干熄焦基本知识(三)

原标题:干熄焦基本知识(三)

供热的现象。

对锅炉事故的详细划分和界定应以国家和行业的相关法规及规范、规定为准。

常见干熄焦锅炉事故有:水位计爆裂、过热器管破裂;蒸发器、省煤器管、水冷壁管损坏;锅炉满水或缺水等等。

40.锅炉故障

主要是由于运行操作不当或长期使用和维护保养不良造成的。

其与事故的区别主要是可以在不停炉的情况下,经过维修处理后即可恢复正常生产。

常见故障如:法兰泄漏、阀门不严、压力表失灵等。

41.泵:

是用来把原动机的机械能转变为液体的动能和压力能的一种设备,一般用来输送液体,可以从位置低的地方送到位置高的地方,或者从压力低的容器送至压力高的容器。

其主要性能参数有流量、扬程、转速、轴功率及效率等。

流量:表示泵在单位时间内输出液体的体积或重量。

流量有体积流量和重量流量两种表示方法。常用符号Q和G表示,常用单位是m3/h,l/s或t/h,kg/s 。

扬程:又称压头,表示泵能提升液体的高度。

用h表示,其单位是米水柱。

转速:是指原轴每分钟旋转的次数。

用n表示,单位是r/min。

一般水泵的功率指泵的轴功率,即原动机输送给泵轴上的功率。

用N表示,常用单位是kW或W。

有效功率:泵在单位时间内对流经泵的液体所作功的大小称为泵的有效功率。

用Nyx表示。

效率:泵的有效功率与轴功率之比叫泵的效率。

用η表示,单位是%,即: η=Nyx/N×100%

汽蚀余量(允许吸上高度):表示泵的吸上扬程的最大值,即在保证离心泵不发生汽蚀的情况下,泵进口处允许的最低压力。

泵的汽蚀现象:离心泵在工作时,由于叶轮转动产生离心力,使泵的进口处产生局部真空。即在进口处存在一最低压力区,如此时吸入压力低于当时温度下被吸液体的饱和蒸汽压力时,将有汽泡产生和破裂,这就是汽蚀现象。

汽蚀现象的破坏作用:

a.破坏材料:叶轮、导叶、泵体等材料表面出现蜂窝状的侵蚀并形成空洞。

b.影响泵的性能:泵的出力、扬程、效率降低,而且功率增加,甚至会使泵中断工作。

c.泵发生振动:泵振动并发出强烈的噪声,使泵不能正常工作。

41.水压试验:

为了鉴别锅炉受压部件的严密性和耐压的强度,对锅炉要进行水压试验。水压试验应按有关规范的技术要求进行。

所谓鉴别其严密性,主要是试验干熄焦锅炉的接缝、法兰接头及管子胀口是否严密,有无渗漏。耐压强度的合格标志,主要是在水压试验后,检查锅炉受压部件不得有永久变形。

下列情况需要进行水压试验:

a.新装锅炉,当汽、水压力系统及其附属装置安装完毕后,均应进行水压试验。

b.锅炉停止运行较长时间后要恢复运行。

c.受压部件经过重大修理(如挖补、更换炉管、更换铆钉等)以后。

干熄焦锅炉运行一段时间后或对设备状态有怀疑必须进行检查时,应进行水压试验。

第三章、干熄焦锅炉系统作用、组成及主要工艺流程

第一节、干熄焦锅炉系统作用

干熄焦锅炉系统是干熄焦工艺系统中的一个重要组成部分,其作用是降低干熄焦系统循环冷却气体的温度并吸收其热量加以有效利用。

第二节、干熄焦锅炉系统组成

为配合140t/h干熄焦的生产,配套设置了干熄焦锅炉系统,包括干熄焦锅炉本体部分和除氧给水泵站部分,设备组成如下:

