百万锅炉调试及运行安全事例分析

0百万机组（锅炉）调试及运行安全实例分析广东电科院锅炉专业李方勇2011年12月16日1主要内容灰渣系统安全事例分析4烟风系统安全实例分析2制粉系统安全事例分析3吹管期间安全事例分析5炉本体安全事例分析12案例广东某电厂7号锅炉水冷壁爆管严重事件。整套启动期间，机组MFT后，运行人员将分离器上满水。在机组重新启动后，升负荷期间，锅炉水冷壁出现大面积的爆管，尤其是在异种钢焊口和鳍片角焊缝处，沿焊口径向爆开。1.降低水冷壁爆管可能性3原因主要是由于该水冷壁材质T23对热应力变化的敏感特性，上水温度与管壁温度相差太大，导致管壁由于热应力突变使管壁爆裂或金属管壁氧化皮脱落，导致金属抗爆程度下降。1.降低水冷壁爆管可能性4预防措施1）锅炉冷态上水时，控制上水温度在50～60℃，上水速度不大于150t/h；在上水的过程中，缓慢提升锅炉给水温度，温升速率不大于3℃/min。2）锅炉温（热）态上水时，控制上水温度不小于105℃，上水速度不大于100t/h。3）机组在启动过程中严格控制壁温、压力变化速率。在启动初期可先投大油枪暖炉，待壁温缓慢上升后可在投入制粉系统。在机组未投入协调时，控制机组燃料量变化率不要太大。在启停制粉系统时，注意保持总燃料量的稳定。1.降低水冷壁爆管可能性5预防措施4）在机组紧急停炉或MFT后，在完成炉膛吹扫后，焖炉自然降温降压，待机组充分降低后才能采用通风冷却。5）锅炉灭火后，检查减温水隔绝门关闭，防止进入过热器。6）加强给水品质的监视，出现水质恶化及时处理。7）严格监视水冷壁温度，防止超温。8）严格控制升降负荷速率。9）加强对炉管泄漏报警系统的监视，发现异常，及时到就地确认，并采取措施防止泄漏扩大。10）制定适当的吹灰规程，并严格按规程执行。1.降低水冷壁爆管可能性6案例某电厂4号炉给水泵跳闸后中间点温度高高MFT保护事件。该机组当时正进行汽泵的切换试验，切换过程中，由于小机汽源不稳定，导致给水泵跳闸。跳闸后，抽汽汽源关闭，给水流量也跟不上，最终导致锅炉中间点温度高高发生MFT保护。2.中间点温度高高锅炉MFT7原因分析1）给水自动失灵，水煤比失调。2）给水泵跳闸。3）锅炉水冷壁结焦比较严重，水冷壁吹灰时焦渣大面积脱落。4）磨煤机带负荷启动且风量较大。5）磨煤机堵煤后突然吹通。6）高加跳闸后，恢复高加的速度过快。7）磨煤机切换时由上层磨切换至下层磨运行。2.锅炉中间点温度高高MFT预防8应急处理与预防1）当分配集箱进口温度高于报警值时，首先通过增加给水的方法使分配集箱进口温度恢复正常值，辅以降低过热器入口焓值、降低下层磨出力、停止制粉系统切换、停止水冷壁吹灰、暂停恢复高加等方法。2）加强对给水自动、水煤比的监视，当水煤比超出正常范围时应及时查找原因。3）磨煤机启动时，应缓慢开启冷热风调门，避免大开、大关。跳闸磨煤机的启动：在磨煤机出口粉管已吹扫干净的情况下方可启动。4）发现磨煤机堵煤后应立即停止给煤机运行。5）在进行磨组切换时，应注意监视中间点温度的变化。2.锅炉中间点温度高高MFT预防9案例某电厂3号锅炉（八角切圆燃烧）在最初空负荷点火阶段和低中负荷阶段，前墙和后墙水冷壁温度偏差较大约100℃，另有若干点高于报警值的情况。原因该炉引进的是三菱技术，其运行说明要求燃烧器的投入顺序是自上而下的。但现阶段的电厂利用微油或等离子技术，是先投入下层燃烧器，这就和原设计的燃烧器投运原则产生了矛盾。引进其它厂家的技术也有同样的问题，水冷壁流量分配特性和热负荷在高度方向上分配特性有很大的耦合关系。3.水冷壁温度偏差大10处理方法1）热态煤粉管调平。其它电厂的经验是热态一次风调平可以减少水冷壁温度偏差约15℃。2）应控制过热度不宜高，以水冷壁壁温为依据，调整过热度。3）对运行磨煤机的煤量作适当的偏置调整，采取倒三角形式的给煤量，即将上层磨的煤量增加，降低下层磨的煤量；4）配风方式可以试用正三角形。3.