浅谈我公司260t∕h循环流化床锅炉的运行.pdf

第3 6 卷第1 期 2 0 1 0 年3 月 化工设计通讯 C h e m i c a lE n g i n e e r i n gD e s i g nC o m m u n i c a t i o n s V 0 1 3 6N o 1 M a r 2 0 l O 0 引言 孔蒙陆丽萍 ( 兖矿国泰化工有限公司，山东滕州2 7 7 5 2 7 ) 摘要：我公司2 6 0 t h 循环流化床锅炉运行过程中多次发生水冷壁爆管事故， 对爆管的原因进行分析，并提出了预防措施，效果良好，延长了水冷壁使用寿命，提高 了锅炉的运行周期，取得了良好的经济效益。 关键词：循环流化床锅炉；水冷壁；爆管；预防措施 中图分类号：T Q 0 5 4 + 1 文献标识码：A文章编号：1 0 0 3 6 4 9 0 ( 2 0 1 0 ) 0 1 0 0 2 4 0 3 兖矿国泰化工有限公司于2 0 0 6 年1 1 月施工建 设安装了U G 一2 6 0 9 8 一M 2 型高温高压循环流化 床锅炉，该锅炉是由无锡华光锅炉股份有限公司( 无 锡锅炉厂) 制造生产，由兖矿集团新陆公司承建，天津 辰达监理公司监理，2 0 0 7 年9 试运行。以煤为原料， 采用燃油床下自动点火方式引燃床料，用来生产蒸 汽，2 6 0 t h 循环流化床锅炉膜式水冷壁管设计规格为 ( 左右侧水冷壁管设计规格为：2X8 2 一帖1X5 r a m ， 前、后水冷壁管设计规格为：2 1 0 9 一彻5 r a m ，管 子材质为2 0 G ，水冷屏管子规格为3 2 2 一柘oX 5 r a m ，管子的材质为2 0 G ) 。工作压力8 7 M P a 、温度 5 1 0 0 C ，管内介质为水、饱和蒸汽。自运行以来水冷壁 多次发生泄漏甚至爆管，严重影响了锅炉的正常稳定 运行。 1 泄漏状况与检修情况 2 0 0 8 年1 2 月2 3 日1 3 时5 0 分，3 ”锅炉解列，处 理34 锅炉尾部烟道右包墙上机箱漏点。2 4 日开启引 风机和一次风机吹炉膛( 因炉膛湿度大) ，3 。锅炉人 口门打开，3o 锅炉降温。2 5 日3 # 锅炉尾部烟道搭架 子，炉底清渣。2 6 日3 # 锅炉炉膛搭架子，尾部烟道砸 浇注料。2 7 日3 # 锅炉尾部烟道右包墙更换一段管 子，2 8 日3 8 锅炉焊炉膛里的8 根管，夜间给锅炉探 伤。3 1 日水压实验合格后重筑浇注料，恢复运行。 2 0 0 9 年2 月2 5 日9 时3 7 分34 锅炉水冷壁爆管 紧急停炉，系统生产蒸汽紧张，为维持主装置生产系 统大减量。1 0 时0 8 分3 。锅炉解列，1 2 时2 锅炉点 火，1 7 时5 0 分并汽，1 8 时系统开车。2 7 日清除3 ”锅 炉炉膛风帽底料，并在锅炉内搭架子，检查锅炉爆管 情况。2 8H 检查3 。锅炉有l o 根管出现漏点。检修 情况：3 月1 日车间员工连夜清渣。1 日上午，维修人 员割下漏点的管道，给管磨破口。2 日下午维修人员 收稿日期：2 0 1 0 一O l 一2 6 作者简介：孔蒙( 1 9 8 2 一) ，山东滕州人，2 0 0 1 年参加工作，近l O a 来一直从事化工生产一线技术工作，目前就职于兖矿国豢化工有限公司调 度室，电话：1 3 5 6 9 2 4 9 5 4 0 。 万方数据 第l 期 孔蒙，陆丽萍：浅谈我公司2 6 0 t h 循环流化床锅炉的运行 2 5 补焊水冷壁管的漏点。3 日3 4 锅炉水冷壁爆管更换 管道后进行探伤，探伤结束后给锅炉充水试压。7 日 发现3 。锅炉炉西南角给煤机平台附近水冷壁有漏 点，放水、泄压、补焊，至9 日检修人员连夜给锅炉喷 涂，1 1 日3 锅炉喷涂完毕，并对锅炉内拆架子。1 2 日锅炉检查风帽、锅炉铺底料、上水。1 3 日3 。锅炉封 人孔，检修完毕，进入开车程序。 循环流化床锅炉示意图 图中标I 、部位，为我公司 流化床锅炉经常出现问题部位。 2 0 0 9 年5 月1 9 日0 ：1 4 分由于3 锅炉水冷壁发 生爆管，造成全系统停车。3 。