设备名称 安装台数 工作台数
干熄焦锅炉本体 干熄焦锅炉 1 1
强制循环水泵 2 1
连续排污膨胀器 1 1
定期排污膨胀器 1 1
除氧给水泵站 锅炉给水泵 2 1
除氧给水泵 3 2
大气式热力除氧器 1 1
磷酸盐加药装置 1 1
联氨加药装置 1 1
取样冷却器 4 4
水流观察器 6 6
除盐水箱 2 2
试压泵 1
环链手拉葫芦及手动单轨小车 1

第三节、干熄焦锅炉系统主要工艺流程

为了保证干熄焦锅炉系统能供出合格的过热蒸汽,为了保证干熄焦锅炉系统的安全,进而保证干熄焦系统能够正常生产,因此,干熄焦锅炉工艺系统是采用了多项分系统进行组合共同完成的。

各系统分别简述如下:

1.除盐水系统及凝结水系统:

1.1除盐水系统:

从化学除盐水站供出的除盐水直接送至除氧给水泵站的除盐水箱。

1.2凝结水系统:

从汽轮发电站供出的凝结水由外部热力管廊送至除氧给水泵站的除盐水箱。化学除盐水站产生的凝结水直接进入除氧给水泵站的除盐水箱。

2除氧给水系统:

除盐水箱出水经除氧给水泵加压,经外部热力管廊送往热管换热器冷水进口。在供出的除氧给水母管上设有除氧给水流量调节阀,根据除氧器水箱液位,自动调节进入热管换热器的除氧给水量,除氧给水在热管换热器内换热,温度升至约70℃后,经外部热力管廊供给除氧器,进行除氧处理后作为锅炉给水。

3.烘炉加热蒸汽系统:

在干熄焦系统开工时,接自外部热力管廊的压力为0.8MPa的加热蒸汽,经锅炉加热烘炉蒸汽接口引入锅炉汽包,加热炉水,炉水在锅炉内部水系统中循环,加热流经干熄焦锅炉的循环气体,被加热的循环气体在干熄焦系统内循环,缓慢烘干干熄焦系统,从而保证干熄焦系统能够正常开工。本系统在干熄焦锅炉正常投产后,停止使用。

4.除氧加热蒸汽系统:

接自外部热力管廊的压力为0.8MPa的加热蒸汽,送入除氧给水泵站内的热力喷雾式除氧器,加热进入热力喷雾式除氧器的除氧给水。在加热蒸汽管道上设有调节阀,根据除氧器工作压力,自动调节进入除氧器的加热蒸汽量,使除氧器的工作压力保持在0.02MPa。

5.联氨加药系统:

为了加强热力除氧器的除氧效果,延长联氨和给水的反应时间,保证锅炉给水含氧量在规定的范围内,联氨加药装置将配比好的联氨溶液送入除氧给水泵后的除氧给水管道。

6.磷酸三钠加药系统:

为了防止锅炉内结垢,磷酸盐加药装置将配比好的磷酸三钠溶液送入锅炉省煤器前的给水管道,使锅炉炉水中保持一定浓度的磷酸根,保证干熄焦锅炉基本无垢运行。

7.锅炉主给水系统:

除氧器出水经锅炉给水泵加压后,经外部热力管廊送至干熄焦锅炉。锅炉主给水管道上设有自动调节阀,根据干熄焦锅炉蒸发量、锅炉给水量与及锅筒水位,自动调节锅炉给水流量。锅炉给水首先进入锅炉省煤器,吸收炉膛内低温侧烟气热量,给水温度升至约229℃,然后给水进入锅筒,锅筒内炉水温度为饱和。

锅筒内炉水分两路进行循环,一路为自然循环,循环路线为:炉水经下降管送入膜式水冷壁下集箱,进入水冷壁吸热汽化后,在重度差作用下,汽水混合物回到上集箱,经引出管送入锅筒。 另一路为强制循环,循环路线为:锅筒内炉水进入强制循环水泵,由强制循环水泵加压,送入蒸发器吸热汽化后,汽水混合物进入锅筒。

8.主蒸汽系统:

