预防改造

2024-08-20

预防改造（共3篇）

预防改造篇1

摘要：滚筒冷渣器是现在循环流化床锅炉中应用较广的冷渣器, 它虽然有着很多的优点, 但喷渣却是滚筒冷渣器的严重缺陷之一。本文介绍了滚筒冷渣器主要喷渣的现象、预防、处理及改造。

关键词：滚筒冷渣器,喷渣,改造

一、引言

滚筒冷渣器由于存在对物料颗粒度适应性强, 冷却效果好、渣量在一定范围内与转速成正比、无需设置单独的风机、耗能低等优点, 已逐步取代了风水冷冷渣器成为现在循环流化床锅炉的主流配置。虽然滚筒冷渣器存在上述优点, 但它也存在着“喷渣”的严重缺陷, 喷渣时排渣量不再受冷渣器转速控制, 炉内大量的热渣进入冷渣器, 由于得不到充分冷却, 这些热渣进入下一级输渣设备时造成设备损坏, 进而造成整套排渣设备瘫痪, 严重影响锅炉的安全稳定运行。本文将通过京能 (赤峰) 能源发展有限公司滚筒冷渣器的改造实例简要介绍滚筒冷渣器喷渣的预防处理及改造。

二、设备简介

京能 (赤峰) 能源发展有限公司2×135MW机组, 配2台480t/h循环流化床锅炉, 锅炉主要参数如表1。

每台锅炉在底部设4台滚筒冷渣器, 滚筒冷渣器的参数如表2。每台锅炉设一台链斗输渣机和斗提机, 将经滚筒冷渣器冷却后的渣输送至渣库内。

三、滚筒冷渣器原理与喷渣原因分析

冷渣器喷渣与本身结构有较大关系, 滚筒冷渣器之所以能实现滚筒不转时不排渣和排渣量与转速基本成正比的关系是与本身构造有关。炉膛内部床料通过排渣管进入冷渣器, 在冷渣器未转动的情况下在排渣口形成一个锥体, 由于炉膛内部物料的温度高密度小、热渣进入冷渣器后被冷却, 密度增大, 所以就能以小于排渣口至炉膛的物料高度而使两侧压力平衡, 进而使物料不再向下流动。

冷渣器内部是一些螺旋排列的小斗, 当冷渣器转动时通过这些小斗把渣输向排渣口。冷渣器把渣向排渣口输送的同时锥体被破坏, 高度下降平衡被打破, 炉膛内的物料开始进入冷渣器以维持平衡, 所以冷渣器转速越高, 排出的渣越多进入的物料也就越多, 从而实现的冷渣器不转不进渣, 转速越高进渣越多排渣也越多。

当冷渣器转速越高锥体部分的渣温也就越高, 密度越小, 能平衡炉膛内物料的高度也就需要越高, 而由于受冷渣器结构的限制这个锥体的高度是有一定限制的, 当锥体部分的渣温高到一定的程度不能平衡炉膛内部物料时渣就一直流动从而造成喷渣。这也就是冷渣器在低负荷时不容易喷渣, 高负荷容易喷渣的原因。

四、易造成喷渣的工况

当锅炉在高负荷或煤质较差时, 由于排渣量大, 滚筒冷渣器内的热渣得不到较好的冷却, 致使其流动性加大, 所以容易引起喷渣。还有就是当快速增加滚筒冷渣器转速时, 由于冷渣器内的平衡变打破后没能再次稳定地建立, 所以使热渣直接流出滚筒冷渣器, 渣量不再受滚筒冷渣器转速的控制从而造成喷渣。

五、滚筒冷渣器喷渣进的处理

由于发生喷渣时先是水冷风室压力、床压快速下降, 然后才是喷渣冷渣器出口水温升高, 出口水温的变化有一定的滞后性, 所以当发现水冷风室压力或床压快速下降时, 如果排除风机挡板波动原因的影响, 应当判断为滚筒冷渣器喷渣、这时应找出出口水温有不正常升高趋势的冷渣器, 这台即为喷渣的滚筒冷渣器, 立即停止其运行, 这样会避免热渣的进一步流动, 使滚筒冷渣器内的渣将落渣管封死, 避免喷渣进一步发展进入链斗输渣机。如果判明已发生喷渣但不能判明哪台滚筒冷渣器喷渣时应立即停止所有滚筒冷渣器运行, 将喷渣的滚筒冷渣器出口水温升高故障排除后, 再启动其它滚筒冷渣器。

