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关于窑尾锅炉泄漏原因分析和漏水对机组发电负荷影响以及不停窑工况下对漏水故障点的应急处理

一、窑尾中压省煤器进口端管漏水原因分析  

1.结露腐蚀  

易事达设计系统,窑尾SP给水温度为100~110℃,而省煤器进口烟温在200℃以上,C1出口的烟气中所携带的水分在省煤器管壁上凝结,即结露,窑尾都设置了脱硝装置,喷氨水,氨水与结露加速了省煤器管壁表面的腐蚀。  

2.省煤器的飞灰磨损  

⑴飞灰速度  

SP锅炉负压为-5000~-6000pa,负压大,烟气流速快,及飞灰速度快,省煤器管子表面受到的飞灰冲击的动能和冲击次数多;  

⑵飞灰浓度  

SP锅炉飞灰浓度高,C1出口粉尘浓度为80~100g/m3,其主要成分为cao44.22%,sio2  13.8%,  Al2O3  2.88%,飞灰浓度大,灰粒冲击次数多,磨损加剧;  

⑶位置关系  

通常情况省煤器磨损大于过热器,这也就是SP中压过热器,蒸发器以及省煤器高温段均完好,而单单省煤器进口集箱泄漏,因为省煤器位于SP锅炉最下端,属于低温段,低温段灰粒变硬,磨损加剧;  

⑷特殊结构  

省煤器管束之间存在烟气走廊,由于烟气走廊处烟气流动阻力比其他部位阻力小得多,故该处烟气流速高,所以处在烟气走廊或弯头处就更容易受到严重磨损。  

3.解决方案  

⑴.提高SP中压锅炉省煤器进口水温,提高到140~150℃,避免烟气中的水分在省煤器管壁上结露。  

⑵.加装防磨罩,在省煤器烟气进口的管壁上加焊防磨罩 ,减少飞灰磨损;在烟气走廊处加焊护帘挡板将整片省煤器进口集箱弯头保护起来。  

⑶.泄漏处取样到特种设备研究院,做金相分析,搞清楚金属的组织变化和力学性能变化。  

⑷.对于现在水泥厂都已经上了脱硫脱硝(喷氨水装置),窑尾SP炉省煤器进口端漏水,已经是普遍存在的工况。新安装的窑尾锅炉,平均运行3~5年后因结露氨水腐蚀飞灰磨损,窑尾锅炉省煤器进口端都会出现不同程度漏水,漏水严重时,锅炉上水困难,锅炉下灰变成生料泥浆,堵塞锅炉下料灰斗,灰斗上部集料,生料粉只能从高温风机方向被拉风带走,使得高温风机负荷波动,高温风机电流上下波动,生料磨因窑尾温度负压波动,振动大,频繁跳停。各水泥余热锅炉厂家及各余热发电设计公司应在设计时充分考虑到这一工况,从设计上避免日后运行中的省煤器的漏水隐患。  

二、窑尾锅炉省煤器漏水对机组发电负荷的影响  

1.SP中压省煤器进口端漏水情况概述  

⑴.2017.12.17省煤器发生第一次泄漏,当时漏水情况轻微,SP螺旋铰刀发现潮湿起砣的生料粉,SP螺旋铰刀超电流,清理集料后,又恢复正常,未发生大面积漏水,流水情况。  

⑵. 2018.9.14~10.8   SP中压省煤器进口端发生大面积漏水,漏水严重,SP螺运和拉链机进水流水 ,威胁下游设备及输灰系统,后停窑进行清灰清泥浆处理,补漏。  

⑶. 2020.8 SP中压省煤器大面积漏水,从SP螺运中有潮湿起砣的生料粉,发展到SP螺运进水流水,时间非常短。  

2.漏水前后SP低压系统发电量的对比  

SP中压省煤器管束下方是SP低压蒸发器,三次漏水积灰板结以后,SP低压蒸发器管束大部分被积灰覆盖,SP低压蒸发器处的负压和SP锅炉出口处负压的压差有明显增大,即烟风阻力增大,通风不畅,换热效率大幅降低,sp低压锅炉蒸发量降低,SP锅炉排烟温度升高。  

详情如下图所示  

SP低压系统发电量下降,下面用表格的方式具体说明:  

取汽轮机相对內效率0.78,合川地区大气压力975hPa  

在SP炉进口烟温较漏水前降低15.8℃的前提下,SP炉排烟温度反而升高25.1℃,SP低压锅炉发电量降低260.4KW,吨熟料发电量降低1.88。  

三、关于不停窑工况下对窑尾中压锅炉省煤器管束漏水的处理问题  

1、客观工况  

SP中压省煤器低温段漏水,全关SP炉进出口风门,全开旁路风门,增湿塔喷水降温,确保预热器能正常拉风,保持预热器各级负压,关闭SP中压过热蒸汽到中压分汽缸电动阀,打开SP中压疏水阀泄压,切除SP锅炉 。汽轮发电机组减负荷保持蒸汽参数,根据回路上的运行设备的总功率, 控制好大功率设备错峰开启,维持好回路上的负荷总量不超过当地国家电网规定的限定工厂负荷总量。逐个打开SP中压锅炉人孔门,此过程中,观察对预热器各级负压影响,全开人孔门后,预热器各级负压应变化不大,检查并清理SP螺旋铰刀内和SP炉锥部的所有湿料,生料浆,清理干净,保持干燥。  

2、具体作业  

由于此作业过程风险较高,现场需配备以下物品,工业风扇(用于对进入炉内人员降温),足够的纯净水饮用水,消防水水管(炉内人员冷却用),防暑降温药品。作业人员穿戴好防火服后,做好防护措施,特别注意防护耳朵和面部,进炉前,用气体分析仪做炉内气体成分检测,进入炉内,检查省煤器漏水的情况,尽最大程度精确找到漏水的管道,可以观察炉墙和周围管束的颜色,沾染湿生料的颜色情况。作业现场安装专人,对进入炉内人员进行全程安全监护。  

当发现漏水的管子,即发现漏点后,拆除省煤器进出口集箱保温材料,对比锅炉原始设计安装图纸,准确找出该管子,割掉,两头堵死,该管废除不用,(为了谨慎判断, 可将有明显水湿泥浆印子的周围几根管子都割掉,两头堵死),炉内因进出口烟风阀门存在缝隙(关到0后,阀门因高温形变还有少量缝隙未关闭严密),炉内焊接作业,效果不好。此作业在炉外,对割焊作业,相对于炉内更安全,焊接效果更好。  

3、注意事项  

以上作业的关键点在于人员进炉内寻找漏点风险非常高,必须做好充分的准备,写好应急预案,严格控制每次进炉的时间,严防发生人身安全事故。如果不能精确找到漏点,宁可多堵几根管子,以后大修时候,再考虑恢复。  


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