14运行故障及防治

1、第十四章 锅炉机组的运行故障及其防治 火电厂的事故有相当大的一部分是由于锅炉事故引起的。锅炉方面的事故约占电厂非计划停运总时数的一半，而锅炉的事故又以水冷壁管、过热器管、再热器管和省煤器管（俗称四管）泄漏为最多，约占电厂事故停运总时数的三分之一，其次是灭火放炮和炉膛结渣。 锅炉发生事故的原因很多，如设备锅炉发生事故的原因很多，如设备的设计、制造、安装和检修的质量不良，的设计、制造、安装和检修的质量不良，运行人员技术不熟练、工作疏忽大意以运行人员技术不熟练、工作疏忽大意以及发生故障时的错误判断和错误操作等。及发生故障时的错误判断和错误操作等。 当锅炉发生事故时，应按下述总原当锅炉发生事故时，应按

2、下述总原则处理：则处理：（1）消除事故的根源，限制事故的发展，并解除对人身安全和设备的威胁。（2）在保证人身安全和设备不受损害的前提下，尽可能保持机组运行，包括必要时转移部分负荷至厂内正常运行的机组，尽量保证对用户的正常供电。（3）保证厂用电源的正常供给，防止扩大事故。（4）单元机组锅炉在事故紧急停炉时，不应立即关闭主汽门，应等汽轮机停运后再关闭锅炉主汽门，以保证汽轮机的安全。第一节 制粉系统的故障一、自燃和爆炸 一旦发生煤粉沉积，煤粉就开始发生缓慢的氧化反应，放出热量使温度升高，继而又加快氧化反应，放热、升温。经过一定的时间之后，该区域的温度可能达到自燃温度，在不断供给输粉空气的条件下煤粉即

3、发生自燃。 如果该区域积粉较多，在氧化升温中放出的燃料挥发分也多，达到可燃条件的煤粉也多，此时一旦发生自燃，就可能出现爆炸，使局部压力突然升高。1煤粉自燃和爆炸的影响因素 燃料的挥发分 气粉混合物的浓度 煤粉细度 煤粉中的水分 气粉混合物温度 2自燃及爆炸事故的现象 检查门处有火星 自燃处的管壁温度异常升高 煤粉温度异常升高 制粉系统负压突然变为正压 爆炸时有响声，从系统不严密处向外冒烟，防爆门鼓起或损坏 燃烧器风压变化 炉膛内负压变正压，燃烧火焰发暗，严重时可能出现火焰跳动或灭火 3自燃及爆炸的预防措施 经常检查和处理设备缺陷，少用水平管道，管道弯头部分应平整光滑，消除制粉系统气粉流动管道的

4、死区和系统死角，避免煤粉沉积自燃。 气、粉混合物流速不应过低，防止煤粉重力和摩擦阻力的分离，形成煤粉沉积。 锅炉停用时间较长时，应将煤粉仓内的煤粉用尽。 保持制粉系统的稳定运行，严格控制磨煤机出口温度，保持煤粉细度和最终水分在规定范围内。消除粉仓漏风，定期进行降粉。 在制粉系统中容易出现煤粉沉积的部位，如管道弯头、煤粉分离器上部、煤粉仓上部等，设置防爆门，在运行时防爆门上不得有异物妨碍其动作。 对原煤加强管理，经常检查原煤质量，清除煤中引燃物，如雷管等，严防外来火源。 4自燃及爆炸的处理制粉系统煤粉自燃时的处理方法：（1）磨煤机人口发现火源时，加大给煤，同时压住回粉管的锁气器，必要时用灭火装置

5、灭火。（2）减少或切断磨煤机的通风。（3）停止磨煤机、给煤机和排粉机。用二氧化碳进行灭火，在重新启动前应打开人孔门和检查孔进行全面检查，确认系统内已无火源后，再行干燥启动。 制粉系统爆炸后的处理方法：（1）停止制粉系统的运行，同时注意防止锅炉灭火。（2）清除各部火源，确认其内部火源全部消失后才允许修复防爆门。（3）在系统恢复运行前，应对系统内的设备和管道进行全面检查、修复，然后按制粉系统正常启动的要求和步骤投入运行。 煤粉仓自燃爆炸时的处理方法：（1）停止向煤粉仓送粉并严禁漏粉，关闭煤粉仓吸潮管，对粉仓进行彻底降粉；（2）降粉后迅速提高粉位，进行压粉；（3）经降粉后煤粉仓温度仍继续上升，且经继

