燃煤熱水鍋爐運行安全性探討
2014-09-23 20:04:09袁偉明
能源研究與信息 2014年2期
袁偉明
文章編號： 1008-8857(2014)02-0084-04DOI:10.13259/j.cnki.eri.2014.02.005
摘 要： 采用大容量燃煤熱水鍋爐是符合我國國情、改善環境質量的重要舉措,勢在必行.但是大容量燃煤熱水鍋爐安全運行是需要十分關注的問題.分析了熱水鍋爐出現故障的原因和解決辦法,并以實例分析說明角管式燃煤熱水鍋爐不僅很好地解決了熱水鍋爐運行的安全性問題,而且有利于節約能源和改善燃煤熱水鍋爐使用地的周邊環境.
關鍵詞：
燃煤熱水鍋爐; 運行; 安全性
中圖分類號： TK 229文獻標志碼： A
Study on the safety of coalfired hot water boiler
YUAN Weiming
(Shanghai Xing Hailu Boiler Co., Ltd., Shanghai 200060, China)
Abstract： Using largecapacity cornertube hot water boiler is in line with Chinas national conditions,and it is also an important measure to improve the environment quality.But safety issue in hot water boiler operation is a matter of great concern.This paper analyzes the hot water boiler failure causes and solutions.It is concluded that coalfired cornertube hot water boiler solves security problems in hot water boiler operation,which is demonstrated with a coalfired cornertube hot water boiler project.It is shown that the application of coalfired cornertube hot water boiler in this project not only solves the security problems,but also saves energy and improves the environment around the boiler.
Key words：
coalfired hot water boiler; operation; safety
限于我國的能源結構,除人口集中的少數大城市外,北方地區的冬季采暖只能依靠煤炭.為了改善采暖期的環境質量、減少煤炭粉塵的排放和提高能源利用率,我國北方大多數地區都逐漸采用集中供熱,也就是說,將建設大容量熱水鍋爐取代分散的小型鍋爐,進行區域式供暖.
但是由于冬季供暖量大小取決于戶外環境溫度,在整個采暖期,熱水鍋爐處于頻繁開停的運行狀態.當鍋爐容量增大,停爐時爐內積聚的比小型鍋爐更多的熱量會引起鍋水汽化.由于鍋水汽化,鍋內會出現汽水兩相流動,造成循環阻力增大,同時積聚在上升管內的蒸汽阻塞了流通截面,形成所謂“汽塞”,破壞了鍋爐正常的水循環.
工質一旦汽化,水流不暢,又加劇了汽化進程,將會出現惡性循環,使事故不斷加劇.嚴重時,鍋爐還會產生振動、水擊,甚至爆管.
當鍋爐出現壓力劇烈波動、出水溫度超出最高允許值或者熱水輸送管道中伴有撞擊聲及振動時,可以斷定熱水鍋爐的運行出現了問題.本文將對燃煤熱水鍋爐運行的安全性問題進行探討.
1 燃煤熱水鍋爐運行特點
在整個采暖期內,每天的供熱量不同,造成燃煤熱水鍋爐負荷頻繁變化.圖1為北方地區采暖期內月供熱量及日供熱量變化情況.
從圖1可知,由于采暖期內每月,甚至每日供熱量都不同,鍋爐負荷處于頻繁變化的運行工況.當供熱量小時,鍋爐壓火,處于熱備用狀態;當供熱量大時,鍋爐必須在1～2 h內達到滿負荷運行.因此,熱水鍋爐的運行條件是很苛刻的.
圖1 采暖期內月供熱量、日供熱量變化
Fig.1
Monthly and daily variation of heating heat in heating period
特別是在一些能源供應不正常的地區經常會遭遇不確定的突然停電.鍋爐正常運行時,如果停電,所有用電設備,如鼓風機、引風機、水泵、鏈條爐排減速箱等都會停止運行.由于循環泵停運,供熱管道停止流動,鍋爐停止對外供熱,鍋內水循環停滯,但爐排上仍存有大量熾熱的燃料,盡管停電后鼓風機、引風機停止了工作,但是煤的燃燒過程并沒有終止,鍋爐的自身通風能力使未燃燼的燃料仍在緩慢地燃燒.此外,爐膛的蓄熱量很大,仍在散發出大量熱量,爐膛輻射受熱面仍然面臨很高的熱負荷.工質吸收的熱量不能輸送到熱網中,只能用于提高自身的熱焓,直至將鍋水汽化.
