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鄭州達(dá)冠節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司

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燃油鍋爐尾部再燃燒機(jī)理初探及對策

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燃油鍋爐尾部再燃燒機(jī)理初探及對策
    一、鍋爐尾部再燃燒事故概況
    l、1981年6月6日4號爐在運(yùn)行過程中。
    中班16時交班時爐前有5個焦?fàn)t煤氣燒璜,用量4000ms/h,油槍一支,用油量約800 kg]hJ爐后有3個高爐煤氣燒嘴,用量23000mslt,總發(fā)l熱量約191.965MJ/h(45.85百萬大卡/時),蒸汽負(fù)荷58 - 60t/五),引風(fēng)機(jī)擋板開度100%,送風(fēng)機(jī)總擋板開度40%,爐膛正壓20~30Pa(2~3 mmHz0)。
    夜班;一直靠減少送風(fēng)的手段調(diào)整爐膛負(fù)壓,但始終為正壓。3點(diǎn)40分蒸汽負(fù)荷由53t/h下降至40t/h.5點(diǎn)10分增加i^r高爐煤氣燒嘴,送風(fēng)總開度都由40%降至lo%,煙囪冒黑煙。6點(diǎn)10分停下油槍,負(fù)荷35 t/h,煙囪仍冒黑煙,6點(diǎn)36分-7點(diǎn)15分,負(fù)荷30t/h,點(diǎn)720分負(fù)荷20t]h,送風(fēng)擋板開度為20y0,爐膛正壓,引風(fēng)機(jī)入口金屬煙道冒煙,引風(fēng)機(jī)電動機(jī)電流到零,然后又升至18A,灰斗掉火星。7點(diǎn)30分停送引風(fēng)機(jī)}7點(diǎn)50分空予器二回程甲側(cè)墻人孔蓋燒紅,即用消防水滅火。
    2\1984午1月20日2號爐在開爐過程中。
    15點(diǎn)40分點(diǎn)燃l替焦?fàn)t煤氣燒咀,17點(diǎn)10分點(diǎn)燃4#焦?fàn)t煤氣燒咀;18點(diǎn)02分汽壓達(dá)0.8 MPa,點(diǎn)燃l號油槍,此時鍋爐總熱負(fù)荷約66.9888MJ/h(16百萬大卡/時)。18點(diǎn)20分蒸汽壓力為1.5MPa,溫度300℃,考慮到要砌爐膛入孔處保溫磚,又解列l(wèi)號油槍并加大爐膛負(fù)壓100Pa,排煙溫度為125℃,18點(diǎn)40分再點(diǎn)燃l號油槍,到18點(diǎn)40分,主蒸汽壓為2
 MPa,溫度350℃時,發(fā)現(xiàn)操作盤上三個排煙溫度指示均已到頭(滿量程200℃)。
    檢查發(fā)現(xiàn):引風(fēng)機(jī)出口防爆門爆破大冒黑煙,接著發(fā)現(xiàn)空預(yù)器甲側(cè)三~四回程人孔燒紅,打開消防蒸汽,火即變暗。
    3、1987年1月3日2號爐在停爐過程中。
    停爐前,蒸汽負(fù)荷為50 - 57t/h,燃厴燒嘴為2‘、3‘、4‘、6‘油槍,1‘焦?fàn)t煤氣,鍋爐總熱負(fù)荷約為209.34MJ/h(50百萬大卡/時),10分鐘內(nèi)依次解列各燒嘴,停止送風(fēng)機(jī)運(yùn)行。14點(diǎn)50分停爐時引風(fēng)機(jī)擋板開度100%,送風(fēng)機(jī)擋板總開度為25%,排煙溫度為170℃,煙囪冒淡黑煙。
    該爐全部燃燒火嘴停完后,5號焦?fàn)t:榮氣燒嘴關(guān)不嚴(yán),引風(fēng)機(jī)需要繼續(xù)運(yùn)行,5務(wù)鐘后排煙溫度達(dá)190℃,即打開消防蒸汽,排煙溫度瞬時間到頭,爐膛負(fù)壓不穩(wěn),強(qiáng)行停下引風(fēng)機(jī),接著發(fā)現(xiàn)空預(yù)器乙側(cè)三~四回程間人孔蓋板燒紅,用消防水滅火。