喷渣后的滚筒冷渣器应等其内部的热渣冷却后再启动投入运行, 否则启动后还会进一步喷渣。

六、防止滚筒冷渣器喷渣的改造

(一) 从滚筒冷渣器结构上防止喷渣。

从滚筒冷渣器喷渣原因中可以看出, 如果能够提高滚筒冷渣器内锥体的高度, 就可以实现更好地防止喷渣的功能。滚筒冷渣器内锥体的高度与其冷渣器内部小斗有一定关系, 提高小斗周向的高度可以提高锥体的高度, 从而提高冷渣器抗喷渣的能力。

(二) 增设保护防止滚筒冷渣器喷渣。

能反应滚筒冷渣器喷渣的参数主要有床压、风室压力、冷渣器出口水温等, 从原则上说以上参数都可以用作防止冷渣器喷渣的保护, 但由于床压及风室压力容易受其它的参数的影响, 而且床压本身就不稳定, 所以不适合用作防止滚筒冷渣器喷渣的保护。滚筒冷渣器出口水温虽然有一定滞后性, 但相对较稳定适合作防止滚筒冷渣器喷渣的保护, 经过对历次喷渣及正常运行中滚筒冷渣器出口水温变化规律的掌握, 决定设置当滚筒冷渣器出口水温温升率大于1.8℃/min时联跳滚筒冷渣器。

七、结语

经上述改造后, 京能 (赤峰) 发展有限公司再没有发生一次因滚筒冷渣器喷渣造成链斗输渣机跳闸, 进而影响锅炉正常运行的情况。

预防改造篇2

生物质燃料是新起的清洁能源,具有节能环保特性[1],很多国家在工业锅炉上都有生物质颗粒燃料的应用[2]。目前,广州的生物质工业锅炉有新安装的、也有由燃煤工业锅炉改造过来的,由于各方面的因素,锅炉时常出现各种安全隐患。

针对广州地区生物质工业锅炉在安装改造后发现的常见安全隐患,并研究其产生原因和提出解决措施。通过详细地阐述生物质工业锅炉安装改造监检的重点环节,为监检人员提供了监检技术指导,对消除生物质工业锅炉安装改造后遗留的安全隐患具有重要意义。

1 事故概况

1.1 燃粉状生物质的锅炉事故

燃粉状生物质锅炉概貌如图1所示,在使用期间出现燃烧系统轻微爆燃现象,导致加料仓与进料管的连接部分(爆燃前用非金属件连接)爆开,爆燃后改为金属件连接,如图2所示(图中箭头指示位置)。