干熄焦锅炉锅筒内汽水混合物经汽水分离装置分离,产生饱和蒸汽,饱和蒸汽通过汇流管引入一级过热器,在一级过热器内与高温循环气体换热,使蒸汽温度上升到约373℃,再送入喷水减温器喷水减温,将蒸汽温度降至约305℃,然后进入二级过热器,经与高温循环气体换热升温,引出二级过热器,并保持过热蒸汽温度为450℃,此时压力约为4.14MPa,再经主蒸汽管道上设置的主蒸汽压力调节阀调节后,保证外供主蒸汽压力恒定,为3.82MPa从而保证送出压力不受干熄槽生产波动的影响,然后通过外部热力管廊,供给汽轮发电站进行发电。

9.减温水系统

一部分锅炉主给水作为减温水送入干熄焦锅炉喷水减温器,减温水管设有自动调节阀,根据二次过热器出口主蒸汽温度,调节进入减温器的减温水量,从而保证干熄焦锅炉供出的过热蒸汽的温度为450℃。

10.连续排污及紧急放水系统:

在锅炉水循环系统中,锅筒内炉水因连续蒸发,含盐浓度逐渐升高,因此采用将汽包中水面附近含高浓度盐分的锅水连续排至连续排污扩容器的方式,以维持炉水的正常含盐量,排污量一般为锅炉额定蒸发量的2%;同时,紧急放水管道与连续排污管道也设在同一主管道上,保证了在锅炉事故状态下,能够开启紧急放水管路上的电动阀门,快速将锅筒内炉水放至正常水位,保障锅炉安全稳定运行。

11.定期排污系统:

是补充锅炉连续排污系统的不足,定期从下集箱的底部将锅水中的悬浮物、水渣及其它沉积物排至定期排污扩容器,以改善锅水的品质。

12.疏放水、放气系统:

用于干熄焦锅炉本体系统及工艺管路系统的启动状态及正常运行状态的疏放水及放气,保障干熄焦锅炉系统安全经济运行。

13.二次蒸汽系统:

锅炉的连续排污水在干熄焦锅炉连续排污扩容器内扩容分离,分离出的二次蒸汽经外部热力管廊送至除氧给水泵站内的除氧器,用以加热除氧器内给水,提高干熄焦锅炉热量的利用率。

14.循环冷却水系统:

接自给排水专业的32~35℃循环冷却水,冷却干熄焦锅炉系统强制循环水泵、锅炉给水泵及取样装置后,温度升高至约39~41℃,然后由给排水专业接至冷却塔进行冷却处理后循环使用。

15.充氮气保护系统:

在锅炉停运期间,接自外部热力管廊的氮气经设备充氮口充入干熄焦锅炉和除氧器,利用氮气的惰性特点来保护干熄焦锅炉本体及除氧器,防止发生化学腐蚀。

16.取样系统:

包括给水取样、炉水取样、饱和蒸汽取样和过热蒸汽取样,分别引至除氧给水泵站内的取样冷却器内冷却至温度低于40℃后,供分析化验使用,以保证锅炉用水及外供蒸汽品质符合有关要求。

17.除氧器水位调节系统:

除氧器排水管设有自动调节阀,当除氧器水箱液位高出极高液位时,自动开启调节阀,将除氧器水箱多余水排至除盐水箱,当除氧器水箱液位恢复正常时,自动关闭调节阀,保证除氧器水箱液位值在正常范围内波动。

18.干熄焦锅炉放散系统:

在干熄焦锅炉启动时将产生的蒸汽放散至大气和在干熄焦锅炉正常运行时调节外供主蒸汽的压力,保证干熄焦锅炉能够正常生产。

干熄焦锅炉放散系统设有自动调节阀,并联电动阀,当干熄焦锅炉启动时,关闭自动调节阀,开启电动阀,将锅炉产生的蒸汽放散至大气;当干熄焦锅炉正常运行时关闭电动阀,调节阀根据主蒸汽压力调节阀后压力,自动调节主蒸汽放散量。

19.试压水系统:

