锅炉的运行原理及缺陷.doc

锅炉的运行原理及存在的问题？锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉的工作原理： 锅炉参数是表示锅炉性能的主要指标，包括锅炉容量、蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度等。 锅炉容量可用额定蒸发量或最大连续蒸发量来表示。额定蒸发量是在规定的出口压力、温度和效率下，单位时间内连续生产的蒸汽量。最大连续蒸发量是在规定的出口压力、温度下，单位时间内能最大连续生产的蒸汽量。 蒸汽参数包括锅炉的蒸汽压力和温度，通常是指过热器、再热器出口处的过热蒸汽压力和温度如没有过热器和再热器，即指锅炉出口处的饱和蒸汽压力和温度。给水温度是指省煤器的进水温度，无省煤器时即指锅筒进水温度。 锅炉可按照不同的方法进行分类，锅炉按用途可分为工业锅炉、电站锅炉、船用锅炉和机车锅炉等；按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临界压力等锅炉；锅炉按水和烟气的流动路径可分为火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉，其中火筒锅炉和火管锅炉又合称为锅壳锅炉；按循环方式可分为自然循环锅炉、辅助循环锅炉(即强制循环锅炉)、直流锅炉和复合循环锅炉；按燃烧方式，锅炉分为室燃炉、层燃炉和沸腾炉等。 在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定温度后，经给水管道进入省煤器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器，继续吸热成为450的过热蒸汽，然后送往汽轮机。 在燃烧和烟风系统方面，送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉，由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧，放出大量热量。燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再经过除尘装置，除去其中的飞灰，最后由引风机送往烟囱排向大气。锅炉在设计及现运行中存在以下缺陷：设计不足：1、 二级空气预热器无法更换腐蚀坏的管子，空间不足。2、引风机在多烧高煤时引风量不足3、高温段省煤器管卡高温碳化较快且管子振动较大4、水冷壁有变形现象，设计膨胀量不够。运行中不足：1、锅炉水冷壁及高、低过热器存在结垢严重，直接影响吸热效果，降低了锅炉热效率。2、排烟温度超出设计值40-50度3、一级下层空气预热器存在低温腐蚀较快4、燃烧器火嘴易堵塞，疏通困难。 锅炉诸多缺陷中,裂纹缺陷是最大的隐患。锅炉本体及受压元件的裂纹缺陷种类很多,只有清楚锅炉裂纹缺陷的形成、发展规律,才能判定出不同结构类型的锅炉容易产生裂纹的常见部位。锅炉本体及受压元件常见的裂纹缺陷,一是焊接裂纹,按其产生的原因和过程分为焊接热裂纹和焊接冷裂纹;二是腐蚀裂纹,主要指苛性脆化碱腐蚀裂纹;三是疲劳裂纹和腐蚀性疲劳裂纹。一、焊接裂纹 一般是在锅炉制造过程中产生的。现代锅炉和压力容器的加工制造是使用特定金属板卷制、焊接而成,裂纹和微裂纹出现在焊接过程中是难免的,这种裂纹是在高温条件下产生的焊接热裂纹。 金属材料焊接冷却较长时间后会出现焊接冷裂纹。原因是在焊接金属冷却金相组织中有溶解的氢元素存在。氢的溶解度在不同金相组织中不同,尤其是金属中含有低碳合金钢和具有淬火倾向的碳素钢时,当焊缝的金属逐渐冷却,金相组织中的奥氏体向铁素体转变,焊缝因不同溶解度过饱和氢的扩散聚集,会出现显微氢裂痕,随冷却时间的延长,裂痕逐渐扩展成焊接冷裂纹。二、锅炉腐蚀裂纹 锅炉腐蚀裂纹主要指因碱腐蚀作用而造成的苛性脆化现象。腐蚀裂纹缺陷的产生,除因碱性腐蚀介质侵蚀作用外,也有受压元件拉应力作用的影响,两种因素共同作用导致裂纹萌生。因此,苛性脆化裂纹也称应力腐蚀裂纹。三、疲劳裂纹和腐蚀疲劳裂纹 疲劳裂纹和腐蚀疲劳裂纹是锅炉定期检验中遇到较多的一类裂纹隐患。腐蚀疲劳裂纹大多是在形成疲劳裂痕基础上由交变应力和腐蚀性介质共同作用而产生的。因此,疲劳裂纹也是产生腐蚀疲劳裂纹的前提因素,这两种裂纹缺陷的性质基本是一致的,都是在锅炉使用过程中发生的裂纹,是锅炉受压元件失效的主要因素。 疲劳裂纹和腐蚀疲劳裂纹产生的金属材料疲劳破坏是由锅炉设备本身二次条件所决定的,锅炉在运行中,部件温度、流速和负荷变化大,管线中水汽混合,启停炉次数频繁以及压力和温度的波动等均会引起应力交变。这种交变应力的循环作用是促使锅炉金属材料疲劳腐蚀裂纹破坏的主要原因。预防措施：1、 在锅炉及受压元件的制造材料上根据要求予以严格控制2、 制定合理科学的焊接工艺规范并严格