1.2 卧式内燃式生物质炉事故

该锅炉为4回程燃重油锅炉改造为燃生物质颗粒燃料锅炉,概貌如图3所示。

二回程末端前烟箱门如图4所示。

从图4中的情况反映出燃烧机的进风量过大,风速较高,从发黑的表面看出生物质燃料并未充分燃烧,配风不合理导致的固体燃烧不完全,在前烟箱门结焦。

后部波纹炉胆底部120°~210°区域为磨损较严重及腐蚀坑多发区域,比较特别的是较深的腐蚀坑发生在波纹的背风面,如图5所示。

炉胆尾端下部至后管板之间的平直段是磨损最严重区域。该区域积灰较细且松软。

图6为第二回程烟管的进口端,可见管端及管内有多处腐蚀坑。

1.3 纵置式链条炉排生物质炉事故

纵置式链条炉排生物质炉概貌如图7所示。

链条炉排生物质炉在鼓引风机停运、链条炉排停运或转速过慢时,容易引起倒燃而使料斗里的生物质颗粒着火,如图8所示。

2 事故原因分析

针对上述典型事故隐患,分析事故原因主要有技术管理原因和运行管理原因。

2.1 技术管理原因

燃煤、燃油锅炉私自改为燃生物质锅炉而未办理相关手续。生物质锅炉现场结构与设计图纸或者改造图纸不一致。将根本不适应生物质燃料的锅炉改造成燃烧生物质。

2.2 运行管理原因

2.2.1 燃粉状生物质锅炉

锅炉在加料过程中燃料中破碎形成的粉状燃料过多,在相对封闭的料仓、炉膛等空间内,这些可燃粉尘浓度达到甚至超过爆燃的浓度,加料仓没有防火防爆装置,导致加料仓与进料管的连接部分爆开。

2.2.2 卧式内燃式生物质炉

锅炉改造之前的燃料为油,残留的灰渣中硫含量较高,容易产生腐蚀坑。

此外,生物质燃料中含有一定量的K、Na、Cl,在燃烧过程中的腐蚀主要有两种:一种是由于燃烧生物质锅炉中碱金属浓度很高,灰渣中的碱金属硫酸盐与SO3共同作用产生腐蚀;另一种与生成气态的HCl与Cl2有关。HCl与Cl2可穿透金属氧化而形成的保护膜并与内部金属直接发生反应形成金属氯化物[3]。这两种腐蚀都会随温度的升高而使腐蚀速度加快。基于这些原因前述炉胆背风面由于积灰较多产生较深的腐蚀坑[4]。

2.2.3 纵置式链条炉排生物质炉

链条炉排煤炉改生物质锅炉时,锅炉燃料为颗粒状生物质,生物质燃料具有易燃性,导致燃烧位置前移,特别在鼓引风机停运、链条炉排停运或转速过慢时,容易引起倒燃而使燃料斗里的生物质颗粒着火,此时炉膛前后受热面温差较大,锅炉热效率降低。

3 事故预防措施

3.1 加强安装改造监检

在安装时应采用内窥镜检查生物质锅炉焊接连接与图纸设计是否一致。

在燃煤锅炉改造生物质燃料时,如采用的生物质燃料颗粒较小,应注意炉排是否匹配,必要时应更换炉排。

3.2 燃粉状生物质的锅炉

加强监管从料仓到进料管之间的连接材料,将最薄弱位置由非金属件改为金属件连接。建议安装公司在料仓增加防爆门。

3.3 卧式内燃式生物质炉

卧式内燃式生物质炉在运行当中的点火、停炉等阶段存在燃料爆燃的风险,应注意检查锅炉是否配有可靠的点火程序以及锅炉点火前的前吹扫和锅炉熄火后的后吹扫[5]。

定期对锅炉进行停炉清灰。根据锅炉的运行负荷,选择适当的鼓风机和引风机运行功率。

3.4 纵置式链条炉排生物质炉

对于倒燃问题可通过将炉排转速调快,增加长轴给料器来控制进料速度,防止燃料在料斗下堆积。

对于燃烧位置前移的问题可通过将前拱改造成高而短使生物质燃料延迟燃烧,增加二次风系统增强扰流,由于挥发分析出及燃烧时间短,二次风可以保证充足的空气量和与挥发分的混合,以使燃料燃烧充分。

4 结语

在生物质锅炉安装改造过程中,应重视加强内部检验工作,一方面是对锅炉结构与设计图纸(尤其是改造图纸)的符合性进行确认,另一方面对锅炉(尤其是改造锅炉)燃烧生物质的适应性进行判断。

对于可能发生爆燃和倒燃事故的锅炉,在安装、改造过程中应根据现场出现的事故隐患问题,要求锅炉制造厂回复,根据回复内容由安装公司采取适当措施防止事故发生。

对于卧式内燃式的锅炉进行燃生物质燃料改造的检验时,应特别注意腐蚀、磨损、积灰等方面对锅炉的影响,重点检查部位为炉胆下部及尾部、后管板、第二回程烟管。

参考文献

[1]叶向荣,黎华,李茂东,等.基于燃料特性的工业锅炉能耗与排放分析[J].工业锅炉,2012(4):51-54.