除氧给水泵站内除盐水通过加压泵加压,经外部热力管廊送至干熄焦锅炉,供锅炉在投产运行前的压力试验之用。

试验压力应根据有关规范和满足锅炉厂设计要求确定。

20.干熄焦锅炉压缩空气系统

接自外部热力管廊的压缩空气供至干熄焦锅炉平台,供吹扫之用。

21.干熄焦锅炉系统仪表用压缩空气系统

接自外部热力管廊的仪表用净化压缩空气供至干熄焦锅炉系统,用作自动调节阀的动力源。

22.起重设备:

设在除氧给水泵站内的起重设备,用于设备的检修吊装。

第四章、干熄焦锅炉系统主要设备用途、结构及性能

1.锅炉:

用途:吸收干熄焦系统循环气体(烟气)温度,产生蒸汽外供发电。

炉型:为室外型强制循环式+自然循环式水管锅炉。

锅炉型号:HLG140/85—4.14/450型

1.1 锅炉性能参数如下:

项 目 名 称 单位 数 值
干熄焦处理能力 t/h 140
循环气体量(标态) 最大 m3/h 200000
正常 180000
入口循环惰性气体温度 900~980 (按960℃计算)
蒸发量 最大 t/h 79
正常 70
额定蒸汽压力 MPa 4.14
额定蒸汽温度 450±10
锅炉给水温度 104
锅炉循环气体侧阻力 Pa ~750
出口循环惰性气体温度 160~180
锅炉炉型 强制循环+自然循环
锅炉外表面温度 ≯60
锅炉热效率 ≮80%
锅炉漏风系数 ≤1%
锅炉总排污 2%

1.2 锅炉本体受热面面积分布:

二级过热器 310 m2

一级过热器 313 m2

裸管式蒸发器 915 m2

鳍片管式蒸发器 3022 m2

省煤器 4192 m2

膜式水冷壁 331 m2

1.3 干熄焦锅炉主要部件规格:

1.3.1锅筒及锅筒内部装置

锅筒直径(内径) ¢1600㎜

壁厚 45㎜

锅筒内部汽水分离器及管件 1套

1.3.2第二级过热器

管径 ¢38×4㎜

入口集箱 ¢325×25㎜

出口集箱 ¢325×25㎜

1.3.3第一级过热器

管径 ¢38×3.5㎜

入口集箱 ¢325×25㎜

出口集箱 ¢325×25㎜

1.3.4膜式水冷壁:

管径 ¢57×4㎜

集箱 ¢273×22㎜

1.3.5蒸发器

高温段

管径 ¢38×4㎜

悬吊管径 ¢34×4㎜

入口集箱 ¢273×22㎜

出口集箱 ¢325×25㎜

低温段(螺旋管)

螺旋管管径 ¢38×4㎜

悬吊管径 ¢34×4㎜

入口集箱 ¢273×22㎜

出口集箱 ¢219×20㎜

1.3.6省煤器

螺旋管管径 ¢38×4㎜

入口集箱 ¢219×20㎜

出口集箱 ¢219×20㎜

1.4 锅炉进口惰性循环气体具体参数:

进入锅炉循环气体量:

正常 180000 m3/h(标态)

最大 200000 m3/h;(标态)

循环气体成份:

CO2:~18%

CO: ~4%

H2: ~1%

O2: 0.5%

H2O:~6%

其余: N2

锅炉入口处循环气体含尘量:8~12g/m3。

锅炉入口处循环气体含尘粒度分布:

≥6mm 3.4%

3~6mm 13.6%

1.5~3mm 29.7%

0.5~1.5mm 27.6%

0.25~0.5mm 23%

< 0.25mm 2.7%

粉尘的粘结特性:松散粒度,弱粘结性。

1.5 锅炉给水:

锅炉给水温度:104℃。

锅炉给水水质如下:

PH值(25℃时):8.5~9.2

硬度:~0 mmol/L [基本单元M(1/2Ca2++1/2Mg2+)]

