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摘要:随着我国经济的快速发展,人民的日益生活需求也在不断增长,在当前阶段,超超临界锅炉的工作建设已经成为了电力系统建设的重要部分。为了从根本上来推动我国电力企业的健康发展、提升锅炉使用的工作效率、尽最大努力来降低能源的损失,我们必须对超超临界锅炉在安装过程中的相关安全以及技术问题等进行分析,通过制定相应的解决措施来改善锅炉使用的效果,从而为电力企业的锅炉使用带来更加可靠及经济的推动力,也希望本文可以给广大读者带来参考性意见。
关键词:超超临界锅炉:安装;问题;措施
0引言
在当前阶段,经济与科技的不断发展已经使得超超临界锅炉成为了当前电力企业建设的重要部分,由于超超临界锅炉在使用时具有工作效率高,能耗低以及还能实现节能的优点,因此人们对于该方式的锅炉使用应用非常的广泛。但也是在这样的发展趋势下,超超临界锅炉在使用时所形成的压力非常巨大,这就会使得形成在这管道之中的膨胀也会比其它锅炉形式要更多,在这样的工作條件下,对于锅炉的材料以及质量要求就会变得更高。除此之外,在锅炉安装后的正常使用状态中,经常会由于锅炉内部温度过高而造成形成在锅炉外表面的覆盖层发热,在热力作用下,保护层会膨胀直到与内部锅炉发生接触,继而就会形成锅炉表面出现漏灰等现象,从而形成了一些安全隐患。基于这些锅炉使用的常见问题,我们必须对锅炉使用时容易发生的问题进行一般性总结,通过详细的分析研究来制定出相应的应对措施,保证超超临界锅炉使用的安全和可靠性。
内蒙古盛鲁电厂一期2×1000MW超超临界空冷机组发电工程装设二台1000MW燃煤汽轮发电机组,锅炉为上海锅炉厂生产的超超临界参数变压运行直流炉,采用单炉膛、双切圆燃烧、一次中间再热、平衡通风、紧身封闭布置、固态排渣、全悬吊结构、П型锅炉。结合安装现场碰到的实际问题,具体分析如下:
1超超临界锅炉易发问题以及原因
1.1超超临界锅炉以及管道保温外表超温
目前为止,国内绝大多数的超超临界机组锅炉由于容量大、火力足,往往导致管道以及锅炉外表面的保温层多多少少都会超过规范规定的温度。超温现象通常出现在锅炉折焰角水冷壁底部以及水冷壁中间集箱。其中前者位置出现超温现象主要有两个原因,第一就是由于在施工时拼接焊缝不够严密;第二是折焰角水冷壁焊缝的强度不够,不足以应付大幅度的热胀冷缩,过度的热胀冷缩导致折焰角出现裂缝, 进而使得炉内高温蒸汽从裂缝中溢出,导致保温层出现超温现象。同理,水冷壁中间集箱保温外保温层超温也是同样的原因。而锅炉蒸汽管道外保温层发生超温现象的位置一般在管道吊架处。主要原因也有两个:一是管道吊架处的保温层在施工时质量不过关,保温层与管道的贴合不够紧密,使得管道的温度传递到管道外表;二是由于蒸汽管道保温外装板的搭接长度没达到规范值,在锅炉受热膨胀时导致保温板受胀脱落,雨水以及其他蒸汽进入到保温层内部导致保温材料受到损坏,使得保温效果大大降低,导致保温层超温情况更加严重。
1.2锅炉管道吊架安装偏斜、弹性吊架受力不均
锅炉热力管道部分吊架在热状态下偏斜超标最主要的原因就是因为锅炉热力管道在设计时没有进行冷态吊架预偏安装,导致受热时偏斜程度超过锅炉自身可以承受的限度。另一个原因就是在安装时弄反了安装方向,没有沿着热态运行的膨胀方向进行安装。最后就是实际安装尺寸与设计尺寸不符,因此安装以后受热膨胀会导致偏斜程度超标。以上是三个导致偏斜程度超标的最重要的原因。二锅炉吹灰管道和送粉管道的吊架偏斜超标,是因为在安装的时候忽略了炉膛在受热后会向外膨胀。至于弹性吊架受力不均,主要是由于在进行安装时没有进行冷态偏斜受力调整,因此在机组启动和调试后,无法进行相应的受力调整。
