1.鍋爐本體不同金屬構(gòu)件管材不同導(dǎo)致其相對(duì)膨脹量不同進(jìn)而產(chǎn)生漏風(fēng)漏灰:由各大鍋爐廠的《鍋爐說(shuō)明書(shū)》可知,現(xiàn)在大容量鍋爐一般采用大罩殼保溫,且頂棚采用鰭片管。所以在其上下鋪設(shè)澆灌保溫材料,而只是在爐頂管分段鰭片處,穿墻管等處澆灌耐火可塑料,其厚度與爐頂管上沿齊平。而耐火可塑料上面就是內(nèi)護(hù)板。因?yàn)榭紤]到內(nèi)護(hù)板要受高溫?zé)煔獾闹苯記_刷,所以一般采用低合金耐熱鋼(12Cr1MoV, 15CrMo等)以保證其抗沖刷性能,但其膨脹量達(dá)到7.44mm/m,橫貫爐寬的膨脹量應(yīng)在100mm左右,與它相接的穿墻管的小膨脹量?jī)H為3.33mm/m,可見(jiàn)相對(duì)膨脹量差別之大。
2.鍋爐本體尺寸過(guò)大,導(dǎo)致鍋爐本體的膨脹量過(guò)大產(chǎn)生漏風(fēng)漏灰:從鍋爐設(shè)計(jì)尺寸可知,現(xiàn)有鍋爐的縱向尺寸較大。從頂棚前集箱至尾包墻的長(zhǎng)度20多米。由此可知頂棚管的膨脹量將達(dá)到110mm,以爐頂存在假設(shè)膨脹死點(diǎn)計(jì)算,其兩側(cè)的膨脹量也將達(dá)到55mm以上。由此可以看出其縱向膨脹量是大的。相應(yīng)的頂棚管與兩側(cè)墻部位的密封必然是一大難點(diǎn)。現(xiàn)在大容量鍋爐爐頂頂棚管為鰭片管焊接的膜式壁,并在爐墻層中設(shè)置了內(nèi)護(hù)板和膨脹節(jié),而在爐頂四周與水冷壁,包墻管的交界處和穿過(guò)頂棚管段的部位無(wú)法形成膜式壁,則是采用特殊的密封塊,密封板和梳型板與內(nèi)護(hù)板相互焊接的一次全密封結(jié)構(gòu)。但是由于鍋爐爐頂?shù)呐蛎浿行牟幻鞔_,受熱面本身結(jié)構(gòu)的限制和工地現(xiàn)場(chǎng)安裝管子不可避免得誤差等原因,造成個(gè)別管排之間的內(nèi)護(hù)板難以鋪設(shè)和焊接。這些密封件在長(zhǎng)期熱力工況下也會(huì)被拉裂和燒損。而各廠鍋爐的此類(lèi)部位也是泄漏嚴(yán)重的部位之一。
3.現(xiàn)有穿墻管金屬密封方式不能有效地調(diào)整膨脹產(chǎn)生漏風(fēng)漏灰:出于施工設(shè)計(jì)及安裝等考慮,穿墻管密封盒是橫貫爐寬的,長(zhǎng)度往往超過(guò)12米以上,且不同穿墻管系的密封盒之間間距很小,不足以吸收由于大面積滿焊密封盒而產(chǎn)生的焊接應(yīng)力。據(jù)我們調(diào)查發(fā)現(xiàn),往往是每隔7-10米處會(huì)有泄漏積灰嚴(yán)重的情況出現(xiàn),而且拉裂處以高過(guò),高再密封盒為多。
4.正常運(yùn)行時(shí)爐頂經(jīng)常處于正壓狀態(tài)產(chǎn)生漏風(fēng)漏灰:大型鍋爐一般采用平衡通風(fēng),即鍋爐配有送,引風(fēng)機(jī)。運(yùn)行中送,引風(fēng)機(jī)均開(kāi)啟,爐膛內(nèi)壓力按鍋爐運(yùn)行規(guī)程要求保持在-(20-30)Pa運(yùn)行。但國(guó)內(nèi)II型鍋爐(包括進(jìn)口爐型)爐膛內(nèi)負(fù)壓測(cè)點(diǎn)一般較低,位于大屏過(guò)熱器或分割屏過(guò)熱器下部10米左右,則越往爐膛上部,負(fù)壓越低。到爐膛頂部時(shí),正常運(yùn)行工況下一般保持正壓在70-80Pa左右。這是因?yàn)榇髿鈮毫ρ卮髿鈱痈叨炔煌煌0胃叨仍礁叽髿鈮毫υ降停诤0蔚貐^(qū),海拔高度每增高1米,大氣壓力降低約12Pa按這一數(shù)字,若爐膛負(fù)壓測(cè)點(diǎn)低于爐頂10米時(shí),爐頂大氣壓力將低于爐膛高壓測(cè)點(diǎn)處的大氣壓力約120Pa,故爐頂爐內(nèi)實(shí)際是處于正壓狀態(tài),這也是導(dǎo)致?tīng)t膛漏風(fēng)漏灰的重要原因。