[2]吕学敏,虞亚辉,林鹏,等.典型生物质燃料层燃燃烧特性的试验研究[J].动力工程,2009,29(3):282-286.

[3]郭勇,刘柏谦.生物质燃料在燃煤锅炉上直接燃烧的试验研究[J].锅炉技术,2012,43(3):44-46.

[4]孙宏伟,吕薇,李瑞扬.生物质燃烧过程中的碱金属问题研究[J].节能技术,2009,27(1):24-26.

预防改造篇3

接地体是架空输电线路的重要组成部分, 架空线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要, 接地电阻不合格会造成线路耐雷水平低, 易发生雷击跳闸。线路运行中经常发现接地体有腐蚀现象, 严重者接地体被锈断, 接地电阻摇测不合格。防止接地体锈蚀, 确保线路接地电阻保持在设计范围以内, 是保证输电线路安全运行的基础。

本文分析了330KV罗张线接地体腐蚀原因和腐蚀机理, 提出了预防改造措施, 对其它线路预防此类问题也具有借签意义。

(二) 330KV罗张线概况

330KV罗张线北起陕西省渭南市330KV罗敷变, 南至陕西省商洛市330KV张村变。途经渭南地区的华县、华阴市, 商洛市的洛南县、商州区。线路沿线主要经过三类地貌单元, 即山前冲洪积扇区、秦岭山地区和丹江二级阶地。塔基地层岩性主要以残积土, 粉质粘土, 碎石土类和基岩为主。根据土壤电阻率和冻土深度, 全线杆塔逐基接地。接地形式采用双射线及方环加射线水平浅埋式, 接地装置用φ12圆钢。耕地埋深0.8米, 山地埋深0.7米。对于部分处于岩石地带 (土壤电阻率ρ≥10×104Ω·CM) 和雷电活动频繁地段的塔位, 接地装置再配合使用降阻剂, 以满足接地电阻及防雷要求。

(三) 330KV罗张线接地体腐蚀情况

330KV罗张线于2002年9月建成投运, 2008年7月, 商洛段运行单位在例行的接地装置摇测中发现部分杆塔接地电阻超标, 后对使用降阻剂的6基和未使用降阻剂的5基铁塔接地挖开检查, 11基铁塔接地圆钢锈蚀严重, 甚至有锈断现象。11基铁塔的地质及电阻摇测情况见下表:

该工程使用的降阻剂简介:

本工程使用的是郑州市永逸降阻材料有限公司生产的永逸-2000WA新型防腐降阻剂, 其性能符合国家电力公司武汉高压研究所《接地降阻剂技术条件》, 符合Q/ZJC J01-2000标准。此类降阻剂属物理降阻剂。物理降阻剂是以强碱弱酸盐为胶凝物, 对金属有很强的亲和力。并以非电解质体粉末为导电材料, 如木炭、石墨和金属粉末等, 这类降阻剂对土壤的渗透作用很小, 或基本上没有渗透作用。因为这类降阻剂不含电解质, 所以导电性能不受土壤含水量的影响, 不能很好地改善接地体周围土壤导电率, 因而影响了它的降阻效果。物理降阻剂中导电粉末不溶于水, 凝固后不因地下水位变化而流失, 降阻性能长效稳定。

(四) 接地圆钢腐蚀原因分析

1. 吸氧腐蚀

通过照片和上方表格可以看出, 11基塔基的地质基本为石层, 土层薄, 部分地段的埋深未达到设计要求, 回填土又是用碎石或树根下的残积土回填, 土中含氧量高, 极易发生吸氧腐蚀, 这是山区输电线路的一个常见现象。吸氧腐蚀也属于电化学腐蚀。

2. 降阻剂使用不当对接地圆钢的腐蚀

使用降阻剂应使用正确的施工工艺。由于降阻剂PH值为7～12, 若施工工艺不当, 在酸性土壤中极易由于氧浓差形成电化学腐蚀, 加速对接地体的腐蚀。我国贵广直流在投运两年后对接地挖开检查, 发现接地圆钢全部埋入降阻剂中时, 接地圆钢基本无腐蚀, 而部分埋入降阻剂的接地圆钢则腐蚀严重。罗张线接地锈蚀与此极为相似, 挖开后发现锈断的接地圆钢均存在未被降阻剂均匀包裹, 降阻剂埋设脱节现象。