由于熱水鍋爐負荷隨著供熱量的大小變化,因此鍋爐有時采取間斷運行,有時需要滿負荷運行,有時又處于熱備用狀態.當鍋爐處于熱備用狀態(俗稱壓火)時,鼓風機、引風機調至最小檔,煤的強烈燃燒已經被削弱,但爐內溫度不會很快降低,燃料層、爐墻和受熱面之間仍然會繼續進行熱量交換,這也會使鍋水發生汽化.
這些都是熱水鍋爐必須解決的現實問題,即熱水鍋爐必須考慮諸如突然停電、負荷頻繁變化等一系列運行問題.角管式熱水鍋爐則很好地解決了這一系列問題.
2 角管式燃煤熱水鍋爐的特點
角管式鍋爐是德國水動力專家Vorkauf于1944年發明的一種水循環性能獨特的鍋爐.其設計理念是將集中下降管和大口徑再循環管置于鍋爐四周角部,與側水冷壁上、下集箱,鍋筒組成一個框架,連成一個整體.集中下降管和大口徑再循環管利用自身的剛性支撐著鍋筒和整個鍋爐受熱面的重量,與此同時,下降管和再循環管還是鍋爐循環系統的一部分.這類鍋爐被稱為“角管式鍋爐”或“無構架鍋爐”.
由于角管式鍋爐去除了用于鍋爐受熱面支撐和定位的鋼架,節省了大量非受壓件的金屬材料,在耗鋼量大致相同的情況下,角管式鍋爐增加了大量可用于熱交換的受熱面,鍋爐的換熱效率大大提高,能源節約率十分明顯.因此,從上世紀50年代起,角管式鍋爐技術在歐美國家得到了廣泛應用.上世紀80年代中期,我國從丹麥Volund公司引進了燃煤角管式蒸汽鍋爐和熱水鍋爐技術.從此,角管式鍋爐技術在國內開始得到應用和發展.
由于我國引進爐型的半開式爐膛對煤的顆粒粒度、熱值、揮發分的要求較高,不符合國內的能源結構和燃料供應情況［1］,角管式鍋爐在引進初期用戶很少.經引進單位多年的改進并且移植了國內十分成熟的煤層燃技術,目前角管式鍋爐已適應了我國各類煤種,全國用戶越來越多.同時,角管式鍋爐技術在燃煤、生物質、余熱利用等方面得到了推廣使用,并在傳統鍋爐的優化改造中也得到不同程度的應用.
對于角管式蒸汽鍋爐,隨著鍋爐參數提高和容量增大,其結構、汽水流程、燃燒方式、受熱面布置形式等均有不同程度的改變和創新.但是,由于對角管式鍋爐工質側的研究甚少,目前對角管式鍋爐中工質參數的適用范圍還不是十分清晰.國內應用的角管式鍋爐技術仍然停留在引進技術基礎上的小幅拓展和創新的層面上.角管式鍋爐的顯著特點在鍋爐參數提高后,其優勢已很難體現,這成為角管式蒸汽鍋爐向大容量、高參數方向發展中面臨的主要障礙［2］.但是,熱水鍋爐則不同,它在我國北方地區得到了廣泛應用.這是因為:
(1) 角管式熱水鍋爐將原先純自然循環改為自然循環(爐膛部分)與強制循環(對流部分)相結合的循環方式.在結構十分緊湊的情況下,這充分滿足了熱水鍋爐運行的安全性能和供熱要求.
(2) 角管式熱水鍋爐將再循環管改造成下降管,直接從鍋筒向爐膛受熱面供水,加大了給水流通截面,大大改善了鍋爐自身的水循環性能.
此外,角管式熱水鍋爐還具有以下顯著特點:
(1)鍋爐密封性能好,散熱損失少,熱效率高;
(2)可以快速起動,快速供熱,負荷調節能力強,熱響應程度高;
(3)無最低負荷限制;
(4)粉塵發散少,鍋爐房內無揚塵、飛灰,司爐工工作環境好.
