第5讲 循环流化床锅炉常见事故及处理

第5讲循环流化床锅炉常见事故及处理汽包锅炉水位事故大型锅炉蒸发量大，汽包相对水容量小，水位事故是易发生且后果又十分严重的事故之一。一旦发生水位事故，运行人员又未能采取正确及时的措施予以处理时，将会造成机组停运，乃至引起设备严重损坏或人身伤亡。水位事故分为满水和缺水两种。一、锅炉满水锅炉满水分轻微满水和严重满水两种。当水位超过水位计最高允许水位值但水位计上仍有水位指示时称为轻微满水；当水位不但高于水位计最高允许水位，且水位计无水位显示时成为严重满水。1、锅炉满水的现象：锅炉满水时水位高报警信号发出；水位计上的水位指示超过允许水位值，严重时看不到水位；给水流量不正常地大于主蒸汽流量；蒸汽含盐量增加，过热器汽温有所下降。严重满水时，蒸汽管道发生水冲击，汽温和负荷大幅度下降。2、锅炉满水的原因（1）汽包水位计故障或水位计指示不准，造成误判断和误操作；（2）给水自动调节设置失灵，给水调节阀或变速给水泵的调节机构故障使给水流量增大；（3）锅炉负荷突然变化，控制调整不当。如锅炉启、停或外界负荷增加时，未能严格控制负荷增加速度而大幅度地增加炉内燃料量，导致水冷壁内汽水混合物的温升很快，体积迅速膨胀而使水位上升，造成满水。由于汽轮机调节汽门突然开大或锅炉安全门动作，造成锅炉汽压突然降低，出现虚假水位，再加给水流量受压差增大的影响迅速大量增加，如果调整控制不及时水位上升很快；（4）运行人员对水位监视不严、控制不当、误判断或误操作造成锅炉满水。二、锅炉缺水锅炉缺水分轻微缺水和严重缺水两种。在运行中，当水位计水位降至最低允许水位水位计上仍有水位指示时，称为轻微缺水；当水位计上看不到水位时称为严重缺水。1、锅炉缺水的现象：•水位低报警信号发出；•水位计指示低于最低允许水位，严重缺水时低水位保护动作，停止锅炉运行;•蒸汽流量不正常地大于给水流量；•严重缺水时还使汽温升高。2、锅炉缺水原因•运行人员对水位缺乏监视；•水位计不准确造成误判断；•给水自动装置失灵或调整阀故障；•给水泵掉闸或给水系统严重泄漏等。3、锅炉缺水的处理•若水位计能看到水位，应立即适当增加给水量，必要时可采取降负荷的措施维持水位；•若严重缺水或低水位保护动作时，按停炉处理；若低水位保护动作拒动应紧急停炉。停炉后要调整水位为正常值，待事故查明和消除后再恢复机组运行。受热面损坏锅炉受热面损坏事故是指因水冷壁、过热器、再热器及省煤器管的泄漏和爆破，而被迫停止运行进行设备修复的事故。一、受热面损坏的现象受热面泄漏时炉膛或烟道有爆破响声和汽水喷出声，烟气温度降低，两侧烟气温差增大，排烟温度降低。省煤器管泄漏，其下部灰斗可见湿灰和湿蒸汽。泄漏严重时炉膛负压表指示变正，引风机出力增加，给水流量不正常地大于蒸汽流量。过热器或再热器管子泄漏时局部管子可能出现超温。过（再）热器、省煤器管子爆破，从烟道不严密处向外冒白汽或渗水，可听到明显泄漏响声，蒸汽压力下降，蒸汽温度不稳定，再热器管爆破时汽轮机中压缸进汽压力下降。水冷壁管爆破，炉内发出强烈响声，燃烧极不稳定甚至灭火，汽包水位下降，大量增加给水也难以保持正常水位，汽温汽压下降较快。二、受热面损坏的原因1、管子材质不良、安装、检修质量不好，如管子焊口质量不合格；弯管时弯头壁厚减薄严重；蠕胀超限或已磨薄的管子漏检或未发现。检修中错用低质金属材料，不能承受高温造成短期过热而爆管。2、锅炉给水、锅水品质长期不合格，造成管内结垢，垢下腐蚀。管内结垢时，热阻大，传热差，管壁得不到良好的冷却，易引起管子局部过热损坏；水中的氧对管子内壁的腐蚀，会使管壁变薄强度降低而损坏。3、受热面工质流量分配不均或管内有杂物堵塞，造成局部管壁过热。4、飞灰冲刷使受热面磨损。