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流化床锅炉故障处理及技能培训方法

变宝网01月11日讯

随着工业锅炉的大型化,其控制系统也越来越复杂。同时对工业锅炉操作人员的要求也越来越高。操作人员除需要熟悉操作规程外,还需要快速处理运行当中出现的各种故障。锅炉仿真培训系统不但提供常规的操作,也提供大量的现场常见故障,供操作人员进行反事故的演习,以提高他们的操作技能和故障处理能力。

运行状况

能实时实现从锅炉点火、升温、加负荷直至额定负荷的全工况仿真,包括冷态起动、热态起动、正常停炉、热态停炉(压火)、紧急停炉等过程。整个过程中锅炉各部位的压力、温度、流量、液位等热力参数及其变化趋势与真实锅炉过程一致。

动态参数

“锅炉仿真培训系统”提供了多种以图形方式动态显示数据的方法,包括数据表格、动态曲线、流程图、直方图等,显示锅炉各部位的热力参数,如压力、温度、流量、水位等。

通过流程图上显示的锅炉的主要系统图,便于学员熟悉锅炉的各种系统和流程。此外在系统图上还可以显示各个部件的热力参数,使学员一目了然的了解锅炉在运行中各处的压力、温度、流量等参数。

运行人员通过计算机显示屏上DCS操作系统,可以与现场相似的方式观察锅炉的各主要参数和设备状态。

动态曲线可以用来显示锅炉主要热力参数随时间的变化,例如主汽温度、汽包水位、炉膛负压随时间的变化曲线,以便于运行人员了解自己的操作效果,并可以进行趋势分析。

控制运行

运行人员可以通过DCS的控制,实现对锅炉运行状况的控制。也可以通过流程图上的各种阀门、挡板,对它们进行仿真操作(开、关、开大、开小),以实现同一目的。

1.工况选择和保存功能

系统事先存储了各种典型工况的数据,如冷态启动工况、热态启动工况、额定负荷工况等,根据不同的目的,指导员可以选择某个工况开始培训。在运行过程中可以把当时运行的工况保存下来,供以后启动时调用。

2.冻结与解冻功能

在运行过程中,根据培训的需要可对运行中的工况进行冻结,也即暂时停止模型的运行。这便于观察当前运行工况,并进行详细的分析。在系统处于冻结状态时,可根据需要进行各种操作,操作完成后可通过解冻命令,继续模型的运行。

3.加快、减慢仿真过程

对于本来变化缓慢的过程,例如升温过程,本来需要4个小时,采用实时仿真就得花4个小时。若采用快速仿真方式,以实际1秒钟的时间来仿真10秒钟的过程,即加速10倍,则4小时的过程可以缩短为24分钟,这就是所谓的超实时仿真。而对于本来变化迅速的过程,例如爆管后的过程,几秒种内锅炉的参数大幅度的波动,学员来不及细看就过去了。为了让学员能仔细观察全过程,可以采用减慢仿真速度的办法,即用实际1秒钟时间,仿真0.1秒钟的过程,即减慢10倍。这样几秒钟的过程,延伸到几十秒钟,就容易观察得多了,这就是欠实时仿真。超、欠实时仿真的时间比例是可以根据需要由指导员进行设置。

4.回退功能

在系统处于冻结状态时,根据需要可退回前面某个时间的状态,重新开始解冻运行。

2.6追忆功能

在系统运行过程中,系统会自动按照一定的时间间隔保存过去一段时间的历史工况。在系统处于冻结状态时,可以选择以前的某个时间,将学员的操作和参数变化重新演示一遍,有利于分析学员原来的操作状况。

5.故障设置功能

“锅炉仿真培训系统”最大的优点,是可以设置各种故障。利用这个功能,“锅炉仿真培训”可以对学员进行训练,这在实际运行中几乎是不可能做到的。

流化床锅炉故障处理及技能培训方法

锅炉是压力容器,一旦发生事故,往往会造成严重后果,甚至炉毁人亡。而有些事故,运行人员可能很少遇到,平时难以有练手的机会,一旦事故发生,往往难以迅速应付。事故处理的培训,确实是“养兵千日,用兵一时”。有了事故处理的培训,才可能在真正出现事故时能够从容应对,迅速处理,而不至于手忙脚乱,处置不当,延误了处理的时机,甚至使故障扩大化。

锅炉技术

循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用,并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展;国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起,已有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。未来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。

1发生爆燃的几种情况

锅炉爆燃是由于炉膛内可燃物质的浓度在爆燃极限范围内,遇到明火或温度达到了燃点发生剧烈爆燃,燃烧产物在瞬间向周围空间产生快速的强烈突破。以下介绍几种循环流化床锅炉易发生爆燃的情况。

1.1扬火爆燃、

如果压火时燃料加得多或停的晚,使压火后床料内燃料的含量过多,这时燃料中的碳在缺氧状况下不充分燃烧产生大量的CO,同时燃料在炉内高温干熘挥发出甲烷、氢等可燃性气体。由于压火后床料表面温度降低,这些可燃性气体遇不到明火,便在锅炉炉膛内积聚。扬火时,随着风机的启动,床料开始流化,高温的床料从下面翻出,这时可燃性气体与明火接触,瞬间发生燃烧,如果可燃物的浓度在爆燃极限范围内,就会发生爆燃。个别司炉工在扬火时怕床温降得过快造成灭火,在启风机前先加入少量的燃料,新进入炉膛的燃料不但会挥发出可燃性气体,同时会有大量的煤粉参与燃烧,这样不但会增大产生爆燃的机率,还会加剧爆燃的强度。