油: ≤1 mg/L

溶解氧: <15 μg/L

全铁Fe:<50 μg/L

全铜Cu:<10 μg/L

电导率:≤0.5 μs/cm;

1.6 干熄焦锅炉结构:

干熄焦锅炉四壁采用膜式水冷壁全悬吊结构,锅炉本体支吊在钢构架大板梁上,其整体可以自由往下膨胀。

根据锅炉换热介质进行划分可简单分为烟气系统和汽水系统两大部分。

锅炉烟气系统流程简述:

循环烟气从上部水平引入锅炉,垂直往下先后流经二级过热器、一级过热器、光管蒸发器、鳍片管蒸发器、省煤器最后排出锅炉。

锅炉汽水系统流程简述:

锅炉给水由给水泵送到省煤器吸热后进入锅筒。锅筒炉水经下降管送入膜式水冷壁下集箱,进入水冷壁吸热后到上集箱,经引出管送入锅筒(自然循环部分)。另外,炉水由循环泵送入蒸发器吸热后进入锅筒(强制循环部分)。

锅筒中的饱和蒸汽先后引入一级过热器 → 减温器 → 二级过热器 →汽轮发电站。

干熄焦锅炉结构示意见下图:

干熄焦锅炉结构主要特点:

1) 干熄焦锅炉本体烟道是处在负压下运行,所以锅炉设计时要保证设备的良好密封性能,以确保干熄焦锅炉运行时漏风率基本趋于零,密封设计的关键:

内外护板密封设计及制造。

锅炉穿墙管处设置多道柔性密封,考虑保温及管道的膨胀,由波形膨胀节来吸收,成排管穿墙采用特殊的密封盒。

锅炉本体各门、孔处靠自身结构的密封,外部在增加密封箱。

2)在烟气进口部位、由二级过热器及膜式壁所包围的区域内的膜式壁顶部及壁上都采用耐热不锈钢半圆管盖在膜式壁管上以防磨。

考虑到不锈钢与碳钢的膨胀率,防磨半圆管盖与膜式壁采用螺栓连接,吊顶管的防磨采用耐热不锈钢保护吊顶管,同时考虑管间的自由膨胀。对二次过热器上面三排管子进行特殊喷涂,其特点为结合率高、孔隙率低。

3) 省煤器腐蚀包括管内点腐蚀和外部均匀腐蚀。

省煤器管内点腐蚀主要是由氧腐蚀引起,它与除氧器除氧效果和控制省煤器内介质流速有关。

省煤器外壁腐蚀主要是烟气中CO2和O2等与管壁水汽形成的露点腐蚀,它取决于烟气成分和锅炉负荷变化。

干熄焦锅炉省煤器一般采用化学镀镍磷的工艺,可以有效地防止省煤器管内外腐蚀,延长省煤器使用寿命。

2.连续排污膨胀器:

2.1 用途:

用于接受锅炉连续排污水,并供出二次蒸汽。

2.2 结构:

设备为整体结构的圆柱形压力容器,室外立式安装。

2.3 主要技术性能:

工作压力: ≤0.2MPa(表)。

设计压力: 0.3MPa

工作温度: 120℃

设计温度: 145℃

介质名称: 水蒸汽

容积: 1.5 m3

外形尺寸(直径×高):φ1016X2500

3. 定期排污膨胀器:

3.1 用途:

用于接受锅炉定期排污水及锅炉系统放水。

3.2 结构:

设备为整体结构的圆柱形压力容器,,室外立式安装。

3.3 主要技术性能:

工作压力: 0.1MPa

设计压力: 0.6MPa

工作温度: 119.6℃

设计温度: 152℃

介质名称: 水蒸汽

容积: 2.7 m3

外形尺寸(直径×高): φ1220X3100

4. 强制循环水泵:

4.1 用途:

是炉水强制循环的动力设备。

4.2 结构:

卧式离心泵,单吸,单吐。

传动方式:联轴器直联。

泵进水、出水方向:水平进水,径向上出水。

室外安装。

4.3 技术性能:

