摘 要:鍋爐正壓燃燒不僅嚴重惡化工作環境,而且對鍋爐燃燒設備危害極大,經常造成故障停爐,影響生產生活的正常運行。本文作者結合自身實踐對工業鍋爐正壓燃燒進行了深入分析。
關鍵詞:工業鍋爐 正壓燃燒 處理
中圖分類號:X933文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0082-01
目前我國工業鍋爐普遍采用的是負壓燃燒,負壓值一般維持在0.2—0.3Mpa以內,然而實際運行過程中,很多工業鍋爐不同程度的存在著正壓燃燒的問題,輕的爐膛向外冒灰煙,污染車間環境,嚴重的則燒壞設備并可能燒傷操作人員。我縣益海嘉里(吉林)糧油食品工業有限公司使用的兩臺WB-15/3.82-T2型鍋爐,在使用中經常出現正壓燃燒現象,在煤質差時正壓燃燒尤為嚴重。遇到燃煤鍋爐正壓燃燒時可以用如下幾方面檢查處理。
1 運行方面造成爐內正壓
在燃燒過程中,如果排除爐膛的煙氣量等于燃燒產生的煙氣量,則爐膛內正好處于物質平衡,爐內壓力就相對保持不變。若排煙量小于燃燒產生的煙氣量,勢必引起爐內正壓。當熱負荷增大時,應首先增大引風機的風量,即開大調風門,然后再增加燃燒量和鼓風量;反之當負荷減少時,應先減少燃煤量和鼓風量,然后再減少引風量。
2 設備的檢修維護保養不當,或設備損壞造成爐內正壓燃燒
(1)空氣預熱器管子堵塞和磨損是引起鍋爐正壓燃燒的主要原因。一旦有管子堵塞,煙氣流通面積變小,阻力增大,當管子堵塞數超過管子總數的5%時,正壓燃燒就不可避免了。空氣預熱器管子磨損漏風后,則使鼓風和引風直接形成短路,一側是正壓,一側是負壓,會分流許多無效的引風量。比較空氣預熱器進出端的煙氣壓力變化可預知是否堵塞和磨穿。所以停爐檢修時,一定要疏通所有堵塞的管子;如個別管子中段漏風,可將管子兩端封嚴,封閉的管子數量不能超過管子總數的5%,如超過1組的1/3,應整組換新;管端磨損最為嚴重,加裝管端保護套能防止管端磨損,檢修也較為方便。
(2)省煤器煙道堵塞,變小,阻力增大。省煤器一般都配備吹掃和清灰設施,定期吹掃和清灰是防止省煤器積灰的有效措施,一星期不少于1次。
(3)對于改用濕式除塵后出現的正壓燃燒,應先考慮煙氣是否帶水。方法是比較引風機電流在相同的調節閥開度時是否明顯提高;引風機振動是否加大;葉輪是否粘灰;葉輪粘灰后破壞了動平衡,引起風機振動、電機電流增加,導致氣流紊亂,引風量降低。此種情況一般都在設備的保修期內,應及時找設備生產廠家,解決氣水分離不徹底的問題。其次,還應查閱相關資料或進行實測,驗證產生的局部阻力是否于改用前很多。
(4)對于采用老式的旋風除塵器,如果煙質惡化,壓力損失增加并發生正壓燃燒情況,很可能是旋風除塵器外筒下部堆積煙灰,引起內部氣流紊亂磨穿、鎖氣裝置不嚴密時,雖壓力損失減少,但煙氣發生短路,不但除塵效率下降,也可造成鍋爐的正壓燃燒。
設備在維護保養和檢修時不但要認真清灰。還要檢查各密封處如法蘭、排灰裝置、鎖氣裝置等是否密封漏氣。對磨損嚴重的及時安排修理和更換。
