循環流化床鍋爐風道燃燒器非金屬膨脹節損壞的原因及防范措施

鄭金華,曹伍權,劉志堅

(連州發電廠,廣東連州513400)

2007年7月1日,某電廠4#爐加好床料后做一次風機變頻調試試驗的過程中,當提高水冷風室壓力至18.8 kPa進行流化試驗排出部分爐渣時,發生了4#風道燃燒器非金屬膨脹節被吹穿孔損壞事件。本文將根據變頻試驗的過程和現場調查,對事故的原因進行分析,并總結事故暴露的的一些管理和技術方面的問題,提出了防范類似事故的措施。

6月30日,4#機組B級檢修接近尾聲,根據B級檢修調試的計劃安排,當班運行人員按部門要求將4#爐加床料使床壓達到5 kPa,在檢查相關工作結束后開始對4#爐進行加床料工作。3:50 4#爐開始加床料,由于床料倉給料閥經常犯卡,4#爐加床料工作不順利,至當天 9:20 4#爐床壓只有達到0.9 kPa,下層最高床壓測點達1.9 kPa,其他床壓測點顯示只有0.2 kPa左右,各床壓測點分布極不均勻。9:30～21:45因省煤器防磨及電除塵吹灰工作暫停4#爐加床料;22:55 4#爐省煤器防磨及電除塵吹灰工作結束,4#爐重新開始加床料,加床料期間給料閥多次犯卡,加床料工作仍不順利。

7月1日6:20 4#爐床壓達3 kPa,密相區左側床壓達9.4 kPa,而其他床壓測點最低為0,運行人員經檢查發現床壓測點儀用吹堵風未打開,將床壓測點儀用吹堵風打開后停止4#爐加床料,后聯系檢修人員打開B側爐膛人孔門檢查,發現爐膛內床料已滿過人孔。7:51重新啟一次風機檢查確認4#爐床壓已經達6 kPa,但此時全部床壓已經顯示為不正常IOP狀態;13:40 4#爐B一次風機變頻器旁路柜檢修工作結束;13:54啟動4#爐A一次風機運行;13:56啟動4#爐B一次風機運行,進行一次風機變頻改造后的數據測量工作,同時運行人員在專業主管的指導下,擬通過提高一次風機風壓排出部分床料,以降低爐內料層厚度;14:04 4#爐A和B一次風機電流分別升至81.7 A和83.9 A,一次風機出口壓力達 19.6 kPa,水冷風室壓力升至18.8 kPa,平均床壓為13.9 kPa。14:26現場值班人員發現4#爐4#風道燃燒器非金屬膨脹節被吹穿孔。相關管理人員到現場確認膨脹節損壞的情況,發現4#風道燃燒器靠3#風道燃燒器側后半部非金屬膨脹節吹穿,在下排固定螺絲處呈“一”字型裂開,長約1 m。14:28值班人員降低4#爐A和B一次風機出力,將水冷風室壓力降至7.5 kPa,維修人員到場檢查。15:34停止4#爐B一次風機運行,將水冷風室壓力降至1.5 kPa。15:03維修人員現場檢查完畢,停止4#爐A一次風機運行。17:30拆開4#爐B側爐膛人孔門,發現爐膛內床料高至1.5 m (正常運行時為0.7 m),1#和3#落煤口堵塞嚴重,遂啟動A和B側排渣系統進行人工排渣。

非金屬膨脹節結構示意見圖1。

圖1 非金屬膨脹節結構示意

該非金屬膨脹節具有密封性能良好、吸收位移量大、抗磨能力強、耐高溫高負壓的特點,非常適合應用在流通介質高流速的部分,在循環流化床鍋爐中得到廣泛使用。根據現場調查和分析,非金屬膨脹節被吹穿孔的原因如下。

(1)在已經懷疑4#爐膛內床料過多的情況下,鍋爐運行主管沒有組織好當班運行人員控制好一次風機出力和水冷風室壓力等參數,只想通過簡單地加大一次風量達到流化爐內床料排渣的目的,是造成該風道燃燒器非金屬膨脹節吹穿的主要原因。

(2)在循環流化床鍋爐運行規程中,對加床料的操作沒有明確規定檢查相關的床壓測點吹堵風的要求,運行人員沒有意識到掌握這種吹堵風的重要性,是造成運行人員在床壓測點“失靈”時沒有及時進行分析的原因之一,導致4#爐加床料的嚴重超量。

(3)造成4#爐加床料過多的原因及加床料量估算。6月30日一值、三值和7月1日一值當班運行人員加床料時,沒有及時發現床壓測量儀表的儀用吹堵風沒有投入,導致床壓測點不準的問題,直至7月1日一值7:25時才發現并投入了床壓測點的儀用吹堵風,但此時床壓已達6 kPa,床壓全部顯示IOP。6月30日一值,運行當班共向爐膛加床料55 t,床壓由0升至0.8 kPa;當天三值,運行當班向爐膛添加床料約 75 t,床壓由 0.8 kPa升至1.7 kPa;7月1日一值,運行當班又向爐膛添加床料約30 t,床壓由1.7升至3.3 kPa。4#爐停爐時床料倉料位3.2m,現床料倉料位為4.1m,本次共加床料約150 t左右,遠高于正常啟動前70 t床料。

通過這次事件,暴露了電廠在運行管理中存在的許多問題員工風險意識不強,運行人員的操作技術也有待于進一步提高。

(1)運行記錄仍出現記錄不清,床壓測點儀用吹堵風手動門狀態在運行值班記錄中沒有反映,檢修也沒有關于床壓測點檢修的工作票。

(2)運行人員對所加的床料數量與床壓的對應關系不清楚,在床壓測點失靈的情況下沒有及時分析原因和檢查現場,只是盲目地往4#爐爐膛添加床料。

(3)當班運行人員在調整一次風機出力時,只簡單參考一次風機電流與一次風量,沒有考慮到一次風壓過高可能會造成風道燃燒器非金屬膨脹節損壞,對風道燃燒器金屬膨脹承壓能力不了解,專業主管在組織進行試驗時亦沒有開展危險點分析。

(4)相關人員對風道燃燒器非金屬膨脹節的相關參數不了解,相關的技術資料亦不齊全,經核查該廠一次風機額定出口風壓為26 kPa,理論上認為只要風道燃料器壓力不超過此壓力,風道燃燒器非金屬膨脹節應不會出現問題。

根據事故的原因和暴露的各種問題,為防止類似問題再次發生,電廠采用了一系列防范措施。

(1)在循環流化床鍋爐冷態加床料前,要求當班運行人員要到現場檢查確認床壓儀表測點是否已正常投入,特別是床壓儀表吹堵風是否正常投運。由于床溫、床壓是流化床鍋爐最重要的測點,要求做好測量結果的登記和檢查,檢修必須持工作票。

(2)運行人員在往爐膛加床料時,要隨時了解已經加入床料數量及床壓的對應關系,發現異常時及時檢查原因,初步估算每往爐膛加10 t床料,床壓上升1.0 kPa左右。

(3)管理人員要及時補充完善循環流化床鍋爐運行規程相關內容,在加床料過程中除了按風量的要求進行加床料外,還應嚴格規定一次風機出力的控制范圍,按運行規程要求控制好一次風機出力,控制水冷風室壓力在15 kPa以內,即控制在機組額定負荷下的風壓以下。

(4)鍋爐專業完善冷態啟動操作票,將加床料的操作列入循環流化床啟動操作票中,使運行人員能按部就班進行操作,減少操作失誤事件的發生。