水冷壁温度偏差大11案例某电厂7号锅炉在整套启动期间，一级过热器有几个壁温老是发超温报警（535℃），高达550℃。各种燃烧调整的手段都试过了，虽然部分燃烧调整可以适当降低壁温，但是仍不能将壁温降到报警点以下，烟气侧的因素基本排除。猜测也可能是汽水侧的原因，如部分管路未吹通等。后来，设备部换了一块温度采集智能前端模块，发现壁温均回到正常范围内。原因壁温采集智能前端模块有故障。处理更换模块。得出遇到问题要综合考虑各因素的教训。4.过热器壁温测量不准12案例某电厂1号锅炉与另一电厂4号锅炉在400MW以上，尾部烟道有偶有振动或共鸣的现象。原因锅炉过热汽/再热器调温挡板在某些区域流道不畅，引发烟气产生激振导致烟道振动。处理方法临时采取慢慢调节过热器/再热器调温挡板开度，避开气流激振区的办法维持机组运行，调节挡板开度时注意监视过/再热汽温。5.锅炉尾部烟道振动大13案例某电厂7号炉引风机RB试验时，手动打闸AIDF，BIDF超驰开至设定值85%后引风机过流，引风机自动退出，锅炉主控自动退出，使燃料量没有降到目标值（差40t），而给水仍处自动并降到目标值，致使水煤比严重失调。运行大幅增大给水偏置来增加给水量，但由于焓值修正的反作用，导致给水增加效果不大。过程中，汽泵再循环调门自动开至50%，也影响到给水泵出力。另外，汽机调门关至18%（调门过关与锅炉主控跳至手动，目标压力定值未降到位有关）也影响给水的快速响应，最终导致中间点温度高高MFT。6.引风机RB试验时中间点温度高MFT14原因引风机RB后超驰开指令85%太大，导致引风机过流跳出自动。处理措施1）将引风机RB后超驰开指令85%改至75%。2）做好安全风险预控，明确各种突发事件的处理措施，对各单位人员（尤其是运行人员）做好技术交底。6.引风机RB试验时中间点温度高MFT15案例某电厂3号锅炉，炉水泵电机腔室被污染。原因：1）炉水泵安装结束后，第一次注水的方法不正确（没有使用纯净除盐水、由下端向上进行注水），炉水泵处于无注水保护；2）酸洗结束后，误开炉水泵入口电动阀，入口管道死角的脏物被带入无注水保护的电机腔室。7.炉水循环泵电机腔室被污染16预防措施1）酸洗过程中如果炉水泵不能实现正常连续注水时，可在炉水泵入口加装堵板隔离。2）使用正确的炉水泵电机注水方法：在炉水泵电机注水之前，应该先用除盐水对注水管路进行冲洗，联系化学取样，直到水质合格。注水水质合格后，打开炉水泵放空门/放水门，打开双联门，用针型阀调节小流量2~4L/min向电机注水。注水期间电机冷却水闭式水温度必须30℃。7.炉水循环泵电机腔室被污染17预防措施放空门有水溢出后，可加大注水流量10~15L/min对电机腔室进行连续冲洗，直到炉水泵启动，分离器压力达到0.5MPa可停止连续注水。注：一般情况，只要启动炉水泵都要对电机进行连续注水，如果不启动炉水泵或炉水品质较好，可视情况决定是否需对电机连续注水。7.炉水循环泵电机腔室被污染18案例某电厂由于有3号炉的经验，4号锅炉的炉水泵完全地按正确注水方式运行，但是第一次试运炉水泵，在30秒内电机腔室温度高达60℃。原因高压冷却水入口滤网拆出后，确实堵塞严重，清理后装回炉水泵。8.炉水循环泵冷却水滤网堵，温度高19处理措施反复三次清理滤网、注水、再试运。电机腔室温度始终不高，试运正常。5个月后，该厂3号炉炉水泵电机腔室温度达60℃。判断是高压冷却水入口滤网堵塞。滤网拆出后，确实堵塞严重，清理后复装回炉水泵，电机腔室温度始终不高。8.炉水循环泵冷却水滤网堵，温度高20主要内容灰渣系统安全事例分析4烟风系统安全实例分析2制粉系统安全事例分析3吹管期间安全事例分析5炉本体安全事例分析121案例某电厂1000MW机组因一次风机失速/喘振引起锅炉中间点温度高高MFT灭火经历。整套启动期间，负荷800MW，5台磨煤机运行，一次风母管压力为12kPa，运行期间B一次风机出现喘振报警，两侧动叶开度相差大，一次风母管压力降至10kPa，一过入口蒸汽过热度逐渐降低。