锅炉爆管位置在水冷 壁南边约1 8 m 处，爆管一根，破口面积达4 0 e m 2 左 右，破口处铁皮呈外卷状，漏量大，汽液位下降快，缓 冲时间短。此次处理割管3 根，并进行了补焊，同时 对爆管处往上1 0 m 2 左右区域进行砂磨，喷涂耐磨材 料。并对34 锅炉水冷壁西侧靠拐角处浇铸料加厚。 5 月2 5 日2 1 ：5 5 分38 锅炉点火开车。此次3 ”锅炉 点火时间比原计划时间拖后，其原因是在基本完成了 水冷壁漏点的处理后，为了彻底排除锅炉炉膛内其他 部位的磨损，又继续向上搭脚手架进行检查。 2 泄漏原因分析 2 1 将图示中处爆管段割掉取样分析 爆管后对爆管区和磨损区的壁厚进行测量，发现 这些区域部分水冷壁的壁厚已经由原来的5m m 磨 损到2 0 2 2 r a m ，个别水冷壁的壁厚已磨损到最小 安全运行值1 8 r a m 或1 8 r a m 以下，原因是燃煤粒度 不均匀，一次风过大，将密相层上移，导致大颗粒物料 长期冲刷围燃带上沿水冷壁管，造成严重磨损。磨损 原因除设计因素外，还与运行工况及各控制参数有 关。针对循环流化床锅炉磨损区域的分布特点，结合 多相流体的宏观动力特性进行分析可知，循环流化床 锅炉宏观流体动力特性受床层尺寸、物料进出口结 构、循环系统结构、二次风位置等的影响。需要进一 步调整炉内燃烧工况，使炉内径向位置的颗粒浓度、 颗粒运动速度等更趋愈合理。上述情况属于冲蚀磨 损。 2 2 图中所示南北两侧水冷壁管泄漏的原因 在锅炉运行中，由于对锅炉的燃烧特性和设备的 膨胀规律了解掌握不够，采用间断放渣控制料层压差 在指标要求范围之内。热渣的温度高达9 0 0 。C 以上， 放渣管长期不断地反复热胀冷缩，久而久之出现了热 疲劳和应力损坏，渐渐的下渣口与布风板的水冷壁之 间出现了裂纹( 应力不均撕裂焊口) 。 2 3 一般锅炉水冷壁经常爆管的原因 由于长期工作在高温、高压及受烟气腐蚀、磨粒 冲蚀的恶劣环境中，极易产生高温腐蚀和磨损，使管 壁减薄，一般而言，这种减薄速度约在1 m m a ，严重 的可达到5 6 m m a ，形成安全运行的严重隐患。当 管壁减薄到一定程度承受不住内部高温高压蒸汽作 用时，便会出现突发性爆管事故，造成紧急停炉抢修， 不仅打乱了系统的正常生产，增加了额外的检修费 用，直接影响企业效益。 由此可见，冷却壁的高温腐蚀和磨损不仅严重影 响锅炉的安全运行，同时造成巨大的经济损失，已成 为锅炉安全运行中一个亟待解决的技术问题。 水冷壁管高温腐蚀和磨损 冷却壁高温腐蚀和磨损的机理是很复杂的。有 关因素为【4 J ： 炉膛火焰温度；燃煤的含硫量；烟气与 灰份颗粒的冲蚀。 锅炉运行过程中，炉温可高达8 0 0 。C 以上，由于 燃烧煤中硫及其它有害杂质的存在，冷却壁管普遍遭 受高温腐蚀。参与高温腐蚀的危害物有燃烧过程中 产生的s 0 2 、S 0 3 、H 2 S 、H C I 、碱金属盐及钒盐类，是多 种化学物在各种温度下共同对管壁进行的复杂的动 态腐蚀过程。其中，硫化物是锅炉高温腐蚀的主要因 素，一是烟气中的硫化氢与管壁金属作用产生的腐 万方数据 化工设计通讯 第3 6 卷 蚀，含硫物在金属高温下产生单原子硫，硫与管道中 的铁反应生成硫化铁( F e + S - - - F e S ) ；二是由不可燃硫 在高温作用下生成硫酸盐混入灰分熔敷于管壁表面， 但不再具有冷却壁管所要求的各种良好的高温机械 性能，导致冷却壁管壁厚的减薄，从而其有效承载能 力不断下降，由此形成腐蚀。另外，高温烟气裹着可 以大于8 m s 的速度冲击管壁，烟气的腐蚀和灰份颗 粒的冲刷在金属表面交替进行，造成管壁减薄。 2 4 水冷壁泄露原因 卜3 】： ( 1 ) 应力损坏：短期过热、高温蠕变、应力拉伸撕 裂焊口。 ( 2 ) 冲蚀磨损：煤颗粒冲蚀、结渣冲蚀、飞灰冲 蚀。 ( 3 ) 检修质量不高，焊接不牢固。 ( 4 ) 管内腐蚀：碱性腐蚀、点蚀、应力腐蚀、氢损 伤。 ( 5 ) 管外腐蚀：低温腐蚀、高温腐蚀。 ( 6 ) 疲劳：振动疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳。 