(5)煤質低劣。爐膛溫度起不來。使爐膛出口煙氣溫度也低。致使煙氣密度增加,引風機的設計排煙溫度為180—200℃,壓力為一個標準大氣壓,當排煙溫度低于設計值時,煙氣密度增大,風機則處于超設計負荷下工作;同時,為滿足外界負荷,只有加大給煤量,這樣也就增大了煙氣排量。如風機設計選型時富裕量小,建立爐膛負壓就比較困難。由于煤質引起的正壓燃燒,加裝分層燃燒給煤裝置可提高爐膛對煤的適應性。
爐前煤的水分也應控制,大量的水蒸汽使爐膛產生的煙氣量增加。煤的水分一般不宜起過8%~12%,如遇下雨、下雪應上干煤棚煤。
(6)煙囟底部積塵過多,鍋爐后部各檢查孔、清灰孔未及時密閉也可引起阻力增加,引風短路,起爐前應仔細檢查。還應注意,力求避免幾臺正壓燃燒的鍋爐或正壓和負壓燃燒的鍋爐同時運行,惡化正壓燃燒。
(7)如遇不明原因,爐膛突然產生正壓,應先檢查水冷壁、省煤器等受熱面是否破損,防止事態擴大。
3 設計選型和安裝方面造成爐內正壓燃燒
新安裝投用的鍋爐在72小時試車時,充分地檢查調節后仍為正壓燃燒時,說明引風機產生的風量不能帶走燃燒所產生的煙氣量,要么更換引風機,要么犧牲鍋爐的出力。此時應多從設計選型和安裝方面找原因。
(1)選擇風機時未考慮風機本身的全壓偏△H的影響,當△H為正偏差時則引風量增大、為負偏差時引風量減小。
(2)管網的實際阻力與計算相差過大,導致風機風量減少許多。由一般管網特性方程式H=KQ2可知,實際K值小于計算K時,流量增大,實際K值大于計算值K時,流量減少,引風機選型時以經驗代替計算,忽高了鍋爐生產廠家的爐膛結構差異,環境位置受限制進空氣預熱器出口至煙囟入口的風道的長度、彎頭的數量除塵脫硫的式、風道的截面積等差異。如果這些差異使實際的K值增大許多,引風機的風量就減少許多,不但吃掉了引風機選型時的風量,風壓的儲備用金系數,而且造成了風量的不足。
(3)鍋爐作為特種設備,有些安裝單位對必檢項目、受壓零部件不按標準選用,對輔助系統漫不經心。如彎頭不按標準制作,或轉彎半徑小或應加導流片不加;風道內壁凹凸不平; 法蘭安裝不平行;該填石棉繩密封而不填等等,都容易造成漏風或阻力加大。
(4)由于受客觀條件的限制,實際煙道阻力損失往往比設計值要大,同時鍋爐房內多臺鍋爐共用一個煙道、煙囟排煙,對每一臺引風機來說,相當于將氣體送入一個正壓空間,無疑也增大了煙道系統的阻力,隨著使用時間的延長,設備的老化,風機的磨損,風道漏風等都勢必造成風道阻力加大,設計時適當加大引風機的風量,風壓儲備對今后的使用調節較為有力。
實踐中鍋爐的引風和鼓風調節門均開到85%左右,能方便的調節在額定負荷下穩定運行,此時負壓表能維持在20pa,對今后的運行較理想,但也應注意,并不是爐膛負壓越大越好,負壓過大,一則爐膛漏風增加,排煙損失較大;二則風機電耗加大;三則飛灰對沿程受熱面的磨損加劇;四則造成煤的不完全燃燒,大大降低爐膛燃燒的熱效率,所以負壓也不超過50pa。
可見,爐膛正壓燃燒是多方面的,要保證鍋爐安全經濟運行,避免正壓燃燒,需要從以上幾方面著手;提高運行操作水平和技能;加強對鍋爐和輔助設備的維護、維修和保養;設計時要適當加大引風的風量和全壓儲備;要盡可能選用和設計煤質相近的燃煤。