    -、鍋爐尾部產(chǎn)生再燃燒的機(jī)理
    物質(zhì)燃燒的三要素是:有可燃物,具備一定的溫度和足夠的氧氣。鍋爐尾部產(chǎn)生再燃燒的機(jī)理也不外乎這三點(diǎn)。
    l、可燃物沉積在尾部受熱面上,是造成再燃燒的物質(zhì)基礎(chǔ)
    在對鍋爐進(jìn)行的熱平衡試驗過程中,對鍋爐尾部受熱面上沉積的塵垢的測試,表明煙垢中存在著可燃物。未燃盡的油滴粘附在尾部受熱面上,正是形成可燃性煙垢的直接原因。
    事故本身已經(jīng)證實(shí):尾部幾次再燃燒均在空預(yù)器,特別是末端被碳黑嚴(yán)重堵塞,甚至水沖不走,鋼釬也捅不動。如左1983年11月的2號爐一、二程回的空預(yù)器上,表面隆起的碳黑山包將入孔門堵塞,引風(fēng)機(jī)后煙道劇烈振動,足以說明空預(yù)器煙氣流通截面被堵塞的嚴(yán)重性,、為再燃燒提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
    經(jīng)過對燃燒性質(zhì)的確定,設(shè)備運(yùn)行狀況的觀察,分析尾部受熱面煙塵沉積的主要原是:
    ①使用的油質(zhì)差:自1983年開始使用的高粘度渣油唇9月3日抽樣粘度達(dá)3。24沲,油庫送出油溫為13 5--14℃,油壓壓降達(dá)0.5~0.6MPag油管堵塞經(jīng)常發(fā)生,正在使固的涸槍亦會自堵,‘爐膛的水冷壁面上牢牢的掛上大焦塊,又據(jù)】986年12月5日用油的化驗報告粘度為2.581(100C),這樣的油要力Ⅱ熱到160℃以上才能達(dá)到3-4'E,而目前的燃油加熱裝置是達(dá)不到這一要求的。廟于油的粘度太大,燃油霧化不好,這是產(chǎn)生可燃性煙垢的主要原因。
    ②油槍(燃燒器)長期處在惡劣的條件下工f#,功能逐步減退,再加上其結(jié)構(gòu)是按粘度較溉的勝利油田渣油設(shè)計,難蹦適應(yīng)高牯度油的要求,因此燃燒惡化狀況經(jīng)常出現(xiàn),以致穴量浦滴碳化而形成碳黑粘附在受熱面土。
    ③鍋爐原設(shè)計的鋼珠除塵器的初期未能經(jīng):曾使用,再加上原設(shè)計上某些結(jié)構(gòu)的問題,很難利用共振力彈掉依附在管壁上的煙塵,天長日久,大量的鋼珠也與碳黑一起沉積在管間,反而加刷碳羆堵塞的作用。
    ④由于供熱是有季節(jié)性的,鍋爐經(jīng)常處于低負(fù)荷狀況下運(yùn)行,煙速較低,隨煙氣流動的碳黑很容易沉積下來。
    2、鍋爐尾部出現(xiàn)過剩氧是再燃燒的外因條件
    鍋爐尾部煙道中的含氧量來源主要是入爐風(fēng)量過剩,其次是爐體和煙道漏風(fēng)較多。如19 8 -1年2號爐開爐時尾部再燃燒的產(chǎn)生就是}}j予打開入a r琊勢磚,大量新鮮空氣進(jìn)入尾部煙道的原因。麗1987年2號爐停爐君由于引風(fēng)機(jī)較長時間運(yùn)行,同樣尾鄢煙道進(jìn)入大量冷空氣。
    特別值得一提的是:尾部過剩氧氣來源的又一途徑,是空預(yù)器鋼管嚼蝕穿孔造成空氣進(jìn)入煙道。例如1981年4號爐尾部再燃燒,就是大量的空氣在空氣預(yù)熱器中短路而形成的i對三次尾部再燃燒情況的檢查分析,證實(shí)空氣予熱器確實(shí)有大量腐蝕穿孔的現(xiàn)象存在。
    尾部受熱面產(chǎn)生腐蝕的主要原因是由于燃料中,特別是渣油中含硫(約2%一4%),而在受熱面的溫度低于煙氣露點(diǎn)時,煙氣中的水蒸汽和硫燃燒生成的蘭氧化硫結(jié)合成的硫酸凝結(jié)在受熱面上,嚴(yán)重的腐蝕著受熱面。由于鍋爐的通常燃燒方式是油一煤氣混燒,局部空氣過剩的狀況必然存在,因此煙氣含氧量通常在4%一s%左右,最嚴(yán)重的出現(xiàn)在4號爐,19 79年開始運(yùn)行,不到兩年其空預(yù)器就大部分府蝕,從而產(chǎn)生了最嚴(yán)重的一次尾部再燃燒。
