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循环流化床锅炉机组典型事故分析与处理任课教师：何金桥副教授能源与动力工程学院2011年1月7日何金桥副教授，博士，于1997年获得西安交通大学锅炉设计与制造专业学士学位，分别于2004年、2009年于中南大学获得热能工程专业硕士、博士学位。期间先后在湘潭电机集团动能分公司、湖南亿利达有限公司从事锅炉设备的运行、维护和设计工作，现在长沙理工大学能源与动力工程学院从事热工过程及设备的教学、科研工作。主要的科研工作如下：1、生物秸秆热解焦油在耐火层表面的催化裂解机理，省开放基金项目，主持2、基于煤灰侵蚀行为的锅炉卫燃带寿命预测，博士基金项目，主持3、燃油工业锅炉油雾无焰燃烧优化研究，校级创新基金项目，主持4、湘机集团锅炉水处理车间系统扩能、搬迁，公司计划项目，主持5、节能高效智能化燃油气（电）热水锅炉，国家火炬计划项目，核心技术研发者6、熔融煤灰在耐火材料上的沉积机理与行为，国家自科基金项目，主要完成人7、湘机集团1、2#炉炉拱及下集箱卫燃带的优化改造，公司计划项目，技术负责人8、铅塔锌蒸气冷凝器的优化研究，863基金资助子项目，技术负责人9、电厂汽轮机冷端优化运行研究，973计划研究子课题，参与主要业绩：1、燃煤锅炉卫燃带的设计理论与方法及新技术，省科技进步二等奖，第3完成人2、智能化热水锅炉（燃油、燃气型，省科技进步三等奖，第5完成人第一章锅炉本体能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering1循环流化床锅炉受热面磨损（1）炉壁内水冷壁管磨损循环流化床锅炉受热面磨损时对循环流化床锅炉正常运行的三大威胁（磨损、给煤、排渣）之一，分为以下几种类型：主要表现在水冷壁管与耐磨材料交界处及以上1-5cm处、炉膛四角、返料口上部及炉膛出口烟气转弯等处，如图1-1所示。故障现象：能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering图1-1炉膛内水冷壁管防腐管上部的磨损情况能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering①大量烟气和固体颗粒在上升过程中对水冷壁管进行冲刷；②大量固体颗粒沿炉膛四壁回落，对水冷壁管进行剧烈冲刷。③燃料性质的影响④安装及检修质量的影响⑤耐磨材料脱落主要影响因素：原因分析：①烟气流速的影响②烟气颗粒浓度的影响⑥锅炉本省动力场的影响能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering③检修改造方面。如图1-2。④对密疏区埋管以上的裸露水冷壁管进行热喷涂。⑤在不影响锅炉吸热量的前提下对水冷壁管进行埋管处理。如图1-3。处理及改造方法：①运行调整方面。②加强来煤管理，控制矸石含量。图1-2让管技术(a)没采用让管技术结构图(b)采用让管技术结构图能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering（2）屏式过热器、再热器及旋风分离器过热器的磨损磨损机理与炉内水冷壁管相似，主要取决于受热面的具体结构和固体物料的流动特性。故障现象：图1-3水冷壁管表面耐磨耐火材料能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering①屏式受热面穿墙管膨胀受阻，产生热应力造成受热面管屏变形，耐磨浇注料大量脱落；②炉膛内床温变化大对耐磨材料的影响主要有：③烟气流速控制不合理，一、二次风量太大，对耐磨材料起到强烈冲刷及切削作用。原因分析：a）由于温度循环波动和热冲击以及机械应力造成耐磨材料产生裂缝和剥落。b)由于固体物料对耐磨材料的冲刷而造成耐磨材料的破坏。能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering①采用在受热面迎风面加装金属防磨盖板的方法，如图1-4。②在易磨损的部位采用耐磨性能高的钢材。③将省煤器设计成鳍片式。处理及改造方法：（3）对流烟道内受热面的磨损图1-5异形管磨损情况图1-4受热面迎风面加装防磨盖板能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering2循环流化床锅炉水冷风室漏渣故障现象：①锅炉在运行中，水冷布风板整个板面上存在漏渣现象，局部落下来的渣成锥形堆积在一起，堵塞风帽。②严重影响床料的流化状态，堵塞水冷风室，使水冷风室压力异常升高。③一次风机出口压力上升，极易使一次风管道破裂。主要现象如图1-6。能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering图1-1炉膛内水冷壁管防腐管上部的磨损情况能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering①与布风板上床料的燃烧及流化状况是否均匀和布风板阻力大小有关。②风帽出口流速不均匀或者其出口流速太小。③床层压力过大。原因分析：①一次风流量不能小于临界流化风量。②保证风帽的完好。③尽量保持J形回料器连续均匀的回料。处理及预防措施：④适当提高流化风量。能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering3循环流化床锅炉旋风分离器分离效果下降（1）旋风分离器的种类旋风分离器是循环流化床锅炉的核心部件之一。