3. 锅炉的烘炉及试验
锅炉在整体启动试运前,除需完成各系统主要设备分部调试外,还需完成;锅炉冲洗,辅机联锁保护试验,锅炉烘炉,锅炉冷态空气动力场试验,锅炉点火试验,化学煮炉,蒸汽吹管,锅炉安全阀调试,锅炉主保护试验等主要工作。
烘炉是指新安装好的锅炉在投运之前炉墙衬里及绝热层等进行烘干的过程。一般需要120-150小时。新砌筑的锅炉炉墙内含有一定的水份,如果不对炉墙进行缓慢干燥处理,而直接投入运行后,炉墙水份就会受热蒸发使体积膨胀而产生一定压力,致使炉墙发生裂缝、变形、损坏,严重时使炉墙脱落。同时烘炉还可以加速炉墙材料的物理化学变化过程,使其稳定提高强度,以便在高温下长期工作。因此锅炉在正式投入运行前,必须用小火按一定要求进行烘炉。
(1) 要布置于炉膛、旋风分离器及料腿、进出口烟道、回料阀及启动燃烧器等部位。
(2) 耐磨耐火材料养生方法,包括烘炉曲线,应由材料厂家、用户和调试单位共同制定。
(3) 在旋风分离器的回料腿、回料阀、分离器出口烟道,按约每500mm开一φ6~φ8排汽孔,用于烘炉过程中排出耐磨耐火材料中的水分,烘炉结束后再封焊。
(4) 旋风分离器、加料装置、分离器出口烟道上预设耐磨材料取样点,测其含水率来判断烘炉的效果。
(5) 烘炉的热源一般采用已安装的启动燃烧器,若能结合邻炉加热装置也能达到一定的烘炉效果,初期也可采用木柴进行烘炉。
3.1.1 烘炉前的准备工作及应具备的条件
(1)锅炉本体、回料系统及烟火系统的安装工作结束,漏风及风压试验合格。锅炉的保温抹面工作全部结束,打开各处门孔,自然干燥72小时以上。
(2)炉膛、烟风道、旋风分离器、返料装置、空气预热器及除尘器等内部检查完毕。
(3)锅炉膨胀指示器安装齐全,指针调整至零位。
(4)燃油系统安装完毕,经过水压试验冲洗试运,可向锅炉正常供油。
(5)锅炉有关的热工仪表和电气仪表均已安装和试运完毕,校验结束,可投入使用。
(6)汽包内部装置安装结束,汽包水位计的水位标志清晰、正确、照明良好。
(7)向锅炉上软化水或化学除盐水至正常水位,水温与汽包壁温差值不大于50℃,一般为30℃~70℃并将水位计冲洗干净。
(8)分别在旋风分离器、回料装置和旋风分离器出口烟道上预设耐磨材料取样点。
3.1.2 烘炉的方法及过程
耐磨耐火材料安装完毕,经过至少72小时的自然干燥后,可进行烘炉。锅炉烘炉可分三个阶段进行;床下启动燃烧器的低温烘炉、锅炉整体的低温烘炉和高温烘炉。
3.1.2.1 床下启动燃烧器的低温烘炉
床下启动燃烧器预燃室和混合室内衬耐火砖和保温砖结构。由于此区域的热负荷较高且升温速率较难控制,对壁面耐火材料的热冲击较大,若砖缝中含有一定的水分,且升温过快,容易发生脱落。所以,在利用启动燃烧器对锅炉整体烘炉之前,先利用木柴对床下启动燃烧器耐火、保温材料进行300℃热养护(以风室温度为准)。
(1) 先以小火开始燃烧,初始温度约100℃。
(2) 逐渐升温,2小时后稳定在160℃,恒温6小时。
(3) 以30℃/小时的速度升温,稳定于300℃,恒温10小时,结束。
3.1.2.2 锅炉整体低温(100-150℃)烘炉(旋风筒入口温度)
(1) 炉内不填加任何床料。
(2) 在旋风分离器入口段搭建临时不完全封闭隔墙,使大部分烟气从回料系统返窜至旋风筒出口。
(3) 床下启动燃烧器枪配300kg/h雾化片。启动时以最小的燃烧率投入第一只床下启动燃烧器,约30分钟后,投入第二只床下启动燃烧器。稳定运行3个小时。
(4) 以28℃/h的速度提升温度,当汽包压力达到1MPa时,稳定运行6个小时。
(5) 连续以28℃/h的速度升温,使汽包压力达到4.15MPa,油枪以最大的燃烧率投入,稳定运行24小时。旋风分离器入口的温度约在150℃左右。