6、续处理还无效时，应使用灭火装置；（4）修复损坏的防爆门。二、 制粉系统断煤1断煤的原因（1）给煤机发生故障。（2）原煤水分过大、煤中有杂物或煤块过大，造成下煤管堵塞。（3）原煤仓无煤或堵塞。2断煤的现象（1）磨煤机出口温度升高，磨煤机进出口压差减小，进口负压值增大，出口负压值减小。（2）磨煤机电流减小，排粉机电流增大，同时出口风压力升高。（3）钢球磨煤机中有较大的金属撞击声。（4）断煤信号动作。 3断煤的预防（1）注意原煤水分变化情况，若水分过大应改变配煤比例或采取其他措施减少原煤水分或改供较干的煤。（2）经常检查原煤仓存煤及下煤情况，检查给煤机运行情况和落煤管、锁气器的动作情况是否正常。（3

7、）设置干煤棚，储存一定数量的干煤。（4）不得停止碎煤机、煤筛的运行，保证制粉系统进口煤块尺寸不大于规定值。（5）注意断煤信号。4断煤的处理（1）适当关小磨煤机入口热风门，加大磨煤机入口冷风量，以控制磨煤机出口温度，保证运行安全。（2）消除给煤机故障，疏通落煤管。（3）煤仓堵塞时，应设法疏通仓内存煤；如煤仓无煤，应迅速上煤。（4）如果短时间不能恢复供煤时，应停止磨煤机运行。 三、制粉系统的堵塞1磨煤机的堵塞 由于调整不当、风量过小、供煤过多或原煤水分过大等，均有可能造成磨煤机堵塞。 确认磨煤机堵煤后应减少或暂停给煤，适当增加磨煤机的通风量，并开大其出口风强行抽粉并加强对磨煤机大瓦的温度监视。若处

8、理无效时，可采用间停间开磨煤机的方法加强抽粉。若仍然无效，应停止制粉系统运行，打开人孔门扒出煤粉；当入口管段堵塞时，应停机敲打或打开检查孔疏通。2粗粉分离器堵塞 粗粉分离器堵塞时，磨煤机的出入口压差减小堵塞严重时排粉机电流下降，磨煤机出力加大，煤粉变粗。 当粗粉分离器出现堵塞时，应活动回粉管锁气器，疏通回粉管；适当减少给煤，增加系统通风，此时应注意磨煤机出口温度，必要时可开大粗粉分离器的调节挡板。如堵塞严重，经处理无效时，应停止磨煤机运行，打开人孔盖进行内部检查，清理杂物，进行疏通。 3旋风分离器堵塞 旋风分离器堵塞时，入口负压减小，出口负压增大。排粉机电流加大，锅炉蒸汽压力和温度升高。锁气器

9、动作不正常，煤粉仓粉位下降。 当发生旋风分离器堵塞时，应立即停掉排粉机，关小磨煤机入口热风门，开启冷风门；检查煤粉筛，清除筛上杂物和煤粉；活动锁气器，疏通落粉管。检查旋风分离器下粉挡板位置是否正确。处理无效时，应停止磨煤机运行，切断制粉系统风源，打开手孔门进行疏通。 4一次风管的堵塞 当一次风管发生堵塞时，被堵的一次风管压力会出现先增大后减小的现象，此时炉膛负压值也增大。如堵塞严重，给粉机的电流要增大，甚至发生电动机保险熔断。被堵塞的一次风管燃烧器喷口来粉少或断粉，锅炉汽压和负荷减小，如有多根一次风管堵塞，可能引起燃烧火焰跳动或产生炉膛灭火。 应立即停止被堵风管的给粉机，启动备用给粉机。对堵塞