其主要作用是将大量的高温固体物料从炉膛出口的气流中分离出来，再通过返料装置送回炉膛。分离器可分为三大类：高温分离器，中温分离器和低温分离器。高温分离器又可分为两类：①绝热材料制成的高温旋风分离器。②水冷、汽冷高温旋风分离器。能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering上半部分为圆柱形，下半部分为锥形。（2）汽冷式旋风分离器结构（3）汽冷式旋风分离器的特点③锅炉启动速度不受耐火材料升温速度的限制。④中心筒可靠性高。⑤结构简单，具有更可靠的密封性。①耐火材料用量大大减少。②耐火材料用高密度销钉固定，不易脱落，运行安全可靠。⑥散热损失小，可提高运行效率，降低运行成本。⑦缺点是结构复杂，工艺要求高，成本高，价格贵。⑦能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering原因分析③中心筒变形或其与“顶盖”结合处的缝隙过大。④中心筒的就位中心点偏移。⑤不能形成适当的料封。①炉膛出口烟道型线不好，炉膛凹凸不平。②切向进口截面改变。⑥运行中由于频繁放灰，致使正负短路。由于设计、安装或运行中燃料发生变化后，往往出现旋风分离器效率下降的现象。能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering处理及预防措施③抬高入炉斜管中心线与布风板之间的距离。④改变炉墙的结构和方向。①调整入口型线和角度。②调整顶部炉墙和中心筒的角度。4循环流化床锅炉部件膨胀不均匀返料器与炉膛接口处，给煤机和石灰石管道如炉膛口，所有一、二次风进炉膛管道，一、二次风机出口风道处，都存在膨胀不均匀现象。如图1-7为变形后的屏式受热面。能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering原因分析③设计安装时不合理，没有留下足够的余地。①互相连接的部件在启动或停止过程中膨胀系数不一样，产生了巨大热应力。②耐火材料与保温材料、金属管道之间的膨胀系数差距比较大，没有合理的布置膨胀缝。这些材料与金属管道的装配方式如图1-8。图1-7变形后的屏式受热面1、3没发生变形，2、4发生变形图1-8回料器内外结构示意图能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering处理及预防措施③耐火耐磨材料和保温材料的厚度尽量减小。④采用新型膨胀补偿器。①锅炉起动、停止过程严格控制床温、气温变化率。②设计安装时避免装设倾斜方向的膨胀补偿器。⑤炉膛内屏式受热面在安装时上部出口联箱应用一定活动余地。⑥采用汽水旋风分离器。⑦旋风分离器整体悬吊。图1-9案例1事故图能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering5循环流化床锅炉回料器结焦及堵塞回料器结焦及堵塞会造成返料不正常甚至停滞，物料平衡机热量平衡遭到破坏，现象如下：①返料风量不足，返料灰不能正常流化。②耐磨料脱落压住风帽，不能正常返料。③回料风室风压高。①回料器料位计指示偏高，超过规定值。②锅炉平均床温升高，甚至难以控制。原因分析③返料风机故障造成不能返料。能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering处理及预防措施④风帽损坏物料流化不好返料不畅。⑤返料器内发生二次燃烧造成超温结焦。⑥返料器漏灰进入下部风室，使流化风量不足。⑦流化风管道安装设计不合理。⑧运行人员调整不合理或未及时调整。①加强对两侧回料阀各部位温度、风压、风量测点的监视。②调整进入上下料腿的风量配比。③做好浇注料脱落的事故预想。④停炉对返料阀内部进行全面检查。⑤尽量保持两侧均匀给煤。能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering6循环流化床锅炉过热器爆管循环流化床锅炉爆管的现象如下：①过热器管内部结垢，局部过热。②过热器处发生二次燃烧。③燃烧室负压不正常的出现变小或变大。①过热器附近有响声，不严密处有烟气及蒸汽外冒。②蒸汽流量不正常的小于给水流量。原因分析③过热器通汽量不足。④过热器损坏侧烟温降低，吸风机电流增大。⑤过热蒸汽温度发生变化。能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering处理及预防措施④过热器长时间超温运行。⑤管径设计不合理。⑥飞灰磨损。⑦过热器管材料不合标准、制造安装不良、管内发生气塞水塞或有杂物堵塞。①汇报值长，要求低负荷运行。②损坏严重时，汇报值长要求停炉。③尽量调整汽温维持在正常范围内。④如果过热器管损坏不严重，对汽温、水位影响不大，可允许短时间内在低负荷范围内运行。能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering预防过热器爆管的措施①启动和停运过程中，应及时开启过热器向空排汽门或汽机一、二级旁路系统。②启动时应样控制升温、升压速度。③控制过热器出口的蒸汽温度低于额定温度。④做好运行调整工作，使燃烧中心不偏移。⑤保持汽温温度，严禁超温运行。⑥用减温水调节汽温时，选择合格的材料，控制好蒸汽品质。图1-10过热器爆口能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering能源与