(6) 锅炉整体低温烘炉的同时,进行回料腿热养生;利用木材进行烘炉,温升速度控制30℃/h,温升至350℃,恒温,恒温时间取决于锅炉整体烘炉状况。
(7) 汽水系统的运行可参考同等级的煤粉炉。
(8) 本阶段烘炉结束后,停炉,拆除旋风分离器入口的临时隔墙。
3.1.2.3 锅炉整体高温(300℃)烘炉
(1) 添加床料500mm厚,床下启动燃烧器必须用300kg/h的雾化片,温升速度控制在28℃/h,温升至150℃,恒温20小时后,按照烟气温度变化率要小于28℃/h的控制要求更换900kg/h雾化片,当油枪出力提高到最大燃烧率后,稳定运行24小时。旋风分离器入口的温度约在300℃左右。
(2) 在烘炉过程中,不论何种原因造成中断烘炉,烘炉必须重新开始。
(3) 耐火耐磨材料的取样测试含水率应以耐磨厂家要求数值为准,可认为烘炉结束。
3.2.1 目的
测定流化床的空床阻力和料层阻力特性,找出临界流化风量,为锅炉的热态运行提供参考资料,从而保证锅炉燃烧安全,防止床面结焦和设备烧损,保证汽温汽压稳定。
3.2.2 试验内容及方法
(1) 一、二次风主风道的风量标定。
(2) 空床阻力特性试验:在布风板不铺床料的情况下,启动引风机、一次风机,调整一次风量,记录布风板压差值,根据这些数据绘制布风板阻力与风量关系曲线。
(3) 料层厚度与床压的关系试验:在一定的风量下(一般选取设计运行风量),床料静止高度分别为500mm、600mm、700mm、800mm,记录床压值,绘制料层厚度与床压的关系曲线。
(4) 临界流化风量试验:临界流化风量是锅炉运行特别是低负荷运行时的最低风量值,低于此值就有结渣的可能性。选择不同的静止料层高度500mm、600mm、700mm、800mm测量临界流化风量,记录床压和风量等值,绘制相应料层厚度的床压和风量曲线。
(5) 流化质量试验:在床料流化状态下,突然停止送风,观察床料的平整程度,从而确定布风板布风的均匀性,如有不均,应查明原因,采取相应措施。
3.3.1 以下任一项出现时MFT将动作:
(1) 按两只锅炉主燃料切除按钮;
(2) 床温高于1050℃(信号来自燃烧控制系统);
(3) 炉膛出口压力为高高值+2500Pa(延时 秒,2/3);
(4) 炉膛出口压力为低低值-2500Pa(延时 秒,2/3);
(5) 汽包水位为高高值(高出正常水位250mm)(延时 秒,2/3);
(6) 汽包水位为低低值(低出正常水位200mm)(延时 秒,2/3);
(7) 引风机跳闸;
(8) 一次风机跳闸;
(9) 二次风机跳闸;
(10) 总风量过低,小于25%额定风量(延时 秒)(信号来自燃烧控制系统);
(11) 风煤比小于最小值(信号来自燃烧控制系统);
(12) 床温低于800℃,且床下点火器未投运;
(13) 失去逻辑控制电源;
(14) 燃烧控制系统失去电源(信号来自燃烧控制系统);
(15) 返料风机跳闸;
(16) 汽轮机切除。
3.3.2 MFT将引发如下动作:
(1) 所有给煤机跳闸,石灰石系统切除;
(2) 点火系统切除,燃油快关阀关闭;
(3) 所有风量控制改造为手动方式,并保持最后位置;
(4) 除非风机本身切除,否则所有风机控制都将改为手动方式,并保持最后位置,若因汽包水位低跳闸,一次风机入口导叶将关至0,在风机本身切除情况下,风机将遵循其逻辑控制程序;
(5) 燃烧控制输出信号限制引风机自动控制,保证炉膛压力不超过极限值;
(6) 除非锅炉处于热态再启动,否则“规定的锅炉吹扫”逻辑被建立;
(7) 冷渣器入口门关闭;
(8) 延时 秒关闭炉侧主汽门;