1.3锅炉热态运行膨胀相碰
在实际工作中,许多机组的锅炉吹灰器、管道都会与锅炉平台以及栏杆发生碰撞;锅炉燃烧器会与锅炉消防水管以及热工仪表管等发生碰撞;锅炉刚性梁与膨胀后的电气照明管会发生碰撞。发生碰撞最主要的原因就是在施工时没有考虑管道在受热时会发生一定程度的膨胀,而膨胀后管道之间就会因为预留距离不足而发生碰撞。还有就是在设计阶段由于设计人员疏忽大意或者是没有按照规范进行设计而导致的设计错误。最后就是在实际操作中,相关工作人员没有对管道的热膨胀性能进行检测,一些管道由于材料不过关在受热时发生剧烈的膨胀,导致管道与管道之间碰撞在一起。
1.4锅炉运行漏粉、漏灰
锅炉燃烧器与送粉管之间的连接处之所以会发生漏粉漏灰的现象,一是因为在设计时连接口之间没有考虑热膨胀对连接口的影响,在膨胀后连接口会出现缝隙,并且管道内部巨大的压力会导致粉尘从缝隙中漏出。二是由于送粉管道上的膨胀节安装不正确,不能在实际发生膨胀时对膨胀进行有效的吸收。三是由于在管道选择时没有考虑材料的受热性能,由于对管道材料的选用不当,导致管道在受热时密闭性受到影响,出现裂缝,发生漏灰。
锅炉漏灰现象多出现在锅炉炉顶。锅炉孔门以及水冷壁转角等位置。发生漏灰现象最主要的原因就是锅炉炉顶的焊缝不严密,甚至炉顶的密封板漏焊,导致漏灰现象的发生。其次就是炉顶管排的安装不够平整,使得炉膛中的高温烟气会透过那些管排直接传到密封板,密封板由于耐热性有限,逐渐受热融化而导致漏灰。而水冷壁转角处发生漏灰主要是因为转角接缝焊接不够严密或者拼接材料选择不当导致的。
2对策
2.1锅炉及蒸汽管道保温外表防超温
所有的问题想要进行合理的解决就要从问题原因出发,选择解决方案。对于保温层外表面超温现象最好的解决对策就是对发生超温位置的焊缝进行检查,在折焰角和中间集箱处水冷壁拼缝内外都需要完全密封焊接。并且对于保温材料的选择要严格按照国家相关规定,防止因为保温材料不达标而导致超温现象经常发生。
2.2锅炉安装防止膨胀相碰
在进行施工和管道架设时,要严格按照图纸进行施工,并且在现场施工时及时进行核对,在出现问题及时停工整改。其次,在设计时要对管道膨胀比例以及膨胀量进行全面了解,以便对膨胀距离进行预留。最后就是在不同温度下对管道的膨胀量进行记录,保证材料的可靠性,如果在可能出现的温度下出现膨胀量超标的现象,要及时对材料进行更换。
3结束语
综上所述,超超临界机组锅炉发生的锅炉保温外表超温、管道吊架偏斜超标、管道弹性吊架受力不均、锅炉热态运行膨胀相碰,锅炉运行漏粉、漏灰对机组安全运行、节能减排、经济效益、锅炉运行环境确有较大影响,因此,在超超临界机组锅炉安装过程要针对上述锅炉易发问题,采取相应对策措施,做好防范工作,加强施工过程检查、验收,最大限度消除减少锅炉保温外表超温、管道吊架偏斜超标、管道弹性吊架受力不均、锅炉热态运行膨胀相碰,锅炉漏粉、漏灰现象, 使超超临界机组锅炉运行安全、稳定、高效、环保。
参考文献
[1]超超临界超超临界锅炉管品种的开发现状[J].邢娜,黄宝,何立波.特殊钢.2016(01)
[2]650℃第三代超超临界锅炉管候选钢种的化学成分研究现状[J]. 文新理,章清泉,陈列.材料导报.2018(13)
[3]烟气S含量对700℃超超临界锅炉候选合金腐蚀行为影响[J]. 李琰,鲁金涛,杨珍,朱明,谷月峰.中国腐蚀与防护学报.2016(05)
[4]超超临界锅炉用18Cr-10Ni-3Cu-Ti-Nb不锈钢的开发[J].王亚丽,高星焰.锅炉制造.1996(04)
[5]700℃超超临界锅炉材料GH4700镍基合金组织演变研究[J]. 曾莉,王岩,李莎,李阳,金宪哲.材料工程.2013(09)