3 角管式燃煤熱水鍋爐應對突然停電事故的措施
由于爐膛部分采取自然循環,當遇到突然停電時,爐排上還留有大量熾熱的燃料,鍋爐的自然通風能力使燃料仍在緩慢地燃燒,爐墻的蓄熱也促使受熱面承受相當高的熱負荷,工質仍會吸收熱量從而提升自身的熱焓.這時,鍋爐自身所具備的水容量必須滿足此階段的工質吸熱量而不致汽化.以DHL70-1.6/130/70-AⅡ鍋爐為例,自然循環部分的結構布置和水容量、供熱壓力為1.6 MPa時的工質參數［3-4］分別如表1和表2所示.
表1 自然循環部分的結構布置和水容量
Tab.1
Structural arrangement and water volume of
the natural circulation system
名稱 直徑/mm長度/m數量水容量/m3
鍋筒1 20011 720118.00
邊前后下降管 39810 62345.29
前下降管25911 08042.34
左側水冷壁5212 143985.31
右側水冷壁5212 143985.31
前水冷壁5214 5921245.26
后水冷壁5216 4391245.29
總計46.80
表2 供熱壓力為1.6 MPa時的工質參數
Tab.2
Working fluid parameters at hot water supply
pressure of 1.6 MPa
參數數值
工作溫度為130 ℃時的焓值/(kJ?kg-1)547.3
飽和溫度/℃204.0
飽和水焓/ (kJ?kg-1)871.8
飽和蒸汽焓/ (kJ?kg-1)2 793.8
爐膛出口水溫/℃102.0
爐膛進口水溫/℃70.0
爐膛平均水溫/℃86.0
平均水焓/ (kJ?kg-1)362.0
汽化潛熱/(kJ?kg-1)1 922.0
要使爐膛水冷壁46.80 m3的水全部加熱為飽和水,需要的熱量為2.386×107 kJ,Ⅱ類煙煤的低位發熱值一般為18 000 kJ?kg-1,因此,需要1 656.9 kg的煤才能達到.如果由飽和水變成飽和蒸汽,則需要更多的煤.顯然,僅憑停電時爐內殘存的煤是不足以使鍋水沸騰,鍋爐也就處于安全狀態.在鍋爐壓火、停爐期間,鼓風機低負荷運行,爐排調風門調至最小檔,循環水泵斷續運行,可以確保鍋水溫度保持正常狀態,鍋爐也不會存在安全問題.
因此,由于角管式鍋爐中爐膛部分采取自然循環的運行方式,前、后、左、右水冷壁并聯,與鍋筒、下降管組成一個自然循環回路.突然停電時,爐膛水冷壁在鍋筒的配合下仍可維持較弱的自然循環流動,因此,發生升溫、汽化需要的時間相對其它爐型要長一些.
4 燃煤熱水鍋爐正常運行中汽化現象的防治
在集中供熱地區,由于鍋爐輸出的熱功率較大,如果熱網需求量較小(特別是供熱初期),熱水得不到足夠的冷卻,使得回水溫度高于設計規定值.隨著循環的不斷進行,鍋爐回水溫度將不斷升高,最終導致鍋水汽化.另外鍋爐在點火升溫時,應先使水在供熱系統中流動,否則,也可能造成受熱面中鍋水發生汽化現象.這時,就需要加強司爐工的技能培訓,需要強調熱水鍋爐的運行特點和操作規程.
熱水鍋爐在運行過程中的主要控制值為:鍋爐出口熱水溫度加上20 ℃應低于出口壓力下相應水的飽和溫度.以100 t?h-1、1.6 MPa熱水鍋爐為例,運行控制值為:130 ℃+20 ℃=150 ℃＜204 ℃.停爐時,循環水泵不得立即關閉,直到鍋爐出口水溫降到50 ℃以下時循環水泵才能關閉.鍋爐壓火、停爐以后,應保證鍋爐水溫不回升.
在熱水鍋爐運行操作和管理中,認真執行操作規程,就可有效地防止壓火、停爐時和正常運行中鍋水發生汽化.
