拿出有針對(duì)性的解決辦法,技術(shù)指導(dǎo)力度不夠;

(2)對(duì)檢修質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán),要求不高;

(3)對(duì)吹灰設(shè)備重視不夠,生產(chǎn)技術(shù)力量薄弱。

2.1.4物資管理

(1)備品配件質(zhì)量不合格,入庫驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán);

(2)缺少必要的備品配件儲(chǔ)備,不能及時(shí)向生產(chǎn)提供備品配件,影響吹灰設(shè)備的恢復(fù)與投入。

2.2生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境方面的原因

火電廠鍋爐設(shè)備大都為露天布置,而吹灰器則都位于鍋爐高溫爐膛和煙道的外側(cè),所處環(huán)境溫度高,易受煤粉、灰塵的污染和風(fēng)吹雨淋,因而對(duì)吹灰器的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)、電纜和其它自動(dòng)控制元件影響很大。高溫環(huán)境會(huì)使傳動(dòng)機(jī)械潤滑油蒸發(fā)、失效,從而使機(jī)件卡澀;密封填料、電氣元件、電氣線路絕緣易發(fā)生老化,導(dǎo)致蒸汽泄漏、電路短路、控制信號(hào)失靈;環(huán)境中的煤粉、灰塵加劇了傳動(dòng)機(jī)械的磨損,使機(jī)件壽命縮短并發(fā)生故障;雨霧天氣易使電動(dòng)機(jī)、電氣元件、傳感元件發(fā)生故障等等。

2.3吹灰器設(shè)計(jì)方面的原因

2.3.1吹灰器傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)不當(dāng)

傳動(dòng)機(jī)械是保障吹灰槍管順利進(jìn)出爐膛或煙道的重要機(jī)件。目前鍋爐吹灰器大都采用電動(dòng)的蝸輪、蝸桿、齒輪、齒條或鏈輪、鏈條傳動(dòng)方式,采取何種傳動(dòng)方式主要根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行要求來決定。如果設(shè)計(jì)不當(dāng),則易發(fā)生傳動(dòng)機(jī)械故障,造成吹灰器損壞。

2.3.2吹灰槍管材料選擇不當(dāng)

吹灰槍管是直接與高溫?zé)煔饣蚧鹧嫦嘟佑|的,若材料的耐熱性差,則易發(fā)生變形、彎曲甚至燒斷,若槍管的壁厚選擇不當(dāng),則易造成槍管的剛度、強(qiáng)度不足,在運(yùn)行中也會(huì)發(fā)生變形、彎曲或斷裂。

2.3.3電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)

目前大型鍋爐吹灰器大都采用自動(dòng)或半自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行操作,如果控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不適合、不配套,則易造成吹灰程序混亂、控制系統(tǒng)失靈、電氣元件燒毀等故障。

2.4設(shè)備制造質(zhì)量問題

吹灰槍管焊口的焊接及熱處理不當(dāng)是造成吹灰器事故的重要原因之一。大型鍋爐伸縮式吹灰器的吹灰槍管一般都較長,從幾米到十幾米不等,而吹灰槍管大部分都是由不銹鋼、耐熱合金鋼和碳鋼等幾種不同材料、不同壁厚的異種鋼管焊接而成的,焊口的焊接和熱處理質(zhì)量及焊后槍管的平直度、同心度等都直接影響吹灰器的運(yùn)行狀態(tài)及使用壽命。如果存在這方面的質(zhì)量問題,則易造成運(yùn)行中吹灰槍管焊口斷裂、吹灰槍管卡澀并最終燒毀。

2.5設(shè)備安裝問題

2.5.1吹灰器安裝過程中,未嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求安裝,如未考慮爐膛和其它受熱面的膨脹量或考慮不足,使吹灰管與受熱面發(fā)生碰撞、磨擦或與受熱面的安全距離不足;吹灰器后部未考慮預(yù)翹,不能保證熱態(tài)時(shí)吹灰管前端向下傾斜,排除管內(nèi)冷凝水,使吹灰管長期受腐蝕而損壞。