3. 土壤对接地圆钢的腐蚀

输电线路接地圆钢均埋设于地面下0.3至0.8米的土壤中。因此, 土壤是造成其腐蚀的环境介质。

土壤由土粒、水、空气所组成, 具有重复的多相结构, 土粒中包含着多种无机矿物质和有机物质。由于土壤中总是含有一定的水分, 因而可以把土壤看腐蚀性电解质。

土壤腐蚀属于化学腐蚀, 它和其它介质中的电化学腐蚀过程一样。因金属和介质的电化学不均一性形成腐蚀原电池, 这是腐蚀发生的基本原因。实质上土壤腐蚀是水溶液腐蚀的一种特例, 它受土壤的PH值、杂散电流、化学反应、电阻率和微生物作用的影响极大。

由于土壤介质具有多相性、不均匀性等特点, 所以除了有可能生成和金属组织的不均一性有关的腐蚀微电池外, 还由于土壤介质的宏观不均性所引起的腐蚀宏电池, 它在构成土壤腐蚀中往往起着更大的作用。土壤介质的不均一性主要是由于土壤透气性不同所引起的。在不同的透气性条件下, 氧的渗透速度变化幅度很大, 强烈地影响着和不同区域土壤直接接触的金属各部分电位, 这是促使建立氧浓差腐蚀电池的基本因素。

(五) 电化学腐蚀机理分析

金属的腐蚀原理有多种, 其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中, 金属表面会形成一种微电池, 也称腐蚀电池 (其电极习惯上称阴、阳极, 不叫正、负极) 。阳极上发生氧化反应, 使阳极发生溶解, 阴极上发生还原反应, 一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分, 形成一层水膜, 因而使空气中CO2, SO2, NO2等溶解在这层水膜中, 形成电解质溶液, 而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的, 如工业用的钢铁, 实际上是合金, 即除铁之外, 还含有石墨、渗碳体 (Fe3C) 以及其它金属和杂质, 它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁, 而阴极为杂质, 又由于铁与杂质紧密接触, 使得腐蚀不断进行。

在均匀腐蚀时, 金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别, 进行两种反应的表面位置不断地随机变动, 正常的接地圆钢腐蚀应属于均匀腐蚀。如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应, 其余表面区域主要进行阴极反应, 则称前者为阳极区, 后者为阴极区, 阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。阳极反应会直接造成金属材料破坏, 这是接地圆钢被锈断的主要原因。以下是电化学腐蚀反应方程式:

(1) 析氢腐蚀 (钢铁表面吸附水膜酸性较强时)

阳极 (Fe) :Fe=Fe2++2e-

Fe2++2H2O=Fe (OH) 2+2H+

阴极 (杂质) :2H++2e-=H2

电池反应:Fe+2H2O=Fe (OH) 2+H2↑

由于有氢气放出, 所以称之为析氢腐蚀。

(2) 吸氧腐蚀 (钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)

阳极 (Fe) :Fe=Fe2++2e-

阴极:O2+2H2O+4e-=4OH-

总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe (OH) 2

由于吸收氧气, 所以也叫吸氧腐蚀。

析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe (OH) 2被氧所氧化, 生成Fe (OH) 3脱水生成Fe2O3铁锈。钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。

Fe+2H2O=Fe (OH) 2+H2↑O2+2H2O+4e-→4OH-

2Fe+O2+2H2O=2Fe (OH) 2 2H++2e-→H2

析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中, 而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。

(六) 接地体腐蚀原因分析结论

综上所述, 罗张线接地体腐蚀的主要原因是由于山区线路接地体易发生吸氧腐蚀和降阻剂埋设施工工艺不当造成的。

(七) 预防和改造措施

架空线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要, 接地电阻不合格会造成线路耐雷水平低, 易发生雷击跳闸。防止接地体腐蚀, 降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平, 减少线路雷击跳闸率的主要措施。

