在汽锅焚烧启动前,过热器管束下部U形管内,因各类缘由存有积水。这些水在汽锅焚烧启动早期,在过热器U形管内形成水塞,造成过热器管束内介质障碍,使过热器管瞬间超温,致使过热器爆管。对水塞形成的缘由及其特征进行了分析,并提出了消除水塞的“吸”、“截”、“冲”、“烧”、“烘”5字措施。
某发电厂曾屡次组织有关技术人员对HG-670/140-9型汽锅的高温对流过热器爆管事故进行分析。爆管的破口外形、颜色和金属组织均显示短时间严重超温特征。从运行操作、仪表记实分析看出曾有水塞现象发生。以下就立式对流过热器泛起水塞的缘由、特征进行分析,提出消除水塞的几点措施。
1 水塞形成的缘由及其特征
汽锅焚烧启动前,对流过热器立式蛇形管束下部U形管内积水缘由以下:
(1)因立式对流过热器的疏水管装在上部联箱上,汽锅水压实验后,过热器管束内积压水放不出往。
(2)汽锅停运冷却进程中,部门蒸汽凝结水积于过热器U形管下部。
(3)汽锅焚烧启动前,从汽锅水冷壁下联箱引进外来蒸汽进行加热,当汽锅汽包内发生蒸汽时,在对流过热器管束内发生凝结水积于该管束下部U形管内。
(4)减温器系统疏水门开渡过小或关闭过早;汽锅焚烧启动早期,负荷较低时,减温水量过年夜;减温器喷水孔故障;减温水雾化不良等,均会造成对流过热器下部U形管束内积水。
对流过热器内的积水,在汽锅焚烧后经过相当长的时间才会逐渐蒸发失落。是以水塞多发生在汽锅焚烧启动的初始阶段。汽锅焚烧后因投进的喷燃器较少,炉膛热负荷散布不均,有的过热器管束内积水先蒸发失落,蒸汽便由该管经由过程,此时该管水塞消除。但因汽锅负荷较低(蒸汽在过热器管内流速低),对流过热器进出口联箱压差很小,靠此压差尚不能破除个体蛇形管束U形管内积水,由此致使较长时间存在水塞现象。
水塞消除的瞬间,管内积水被蒸汽冲出,过热器管壁金属温度瞬时陡降,又很快回升,温度表指示变化为瞬时(几秒钟就曩昔了),运行值班人员很难发现,有时会误认为是仪表晃动,而不被重视;有时也发现过热器出口主蒸汽温度陡降,降幅可达30~50℃,经几分钟后恢复正常。如发电厂HG-670/140-9型汽锅,在一次启动初始阶段曾泛起一次汽锅主蒸汽温度突然陡降40℃,约2~3min后恢复正常。在负荷增加时又发现一次汽锅主蒸汽温度陡降30℃,约2min后恢复正常。上述现象多发生在汽锅蒸汽流速突然变化,如汽锅启动向空排汽阀开年夜时;Ⅰ—Ⅱ级旁路阀开年夜时;汽轮机突然较年夜幅度增年夜负荷时。其缘由是,蒸汽流速突然增年夜,过热器进、出口联箱内压差增年夜,压力跨越水塞静压,将对流过热器个体蛇形管内的积水排到过热器出口联箱内,水混于过热蒸汽中,造成汽锅过热器出口主蒸汽温度突然陡降。
对流过热器蛇形管中积水在负荷较低时本应自行破除,但为什么有些对流过热器管束内形成的水塞在较长时间不能自行破除,而造成超温爆管呢?缘由与减温水系统的运行经管有关,具体分析以下:
(1)年夜型汽锅启动早期,一般给水泵采用定压运行方式,汽锅给水采用给水调理阀进行节省调理,此情况下给水母管压力较高,汽锅过热蒸汽减温水取自给水母管,是以减温水压力较高。又因年夜型机组多采用滑参数启动,启动早期负荷较低时,过热蒸汽压力也较低,所以减温水调理阀前后压差较正常运行时年夜很多,使减温水调理阀漏流增年夜,即使不投减温水时也会有一些减温水漏进减温器内。漏进的减温水喷雾效果较差,减温水未汽化系数增年夜,未汽化的减温水不竭流进立式对流过热器蛇形管内,使水塞破除时间延长。
(2)汽锅启动早期给水温度较低(因高压给水加热器还没有投进),减温水温度较低。又因减温器内蒸汽流速较低,致使减温水未汽化系数增年夜,此时如减温器疏水门开得太小或关闭过早,就会使未汽化的减温水不竭流进过热器蛇形管内,延长水塞破除时间。
(3)减温器内减温水喷孔故障。如喷孔有一部门被焊渣、锈皮等杂物梗塞,会影响喷雾质量,也会使减温水未汽化系数增年夜,延长水塞破除时间。
(4)近年来为节省汽锅焚烧启动用燃油,投煤粉过早,炉膛热负荷增加过快,汽锅蒸汽温度上升过快,致使投减温水过早。又因启动早期各类扰动较年夜,减温水量的变化幅度较年夜,由于减温水量使用过年夜,减温器出口汽温接近甚至低于同压下的饱和蒸汽温度。表1为陡河发电厂6号汽锅(HG-670/140-9型煤粉炉)一次高温对流过热器爆管事故分析记实。表1看出,在汽锅启动初始阶段,负荷较低时,减温水量使用过年夜,减温器出口汽温有时接近甚至低于同压力下的饱和蒸汽温度,这就会使对流过热器水塞较长时间不能消除。
