浅谈生物发电厂调试中的问题及处理方案

浅谈生物发电厂调试中的问题及处理方案摘要:国能单县生物发电厂是我国国内第一个生物发电示范工程，引进丹麦BWE集团先进的发电技术，以生物秸秆代替煤炭作为发电新能源。本文针对调试运行过程中出现的各个问题进行了综述，并给出了解决方案，为以后同类型机组的安装、调试提供了大量有价值的材料。关键词:生物发电厂调试问题解决方案1、前言:单县生物发电厂锅炉是采用丹麦BWE公司先进的生物燃料燃烧技术的130t/h振动炉排高温高压锅炉。锅炉为高温、高压参数自然循环炉，单锅筒、单炉膛、平衡通风、室内布置、固态排渣、全钢构架、底部支撑结构型锅炉。本锅炉设计燃料为棉花秸秆和树皮，采用振动炉排的燃烧方式。锅炉汽水系统采用自然循环，炉膛外集中下降管结构。炉膛和过热器通道采用全封闭的膜式壁结构，很好的保证了锅炉的密封性能。过热蒸汽采用四级加热，两级喷水减温方式，使过热蒸汽温度有很大的调节裕量，以保证锅炉蒸汽参数。尾部竖井内布置有两级省煤器、一级高压烟气冷却器和两级低压烟气冷却器。空气预热器采用水冷加热的方式，有效的避免了尾部烟道的低温腐蚀。锅炉室内布置。作为全国第一台生物发电厂，由于引进的技术并不十分成熟，所以在运行中出现了大量的问题，对于各问题的处理方案汇总如下。2、调试过程中遇到的问题及解决方案2.1炉顶烟道(1)调试中出现的问题炉顶烟道在运行过程中出现塌陷，塌陷处最小处间隙只有约600mm间隙。(2)原因分析：1、炉顶连接烟道原设计外部使用角钢45×45×3加固，内部没有支撑结构。2、由于在运行过程中温度过高、瞬间负压过大。(3)解决方案由于炉顶连接烟道设计材质为不锈钢，将现场保温拆除后将塌陷严重、无法修复部位采用等离子切割机切除，然后将厂家供货至现场的新烟道更换，为了避免烟道修复后的烟道运行过程中再次受损，内部增加了加固支撑、外部使用T型钢进行加固。(4)效果：锅炉运行过程中没有出现原来烟道受损现象，保证了机组安全稳定运行。2.2刚性梁(1)调试中出现的问题刚性梁滑动装置同刚性梁焊接成整体不能自由膨胀，致使大部分刚性梁护板及个别水冷壁被撕裂。(2)原因分析：刚性梁两端滑动装置厂家出厂时直接与刚性梁焊接整体出厂，不能起到自由膨胀的作用，高温运行状态下水冷壁的膨胀不能被释放出来，从而导致水冷壁被撕裂。(3)解决方案将刚性梁滑动装置与刚性梁焊接处使用气割割开，膨胀装置前后预留出膨胀间隙，膨胀装置与刚性梁间（水冷壁侧）加装一立板与刚性梁焊接，需保证膨胀装置与刚性梁间可以自由膨胀。(4)效果：再次启动运行过程中没有出现刚性梁护板及水冷壁被撕裂的现象，保证了机组安全稳定运行。2.3过热器系统支吊架(1)调试中出现的问题过热器连接管道没有设计支吊架。(2)原因分析：过热器连接管道没有设计支架，在管道安装完毕后如果将临时支架割除，会造成管道下垂，在承重状态下可能会造成管道坠落事故的发生。(3)解决方案安装过程中发现问题后，及时与设计单位进行了沟通和联系，安装过程中采用临时支架，重新设计后的支架到达施工现场，安装完毕后割除临时支架。(4)效果锅炉水压及运行过程中没有出现过热器连接管道下垂及变形现象，保证了机组安全稳定运行。2.4炉顶吊挂装置(1)调试中出现的问题炉顶吊挂设计为刚性吊架，在运行过程中出现刚性吊架变形现象。(2)原因分析：锅炉过热器系统吊挂设计为刚性吊架，生根于锅炉顶部的钢架上，锅炉点火吹管过程中，在高温、高压作用下炉顶钢架的膨胀梁与水冷壁的膨胀量不同，致使炉顶刚性吊架发生受力弯曲变形现象。(3)解决方案通过设计单位重新校核设计，将炉顶原有的15根钢性吊架全部更换成弹簧吊架。(4)效果锅炉运行过程中没有出现吊架弯曲变形现象的发生，保证了机组安全稳定运行。2.5排气管道支吊架(1)调试中出现的问题对空排气、安全阀排气、排污扩容器排气管道原设计没有支架，管道安装完毕后重新进行了设计，增加了导向支架。(2)原因分析：因主要设备是引进国外技术，由国内锅炉厂生产及设计，设计相对于国外还不够成熟，排气管道没有设计支架，锅炉在高温高压运行过程中会产生重大安全隐患。(3)解决方案：设备安装过程中及时与设计院、锅炉厂沟通及联系，设计院及锅炉厂根据施工现场情况，对空排气、安全阀排气在屋顶增加导向支架，扩容器排气管道在屋顶和中间各增加一套导向支架，由于锅炉房已安装完毕。为了方便安装及保证施工安全，将锅炉房屋顶临时拆除，待导向支架安装完毕后进行屋顶恢复。