10、的一次风管进行敲打，同时开大一次风门，提高一次风压或者用间开间关一次风门的方法对其进行吹扫。如果提高一次风压仍不能吹通时，可用压缩空气分段地进行吹通。第二节 炉膛内爆和外爆炉膛外爆炉膛外爆:某个突发因素使炉膛压力升高，超过炉壁能承受的压力时，使炉墙遭受破坏的现象。炉膛内爆炉膛内爆:因某个突发因素使炉膛内压力骤然降低，因负压过大造成炉墙向内破坏的现象。一、外爆1燃料爆燃 爆燃是指炉膛内积存的煤粉、油等可燃物质与空气的混合物突然同时点燃，烟气容积突然增加，炉膛来不及排出这部分烟气容积而使炉膛压力突然升高。 熄火后操作不当是造成爆燃的重要原因之一。 灭火原因与预防措施（1）如锅炉启动时投入燃料量少，

11、而炉内温度较低时又未及时投人稳燃油枪；（2）锅炉减负荷过快或发生负荷突变；（3）燃料突变，挥发分和发热量过低或灰分、水分含量过大；（4）锅炉配风不合理，风粉比不当或风速过高；（5）炉膛负压过大将火焰拉断；（6）制粉系统故障供粉过少或供粉中断；（7）锅炉吹灰操作不当或发生大面积塌灰掉焦；（8）水冷壁爆管大量蒸汽喷人炉膛等。 大容量锅炉自动控制系统在发生熄火时，火焰检测器将自动启动BMS或FSSS的熄火保护设施，将引起MFT启动，保护将立即关闭轻、重油枪及燃气的快关门，停用所有磨煤机、给煤机、给粉机、一次风机和排粉机，关闭给水及减温水总门，自动对炉膛进行吹扫后重新点火。故障严重时，则可横向保护联动

12、停用汽轮机、发电机和给水泵。 2析铁氢爆 当大量熔渣落入渣井时，高温炉渣中的游离铁与水发生反应，生成大量氢气。这些氢气与氧混合后，在炉内发生爆炸。爆炸能量以超声波形式向外释放，压力超过炉墙承受能力时造成外爆。 铁的来源主要有三个方面。其一是煤灰中所含的铁化合物在高温下迅速分解和氧化成各种形态的氧化铁；其次是制粉系统中磨损下的铁在炉膛高温下熔化的铁水；其三是原煤中未被磁铁清除的铁件。 运行中应尽量防止发生煤粉离析使之落人渣池，因为固体碳是使FeO还原成纯铁的还原剂。 减少熔渣在炉内停留时间，控制铁还原反应过程所需的时间 3水冷壁爆管大量蒸汽进入炉膛 当水冷壁管严重爆管，大量高压蒸汽和水瞬时进入炉

13、膛，炉内介质容积骤然增加，造成炉膛压力骤然上升，超过炉壁能承受的压力而引起炉膛外爆。 当发现水冷壁爆管后，应加大引风机挡板开度、增加负压，防止炉内压力增加过快。二、内爆 燃料突然被切断，是引起炉膛内爆的主要原因。 引起炉膛内爆的另一个原因是离心式风机调节特性。 运行中控制调节不当也是发生内爆的原因之一。 第三节 尾部烟道再燃烧 烟道再燃烧现象：沉积在尾部烟道的受热面上的可燃物和未燃尽物达到着火条件后的复燃现象，也称为二次燃烧或再燃烧。 1产生烟道再燃烧的原因及预防措施 造成烟道内积存大量燃料的原因：（1）燃烧工况失调。 （2）低负荷运行 。（3）锅炉的启动和停炉频繁。（4）油煤混燃。 预防措施