    3、溫度是促成尾部再燃燒的重要因素
    鍋爐尾部再燃燒實(shí)際上一個自燃過程。在鍋爐正常運(yùn)行中,尾部煙道煙氣流速較快。散熱條件好,即使尾部積有煙垢,其熱量也會被煙氣帶走,不會著火燃燒。但是在停爐或鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行,及開爐過程中煙氣流速很低,散熱條件差,煙垢析出的熱量散不出去,溫度逐漸升高,達(dá)到閃點(diǎn)著火燃燒。1981年4號爐尾部再燃燒實(shí)際上就發(fā)生在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時,送風(fēng)很少,煙氣流速很低。
    1981年2號爐的尾部再燃燒發(fā)生在開爐過程中,當(dāng)時尾部煙道堵塞,流通截面很小,煙氣受阻,散熱不良的狀況下發(fā)生的。
    1987年2號爐尾部再燃燒則是由于引風(fēng)機(jī)將高溫?zé)煔獬榈轿膊繜煹?,由于堵塞?yán)重,煙氣流通不暢,就會形成再燃燒,這已得瓣
切的證實(shí)。
    蘭、防.止尾部魍道再燃燒采取的對策
    對鍋爐尾部再燃燒事故機(jī)理的分析,使  我們找到了采取的對策。
    1、已采取的對策
    (1)改裝燃燒器:從設(shè)備上治本這是解決問題的關(guān)鍵,使所用的燃燒裝置要適合現(xiàn)用燃料的特性和燃燒方式。為適應(yīng)油一煤氣混燒的要求,新裝的燃燒器將油、煤氣用風(fēng)分開,加強(qiáng)了燃料的前期混合擾動,操作人員??伸`活操作,保持正常的風(fēng)壓,增加了根部風(fēng),對油槍實(shí)行有效的保護(hù)。
    此外,為了從宏觀上控制著油槍的霧化質(zhì)量,設(shè)置了油槍簡易霧化臺,為良好的燃燒奠定了基礎(chǔ)。
    (2)加強(qiáng)燃燒調(diào)整,這是從主觀能動性上解決問題的關(guān)鍵所在。
    ①為消除油一煤氣間的爭風(fēng)而都燒不好的狀況,將不同燃料分別在不同的鍋爐上使用。
    ②積極創(chuàng)造條件多用煤氣,設(shè)法提高排r煙溫度,使尾部受熱面溫度高于煙氣露點(diǎn),消
除低溫腐蝕。
    ⑧采用電視監(jiān)視煙色,為確定是否完全燒提供操作依據(jù)。
    ④對油槍實(shí)行輪換使用,定期清洗或更
換的制度,確保良好的霧化效果。
    (3)對操作人員逐步實(shí)行低氧燃燒考核,以化驗氧量分析為依據(jù),盡量降低過??諝饬?。并對某些入孔實(shí)行砌磚,減少漏風(fēng)。
    (4)從1982年2月開始,對各爐空預(yù)器易腐蝕的一、二回程鋼管更換為GG17硼硅玻璃管。實(shí)踐證明這項新工藝、新材料起動了防腐蝕,抑制尾部再燃燒的作用。
    (5)堅持每次停爐盾必須清除煙垢,并用高壓水將尾部受熱面清洗干凈,最近已在2號爐上裝上了旋轉(zhuǎn)式蒸汽吹灰器和固定武半自動高壓水清洗裝置,經(jīng)試用一段時間后1再決定是否推廣(因水洗可能造成停役期腐蝕)。
    (6)制定停爐措施,完善各個操作環(huán)節(jié)。
    2、可進(jìn)一步考慮的對策
    (.1)在使用高粘度渣油時,在爐前裝燃油加熱器,確保燃用油的壓力與溫度。
    (2)進(jìn)一步完善燃燒裝置,增強(qiáng)二、三次風(fēng)的可調(diào)性。
    (3)將空預(yù)器玻璃管箱的襯管改成不銹鋼管,消除煙腐蝕可能造成的漏風(fēng),延長玻璃管箱使用時間。
    (4)對周期性停爐尾部用堿水沖洗,促酸堿中和,減少酸性腐蝕。

    防止以至根除尾部再燃燒事故的產(chǎn)生,是一項繁雜的系統(tǒng)工程,但只要堅持不懈的探索,并主動發(fā)現(xiàn)問題解決問題,相信一定能夠成功。

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