运行中对流受热区域的过（再）热器、省煤器管子受到烟气中飞灰的冲刷，管壁逐渐变薄，强度降低，导致管子泄漏或爆破。5、运行操作不当。锅炉启、停过程中某些操作程序不符合要求，使管子受热不均而产生较大的热应力。运行中监视调节不够，过热器、再热器管壁温度长期超温运行；锅炉严重缺水使水冷壁管过热；燃烧调节不合理，引起火焰中心偏斜、局部结渣、尾部再燃烧等都会导致局部管子过热损坏。三、“四管”爆漏的处理原则1、水冷壁爆破若爆管不严重，能维持汽包（或汽水分离器）正常水位时，允许在低负荷的情况下作短时间的运行，申请停炉检修；若水冷壁严重爆破，汽包（汽水分离器）水位无法维持时，应紧急停炉，并停止给水，多次强制循环炉应同时停止强制循环泵，维持引风机运行以排除炉内蒸汽，待锅炉降压冷却后进行冷却。（1）水冷壁、省煤器泄漏的现象炉内相应部位有较大泄漏声，给水量大于蒸发量。水冷壁泄漏严重时，炉膛负压变正，燃烧不稳定；省煤器泄漏严重时，下部灰斗有漏水现象，两侧烟温差增大。对塔式布置锅炉，其省煤器下部过热器温度大幅度下降。（2）水冷壁、省煤器泄漏的原因水冷壁泄漏主要是由于启停过程中热应力大、运行中炉内缺水、管内结垢、管外结焦或炉内水动力工况不良，以及制造、安装、检修工艺不符合要求造成。省煤器泄漏主要是由于飞灰磨损，此外，设计制造、安装、检修工艺不良也是原因之一。（3）水冷壁、省煤器泄漏的处理水冷壁泄漏不严重时，可适当增加给水，维持正常水位，必要时可以降出力运行。当泄漏严重，无法维持水位或炉内燃烧不稳定时，应立即停炉。另外。如泄漏为特殊部位，如角部、燃烧器冷却管等，应立即申请停炉，以防事故扩大。省煤器泄漏，但能维持水位时，可在短时间内继续运行；如泄漏严重或水位不能维持，则应立即停炉。2、省煤器爆漏省煤器轻微泄漏时，应加强给水，维持汽包（汽水分离器）水位，必要时适当降低负荷，申请停炉检修。由于省煤器管间节距很小，若不及时停炉会造成大面积管子吹损，大大增加检修工作量；若省煤器严重损坏，不能维持水位时，应立即停炉，并关闭省煤器再循环门。3、过热器、再热器爆漏过热器、再热器爆漏较轻时，应申请停炉，防止事故扩大；若爆漏严重时，造成汽温或壁温严重超限时，应紧急停炉。运行中的过热器、再热器可能由于热偏差、管内积盐、高温腐蚀而爆破，也可能由于制造或安装时的缺陷而破坏，引起泄漏。（1）过热器、再热器泄漏的现象相应蒸汽压力下降，机组出力下降，给水量将不正常地大于蒸发量，炉膛负压和炉内燃烧受到影响，泄漏点附近有较大的泄漏声。（2）过热器、再热器泄漏的原因：•汽水品质长期不合格，使管内积盐。•燃烧调整不当，使过热器、在热器长期超温。•高温腐蚀使管子温度降低而爆破。•制造上有缺陷，设计不合理，安装检修不良等也会引起损坏。（3）过热器、再热器泄漏的处理发现过热器、再热器泄漏时应及时停炉，以免破口扩大并冲坏其它管子造成事故扩大。停炉后可保持一台引风机运行，以抽出蒸汽和烟汽；另外，还应保持水位稳定。当泄漏不严重时，为避免对用户停电，可允许短时间维持锅炉运行，但应注意观察泄漏的发展和水位，如泄漏增大或水位难以维持时应申请停炉。燃烧事故一、炉膛灭火1、炉膛灭火产生的原因灭火点火初期投煤不当床温过低返料突增煤质差MFT误动作排渣过大流化质量差断煤2、炉膛灭火会引发的事故及处理炉膛灭火会引发的事故•灭火——→爆炸（聚积、返窜的气体）•灭火——→结焦（局部高温、灭了再点）•灭火——→尾部再燃烧炉膛灭火后的处理立即切断燃料，停止给煤机行；调整引风机出力维持炉膛负压，对炉膛进行吹扫，一般通风10min。再根据情况决定是否需要投入点火燃烧器恢复锅炉运行。