14、：（1）搞好燃烧调整工作，不使大量可燃物产生并进入尾部烟道。（2）加强吹灰。 2烟道再燃烧的现象及处理（1）烟道再燃烧的表现 烟道内温度和锅炉排烟温度急剧升高，烟道负压和炉膛负压波动或成正压，严重时烟道防爆门动作，烟道阻力增大；从烟道门、孔或引风机不严密处冒出烟气或火星，引风机外壳烫手，轴承温度升高；烟囱冒黑烟；再热器出口汽温、省煤器出口水温、空气预热器出口热风温度升高；二氧化碳和氧量表记指示不正常等。（2）烟道再燃烧的处理。 如果汽温和烟温升高，而汽压和蒸发量又有所下降时，应检查燃烧情况，观察燃烧器喷口燃烧情况是否正常，一、二次风配合比例是否恰当，油嘴雾化是否良好。若与油、煤混烧时，应将油或

15、煤粉停掉，改为单一燃烧方式。 如果烟气温度急剧升高，各种表象已能判定确为烟道某处发生再燃烧时，应立即停炉。同时应停止引风机、送风机运行，停止向炉内供应燃料。严密关闭烟道挡板及其周围的门、孔。打开汽包至省煤器的再循环门保护省煤器，打开启动旁路系统并打开事故喷水以保护过热器和再热器。 向烟道通入蒸汽进行灭火，在确认烟道再燃烧完全扑灭后，可启动引风机，开启挡板，抽出烟道中的蒸汽和烟气。待炉子完全冷却以后，应对烟道内所有受热面进行全面检查，清除隐患。第四节 四管泄漏和爆管一、省煤器的泄漏和爆管 引起省煤器管爆漏的原因有：给水品质差，水中含氧量多，造成管子内壁氧腐蚀损坏；给水温度和流量变化，引起管壁温度

16、变化，造成管子热应力，如应力过大也会损坏管子；管子焊接质量不好，也会使管子损坏；飞灰磨损，使管壁减薄，强度下降而损坏等。其中省煤器管磨损是损坏最主要的原因。 可以看出影响磨损的因素有： (1）飞灰速度 (2）飞灰浓度 （3）灰粒特性的影响也相当大 （4）其他。管束的结构特性和飞灰撞击率对磨损也有很大影响 二、省煤器管损坏与防治 省煤器管爆漏以后，会出现以下现象：汽包锅炉的汽包水位下降；给水流量不正常地大于蒸汽流量；省煤器区有异声；省煤器下部灰斗有湿灰或冒汽；省煤器后面两侧烟气温差增大，泄漏侧烟温明显偏低等。 运行防治 控制燃煤 锅炉出力 煤粉细度 燃烧调整 减少漏风 三、 水冷壁管的爆漏及其防

17、治 （一）、水冷壁管爆破的主要原因 锅炉机组水冷壁爆破的主要原因有超温、腐蚀、磨损和膨胀不均匀产生拉裂等1超温爆管 第一类传热危机 第二类传热危机 锅水品质不符合要求 热负荷小的管中，可能出现循环停滞、自由水面或倒流等水循环故障。停滞时，管中的汽泡只能靠本身的浮力缓慢上升，而且容易在管子弯头处产生汽泡积累；自由水位面以上，管子得不到水的冷却；倒流速度如果与汽泡上浮速度相等，汽泡在管内相对静止等，所有这些都会使管壁得不到足够冷却，从而可导致水冷壁超温爆破。2腐蚀损坏（1）管内垢下腐蚀。垢下腐蚀也称酸碱腐蚀，这是因为锅水中的酸性和碱性盐类破坏金属保护膜的缘故。 当 PH值为910时，保护膜最稳定，

18、管内腐蚀最小；当PH值过高时，易发生碱性腐蚀；当PH值过低时，又会发生酸性腐蚀。 （2）管外高温腐蚀。 当水冷壁外有一定的结积物，周围有还原性气氛，管壁有相当高的温度时，就会发生管外腐蚀。水冷壁的管外腐蚀有硫化物型和硫酸盐型两种，其中以硫酸盐型最常见。3.磨损爆管 在一次风粉混合物中，每千克空气中含有0.20.8kg的煤粉，当一次风以（2040）m/s的速度喷人炉膛时，如果燃烧器安装角度不对或缩进大多，设计的切圆太大或偏斜，燃烧器喷口结渣、烧坏或变形，以及稳燃器安装不当等，都会使煤粉气流冲刷水冷壁管，使其磨损减薄导致爆破。 三次风中煤粉含量约为0.10.2kg（煤粉）kg（空气），而三次风速通