(9) 关闭减温水电动总门。
3.3.3 MFT的复位:
当下列任一条件满足时,按下“MFT复位”按钮将MFT复位:
(1) 锅炉吹扫完成;
(2) 锅炉具备热态启动条件。
3.4.1 以下任一条件存在,发生OFT:
(1) MFT动作;
(2) 来油快关阀关闭;
(3) 燃油压力低于1.5MPa;
(4) 所有启动燃烧器油速关阀关闭,且火检有火;
(5) 火检冷却风失去,延时 秒。
3.4.2 OFT将引发下列动作:
(1) 关闭来油快关阀;
(2) 关闭回油电动门;
(3) 关闭所有启动燃烧器油速关阀;
(4) 禁止油枪吹扫。
3.4.3 下列条件同时满足时,才允许复位OFT:
(1) 无OFT指令;
(2) 所有启动燃烧器油速关阀关闭;
(3) MFT已复位;
(4) 来油快关阀已打开。
3.5.1 水压试验的有关规定:
(1) 锅炉水压试验分工作压力水压试验和超水压试验。工作压力水压试验为汽包工作压力;超水压试验为1.25倍汽包工作压力。
(2) 工作压力水压试验:锅炉在大、小修或承压部件检修后应进行额定工作压力水压试验。此试验应由专责人指挥,运行人操作,检修人员检查。
(3) 超压试验(1.25倍工作压力)必须经总工程师批准,有以下情况之一,应进行超压试验:
a、 新安装锅炉投产前;
b、停炉一年后恢复投产前;
c、 承压受热面,大面积检修可更换,(如水冷壁更换总数达
50%以上,
过热器、再热器、
省煤器成组更换时);
d、锅炉严重缺水引起受热面大面积变形;
e、 根据实际运行情况对设备可靠性有怀疑时。
(4) 水压试验压力:工作压力11.0MPa(汽包压力);超压试验13.75MPa(汽包压力1.25倍);
(5) 水压试验进水温度应在30~70℃。
3.5.2 试验前准备:
(1) 锅炉水压试验前,检修负责人应事先联系好值长。
(2) 控制员在上水前,应详细查明锅炉承压部件的所有热机检修工作票收回并注销。检修负责人应确认与试验设备有关处无人工作,并告知值长或控制员。
(3) 值长应安排值班员作好水压试的准备工作:
a、 通知检修人员将所有安全门锁定(加入水压试验塞子)。
b、 关闭锅炉本体及主蒸汽电动总汽门前的所有疏水门、放水门、排污门、主蒸汽母管联络电动门和至生火管道电动门。
c、 开启本体空气门及向空排汽门,投入汽包就地水位计(作超压试前应解列)。
d、 做好快速泄压的措施:事故放水、定排门开关灵活可靠。
e、 通知化学备足试验用水,并关闭各化学取样二次门。
f、 汽机关闭电动主汽门及门前疏水门,开启电动主汽门后疏水门、主汽联络门后疏水门、生火管道电动门后疏水门。
g、 所有工作就绪,汇报值长,开始向炉上水。
h、 试验用压力表不少于2只,量程是试验压力的1.5~3.0倍,并经校验合格。
3.5.3 试验步骤:
(1) 待以上准备完毕后,向锅炉上水,水温30~70℃ ,控制上水速度(冬季不少于4小时,夏季不少于2小时)。保证汽包上、下壁温差不大于50℃ ,如大于50℃应停止上水,待正常后重新上水。
(2) 上水至汽包水位-100mm时停止上水,全面检查并记录膨胀指示值是否正常,否则查明原因并消除。
(3) 上水时,待受热面空气门连续冒水后关闭。
(4) 待关闭高温过热器对空排汽门时汇报控制员,并停止上水,全面检查。
(5) 确认无异常后,通过给水调门或旁路缓慢升压,此门应有专人看管,每分钟不超过0.3MPa。
(6) 当压力升至0.5~~1.0MPa时应暂停升压,由检修人员进行一次全面检查,清除存在问题后,继续升压,当压力升至工作压力11.0MPa(就地压力)时,关闭上水门,检修各承压部件,有无泄漏等异常现象,五分钟下降不超过0.3MPa为合格.