5 鍋水汽化時采取的措施及方法
鍋水汽化時可采取的措施及方法有:
(1) 停止給煤,關閉鼓風機、引風機、煙道擋板和灰門,降低鍋爐自身的通風能力,減弱燃燒;
(2) 及時開啟鍋爐頂部的排汽閥,排出汽化生成的蒸汽,以防止鍋爐和熱水管道中可能產生的水擊;
(3) 打開補水泵,向系統補水,以降低水溫;
(4) 提高鍋爐工作壓力,以提高鍋水的飽和溫度,使鍋爐運行參數處在安全狀態;
(5) 當發生嚴重汽化時,應加快爐排的行進速度,盡快將燃燒中的煤排入渣口,或用濕爐灰壓在燃煤上,使火熄滅,并對煤層或爐膛澆水,以免產生爆燃.同時馬上打開緊急泄放閥,以排除鍋內的蒸汽和飽和水.
6 結束語
燃煤熱水鍋爐運行中經常會遇到的問題是鍋水汽化.角管式燃煤熱水鍋爐不僅具有節能減排的優點,而且可以最大程度避免汽化事故的發生,因此,廣泛應用于北方地區取暖.如果在鍋爐運行過程中,加強管理,嚴格監視鍋水出口溫度,保持供水溫度與飽和溫度之間的足夠溫差裕度,并保持鍋爐工作壓力穩定,鍋爐就會達到安全運行的目的和要求.
參考文獻:
［1］ 陳紅娟,張賢凱.角管式鍋爐煤種適應性研究［J］.能源研究與信息,2006,22(4):237-240.
［2］ 徐建華,毛艷悅.角管式鍋爐特點和鍋爐運行參數探討［J］.能源研究與信息,2010,26(2):106-109.
［3］ 古爾維奇 A M,庫茲涅佐夫 H B.鍋爐機組熱力計算標準方法［M］.北京:機械工業出版社,1976.
［4］ 《工業鍋爐設計計算標準方法》編委會.工業鍋爐設計計算標準方法［M］.北京:中國標準出版社,2003.
對于角管式蒸汽鍋爐,隨著鍋爐參數提高和容量增大,其結構、汽水流程、燃燒方式、受熱面布置形式等均有不同程度的改變和創新.但是,由于對角管式鍋爐工質側的研究甚少,目前對角管式鍋爐中工質參數的適用范圍還不是十分清晰.國內應用的角管式鍋爐技術仍然停留在引進技術基礎上的小幅拓展和創新的層面上.角管式鍋爐的顯著特點在鍋爐參數提高后,其優勢已很難體現,這成為角管式蒸汽鍋爐向大容量、高參數方向發展中面臨的主要障礙［2］.但是,熱水鍋爐則不同,它在我國北方地區得到了廣泛應用.這是因為:
(1) 角管式熱水鍋爐將原先純自然循環改為自然循環(爐膛部分)與強制循環(對流部分)相結合的循環方式.在結構十分緊湊的情況下,這充分滿足了熱水鍋爐運行的安全性能和供熱要求.
(2) 角管式熱水鍋爐將再循環管改造成下降管,直接從鍋筒向爐膛受熱面供水,加大了給水流通截面,大大改善了鍋爐自身的水循環性能.
此外,角管式熱水鍋爐還具有以下顯著特點:
(1)鍋爐密封性能好,散熱損失少,熱效率高;
(2)可以快速起動,快速供熱,負荷調節能力強,熱響應程度高;
(3)無最低負荷限制;
(4)粉塵發散少,鍋爐房內無揚塵、飛灰,司爐工工作環境好.
3 角管式燃煤熱水鍋爐應對突然停電事故的措施
由于爐膛部分采取自然循環,當遇到突然停電時,爐排上還留有大量熾熱的燃料,鍋爐的自然通風能力使燃料仍在緩慢地燃燒,爐墻的蓄熱也促使受熱面承受相當高的熱負荷,工質仍會吸收熱量從而提升自身的熱焓.這時,鍋爐自身所具備的水容量必須滿足此階段的工質吸熱量而不致汽化.以DHL70-1.6/130/70-AⅡ鍋爐為例,自然循環部分的結構布置和水容量、供熱壓力為1.6 MPa時的工質參數［3-4］分別如表1和表2所示.