3预防措施 1 ) 更新加固水冷壁在大修时更换部分磨损水冷 壁管段，另外采取耐磨措施将水冷壁管进行防磨喷 涂。 针对锅炉管道提供长期的保护。各个国家针对 锅炉的高温和硫化腐蚀进行了大量研究，试验结果表 明：喷涂金属涂层是最经济有效的防护方法。方案的 目标是发展一种涂层，该涂层不剥落、损耗速率小于 未保护钢管的1 0 ，并且相对于更换锅炉管道在经 济上更有效益。经过反复试验和现场应用考核，已获 得了可喜的成绩，涂层厚度年平均损失率最好可达 0 0 2 5 r a m 。工作寿命可达5 1 0 a ，大大提高了冷却壁 管的使用寿命。循环式硫化床冷却壁管高温腐蚀和 严重磨损问题进行了长期研究实验，并且广泛吸收世 界锅炉管道防护经验，目前已找到了妥善解决此种问 题的材料及方法，研发出超音速电弧喷涂H R c 一8 9 镍铬钼高硬耐磨合金或L 8 8 A 合金高硬耐磨材料， 可使锅炉管道受热面的耐磨蚀性能大幅度提高，防腐 施工可以在炉膛内进行，不产生任何环境污染，具有 较强经济性和技术适用性。我公司锅炉水冷壁管则 喷涂的是镍铬合金。 2 ) 调整输煤系统破碎机工作性能，改造震动筛孑L 径尺寸，为锅炉提供均匀粒度的原煤。创造条件更换 煤种，逐步将东滩煤、兴隆庄煤改为鲍店煤，来减轻颗 粒物料对水冷壁的磨损程度。 3 ) 锅炉运行参数调整： ( 1 ) 由于水冷壁磨损的冲蚀量和多相流体速度之 间存在一定比例关系。在实际运行中，我们适当降低 一次风量( 不低于最小流化风量) ，就可以适当减小炉 内边界层的颗粒浓度，从而减弱物料对水冷壁的磨损 程度。 ( 2 ) 同时我们增大了二次风量，这样不仅增加了 物料颗粒在炉内的停留时间，减少了物料的扬析，而 且增大了炉内径向位置的扰动，改变了炉内边界层颗 粒团原有的动力特性，从而降低了水冷壁的磨损程 度； ( 3 ) 将料层压差由8 5 8 5 9 5 k P a 降低到7 0 8 5 k P a ，床温由8 5 0 9 5 0 1 2 升至9 5 0 一l0 0 0 ，从 而降低了风速，升高了床温，同时降低了循环物料的 浓度，有效的减小了磨损速度。 4 操作经验总结 1 ) 根据汽水分析数据的变化，及时调整连续排 放阀开度，做好定期排污工作，同时采用软化一除氧 器一加人中和胺、防腐阻垢剂等方法，控制好锅炉给 水质量，确保炉水品质良好。 2 ) 将间断集中大量放渣改为少量、连续排渣，从 而减少了下渣管的热胀冷缩次数，同时避免了集中放 渣时下渣V I 周围料层出现沟流现象，影响物料的流化 和燃烧稳定。 3 ) 启炉、停炉时严格按照运行规程操作，控制升 温、降温速度，尤其是开车初期，必须缓慢升温，床层 温升速度控制在2 3 。C m i n ，炉墙温升速度控制在 1 0 5 。C h ，从而避免了炉子急剧受热剧烈膨胀而引起 的应力损坏，另外风室温度 7 0 0 。C ，防止水冷壁管 过热。 ( 下转第4 6 页) 万方数据 化工设计通讯第3 6 卷 成了对氨基苄醇。通过三种不同催化剂所得的产物 的收率和气相色谱检测的含量可以认为以4 一硝基 苄醇合成对氨基苄醇时应选用F e ( ) 一水合肼为催 化剂，其收率可达7 9 8 ，气谱检测含量为9 8 7 。 参考文献 1 B h a t tR ，G o n gB ，H o n gF ，e ta 1 P r e p a r a t i o no f6 一p h e n y l 一 1 ，3 ， 5 t r i a z i n e 一2 ，4 一d i a m i n ed e r i v a t i v e sa n dr e l a t e dc o m p o u n d sw i t h l y s o p h o s p ha t i d i ea c i da c y l t r a n s f e r a s e sB ( L P A A B ) i n h i b i t o r y a c t i v i t y f o ru 眈i nt h et r e a t m e n to fc a n c e r P W O ：2 0 0 3 0 3 7 3 