(4)效果锅炉高温高压运行过程中没有发现排气管道振动现象的发生，保证了机组安全稳定运行。2.6炉顶烟道与水冷壁连接梳形板材质问题(1)调试中出现的问题锅炉炉顶连接烟道与水冷壁连接的梳形板设计为不锈钢材质，经过计算并根据以往的施工经验，变更成15CrMn材质。(2)原因分析：由于水冷壁材质为15CrMnG的，梳形板为不锈钢材质，15CrMnG和不锈钢材质在高温状态下的膨胀量不同，会造成水冷壁撕裂现象的发生。这样给锅炉安全稳定运行造成重大隐患。(3)解决方案：锅炉厂变更为：将原来与水冷壁焊接完毕的不锈钢梳形板更换成15CrMnG材质的梳形板，然后与烟道通过螺栓连接。由于不锈钢烟道及梳形板已安装完毕，烟道和水冷壁间的间隙较小，同时梳形板为不锈钢材质，现场很难割除及安装，通过多次和设计院、锅炉厂及业主协商制定了将原焊接完毕的梳形板每隔500mm使用等离子切割机割出一条缝，从而满足水冷壁高温状态下的膨胀不受不锈钢梳形板的影响，将15CrMnG梳形板焊接在原梳形板下方约150mm处，原有烟道在下方使用不锈钢加长后与带有螺栓孔的不锈钢角钢焊接，然后不锈钢角钢和带有螺栓孔的15CrMnG梳形板螺栓连接，中间使用石棉绳密封。(4)效果锅炉运行过程中没有出现因膨胀系数不同造成的水冷壁被撕裂、烟道漏烟的现象，又保证了施工质量及进度，同时保证了锅炉安全稳定运行。2.7关于炉顶支吊架生根问题(1)运行中出现的问题：锅炉部分支架的生根点图纸要求根据现场情况选择合适的位置，由于锅炉厂房钢屋架大部分位置不能承载太大的载荷，根据现场情况将此部分支架具体生根点及支架形式进行了变更。(2)原因分析：1、锅炉采用底部支撑结构型锅炉，和以往的悬挂式锅炉不同，钢架上方无生根点。2、屋顶钢屋架大部分位置不能承载太大的载荷。3、不经过计算，根据现场情况选择合适的位置生根会造成重大安全隐患。(3)解决方案：锅炉图纸会审过程中发现问题及时发联系单给设计院，要求将此部分的支架荷载进行计算并给出支架具体的生根方式，后经锅炉厂和设计院重新核算后，变更为在两相邻钢屋架的节点位置焊接工字钢，然后将支架生根在此工字钢上。(4)效果保证了机组安全稳定运行，避免了重大安全隐患的发生。2.8燃料的堵塞（1）运行中出现的问题：在锅炉试运行期间，出现多次堵料问题，其中有几次比较严重，造成机组停运，进行燃料系统改造。（2）原因分析：1、设计原因：炉前筒仓设计高度不够，另外筒仓入口的落料管口没有设计在筒仓顶部中间位置，造成落入筒仓的燃料分布不均，筒仓料位无法正确监视，致使筒仓进口直线螺旋输送机的落料管堵塞；上料系统保护有的没有设计连锁，前面的设备堵料后，后面的设备不能自动停运，造成斗式提升机的提升斗拉掉4个，斗式提升机下部的拉紧装置损坏。2、提供的燃料和设计的燃料不相符：设计燃料的规格是长度不大于10cm的植物秸秆（玉米秆、棉花秆、小麦秆以及树枝等）或锯末，燃料进入上料系统前应进行切碎。而实际提供的是经绞碎的燃料，其中含有很多没有切断的纤维状的东西，另外还有铁丝、砖头、石块、泥土以及大块的树根、木块等，而且有许多燃料已经变质，这些燃料的燃烧值比设计低得多。这些燃料的流动性差，而且极容易卡住螺旋给料机。在运行期间出现多次螺旋给料机的落料管堵料和螺旋给料机被卡住的现象（其中炉前筒仓进口的两台螺旋给料机经多次卡住后变形严重无法工作，已更换）。3、设备制造工艺粗糙：炉前三级给料机的落料管的内表面制造时没有打磨光滑，有许多地方不能平滑过渡，造成堵料。4、施工经验不足：在施工#1斗式提升机落料管时，擅自变更了落料管的倾斜角，造成燃料降落不畅。（3）解决方案：1、在炉前筒仓顶部增加均料机，进入筒仓的燃料经均料机后尽可能地分布均匀，保证料位监视正确。调整上料速度，防止系统过载。2、在燃料进入螺旋给料机前增加除铁器（共增加了两台），并且在运行期间加强系统监护，清理不合格的东西，确保进入系统的燃料尽可能地合格。3、对影响燃料下落的因素逐个清除，切割、打磨并对设计不合理的落料管进行改造，确保燃料行进顺畅。4、整改落料管，使之满足设计要求。3、综述作为全国第一台生物发电厂，在调试过程中，发现了大量的问题，主要是设计问题，与技术不成熟有很大关系，但在我们的努力下，积极探讨了各种解决方法，终于保证该机组于十一月交机。以上为主要的影响机组运行的缺陷，在以后同类型锅炉安装中，可以提前预防。参考资料：国能单县生物发电厂锅炉安装说明书