热能动力工程

哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）-1-大型电厂锅炉事故分析与处理能源科学与动力学院：王天昊指导老师：不详摘要：锅炉，电站重要的主机之一。锅炉设备能否安全，经济运行直接关系着整个机组的安全性和经济性。因此电站锅炉安全是重中之重。大型电站锅炉事故分析与处理是电厂热能动力工程的一个重要的研究课题，对电站锅炉的事故分析与对策的探索，对锅炉事故的预防与锅炉改进有着重要意义。本文首先对锅炉作了总体的介绍，接着对事故分析的重要性单独一章进行了说明。然后对锅炉最重要最常见的锅炉四管爆破进行分析，然后对其他系统分步进行一一说明，从故障现象到解决措施再到预防措施。最后介绍了一些案例，总结了电站锅炉事故分析的一些情况。关键词：锅炉；能量；事故；水冷壁Abstract：Externallypressurizedgasbearinghasbeenwidelyusedinthefieldofaviation,semiconductor,weave,andmeasurementapparatusbecauseofitsadvantageofhighaccuracy,littlefriction,lowheatdistortion,longlife-span,andnopollution.Inthisthesis,basedonthedomesticandoverseasresearching.Thanks.Keywords：keyword1,keyword2,keyword3,keyword4哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）-2-第一章锅炉概论························································································-3-1火力发电厂的生产过程··········································································-3-2锅炉在电厂中的地位·············································································-3-3锅炉的安全性和经济性指标····································································-4-第二章事故分析与处理的重要性································································-4-1防止锅炉事故的重要意义·······································································-4-2当前锅炉机组事故的特点·······································································-4-3故障分析的目的、方法··········································································-5-4一次抓住主要故障原因··········································································-6-5搞好事故分析，防止重复性事故发生。·····················································-6-第三章最常见锅炉事故分析与处理····························································-6-1水冷壁管排泄漏常见故障·······································································-6-2故障现象·····························································································-7-3原因分析·····························································································-7-4处理方法·····························································································-7-5防范措施·····························································································-7-第四章省煤器常见事故分析与处理····························································-8-1省煤器································································································-8-2故障现象·····························································································-8-哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）-3-第一章锅炉概论§1-1火力发电厂的生产过程火力发电厂是与风力发电，水力发电，核能等发电厂并存的一种发电厂基本形态之一。火力发电厂承担着我国电力调峰等的重要角色。