4 6 A 1 ，2 0 0 3 0 5 0 8 2 W a n gs ，A d v i n e u l aR S y n t h e s i sa n dc h a r a c t e r i z a t i o n o f p h o t o r e s p o n s i v ea l l a z o b e n z e n ed e n d r i m e r s ：s t r a t e g i e sf o re x p o n e n t i a l g r o w t ho fam a e r o m o l o c u l a rd y e J P o l y mM a t e rS e i eE n g ，2 0 0 1 ， 8 5 ：6 l l 一6 1 2 3 C h e nJW ，Q i nCO R e d u c t i o no fa l k e n e sa n da r o m a t i cn i t r o c o m p o u n d sw i t hb o r o h y d r i d ee x c h a n g er e s i n ( B E R ) c a t a l y z e db y t r a n s i t i o nm e t a lc o m p o u n d s J R e a c tP o l y m 。1 9 9 2 ，1 6 ( 3 1 ：2 8 7 2 9 5 4 G r a h a mBJ ，c u n i sFC ，J u d eEM ，e ta 1 A I Ii m a g ec o n t r a s ta g e n t s e l e c t i v d ya c t i v a t e db yp r o s t a t es p e c i f i ca n t i g e n J B i o o r g a n i c & M e d i c i n a lC h e m i s t r y ，2 0 0 6 ，1 4 ( 2 ) ：4 1 8 4 2 5 5 M e n o nV ，H s i e hCT ，F i t z p a t r i c kPF S u b s t i t u t e da l c o h o h 船 m e c h a n i s t i cp r o b e so fa l c o h o lo x i d a s e J B i o o r gC h e m ，1 9 9 5 2 3 ( 1 1 ：4 2 5 3 6 I n a g a w aJ B i o t i n d e r i v a t i z i n ga g e n tf o rl a b e h n gp r o t e i no rD N A p r o b e s P j P ：0 6 0 9 2 9 6 8 ，1 9 9 4 一0 4 0 5 7 H a r tBH ，J a n gDG M o n t m o r i i l o n i t e c a t a l y z e dr e d u c t i o no f n i t r o g e n o u sw i t hh y d r a z i n e J T e t r a h e d r o nL e t t e r s ，1 9 9 0 ，3 1 ( 8 ) 1 1 8 1 1 l ：8 2 8 M o c h i d aK ，K o b a y a s h iMA n d oK B i o c h e m i c a lm a n u f a c t u r eo f s u b s t i t u t e db e n z y l a l c o h o hf r o m b e n z o i ca c i d s P J P ： 0 8 0 5 6 6 8 2 1 9 9 6 一0 3 0 5 S t u d yO nS y n t h e s i so f4 一A m i n o b e m y l A 1 c o h 0 1 9 韦长梅，张荣，徐斌，等苄醇对位