[6]超超临界锅炉用HR3C耐热钢的研究进展[J].牟春华,杨征,赵新宝,党莹樱,袁勇,鲁金涛,尹宏飞.热加工工艺.2018(02)
[7]锅炉安装质量控制措施浅析[J]. 张忠港. 科技与企业. 2014(14)
关键词:超超临界锅炉:安装;问题;措施
0引言
在当前阶段,经济与科技的不断发展已经使得超超临界锅炉成为了当前电力企业建设的重要部分,由于超超临界锅炉在使用时具有工作效率高,能耗低以及还能实现节能的优点,因此人们对于该方式的锅炉使用应用非常的广泛。但也是在这样的发展趋势下,超超临界锅炉在使用时所形成的压力非常巨大,这就会使得形成在这管道之中的膨胀也会比其它锅炉形式要更多,在这样的工作條件下,对于锅炉的材料以及质量要求就会变得更高。除此之外,在锅炉安装后的正常使用状态中,经常会由于锅炉内部温度过高而造成形成在锅炉外表面的覆盖层发热,在热力作用下,保护层会膨胀直到与内部锅炉发生接触,继而就会形成锅炉表面出现漏灰等现象,从而形成了一些安全隐患。基于这些锅炉使用的常见问题,我们必须对锅炉使用时容易发生的问题进行一般性总结,通过详细的分析研究来制定出相应的应对措施,保证超超临界锅炉使用的安全和可靠性。
内蒙古盛鲁电厂一期2×1000MW超超临界空冷机组发电工程装设二台1000MW燃煤汽轮发电机组,锅炉为上海锅炉厂生产的超超临界参数变压运行直流炉,采用单炉膛、双切圆燃烧、一次中间再热、平衡通风、紧身封闭布置、固态排渣、全悬吊结构、П型锅炉。结合安装现场碰到的实际问题,具体分析如下:
1超超临界锅炉易发问题以及原因
1.1超超临界锅炉以及管道保温外表超温
目前为止,国内绝大多数的超超临界机组锅炉由于容量大、火力足,往往导致管道以及锅炉外表面的保温层多多少少都会超过规范规定的温度。超温现象通常出现在锅炉折焰角水冷壁底部以及水冷壁中间集箱。其中前者位置出现超温现象主要有两个原因,第一就是由于在施工时拼接焊缝不够严密;第二是折焰角水冷壁焊缝的强度不够,不足以应付大幅度的热胀冷缩,过度的热胀冷缩导致折焰角出现裂缝, 进而使得炉内高温蒸汽从裂缝中溢出,导致保温层出现超温现象。同理,水冷壁中间集箱保温外保温层超温也是同样的原因。而锅炉蒸汽管道外保温层发生超温现象的位置一般在管道吊架处。主要原因也有两个:一是管道吊架处的保温层在施工时质量不过关,保温层与管道的贴合不够紧密,使得管道的温度传递到管道外表;二是由于蒸汽管道保温外装板的搭接长度没达到规范值,在锅炉受热膨胀时导致保温板受胀脱落,雨水以及其他蒸汽进入到保温层内部导致保温材料受到损坏,使得保温效果大大降低,导致保温层超温情况更加严重。
1.2锅炉管道吊架安装偏斜、弹性吊架受力不均
锅炉热力管道部分吊架在热状态下偏斜超标最主要的原因就是因为锅炉热力管道在设计时没有进行冷态吊架预偏安装,导致受热时偏斜程度超过锅炉自身可以承受的限度。另一个原因就是在安装时弄反了安装方向,没有沿着热态运行的膨胀方向进行安装。最后就是实际安装尺寸与设计尺寸不符,因此安装以后受热膨胀会导致偏斜程度超标。以上是三个导致偏斜程度超标的最重要的原因。二锅炉吹灰管道和送粉管道的吊架偏斜超标,是因为在安装的时候忽略了炉膛在受热后会向外膨胀。至于弹性吊架受力不均,主要是由于在进行安装时没有进行冷态偏斜受力调整,因此在机组启动和调试后,无法进行相应的受力调整。
1.3锅炉热态运行膨胀相碰