19、常又在 50m/s以上，所以当三次风口安装不当、结渣、烧坏或变形后，亦会冲刷水冷壁致使其磨损爆管。 现代锅炉均装设有蒸汽吹灰装置，如果吹灰前吹灰器未疏水，在吹灰时凝结水就要冲扫到水冷壁上，使其冷却龟裂，产生环状裂纹而损坏。如进汽压力调节失控超过设计值，也会导致水冷壁磨损而爆管。4其他损坏形式 冷炉进水时，水温、水质或进水速度不符合规定；锅炉启动时升压、升负荷速度过快；停炉时冷却过快，放水过早等，都会使水冷壁管产生过大的热应力，致使爆管。 水冷壁管因受热不均匀，膨胀受阻也会拉裂爆管。被拉裂的部位通常以炉膛四角和燃烧器附近居多。 水冷壁选用钢材不当，焊接质量不符合要求，弯管质量不高，使管壁变薄等，

20、也都有可能使水冷壁产生爆管。四、 过热器管和再热器管的爆漏及其防治 （一）、过热器管和再热器管爆破的原因 过热器和再热器损坏主要有高温腐蚀和超温破坏等。1高温腐蚀 过热器管（再热器）的高温腐蚀有蒸汽侧腐蚀和烟气侧腐蚀。（1）蒸汽侧腐蚀（内部腐蚀） 过热器管子在400C以上时，可产生蒸汽腐蚀。化学反应过程如下： 3Fe4H2O=Fe3O44H2） 蒸汽腐蚀后所生成的氢气，如果不能较快地被汽流带走，就会与钢材发生作用，使钢材表面脱碳并使之变脆，所以有时也把蒸汽腐蚀叫做氢蚀腐。反应式如下： 2H2十Fe3C3Fe+CH4CH4积聚在钢中，产生内压力，使内部产生微裂纹，即钢材变脆。（2）烟气侧腐蚀（外

21、部腐蚀）。 这种腐蚀是由燃煤中的硫分和煤灰中的碱金属（钠 Na、钾 K）所引起的。煤灰分中的碱金属氧化物 Na20和 K2O在燃烧时会挥发、升华，微小的升华灰靠扩散作用到达管壁并冷凝呈液态附在壁面上。 2过热器管与再热器管超温 过热器管超温后，蠕变加速和材质结构变化均导致其强度迅速降低，因此，在工质压力的作用下就易发生爆破损坏。 3过热器管（再热器）磨损及其他 过热器管爆破除高温腐蚀和超温损坏以外，过热器管的磨损爆管通常不是主要原因。 过热器管损坏除了上述原因之外，还有以下因素：制造有缺陷，安装、检修质量差，主要表现是焊接质量差；过热器管的管材选用不符合要求；低负荷时减温未解列，造成水塞以致管

22、于局部超温等。（二）、过热器管、再热器管的损坏及其防治1过热器管与再热器管的损坏及处理 过热器管爆破以后，在过热器区域有蒸汽喷出的声音，蒸汽流量不正常地小于给水流量，燃烧室为正压，烟道两侧有较大的烟温差，过热器泄漏侧的烟温较低，过热器的汽温也有变化。再热器损坏的现象与过热器损坏的现象相似，其差别在于，再热器损坏时，在再热器区有喷汽声，同时，汽轮机中压缸进口汽压下降。 过热器管或再热器管爆破时，应及时停炉，以免破口喷出的蒸汽将邻近的管子吹坏，致使事故扩大，检修时间延长。只有在损坏很小，不会危及其他管子损坏时，才可以短时间运行到备用炉投人或调度处理过后再停炉。第五节 锅炉满水和缺水 1满水事故 如果水位报警器发出警报，每种水位计指示正值增大，给水流量不正常的大于蒸汽流量，过热汽温偏低，则是轻度满水事故。 如果此时水位计已无读数，过热汽温又急剧下降，然主蒸汽管道有水击声，法兰和汽轮机轴封处向外冒汽，则是锅炉发生严