1. 要重视和加强接地体埋设期间的监督与检查

根据330KV罗张线的接地装置施工图纸要求, 接地圆钢应埋在降阻剂的中心部位, 为降阻剂所包裹, 对于纯岩石地区, 应先用水泥将接地槽周围的裂缝封堵后再将降阻剂倒入槽内, 包裹住接地体并回填夯实, 岩石地段埋深不小于0.5米;接地装置埋入粉砂或岩石地层时接地圆钢四周必须夯实, 不得填石, 接地槽内需回填土。可以看出, 设计单位对土壤电阻率较高地段的接地体施工是做了充分考虑的, 但从挖开检查的十一基来看, 几乎没有一基严格按照图纸要求施工, 可以说, 这是造成罗张线接地腐蚀的重要原因。

接地体埋设施工属隐蔽工程, 施工方法和工艺并不复杂, 工序处于整个施工过程的尾期, 相对线路主体施工, 施工单位对接地体的埋设往往不够重视, 简单的认为接地体电阻值不超标即为合格。运行单位验收时, 通常会逐基摇测电阻, 对接地体的挖开检查只是抽检, 验收范围小, 因而造成接地工程施工易埋下质量隐患。线路在运行几年后, 常会出现接地电阻超标, 接地体锈蚀, 线路易发生雷击跳闸故障。

因此, 从接地体的施工过程就要加强监督和检查, 督促施工单位严格照图施工, 使其明白接地体对线路安全运行的重要意义, 自觉规范其施工行为, 这样才能从源头上保证接地体的合格和线路的长期稳定运行。

2. 接地装置的选址和施工

接地装置的铺设地点要远离强腐蚀性的场所和严重污染地带, 且要尽量避开透气性较强的风化石和沙石地带, 因为在这些场所不但降阻困难, 而且还因为氧的渗透性强, 容易造成接地体的腐蚀。如果避不开应设法改良接地体周围的土壤, 如换土, 或施加降阻防腐剂。

接地体大多选用钢材, 水平接地体一般选用圆钢或扁钢, 垂直接地体一般选用钢管或角钢, 在选择其截面时不但要考虑其热稳定的要求, 还要考虑在整个寿命周期内, 经过腐蚀后还能满足截面的要求, 其材质要选用耐腐蚀材料, 必要时采用镀锌钢材。

接地体的埋深要足够, 因为把接地体埋设到一定的深度不但使接地电阻得到改善, 而且下层土壤比上层土壤的含氧量小, 从而减小腐蚀速度。另外, 回填土一定要回填细土并夯实, 不要用碎石、树根下的残积土或建筑垃圾回填, 因为那样会增大透气性而加快接地体的腐蚀, 用细土回填并夯实就是为了减小氧气的渗透而减缓接地体的腐蚀, 同时也可增加接地体与周围土壤的接触而降低接触电阻。

3. 使用接地模块等新型降阻材料

接地模块是一种以导电非金属材料为主的接地体, 它由导电性、防稳定性好的非金属材料、电解质、保湿吸湿剂和防腐金属电极蕊组成。它具有表面积大和与大地接触效果好、离子耗散性、保湿吸湿性、方便施工等优点。

接地模块根据内置电极蕊不同分为镀锌扁钢和铜排两种, 分别适用于钢材和铜材等的接地系统中。由于接地模块表面细小的非金属材料的特性, 将其与被保护的地线连接时, 它将极大地降低与大地的接触电阻, 加之具有的保湿吸湿性使之能够充分发挥其在接地系统中的降阻作用。

接地模块的用量计算:

单个接地模块接地电阻:Rj=0.068

并联后总接地电阻:Rnj=

Rj--单个模块接地电阻 (Ω)

a, b--接地模块的长和宽 (M)

Rnj--并联后总接地电阻 (Ω)

--土壤电阻率 (Ω.M)

n--接地模块个数

--降阻系数 (一般取0.55～0.85)