在实际工作中,许多机组的锅炉吹灰器、管道都会与锅炉平台以及栏杆发生碰撞;锅炉燃烧器会与锅炉消防水管以及热工仪表管等发生碰撞;锅炉刚性梁与膨胀后的电气照明管会发生碰撞。发生碰撞最主要的原因就是在施工时没有考虑管道在受热时会发生一定程度的膨胀,而膨胀后管道之间就会因为预留距离不足而发生碰撞。还有就是在设计阶段由于设计人员疏忽大意或者是没有按照规范进行设计而导致的设计错误。最后就是在实际操作中,相关工作人员没有对管道的热膨胀性能进行检测,一些管道由于材料不过关在受热时发生剧烈的膨胀,导致管道与管道之间碰撞在一起。
1.4锅炉运行漏粉、漏灰
锅炉燃烧器与送粉管之间的连接处之所以会发生漏粉漏灰的现象,一是因为在设计时连接口之间没有考虑热膨胀对连接口的影响,在膨胀后连接口会出现缝隙,并且管道内部巨大的压力会导致粉尘从缝隙中漏出。二是由于送粉管道上的膨胀节安装不正确,不能在实际发生膨胀时对膨胀进行有效的吸收。三是由于在管道选择时没有考虑材料的受热性能,由于对管道材料的选用不当,导致管道在受热时密闭性受到影响,出现裂缝,发生漏灰。
锅炉漏灰现象多出现在锅炉炉顶。锅炉孔门以及水冷壁转角等位置。发生漏灰现象最主要的原因就是锅炉炉顶的焊缝不严密,甚至炉顶的密封板漏焊,导致漏灰现象的发生。其次就是炉顶管排的安装不够平整,使得炉膛中的高温烟气会透过那些管排直接传到密封板,密封板由于耐热性有限,逐渐受热融化而导致漏灰。而水冷壁转角处发生漏灰主要是因为转角接缝焊接不够严密或者拼接材料选择不当导致的。
2对策
2.1锅炉及蒸汽管道保温外表防超温
所有的问题想要进行合理的解决就要从问题原因出发,选择解决方案。对于保温层外表面超温现象最好的解决对策就是对发生超温位置的焊缝进行检查,在折焰角和中间集箱处水冷壁拼缝内外都需要完全密封焊接。并且对于保温材料的选择要严格按照国家相关规定,防止因为保温材料不达标而导致超温现象经常发生。
2.2锅炉安装防止膨胀相碰
在进行施工和管道架设时,要严格按照图纸进行施工,并且在现场施工时及时进行核对,在出现问题及时停工整改。其次,在设计时要对管道膨胀比例以及膨胀量进行全面了解,以便对膨胀距离进行预留。最后就是在不同温度下对管道的膨胀量进行记录,保证材料的可靠性,如果在可能出现的温度下出现膨胀量超标的现象,要及时对材料进行更换。
3结束语
综上所述,超超临界机组锅炉发生的锅炉保温外表超温、管道吊架偏斜超标、管道弹性吊架受力不均、锅炉热态运行膨胀相碰,锅炉运行漏粉、漏灰对机组安全运行、节能减排、经济效益、锅炉运行环境确有较大影响,因此,在超超临界机组锅炉安装过程要针对上述锅炉易发问题,采取相应对策措施,做好防范工作,加强施工过程检查、验收,最大限度消除减少锅炉保温外表超温、管道吊架偏斜超标、管道弹性吊架受力不均、锅炉热态运行膨胀相碰,锅炉漏粉、漏灰现象, 使超超临界机组锅炉运行安全、稳定、高效、环保。
参考文献
[1]超超临界超超临界锅炉管品种的开发现状[J].邢娜,黄宝,何立波.特殊钢.2016(01)
[2]650℃第三代超超临界锅炉管候选钢种的化学成分研究现状[J]. 文新理,章清泉,陈列.材料导报.2018(13)
[3]烟气S含量对700℃超超临界锅炉候选合金腐蚀行为影响[J]. 李琰,鲁金涛,杨珍,朱明,谷月峰.中国腐蚀与防护学报.2016(05)
[4]超超临界锅炉用18Cr-10Ni-3Cu-Ti-Nb不锈钢的开发[J].王亚丽,高星焰.锅炉制造.1996(04)
[5]700℃超超临界锅炉材料GH4700镍基合金组织演变研究[J]. 曾莉,王岩,李莎,李阳,金宪哲.材料工程.2013(09)
[6]超超临界锅炉用HR3C耐热钢的研究进展[J].牟春华,杨征,赵新宝,党莹樱,袁勇,鲁金涛,尹宏飞.热加工工艺.2018(02)
[7]锅炉安装质量控制措施浅析[J]. 张忠港. 科技与企业. 2014(14)