2.5.2吹灰蒸汽管道安裝時(shí),未留出傾斜坡度或坡度不足,使蒸汽管道內(nèi)存有大量冷凝水,造成吹灰時(shí)霧化的水滴沖蝕受熱面或引起受熱面熱應(yīng)力變化而縮短使用壽命。

2.5.3對(duì)微正壓、正壓或脈動(dòng)正壓燃燒的鍋爐,吹灰器的爐墻接口箱均設(shè)計(jì)有密封風(fēng)口,如果安裝時(shí)不加裝密封風(fēng)口,則會(huì)使含飛灰的煙氣從吹灰槍管噴嘴倒入吹灰槍管內(nèi),造成吹灰槍管噴嘴堵塞,致使在吹灰過程中,槍管內(nèi)蒸汽不流動(dòng)或流量不足,吹灰槍管得不到有效冷卻而被燒毀。

2.6機(jī)械故障

2.6.1吹灰器進(jìn)汽閥故障

(1)進(jìn)汽閥密封面不嚴(yán),造成內(nèi)漏,在該吹灰器停止正常吹灰后,仍向爐內(nèi)噴射蒸汽,使受熱面某一部位長期受沖刷減薄而爆破。而密封面不嚴(yán)有3種原因:一是密封面制造質(zhì)量不良,出現(xiàn)裂紋或損傷;二是密封面檢修質(zhì)量不良,研磨的粗糙度未達(dá)到要求或密封面研磨偏斜,造成內(nèi)漏;三是蒸汽管道內(nèi)有雜物殘留,如焊藥、焊珠及銹皮等,在吹灰時(shí),雜物沖入汽閥時(shí),被卡在結(jié)合面處。

(2)進(jìn)汽閥彈簧斷裂或失效,使吹灰器退出運(yùn)行后,閥芯不能返回密封狀態(tài),造成進(jìn)汽閥內(nèi)漏。

(3)進(jìn)汽閥開關(guān)機(jī)械卡澀,不能有效關(guān)閉進(jìn)汽閥。

2.6.2吹灰器變速傳動(dòng)機(jī)械故障

傳動(dòng)機(jī)械故障主要原因是潤滑不良,機(jī)構(gòu)缺油;機(jī)件強(qiáng)度不足,產(chǎn)生變形或損壞。

2.6.3吹灰槍故障

(1)吹灰槍彎曲、變形,主要原因是吹灰管長期過熱、過燒產(chǎn)生塑性變形;蒸汽長期沖刷使其管壁減薄,強(qiáng)度減小發(fā)生彎曲變形。

(2)吹灰槍斷裂,主要原因是吹灰管接頭焊口焊接質(zhì)量不良,或熱處理不當(dāng)造成焊口斷裂;吹灰槍長時(shí)間不能退出爐膛被高溫?zé)龤Оl(fā)生斷裂。

(3)吹灰槍進(jìn)退卡澀,主要原因是吹灰槍密封格蘭填料過緊,或吹灰槍彎曲變形。

2.7電氣部分故障

2.7.1行程開關(guān)失靈,主要原因是行程開關(guān)因密封不良進(jìn)汽、進(jìn)水、進(jìn)灰使觸點(diǎn)接觸不良,造成吹灰器進(jìn)到位后不能及時(shí)返回,吹灰槍被燒壞。

2.7.2電動(dòng)機(jī)故障,主要是電機(jī)絕緣不良,電機(jī)軸承損壞等原因造成吹灰槍不能及時(shí)退出爐膛。

2.7.3控制回路故障,主要包括控制線路斷路、短路,接線端子脫落、松動(dòng),繼電器燒毀,壓力信號(hào)開關(guān)失靈等故障,造成吹灰器不能正常退出而燒壞。

綜上所述,因吹灰器造成鍋爐設(shè)備事故的原因是多方面的,應(yīng)針對(duì)各方面的原因分別制訂相應(yīng)的對(duì)策,逐步加以解決,避免因此所造成的各類事故和不安全現(xiàn)象,特別是針對(duì)電廠內(nèi)正在使用中的吹灰器,應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)管理,保證吹灰器的正常投入,提高吹灰器投入率,確保鍋爐設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。