表1 自然循環部分的結構布置和水容量
Tab.1
Structural arrangement and water volume of
the natural circulation system
名稱 直徑/mm長度/m數量水容量/m3
鍋筒1 20011 720118.00
邊前后下降管 39810 62345.29
前下降管25911 08042.34
左側水冷壁5212 143985.31
右側水冷壁5212 143985.31
前水冷壁5214 5921245.26
后水冷壁5216 4391245.29
總計46.80
表2 供熱壓力為1.6 MPa時的工質參數
Tab.2
Working fluid parameters at hot water supply
pressure of 1.6 MPa
參數數值
工作溫度為130 ℃時的焓值/(kJ?kg-1)547.3
飽和溫度/℃204.0
飽和水焓/ (kJ?kg-1)871.8
飽和蒸汽焓/ (kJ?kg-1)2 793.8
爐膛出口水溫/℃102.0
爐膛進口水溫/℃70.0
爐膛平均水溫/℃86.0
平均水焓/ (kJ?kg-1)362.0
汽化潛熱/(kJ?kg-1)1 922.0
要使爐膛水冷壁46.80 m3的水全部加熱為飽和水,需要的熱量為2.386×107 kJ,Ⅱ類煙煤的低位發熱值一般為18 000 kJ?kg-1,因此,需要1 656.9 kg的煤才能達到.如果由飽和水變成飽和蒸汽,則需要更多的煤.顯然,僅憑停電時爐內殘存的煤是不足以使鍋水沸騰,鍋爐也就處于安全狀態.在鍋爐壓火、停爐期間,鼓風機低負荷運行,爐排調風門調至最小檔,循環水泵斷續運行,可以確保鍋水溫度保持正常狀態,鍋爐也不會存在安全問題.
因此,由于角管式鍋爐中爐膛部分采取自然循環的運行方式,前、后、左、右水冷壁并聯,與鍋筒、下降管組成一個自然循環回路.突然停電時,爐膛水冷壁在鍋筒的配合下仍可維持較弱的自然循環流動,因此,發生升溫、汽化需要的時間相對其它爐型要長一些.
4 燃煤熱水鍋爐正常運行中汽化現象的防治
在集中供熱地區,由于鍋爐輸出的熱功率較大,如果熱網需求量較小(特別是供熱初期),熱水得不到足夠的冷卻,使得回水溫度高于設計規定值.隨著循環的不斷進行,鍋爐回水溫度將不斷升高,最終導致鍋水汽化.另外鍋爐在點火升溫時,應先使水在供熱系統中流動,否則,也可能造成受熱面中鍋水發生汽化現象.這時,就需要加強司爐工的技能培訓,需要強調熱水鍋爐的運行特點和操作規程.
熱水鍋爐在運行過程中的主要控制值為:鍋爐出口熱水溫度加上20 ℃應低于出口壓力下相應水的飽和溫度.以100 t?h-1、1.6 MPa熱水鍋爐為例,運行控制值為:130 ℃+20 ℃=150 ℃＜204 ℃.停爐時,循環水泵不得立即關閉,直到鍋爐出口水溫降到50 ℃以下時循環水泵才能關閉.鍋爐壓火、停爐以后,應保證鍋爐水溫不回升.
在熱水鍋爐運行操作和管理中,認真執行操作規程,就可有效地防止壓火、停爐時和正常運行中鍋水發生汽化.
5 鍋水汽化時采取的措施及方法
鍋水汽化時可采取的措施及方法有:
(1) 停止給煤,關閉鼓風機、引風機、煙道擋板和灰門,降低鍋爐自身的通風能力,減弱燃燒;
(2) 及時開啟鍋爐頂部的排汽閥,排出汽化生成的蒸汽,以防止鍋爐和熱水管道中可能產生的水擊;
(3) 打開補水泵,向系統補水,以降低水溫;
(4) 提高鍋爐工作壓力,以提高鍋水的飽和溫度,使鍋爐運行參數處在安全狀態;
(5) 當發生嚴重汽化時,應加快爐排的行進速度,盡快將燃燒中的煤排入渣口,或用濕爐灰壓在燃煤上,使火熄滅,并對煤層或爐膛澆水,以免產生爆燃.同時馬上打開緊急泄放閥,以排除鍋內的蒸汽和飽和水.
