循环流化床锅炉干锅停炉和尾部烟道燃烧事故原因分析及处理

文章编号:1004-8774(2006
)01-57-03
第一作者:王伟(1976
-),助理工程师,毕业
于河南化校,
从事锅炉技术管理工作。
循环流化床锅炉干锅停炉和
尾部烟道燃烧事故原因分析及处理
收稿日期:2005-08-29
王伟1,苗红军2
(1.河南省中原大化集团公司动力厂,濮阳457004;2.河南省鹤壁市煤电股份有限公司热电筹建处,鹤壁458030)
Analysis and Treatment for Circulating Fluidized Bed Boiler Stopping and Water and Tail Flue Combustion Emergency WANG Wei 1,MIAO Hong -jun 2
(1.Zhong Yuan DaHua Group Co.Ltd of Henan Province ,Puyang 457004,China ;
2.Hebi Coal Power Company Ltd of Henan Province ,Hebi 458030,China )
摘 要:文章通过实践生产中发生的锅炉干锅和烟道后燃事故的介绍和处理,分析总结事故原因,以达到警示同行业引以为戒,提高运行水平的目的。
关键词:循环流化床锅炉;液位低;停炉;后燃;分析中图分类号:TK229.6+6  文献标识码:B
1 前言加油站三次油气回收
中原大化集团于2003年安装了150t /h 循环流化床锅炉。在锅炉的实际运行中,由于运行人员对循环流化床锅炉的燃烧规律一知半解,缺乏实践运行经验,没能真正理解和掌握循环流化床锅炉物料燃烧份额分布状况和各部件的工作原理,管理人员缺乏分析处理问题能力等诸多客观因素的存在,导致了锅炉干锅停炉和尾部烟道燃烧事故的发生。
2 基本情况介绍
(1)循环流化床锅炉
汽水系统:供水厂(40℃)的脱盐水&除氧器(104℃)&省煤器(320℃)&汽包(330℃饱和水)&下降管&下集箱&水冷壁(饱和水、汽)&上集箱&汽包(汽)&过热屏&汽冷高温旋风分离器&一级减温减压器(440℃)&低温过热器&二级减温减压器(480℃)&高温过热器&蒸汽母管向外供高压蒸汽(11.5MPa540℃)。
燃烧系统:
一次风、二次风&空气预热器&风室&燃烧室&炉膛&旋风分离器&烟道&除尘&烟囱。
.
煤仓&给煤机&煤
(2)事故经过
冷却塔平衡管
2005年6月24号15点26分,中原大化集团150t /h 锅炉除氧器液位由55%开始下降,到16:05降至20%,16:02当操作人员发现时液位已经很低,立即将除氧器上水阀LV75102由46%开到81%,16:07液位降至19.17%后开始回升。16:08汽包液
位出现低报警,操作人员检查发现锅炉给水泵已经汽化不打量,将正在运行的给水泵停下,随即启动备用泵,仍不打量,运行人员开启紧急事故水旁路阀及电动阀,由于开度太小,流量无指示(流量表的最低指示量程是15t /h )。16:12考虑到汽包已没有液位指示,为保护设备,停引风机和一次风机,进行压火停炉。由于料层蓄热量很大,为避免继续烘烤水冷
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5・事故分析・ 循环流化床锅炉干锅停炉和尾部烟道燃烧事故原因分析及处理
壁和过热器,于16:29重新启动引风机和一次风机放底料,在放底料的过程中炉膛发生了爆燃,至17:03把底料放完后停下引风机和一次风机。按规程要求由于锅炉缺水引起停炉,要放掉底料和循环灰,放底料时必须启动引风机和一次风机。
在放底料的过程中,把炉膛内未燃尽的高温煤粉和高温灰抽到了尾部烟道。19:00左右,操作人员发现该炉尾部烟道省煤器和空气预热器中间的部分护板烧红。由于是烟道内着火,无法直接救火,若启动风机可能引起电除尘着火而被烧坏,经分析研究后决定派消防人员冷却保护承重钢梁,待火熄灭后检修烟道。
从事故发生的经过分析,除氧器液位低是事故发生的直接原因,操作人员未能及时发现和正确调整,导致锅炉给水泵汽化,汽包液位降到零,被迫压火停炉。
因尾部烟道积灰中的残碳含量高,温度又没有降下来,达到了燃点后,发生自燃燃烧。
(3)设备损坏情况
本次事故中损坏的设备有:一次风预热器、二次风预热器、省煤器、低温过热器、高温过热器、部分仪表、电缆全部烧坏;炉膛内水冷壁、水冷屏、过热屏须检查后确认无损坏。
3 事故原因
造成除氧器液位低的客观原因是进入除氧器的脱盐水管线压力降低,并且由于进入除氧器的脱盐水调节阀PID参数未调整好,无法投自控,阀门开度不随除氧器液位变化而跟踪调整,处于手动状态,造成给水量减少;主要原因是操作人员责任心不强,对液位监视不够,当发现除氧器液位低时已经很晚
了,处理措施又不得当,导致压火停炉。
导致尾部烟道燃烧的原因有:
(1)由于该炉最低流化风量高(54000m3/h)以及锅炉运行时负荷较低等原因未开二次风机,造成烟速低,尾部受热面积灰增多;煤的燃烧不充分,飞灰含碳量高(经事故后分析该炉飞灰残碳量为22%,而正常指标为3%~5%)。如果开二次风机,燃烧效率虽然提高了,但锅炉的蒸发量也增大了,而后系统用汽量较少,在实际生产中这是一个矛盾,需要综合平衡加以解决。