1.2大量返料突入爆燃

循环流化床锅炉都有物料循环系统。循环流化床锅炉运行时,大量固体颗粒在燃烧室、分离器和返料装置等组成的循环回路中循环,一般循环流化床锅炉的循环倍率为5~20,也就是说有5~20倍给煤量的返料灰需要经过返料装置返回燃烧室再次燃烧,循环物料是直径在0.1mm左右的细灰,有很好的流动性,在返料风的吹送下,连续不断地进入炉膛。运行中如果返料风过小,返料器内的物料就会停止流化或流动,从而造成返料器堵塞,细灰会在返料器内堆积,当细灰积累到一定时,细灰在自身重量的作用下产生流动或者由于操作调整增大风量使物料再次流化,这时成吨的细灰在短时间内进入炉膛。由于细灰的表面积大,此时返料风与空气快速混合充满炉膛,且细灰中一般含有20%左右的碳,在炉内高温环境下极易发生爆燃。

1.3油气爆燃

流化床锅炉一般采用柴油点火,点火过程中因为油中的杂质、点火风的调配、油压太低等因素常会发生油枪灭火。灭火后,如果没及时发现、关闭油阀,被雾化的燃油会继续喷进炉膛内,这样从炉膛到尾部烟道甚至到烟囱出口都充满了油雾。这时如果再次点火或遇到其它明火,就会产生整个系统的爆燃。

2000年8月19日5点14分,平煤集团公司一自备电厂的35t/h循环流化床锅炉开始点火,油压在1.2~1.6MPa时,两支点火油枪雾化着燃油喷燃进入炉膛,450~500mm厚的底料开始流化预热,5点24分,即点火10min后,发现床温开始下降,司炉工检查发现两支点火枪已熄火,立即又用火把再次点火,随后就发生了炉膛内及燃烧系统爆燃和炉门窜出火舌伤人的事故。

事后检查发现,锅炉保温少部分振脱,密封与膨胀缝部分发生泄漏,由于正压大的作用尾部烟道的麻石块振掉,造成烟风系统短路,需进行停炉处理。

事后分析产生爆燃的原因有以下几方面:

(1)司炉工责任心不强。点火前没有认真试验点火枪的雾化情况,在发生点火中断的情况下,没进行认真检查处理而再次点火,是造成炉膛内超标的油烟浓度遇到明火发生爆燃事故的直接原因。

(2)点火风的调配不适与油压太低,造成喷油中断灭火,灭火后没有及时发现或发现后没有采取措施再次点火而发生爆燃的原因。

(3)油枪雾化不良,喷咀堵塞,油燃烧不充分,炉膛内有大量的油蒸汽。

所以,这次爆燃是由油枪供油中断灭火,大量油气充满燃烧于烟风系统中,可燃气体温度达到了燃点,遇到明火发生的剧烈爆燃。

1.4烟道内可燃物再燃

在循环流化床锅炉运行中,有时可能发生烟道内可燃物再燃事故,这时会出现以下现象:排烟温度急剧增加,一、二次风出口温度也随之升高,烟道内及燃烧室内的负压急剧变化甚至变为正压;烟囱内冒黑烟,从引风机壳体不严处向外冒烟或向外喷火星等。

出现这种问题的原因主要有:燃烧调整不当,配风不合理,导致可燃物进入烟道;炉膛负压过大,将未燃尽的可燃物抽入烟道;返料装置堵灰使分离器效率下降,致使未燃尽颗粒填接进入烟道。

2爆燃的预防

针对以上几种常见爆燃发生的原因,循环流化床锅炉操作中应采取下列措施防止爆燃。

(1)扬火时一定要先启动引风机通风5min后再启动送风机,以保证炉内积聚的可燃性气体排出,防止遇到明火。

(2)锅炉压火时一定要先停止给煤。当床温趋向稳定或稍有下降趋势时,再停送风机,防止压火后床料内煤量太多,产生大量可燃性气体及干燥的煤粉。

(3)压火后,扬火前尽量避免有燃料进入炉内,不可在扬火时先给燃料后启风机。

(4)当运行中发生返料堵塞存灰较多时,通过放灰系统将灰放掉。

(5)点火过程中如果发生油枪灭火,应先关闭油阀,保持风机运行通风5min后,再次点火。

(6)点火过程中,如果油枪喷咀堵塞,油枪雾化不良,导致床温上升困难,达不到加煤温度,应停止点火,对油枪喷咀进行清洗或更换后再点火。

(7)点火过程中,一定要控制好加煤量,一般总加煤量不能超过床料量的20%。

(8)如发现烟温不正常升高时,应加强燃烧调整,使风煤比调整到合适的范围内;若是由于返料装置堵灰造成的应立即将返料装置内的堵灰放净;若烟道内可燃物再燃烧使排烟温度超过300℃以上,应立即压火处理,严密关闭各人行孔门和挡板,禁止通风,然后在烟道内投入灭火装置或用蒸汽进行灭火,当排烟温度恢复正常时可再稳定一般时间,然后再打开人行孔检查、确认烟道内无火源并经引风机通风约15min后方可启动锅炉。

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