5.現(xiàn)有鍋爐金屬密封結(jié)構(gòu)安裝過(guò)于復(fù)雜產(chǎn)生漏風(fēng)漏灰:由于鍋爐現(xiàn)場(chǎng)安裝施工中所牽連的因素過(guò)多,比如各穿墻管走向因素,工期因素等等。所以《鍋爐說(shuō)明書(shū)》中也往往只提供密封方面的原則性說(shuō)明,具體工地上施工只是按照設(shè)計(jì)思想和安裝經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)加以密封。因此這是產(chǎn)生密封失效的安裝原因。
6.現(xiàn)有密封保溫材料不足以吸收鍋爐的膨脹產(chǎn)生漏風(fēng)漏灰:如耐火可塑料等硬性材料的膨脹量過(guò)小,只能作為耐火層而不能吸收膨脹,爐頂整體密封面積過(guò)大,當(dāng)密封鋼板有露焊點(diǎn)等穿孔缺陷或隔熱耐火混凝土有損壞時(shí),高溫?zé)煔饬鲗⑦M(jìn)入密封板下竄行,很快就會(huì)使密封板受熱變形而損壞,造成爐頂漏風(fēng)漏灰,而且有些鍋爐頂棚管后部為散管結(jié)構(gòu),與其相接的側(cè)包墻及尾部包墻也為散管結(jié)構(gòu),管間間隙施工難度大,難以保證耐火層的澆注質(zhì)量。鍋爐投運(yùn)后,主要頂棚管受熱膨脹不均勻,就會(huì)產(chǎn)生間隙大小不均。導(dǎo)致耐火層的損壞膨脹,進(jìn)而使高溫?zé)煔庵苯記_刷密封鋼板。
7.其他技術(shù)原因產(chǎn)生漏風(fēng)漏灰:此外還有諸如一,二次密封處理不當(dāng);大型鍋爐煙風(fēng)通道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷;電廠燃用煤和與設(shè)計(jì)煤種不同;鍋爐運(yùn)行時(shí)由于噴燃器燃燒方式形成的煙風(fēng)走廊等原因都是造成鍋爐泄漏的因素。
(二)、在鍋爐運(yùn)行安全上必要性分析(漏風(fēng)漏灰對(duì)運(yùn)行安全性的危害):
1.漏風(fēng)漏灰嚴(yán)重磨損金屬受熱面:研究發(fā)現(xiàn),承壓管道在漏風(fēng)漏灰部位,時(shí)常發(fā)生管壁變薄甚至爆管現(xiàn)象,專(zhuān)家認(rèn)為這是漏風(fēng)漏灰造成的結(jié)果。在發(fā)生鍋爐漏風(fēng)漏灰時(shí),由于鍋爐內(nèi)外壓力差,在漏風(fēng)處形成渦流,加速了爐灰中顆粒物對(duì)管壁的沖刷磨損作用,長(zhǎng)此以往,該處由于爐灰中顆粒物沖擊摩擦,管壁厚度小,造成應(yīng)力集中,可能導(dǎo)致嚴(yán)重的爆管,造成電廠被迫停產(chǎn)的事故。同時(shí)隨著鍋爐本體泄漏的增加,其爐內(nèi)的煙風(fēng)量也大于設(shè)計(jì)值,導(dǎo)致其風(fēng)速增加,且由于泄漏點(diǎn)不同,產(chǎn)生爐內(nèi)流場(chǎng)壓力不均,煙風(fēng)流量偏差加大等,以上因素都直接間接惡化爐內(nèi)工況條件,導(dǎo)致管壁磨損嚴(yán)重。