6 結束語
燃煤熱水鍋爐運行中經常會遇到的問題是鍋水汽化.角管式燃煤熱水鍋爐不僅具有節能減排的優點,而且可以最大程度避免汽化事故的發生,因此,廣泛應用于北方地區取暖.如果在鍋爐運行過程中,加強管理,嚴格監視鍋水出口溫度,保持供水溫度與飽和溫度之間的足夠溫差裕度,并保持鍋爐工作壓力穩定,鍋爐就會達到安全運行的目的和要求.
參考文獻:
［1］ 陳紅娟,張賢凱.角管式鍋爐煤種適應性研究［J］.能源研究與信息,2006,22(4):237-240.
［2］ 徐建華,毛艷悅.角管式鍋爐特點和鍋爐運行參數探討［J］.能源研究與信息,2010,26(2):106-109.
［3］ 古爾維奇 A M,庫茲涅佐夫 H B.鍋爐機組熱力計算標準方法［M］.北京:機械工業出版社,1976.
［4］ 《工業鍋爐設計計算標準方法》編委會.工業鍋爐設計計算標準方法［M］.北京:中國標準出版社,2003.
對于角管式蒸汽鍋爐,隨著鍋爐參數提高和容量增大,其結構、汽水流程、燃燒方式、受熱面布置形式等均有不同程度的改變和創新.但是,由于對角管式鍋爐工質側的研究甚少,目前對角管式鍋爐中工質參數的適用范圍還不是十分清晰.國內應用的角管式鍋爐技術仍然停留在引進技術基礎上的小幅拓展和創新的層面上.角管式鍋爐的顯著特點在鍋爐參數提高后,其優勢已很難體現,這成為角管式蒸汽鍋爐向大容量、高參數方向發展中面臨的主要障礙［2］.但是,熱水鍋爐則不同,它在我國北方地區得到了廣泛應用.這是因為:
(1) 角管式熱水鍋爐將原先純自然循環改為自然循環(爐膛部分)與強制循環(對流部分)相結合的循環方式.在結構十分緊湊的情況下,這充分滿足了熱水鍋爐運行的安全性能和供熱要求.
(2) 角管式熱水鍋爐將再循環管改造成下降管,直接從鍋筒向爐膛受熱面供水,加大了給水流通截面,大大改善了鍋爐自身的水循環性能.
此外,角管式熱水鍋爐還具有以下顯著特點:
(1)鍋爐密封性能好,散熱損失少,熱效率高;
(2)可以快速起動,快速供熱,負荷調節能力強,熱響應程度高;
(3)無最低負荷限制;
(4)粉塵發散少,鍋爐房內無揚塵、飛灰,司爐工工作環境好.
3 角管式燃煤熱水鍋爐應對突然停電事故的措施
由于爐膛部分采取自然循環,當遇到突然停電時,爐排上還留有大量熾熱的燃料,鍋爐的自然通風能力使燃料仍在緩慢地燃燒,爐墻的蓄熱也促使受熱面承受相當高的熱負荷,工質仍會吸收熱量從而提升自身的熱焓.這時,鍋爐自身所具備的水容量必須滿足此階段的工質吸熱量而不致汽化.以DHL70-1.6/130/70-AⅡ鍋爐為例,自然循環部分的結構布置和水容量、供熱壓力為1.6 MPa時的工質參數［3-4］分別如表1和表2所示.