(7) 若需做超压试验时,将水位计解列,各热工仪表一次门(除压力表外)关闭,升压速度0.1MPa/min,压力升至13.6MPa时,维持5分钟,然后降压11.0Mpa并保持此压,由检修人员进行全面检查.在升压过程中,工作人员不得进行检查,是否有泄漏。
(8) 降压操作:首先把给水泵转速降到最低值,停止给水泵运行,然后可通过减温水放水门控制降压,每分钟不超过0.5Mpa,降压至0.2Mpa时,开启饱和蒸汽引出管及集汽联箱疏水门、空气门,投入水位计,降压至零。并通知汽机对蒸汽母管进行放水。
3.6.1 校验目的
为了保证锅炉安全运行,防止承压部件超压引起设备损坏事故,必须对锅炉安全门的动作值按规定进行调试,以保证其动作可靠准确。
3.6.2 校验的条件
具备下列条件,应对相应安全门进行校验:
(1) 投运锅炉或锅炉大修后(所有安全门)。
(2) 安全门控制系统或机械部分检修后。
3.6.3 校验的规定
(1) 参加人员:锅炉检修专工、热工及锅炉检修有关人员,锅炉运行及安监部门有关人员。
(2) 由值长领导,锅炉检修专工组织并负责各方面联系工作。
(3) 值长指挥,主值及有关人员操作。
(4) 热工、锅炉检修负责安全门调试。
3.6.4 校验原则
(1) 安全门的校验一般应不带负荷时进行,采用单独启动升压的方法;需带负荷校验时,应有公司技术部门制定具体措施。
(2) 安全门校验的顺序,一般按压力有高到低的原则进行。
(3) 安全门校验前必须制定完善的校验措施,校验时应有专职人员指挥,专职人员操作。
(4) 一般按就地压力表为准。
3.6.5 整定压力原则
(1) 汽包、过热器控制安全门动作压力为1.05倍工作压力;工作安全门动作压力为1.08倍工作压力。
(2) 安全门动作值
汽包安全门(2只)
整定压力(MPa) |
控制安全门11.55 |
工作安全门11.88 |
排汽量(t/h) |
80.2 |
82.5 |
集汽联箱安全门(2只)
整定压力(MPa) |
控制安全门10.30 |
工作安全门10.59 |
排汽量(t/h) |
52.5 |
54.1 |
3.6.6 校验前的检查与准备
(1) 安全门装置及其他有关设备检修工作全部结束,工作票收回并注销。
(2) 做好防超压事故预想及处理措施。
(3) 准备好对讲机等通讯器材及耳塞。
(4) 检查各向空排汽电动门开关灵活可靠。
(5) 不参加校验的安全门应锁定。
(6) 校验前应对照汽包、过热器就地压力表及远方压力表,确保压力表记指示准确。
3.6.7 安全门校验方法
(1) 锅炉开始升压,调整燃烧强度,控制汽压上升速度不超过0.2MPa/min;
(2) 当压力升至60~80%额定工作压力时,停止升压,手动放气一次,以排除锈蚀等杂质,防止影响校验效果。
(3) 当汽压升至校验安全门动作值时,校验安全门应动作,否则,由维修人员对动作值进行调整,直到启座和回座压力符合规定。
(4) 校验过程中,为防止弹簧受热影响动作压力,同一安全阀动作的时间间隔一般大于30min。
(5) 校验过程中,按整定要求控制压力变化速度;如升降幅度较大,应调整燃烧,如升降幅度较大,用向空排汽或过热器疏水来控制。