二、结焦1、结焦产生的原因2、结焦会引发的事故及处理结焦会引发的事故•结焦——→爆炸•结焦——→停炉•结焦——浇注料损坏结焦后的处理CFB锅炉在判断炉膛结焦后，首先停止给煤机运行，同时应加大一次风进行炉膛吹扫，尽量松动和流化床料，同时还能起到冷却床料的作用。炉膛吹凉后，打开炉膛人孔门进行检查，根据实际情况清理完焦块和风帽孔后，上床料即可进行点火启炉。三、爆炸1、爆炸产生的原因2、爆炸条件可燃物、氧气、浓度、温度3、CFB锅炉爆炸的位置启动燃烧器、旋风分离器、尾部烟道、一次风空气预热器、出口风箱、给煤机4、爆炸后的处理爆炸事故产生后，首先立即停止给煤机和送风机运行，减小引风机的负荷进行强制通风。四、尾部再燃烧（二次燃烧）1、尾部再燃烧事故产生的原因2、尾部再燃烧事故产生的条件可燃物、温度、氧气3、尾部再燃烧事故会引发的事故停炉、设备损坏4、尾部再燃烧事故后的处理尾部再燃烧事故产生后，首先立即停止给煤机和送、引风机运行，关闭风机各人孔门，造成燃烧空间缺氧的条件，其次应采取相应措施进行灭火。案例：2010年5月广东坪石300MW机组燃烧事故链接五、燃料爆燃燃料爆燃是引起炉膛外爆最常见的原因。爆燃是指在炉膛或烟道中积存的煤粉、油等可燃物与空气的混合物突然同时被点燃，烟气容积骤然增加，来不及从炉膛或烟道出口排出，而使压力突然升高。可燃气体积存爆燃的速度很快，与氢爆类似。研究指出，积存可燃混合物容积与炉膛容积的比值越大，或者说单位可燃物容积发热量越大，爆燃后炉膛压力就越大；爆炸前介质温度越低，爆炸后的破坏压力就越大。在升炉期间炉膛温度低，若发生爆燃，产生的压力更具有破坏性。在正常运行工况下，送入炉膛的燃料立即着火燃烧，燃烧生成的烟气随时被排出，不会发生爆炸。只有在下列三个条件同时满足时才有可能发生爆炸：（1）炉膛或烟道内有未燃烧的燃料积存。（2）积存的燃料和空气的混合形成可爆物，其混合比例在可燃范围，是爆炸性的。（3）具有足够大的点火能源，或者足够高的温度，使可燃混合物温度达到着火点。燃料与空气的混合比例在一定范围内时才会爆炸。混合物中燃料浓度过大或过小时均不能被点燃。在锅炉运行时炉膛内不可能没有可被点燃的可燃混合物，也不可能没有点火能源，因此发生爆燃的原因主要是可燃物在炉膛和烟道中积存。未经燃烧的燃料可能会以下4种形式积存在炉膛或烟道内：（1）通过主燃料阀门漏入。（2）炉膛熄火后而没有迅速切断燃料，大量燃料和空气进入炉膛。（3）燃料着火困难，导致燃料燃烧速度小于燃料进入炉膛的速度。（4）启动期间点火出现困难。经验证明，在锅炉点火或停炉熄火期间，在低负荷运行或燃用难着火的劣质煤时较容易发生爆燃事故。锅炉辅机及辅助系统故障一、引风机、送风机故障风机在运行中的主要故障是振动（特别是轴流风机的喘振）过大，轴承温度过高，严重时还会发生叶片飞出和烧坏轴承等。此外，由于电动机故障、跳闸而使风机停止运行，或因调节挡板卡住而不能正常动作，影响燃烧调节。1、风机故障的现象两台引风机、送风机运行，其中一台跳闸时，事故喇叭响，跳闸风机电流表指示回零，红灯灭，绿灯闪光。运行风机电流增大，炉膛负压变化，汽温、汽压、水位变化。两台引风机或两台送风机运行同时跳闸；一台吸风机或一台送风机运行而跳闸时，事故喇叭响，其他转机全部跳闸，电流表指示回零。汽温、汽压急剧下降，锅炉灭火，水位先低后高。2、风机故障的原因（1）振动（窜轴）。检修时找平衡和中心不准确；运行中焊在叶轮上的平衡块脱落；叶片磨损或积灰，失去平衡，入口挡板磨损脱落，严重时会造成引风机叶片飞出事故；轴承磨损或轴承本身有缺陷等。（2）轴承温度高。轴承安装、检修质量差或轴承本身有缺陷；油位过低、过高、油质不良；冷却水中断或堵塞；风机振动过大；对引风机还可能是排烟温度过高等。（3）电动机运行中发生故障或保护动作，以及误动作引起跳闸。