额定流量: 420t/h。

额定转速:~1450 r/min。

吸入压力:4.9 MPa(G)。

扬程: 0.245 MPa(G)。

输送介质:干熄焦锅炉炉水(PH=9~12)。

输送介质温度:~262℃。

附带电动机:

电动机功率:75kW。

电压:三相交流,380V,50Hz。

5. 除盐水箱:

5.1 用途:

用于储存一定量的除盐水,保证系统正常生产时除盐水供应及事故时用于短时间除盐水供应。

5.2 结构:

圆柱形常压容器,室外安装。

5.3 主要技术性能:

除盐水箱容积:800m3

除盐水箱外径:¢9512

6. 全补给水除氧器及水箱:

6.1 用途:

用于除去除氧给水中的氧气和其它气体。

6.2 结构:

圆柱形组合压力容器,室外卧式安装。

6.3 主要技术性能:

额定处理能力:105t/h

工作压力:0.02MPa

工作温度:104℃

水箱容积:35m3

7. 除氧给水泵:

7.1 用途:

将除盐水加压后,送往热管换热器。

7.2 结构:

卧式离心泵,单吸,单吐。

传动方式:联轴器直联。

泵进水、出水方向:水平进水,径向上出水。

室内安装。

7.3 主要技术性能如下:

流量:46m3/h

扬程:1.41MPa(表)

电机功率: 45kW

8. 锅炉给水泵

8.1 用途:

将锅炉给水加压后,供给干熄焦锅炉使用。

8.2 结构:

卧式离心泵,单吸,单吐。

传动方式:联轴器直联。

泵进水、出水方向:径向上进水,径向上出水。

室内安装。

8.3 主要技术性能如下:

流量:103m3/h

扬程:6.73MPa(表)

电机功率: 315kW

9. 试压泵

9.1用途:

用于干熄焦锅炉水压试验。

9.2结构:

卧式柱塞泵,单吸,单吐。

泵进水、出水方向:径向下进水,径向上出水。

室内安装。

9.3主要技术性能如下:

流量:250L/h

扬程:10MPa(G)

电机功率:4kW

10. 磷酸盐加药装置

10.1用途:

制取浓度约为1%的磷酸三钠溶液,并输送至干熄焦锅炉省煤器前锅炉给水管道内。

10.2结构:

全自动组合式结构。

10.3 主要技术性能如下:

计量泵流量:10 L/h

计量泵扬程:8 MPa(表)

计量泵电机功率:0.55kW

计量泵数量:2台

溶液箱容积:0.5m3

溶液箱数量:1个

搅拌器数量:1个

搅拌器电机功率:0.55kW

11. 联氨加药装置

11.1用途:

为制取浓度约为0.5%的联氨水溶液,并输送至除氧给水泵后的除氧给水母管。

11.2结构:

全自动组合式结构。

11.3主要技术性能如下:

计量泵流量:10L/h

计量泵扬程:1.5MPa(表)

计量泵电机功率:0.37kW

计量泵数量:2台

溶液箱容积:0.5m3

溶液箱数量:1个

搅拌器数量:1个

搅拌器电机功率:0.55kW

12. 取样冷却器:

包括过热蒸汽取样冷却器、饱和蒸汽取样冷却器、炉水取样冷却器、给水取样冷却器。

12.1用途:

对取样水冷却后,供化验使用。

12.2结构:

外壳为圆柱形,内部为蛇形管的压力容器。

12.3主要技术性能如下:

直径:φ133

13. 起重设备:

13.1用途:

用于设备维修起吊。

13.2 结构:

由环链手拉葫芦及手动单轨行车组成。

13.3主要技术性能如下:

型号:HS5 WA5

起重量:5t

起升高度:5m

14. 单管叶轮式水流观察器:

安装在取样冷却器、锅炉给水泵循环冷却水出水管道。

14.1用途:

监视冷却水流动情况。

14.2结构:

圆柱形容器,室内安装。

14.3主要技术性能如下:

直径:DN20,DN25

压力:0.3MPa

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