此时，运行人员将给水切“手动”减少锅炉给水来维持一过入口蒸汽过热度。同时，运行人员将两台一次风机动叶控制切为“手动”，降低BPAF的动叶开度，逐渐恢复失速一次风机。但是这个过程中，中间点温度迅速上升，导致高高MFT。运行人员通过打掉一台磨和增加给水量都没挽回。原因：发现问题后，处理不够果断，操作缓慢。后检查发现B一次风机入口有1个蛇皮袋，可能是导致一次风机失速的原因。1.轴流风机失速、喘振221.轴流风机失速、喘振失速原理1）冲角a很小或等于0，此时风机运行正常，流体沿叶片方向形成边界层流场；2）当风道流场变化导致a超过临界冲角时，风机进入失速区，此时在叶片根部甚至背部产生涡流，破坏边界层，此时风机出力逐渐变小。3）当风机失速情况恶化时，容易产生喘振，致风机各运行参数发生波动。231.轴流风机失速、喘振产生的原因异常运行中导致风机流量异常降低的因素都可能导致风机失速，比如：1）风机出口挡板销子脱落或断裂导致其突然或部分关闭，磨煤机跳闸等因素导致出口风道阻力增大；2）变负荷过程中由于调节失灵或误操作导致两台风机风量严重不平衡而发生“抢风”现象。3）风机出入口风道阻塞，如风机入口积累杂物，暖风器或空预器积灰严重等。4）煤种热值低或水分高，导致机组高负荷时较大的一次风量使一次风机工作在不稳定区。24现象1）CRT画面发生失速或喘振报警；2）炉膛负压、风量波动大；3）风机母管压力下降，两台风机动叶开度增大；4）发生“抢风”时，两台风机电流相差大，失速/喘振风机电流大幅度下降；5）锅炉燃烧不稳定，火焰电视突暗突明；6）就地检查风机运行异常，风机振动大。1.轴流风机失速、喘振25应急处理1）根据风机电流、出口压力、对应风量以及就地风机振动情况等尽快判断发生失速的风机。立即将控制切为“手动”，同时关小失速风机导叶开度，直至风机恢复正常运行。机组负荷较高时可适当降低负荷。另外，对风道各挡板进行检查，看是否有关闭；2）若引风机发生失速/喘振，通知硫化运行人员检查脱硫系统，发现异常及时处理；3）若送风机发生失速/喘振，注意锅炉总风量，防止因总风量低MFT，可开大正常运行风机动叶，但注意防止风机超流；1.轴流风机失速、喘振26应急处理4）在处理一次风机失速/喘振过程中，若一次风压低于8kPa，可通过打磨恢复母管压力，视燃烧情况投油助燃。5）若是由于通道阻塞，母管压力突升引起的失速/喘振，应通过开大二次风门开度，开大备用磨冷一次风调门后并风机。6）如果是因机组高负荷时一次风量太大、动叶开度开度过大引起的失速/喘振，风机并列后应控制机组负荷使动叶开度不超过80%。7）在失速/喘振风机恢复出力时电流和母管压力均会出现突升现象，会引起喷入炉膛的煤粉突增，应提前降低主汽温度或做好快速加水的准备，防止出现超温、超压现象。8）经上述处理无效或已严重威胁设备的安全时，立即停止该风机运行。1.轴流风机失速、喘振27案例某电厂3、4号机组启动后，出现3号锅炉送风量不足和4号锅炉引风机出力不足的现象。由于3、4号锅炉的风机均为同一型号，3号锅炉送风量不足，而4号锅炉送风机则有余量；3号锅炉引风机出力有余量，而4号锅炉引风机风量不足，且风机刚经过内部检查，因此基本可排除风机本身的问题。2.风机出力不足28原因1）3号锅炉空预器漏风严重，这是炉膛风量不足的主要原因。从运行参数看到，空预器前氧量为2.6%时，脱硫系统前的氧量已达到10.2%，这表明这两个氧量测点之间的烟道漏风很严重，而主要的漏风应来自空预器。2）4号锅炉引风机出口挡板未全开，烟道阻力增加，是导致引风机出力不足的主要因素。处理1）在停机检修期间检查空预器密封情况。2）对挡板全开、全关重新定位、传动。2.风机出力不足29案例某电厂4号机组整套启动期间，4B一次风机动叶从65%开至78%，风机出力不会增大，电流基本不变。原因就地检查，发现4BPAF的动叶执行机构连杆已脱落。处理迅速将脱落连杆上好并锁紧，在此过程中运行人员加强对风机电