表1 自然循環部分的結構布置和水容量
Tab.1
Structural arrangement and water volume of
the natural circulation system
名稱 直徑/mm長度/m數量水容量/m3
鍋筒1 20011 720118.00
邊前后下降管 39810 62345.29
前下降管25911 08042.34
左側水冷壁5212 143985.31
右側水冷壁5212 143985.31
前水冷壁5214 5921245.26
后水冷壁5216 4391245.29
總計46.80
表2 供熱壓力為1.6 MPa時的工質參數
Tab.2
Working fluid parameters at hot water supply
pressure of 1.6 MPa
參數數值
工作溫度為130 ℃時的焓值/(kJ?kg-1)547.3
飽和溫度/℃204.0
飽和水焓/ (kJ?kg-1)871.8
飽和蒸汽焓/ (kJ?kg-1)2 793.8
爐膛出口水溫/℃102.0
爐膛進口水溫/℃70.0
爐膛平均水溫/℃86.0
平均水焓/ (kJ?kg-1)362.0
汽化潛熱/(kJ?kg-1)1 922.0
要使爐膛水冷壁46.80 m3的水全部加熱為飽和水,需要的熱量為2.386×107 kJ,Ⅱ類煙煤的低位發熱值一般為18 000 kJ?kg-1,因此,需要1 656.9 kg的煤才能達到.如果由飽和水變成飽和蒸汽,則需要更多的煤.顯然,僅憑停電時爐內殘存的煤是不足以使鍋水沸騰,鍋爐也就處于安全狀態.在鍋爐壓火、停爐期間,鼓風機低負荷運行,爐排調風門調至最小檔,循環水泵斷續運行,可以確保鍋水溫度保持正常狀態,鍋爐也不會存在安全問題.
因此,由于角管式鍋爐中爐膛部分采取自然循環的運行方式,前、后、左、右水冷壁并聯,與鍋筒、下降管組成一個自然循環回路.突然停電時,爐膛水冷壁在鍋筒的配合下仍可維持較弱的自然循環流動,因此,發生升溫、汽化需要的時間相對其它爐型要長一些.
4 燃煤熱水鍋爐正常運行中汽化現象的防治
在集中供熱地區,由于鍋爐輸出的熱功率較大,如果熱網需求量較小(特別是供熱初期),熱水得不到足夠的冷卻,使得回水溫度高于設計規定值.隨著循環的不斷進行,鍋爐回水溫度將不斷升高,最終導致鍋水汽化.另外鍋爐在點火升溫時,應先使水在供熱系統中流動,否則,也可能造成受熱面中鍋水發生汽化現象.這時,就需要加強司爐工的技能培訓,需要強調熱水鍋爐的運行特點和操作規程.
熱水鍋爐在運行過程中的主要控制值為:鍋爐出口熱水溫度加上20 ℃應低于出口壓力下相應水的飽和溫度.以100 t?h-1、1.6 MPa熱水鍋爐為例,運行控制值為:130 ℃+20 ℃=150 ℃＜204 ℃.停爐時,循環水泵不得立即關閉,直到鍋爐出口水溫降到50 ℃以下時循環水泵才能關閉.鍋爐壓火、停爐以后,應保證鍋爐水溫不回升.
在熱水鍋爐運行操作和管理中,認真執行操作規程,就可有效地防止壓火、停爐時和正常運行中鍋水發生汽化.
5 鍋水汽化時采取的措施及方法
鍋水汽化時可采取的措施及方法有:
(1) 停止給煤,關閉鼓風機、引風機、煙道擋板和灰門,降低鍋爐自身的通風能力,減弱燃燒;
(2) 及時開啟鍋爐頂部的排汽閥,排出汽化生成的蒸汽,以防止鍋爐和熱水管道中可能產生的水擊;
(3) 打開補水泵,向系統補水,以降低水溫;
(4) 提高鍋爐工作壓力,以提高鍋水的飽和溫度,使鍋爐運行參數處在安全狀態;
(5) 當發生嚴重汽化時,應加快爐排的行進速度,盡快將燃燒中的煤排入渣口,或用濕爐灰壓在燃煤上,使火熄滅,并對煤層或爐膛澆水,以免產生爆燃.同時馬上打開緊急泄放閥,以排除鍋內的蒸汽和飽和水.
6 結束語
燃煤熱水鍋爐運行中經常會遇到的問題是鍋水汽化.角管式燃煤熱水鍋爐不僅具有節能減排的優點,而且可以最大程度避免汽化事故的發生,因此,廣泛應用于北方地區取暖.如果在鍋爐運行過程中,加強管理,嚴格監視鍋水出口溫度,保持供水溫度與飽和溫度之間的足夠溫差裕度,并保持鍋爐工作壓力穩定,鍋爐就會達到安全運行的目的和要求.
參考文獻:
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