因为水力风力都不是很好人为控制，只有火力比较容易轻松地控制，通过调节锅炉燃烧量，汽轮机蒸汽量即可实现调峰。火力发电就是把燃料的化学能转化为蒸汽的热能，再把热能在汽轮机里面转化为动能，然后动能推动发电机转子在励磁系统中转动，最终转化为国民经济中重要的一种能源----电能。图1：火力发电厂生产过程示意图通过上图我们可以看出火力发电过程基本如下：发电厂储煤场的煤，经过碎煤设备破碎后，由皮带运输机送入锅炉房内的原煤仓。煤从原煤仓落入给煤机，在其中研制成煤粉，同时送入热空气来干燥和输送煤粉。磨制好的煤粉，经粗粉分离器除去部分不合格的煤粉后进入旋风分离器，在其中空气和煤粉得以分离，分离出来的细粉进入煤粉仓。煤粉由给煤机送入输粉管，而旋风分离器中的空气则由排粉机抽出。煤粉和空气在输粉管内混合后，由喷燃器喷入炉膛内进行燃烧。由送风机送来的空气，在进入炉膛之前，先在空气预热器中接受排烟预热，以减少排烟热损失，并提高空气温度，改善燃烧过程。炉膛内的燃烧产物――高温烟气，在引风机的拔风作用下，沿着锅炉本体倒U形烟道依次流过炉膛、过热器、省煤器和空气预热器，将热量逐步传递给水、蒸汽和空气。降温后的烟气流入除尘器进行净化，净化除尘后的烟气则被引风机抽出，排入大气。将燃料的化学能装换为热能。锅炉产生的新蒸汽进入汽轮机后逐级进行膨胀，蒸汽部分热能就转变为汽流动能；高速汽流施加作用力于汽轮机的叶片上，推动了叶轮连同整个转子旋转，汽流的动能于是被转换成汽轮机轴上的机械能。汽轮机带动发电机，利用切割磁力线感应原理，将原动机的机械能变为电能输出。§1-2锅炉在电厂中的地位锅炉概况：锅炉类型基本上分为流化床，直流炉，汽包炉。大型电站多采用直流炉，因为直流炉具有很多优点，比如：它没有汽包、并可采用小直径蒸发管，使钢材消耗量明显下降。启、停时间短。它没有厚壁的汽包，在启、停时，需要加热、冷却的时间短，从而缩短了启、停时间。制造、运输、安装方便。受热面布置灵活。工质在管内强制流动，受热面可从有利于传热及适合炉膛形状而灵活布置。图2：直流锅炉简图图3：锅炉纵剖图作为能源提供者，电站锅炉作为举足轻重，不容小觑。其安全性经济性是一个电站的命脉，是电力企业竞争核心所在。同时，随着我国电力事业的迅猛发展，装机容量的不断增加。电力，机械，冶金化工，制造食品均需要锅炉供应蒸汽。只是根据不同需要锅炉参数型号不同。电站锅炉一般要求容量大参数高，性能好。哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）-4-图4：锅炉工作示意图§1-3锅炉的安全性和经济性指标锅炉的安全性关系着电站的安全，特别要注意事故的防止，因为电厂事故是国民经济建设，工业生产的一大灾害，发电厂事故停电，不仅发电厂本身蒙受损失，而且对社会主义经济建设以及人民生活都有直接影响。据统计，在发电厂事故中，大约有60--70事故是锅炉事故，所以锅炉的安全性必须给予高度重视。同时在安全基础上，还必须提高锅炉经济效率，提高能源利用率。锅炉安全性的指标锅炉运行安全性指标，不能进行专门的测量，而是用下列指标间接来衡量。(1)锅炉连续运行小时数：两次被迫停炉进行检修之间的运行小时数。(2)锅炉的可用率：可用率（运行总小时数总备用小时数）/统计期间总小时数x100(3)锅炉事故率：事故率锅炉停炉总小时数/（总运行小时数事故停炉总小时数）x100目前，在我国，大中型电站，连续运行在5000h以上，事故率1，可用率90。第二章事故分析与处理的重要性1防止锅炉事故的重要意义电力工业的安全生产关系国民经济发展与人民生活的安定，也是电力企业取得经济效益的基础。锅炉机组是火力发电厂三大主机之一。可靠性统计表明，100MW及以上机组非计划停用所造成的电量损失中，锅炉机组故障停用损失占60％～65％，1995年100MW及以上锅炉及其主要辅机故障停用损失电量近120亿Kwh。故障停用造成的启停损失（启动用燃料、电、汽、水）若每次以3万元计，仅此一项全国每年直接经济损失就达2400万元。与此同时每次启停，锅炉承压部件必然发生一次温度交变导致一次寿命损耗，其中直流锅炉水冷壁与分离器可能发生几百度温度的变化，从而诱发疲劳破坏。因此，防止锅炉机组的非计划故障停用，历来受到各级领导的重视。部《防止电力生产重大事故的二十项重点要求》中列出了防止大容量锅炉承压部件爆漏、防止锅炉灭火放炮，防止制粉系统爆炸等三项反措要求，要求逐项续贯彻。为减少锅炉机组故障引起的直接与间接损失，减少故障停用带来的紧张的抢修操作，发电厂的安全监察、锅炉监察、技术监督工作者及全体检修、运行、管理人员，必须认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，落实反事故措施，提高设备的可用率，防止锅炉事故的发生。2当前锅炉机组事故的特点锅炉机组的事故特点是与锅炉所用的燃烧、锅炉结构、控制手段与工艺水平密切相关的。1955年发生在天津的田熊式锅炉下泥包苛性脆性，死亡77人的事故，如今由于淘汰了铆接、胀接工艺，此类事故已被消灭。由于给水品质的提高及蒸汽参数的提高，出现在中小型锅炉的水循环事故及表面式减温器事故也趋于消灭。随着自动控制水平的提高，锅炉缺满水及灭火放炮事故也逐步得到控制。与此同时，由于采用亚临界、超临界参数，采用悬吊式全密封结构，以及实现计算机控制等等，也带来了一些新问题需要研究解决。鉴于各局、厂情哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）-5-况不同，防范措施理当有所区别，本文仅根据国内电厂发生的锅炉故障情况，按严重程度与分布频率，提出以下分析意见：（1）锅炉承重结构的变形、失稳使悬吊式锅炉坍塌是导致近年来锅炉报废的最终原因，必须高度重视支吊、承重结构的安全。（2）炉外管道爆漏、受热面腐蚀、转动机械飞车、制粉系统爆炸、锅炉尾部受热面烧损是造成人员伤亡，设备严重损坏的主要原因。（3）锅炉四管爆漏仍居当前锅炉机组非计划停用原因的首位。锅炉四管因蠕变、磨损、腐蚀、疲劳损坏以及焊口泄漏，常常可以因调度同意使用而不构成事故，但因其停用时间较长，直接、间接损失大仍是锅炉故障损失的主要因素，必须加以重视。（4）锅炉辅机故障，包括送风机、引风机、磨煤机、排粉机、一次凤机、