综上所述,汽锅对流过热器水塞致使的爆管事故具有以下特征:
(1)汽锅对流过热器爆管事故发生在机组启动早期,最高负荷150MW左右。
(2)爆管发生在汽锅水压实验后的启动进程中。
(3)汽锅启动进程中发现个体过热器管壁金属温度年夜幅度陡降,或汽锅过热器出口主汽温度突然陡降。
(4)汽锅启动早期曾发现减温水量超标,减温器出口温度接近或低于同压力下的饱和蒸汽温度。
(5)爆管经常发生在高温对流过热器进口处的管束上,因来自二级减温器未汽化的减温水首先流进这些管束内,在此易形成水塞。
(6)爆管的破口外形、颜色及其金属组织具有短时间年夜幅度超温特征。
2 消除对流过热器水塞的措施
为避免汽锅对流过热器因水塞致使爆管,经持久实践,对对流过热器内能形成水塞的水接纳:“吸”、“截”、“冲”、“烧”、“烘”5字措施。具体以下:
2.1“吸”
即用虹吸法将积水吸出往。当汽锅水压实验竣事后,降压放水时只打开汽锅过热器出口联箱上的空气门,汽锅汽、水系统上的其它疏水门、空气门一概暂不开启,由汽锅水冷壁下联箱的定期排污阀进行放水。因汽锅汽、水系统上的各疏水门、空气门都在关闭状态,空气只能由过热器出口联箱上的空气门进进,当由汽锅水冷壁下联箱放水时,在年夜气压力的作用下,积于汽锅过热器内的水,依次由高温对流过热器出口联箱—→高温对流过热器蛇形管束—→高温对流过热器进口联箱—→二级喷水减温器—→低温对流过热器出口联箱—→低温对流过热器蛇形管束—→低温对流过热器进口联箱排出。依照与正常蒸汽流程相反的标的目的将存于过热器各段管束内的积水虹吸出往,直到汽锅汽包内泛起水汽时,遏制汽锅水冷壁下联箱的放水。然后再打开汽锅汽水系统的空气门、疏水门,置于汽锅启动前的状态。
2.2“截”
即不让水再进往。对减温水系统增强经管,阻截未汽化的水进进过热器管束内。
(1)汽锅检修时,定期检查减温器喷孔,发现喷孔梗塞等异常情况即时消除。
(2)汽锅焚烧启动进程中,当汽压升至10额定汽压时,对喷水减温器进行反冲洗,即全开减温水调理阀后疏水门,用蒸汽反冲减温器5~10min,后关闭该阀门,以防焊渣、锈皮等梗塞减温器喷孔,影响减温水未汽化系数。
(3)汽锅启动早期,减温水投进前应将减温水调理阀前截止阀关闭周密,如该阀门关闭不严,应微开调理阀后疏水门,以防减温水漏进喷水减温器内。
(4)调理给水泵转速,维持较小的减温水调理阀前后压差(在保证汽锅给水调理稳定的前题下),以减小漏流,提高减温水调理品质。
(5)汽锅启动早期,在60额定负荷下,尽量不投减温水,如因汽锅主蒸汽温度高,需投减温水时,可投一级减温水,尽量不投二级减温水,避免高温对流过热器进口联箱二级减温器出口处的过热器管束发生水塞。
(6)汽锅启动进程中减温器疏水门不要开得太小,也不成关闭过早。待负荷升到60额定负荷时或运行正常时再视情况将减温器疏水门全数关闭。
(7)汽锅启动进程中制止升温升压速渡过快。投煤粉的时间不成过早、投粉量不成突然增年夜,以防过早的年夜量使用减温水;监视减温水流量(不允许跨越尺度)、减温器出口汽温(不允许接近及低于同压下的饱和蒸汽温度)。
2.3“冲”
即想法将水塞冲通。汽锅启动早期,可哄骗突然开年夜向空排汽门或突然将Ⅰ—Ⅱ级旁路阀门开年夜的方式,使过热器管内蒸汽流速突然增加,造成对流过热器进、出口联箱内压差瞬间增年夜,将水塞破除。
2.4“烧”
即控制烟温将积水蒸发失落。汽锅焚烧启动早期,炉膛热负荷要尽量散布平均,可接纳小油枪,多投油燃烧器的法子解决。投粉后要经常倒换煤粉燃烧器,让对流过热器管束内的积水尽量同时蒸发失落,以防这些积水在个体过热器管束内形成水塞。为庇护高温对流过热器,在启动进程中,当负荷低于20额定负荷时,必需限制高温对流过热器进口烟温在600℃以下。为避免热电偶温度计被烧坏,可采用具有冷却装配的探测式烟温计,也可将该烟气温度定值输进到微机内或输进到汽锅庇护系统内,跨越该定值时庇护动作,自动遏制煤粉燃烧器的运行。
2.5“烘”
即用余热、热风将积水烘干。当汽锅遏制运行后,待汽压下降至0.5~0.8MPa时,进行汽锅放水,将炉水迅速放尽,哄骗停炉后的余热烘干对流过热器管束内的积水;汽锅冷态焚烧启动前,可哄骗邻炉(运行炉)的热风对汽锅进行烘炉,将积于过热器管束内的水烘干(陡河发电厂1、2号炉有此装配)。
实践证实,接纳上述措施,对避免对流过热器发生水塞而致使过热器爆管是行之有用的。