2.漏風(fēng)漏灰對(duì)鍋爐輔機(jī)安全造成危害:主要是引風(fēng)機(jī),當(dāng)鍋爐發(fā)生漏風(fēng)漏灰時(shí),降低了爐膛及換熱面的熱負(fù)荷,為保證鍋爐出力,必須增加煤粉的投入量,此舉相應(yīng)加大了爐膛煙道中的風(fēng)粉量,增加了風(fēng)速,加大了對(duì)引風(fēng)機(jī)葉片的磨損。現(xiàn)在各廠大小修中常有的葉輪磨損堆焊等項(xiàng)目說(shuō)明了其危害的嚴(yán)重性。
3.漏風(fēng)漏灰嚴(yán)重腐蝕金屬構(gòu)件:灰中含有的有害成分(S,P,N,)等元素會(huì)對(duì)金屬構(gòu)件,特別是對(duì)承壓部件起腐蝕作用,尤其當(dāng)電廠處于較為潮濕的區(qū)域時(shí)而造成的酸性腐蝕作用尤為嚴(yán)重。此外漏出來(lái)的高溫?zé)煔馔鶗?huì)將熱量傳遞泄漏通道附近的鍋爐附件:管道,聯(lián)箱,熱工表線,造成燒損,腐蝕危及生產(chǎn)安全,嚴(yán)重威脅著鍋爐的正常運(yùn)行。而當(dāng)煙氣流量增加時(shí),其煙氣的總含硫量必然增加,而含硫量的增加將導(dǎo)致酸露點(diǎn)的升高,將加大尾部受熱面的腐蝕。
4.漏風(fēng)漏灰增加鍋爐本體荷重:爐頂大量積灰時(shí),積灰量可達(dá)到200甚至300噸以上,相當(dāng)于爐頂全部鋼結(jié)構(gòu)密封層的重量,大大增加了鍋爐爐頂承重量及頂棚管的承重負(fù)荷,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致?tīng)t頂變形,對(duì)鍋爐本體的安全運(yùn)行造成極大的危害。
(三)、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)上的必要性(漏風(fēng)漏灰對(duì)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的危害):
1.漏風(fēng)漏灰降低鍋爐熱效率:一是漏風(fēng)會(huì)導(dǎo)致煙氣所帶熱量散失或降低煙氣溫度,導(dǎo)致各受熱面換熱不足,直接導(dǎo)致排煙溫度上升。此外,要維持額定蒸發(fā)量的話必須多投煤粉,增加了煙氣流量。導(dǎo)致煙氣量大量增加。而鍋爐引風(fēng)機(jī)電耗約占廠用電的15%左右。根據(jù)各科研所的研究及各實(shí)際電廠試驗(yàn)考核:0.1(10%)漏風(fēng)系數(shù)對(duì)應(yīng)7.5℃排煙溫度的升高,對(duì)應(yīng)著約0.7%的熱效率的降低,對(duì)應(yīng)10-15A左右引風(fēng)機(jī)電機(jī)電流的增加。
2.漏風(fēng)漏灰制約鍋爐出力,當(dāng)密封結(jié)構(gòu)發(fā)生大規(guī)模泄漏時(shí),外界空氣會(huì)大量進(jìn)入或內(nèi)部煙氣大量漏出爐膛煙風(fēng)系統(tǒng)。二者都一則影響爐膛內(nèi)的負(fù)壓工況,二則勢(shì)必會(huì)大大增加引風(fēng)機(jī)電耗和磨損,進(jìn)而強(qiáng)迫鍋爐機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行。
3.漏風(fēng)漏灰增加鍋爐散熱損失:爐頂大量漏灰會(huì)使?fàn)t頂保溫破壞,導(dǎo)致?tīng)t頂嚴(yán)重超溫,有些電廠因爐頂泄漏問(wèn)題而導(dǎo)致保溫層表面溫度甚至達(dá)到了200多攝氏度,大大增加了鍋爐散熱損失。