(2)停炉后放底料时启动引风机和一次风机,部分未燃烧的高温煤粉和高温灰被吹到尾部烟道。
(3)燃煤中细灰太多,灰分大(炉前煤分析灰分30%左右),造成飞灰不易燃尽及尾部受热面积灰增大。
(4)旋风分离器效率低,造成大量细颗粒跑到尾部烟道,使得尾部烟道积灰磨损严重,而且大量的未然尽碳颗粒未燃烧充分即从分离器飞走,极易造成尾部烟道后燃现象的发生。
(5)该炉省煤器采用螺旋鳍片式换热管,由于鳍片之间缝隙较小而增大烟气阻力,阻碍烟尘流通,造成省煤器处大量积灰。
(6)由于汽包没液位,停炉后省煤器无法上水进行冷却,一方面省煤器处的热量移不走,另一方面旋风分离器、炉膛内的热量继续后移,造成省煤器与空气预热器处的温度逐渐升高。
(7)由于没有认识到尾部烟道积灰含碳量高,蓄热量大,且省煤器无水冷却保护,放渣后,引风机没有继续运行,旋风分离器、炉膛、尾部烟道内的蓄热没有降下来;一、二次风机入口挡板虽然关闭,但仍有漏风现象,另外炉门也有漏风现象。
(8)停炉后,由于指挥领导和运行人员忙于启动备用炉,无人监视事故炉温度变化情况,没有及时发现对流段温度异常上升,失去了最佳处理时机。
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各种因素积聚在一起,引起了尾部烟道省煤器处发生了自燃现象,加上烟道炉门密封不严而漏风,致使火势失去控制,火焰沿着烟道向上烧烤低过集箱、低温过热器、高温过热器,省煤器处烧融化的金属列管掉落在空气预热器上,引燃空气预热器上的积灰,致使烟道换热器全部烧坏,损失惨重。
4 处理经验和整改措施
(1)当发现除氧器液位低时,应果断全开给水调节阀进行上水,然后再去现场开合成来的脱盐水。发现锅炉给水泵汽化,汽包液位下降时,应打开合成来的高压备用事故水(引水量30~40t/h),只要确认合成来的备用事故水进入汽包,除氧器液位回升后就可以启动锅炉给水泵进行上水。
毒草解毒剂(2)应立即减煤减风,将负荷降至最低,延缓汽包干锅时间。在无法恢复汽包上水的情况下,应立即断煤并紧急停炉。
(3)放完底料后,引风机应继续运行一段时间,以便将炉膛及烟道内的蓄热抽走,把温度降到燃点以下,并抽走部分积灰。
(4)停炉后必须继续监视各工艺参数的变化情况,发现异常及时处理。尤其是干锅停炉后,一旦发现烟道温度升高,采取措施:①从省煤器入口向汽水系统加入低压蒸汽,冷却保护省煤器、高温过热器、低温过热器;②启动引风机、一次风机、二次风机,冷
85工业锅炉2006年第1期(总第95期)
空气从空气预热器通过,降低了空气预热器的温度,起到了冷却保护空气预热器的作用,同时将省煤器处的热量带走,并将积灰吹散,这样可以避免省煤器处的火焰向上窜烧坏高温过热器、低温过热器;③为了安全起见电除尘装置的电全部停掉,若出现引风机风叶及机壳温度升高,及时用冷却水降温,防止烧坏风机,将损失降低到最小。
(5)正常生产条件许可后应启动二次风机运行,加强燃烧的调整,减少飞灰中的碳含量,根据负荷的高低调整二次风量的大小。在一次风保证流化的情况下,合理调节二次风。
(6)本次锅炉修复时建议增加吹灰器,以减少积灰。吹灰器的选型应经考察交流后确定。
(7)定期分析飞灰含碳量,掌握锅炉运行状况。进一步提高运行管理水平和正确指挥处理事故的能力。
(8)强化循环流化床锅炉基本知识的学习,提高运行人员的安全操作技能,补充完善操作规程,特别是对紧急事故的处理方案要更加明确。
(9)加强责任心教育,有针对性的进行技术培训,提高操作人员的技术水平和分析、判断、处理事故的能力。
5 事故教训
(1)根据现场拆卸情况来看,一次风预热器、二次风预热器、省煤器部分取样进行了金相检验和化学成分分析,金相图片显示,金属组织和细灰相掺混,完全损坏;低温过热器、高温过热器部分集箱和蛇形管严重弯曲变形。经分析研究决定尾部烟道内受热面全部更换,重新安装筑炉烘炉。
(2)根据分析调查干锅、后燃原因中,大多涉及运行管理技术,所以操作管理锅炉非常重要,一定要严格按照运行规程结合现场实际情况,正确处理,同时必须加大锅炉压力容器法规的宣传力度,提高企业领导和管理人员的自身素质,以及安全生产知识和安全管理能力。
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(3)操作人员必须参加有关技术培训学习,加强责任心,持有效证件上岗操作。
(4)排查装置内仪表流量指示、液位报警、阀门控制存在的问题,按规定进行整改校验,使之处于灵敏可靠状态。
目前国内的循环流化床锅炉燃烧技术尚处在发展阶段,运行实践经验缺乏,其次,任何事故的发生都有其原因和现象,只要我们认真总结积累经验、加强业务技术学习、加强责任心,提高分析、判断、处理事故的能力,就一定能实现锅炉设备的安全稳定连续运行,提高企业的经济效益。托瓦

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