锅炉烧正压现象及其危害
锅炉通常采用自然通风或机械通风,以便连续向炉内提供燃烧所需的空气,同时排出燃烧产生的烟气,从而保证燃烧和传热过程的正常进行。
除了采用微正压燃烧方式(正压送风)的油、气锅炉以外,采用其它送风方式的锅炉,其炉膛和烟道都是 处于负压状态下运行,通常保持锅炉出口2-3mm,H2O柱的负压,如果烟气阻力增大,就会减少其上游的负压,甚至出现正压运行的状况。锅炉袋式除尘器烧正压时会通过炉墙和烟道的缝隙向外喷烟、喷火。严重污染锅炉房环境,造成仪表表盘模糊不清,影响运行人员的监视和判断,还会使门孔装置被积灰封堵,甚至经常将炉门、检查门、煤闸门烧损、变形,造成炉墙损坏和运行人员的人身安全事故。
正压燃烧原因的分析与排查
在通风平衡状态下,烟气的抽力和阻力是 平衡的。烟道总阻力包括各受热面、连接烟道、除尘器和烟囱的阻力。如果某一部位阻力增大,在引风机抽力不能克服烟气阻力时,必然抬高其上游的压头,导致某些区域发生烧正压运行的情况。由于影响烟气阻力和引风机抽力的因素很多,要消除锅炉烧正压现象,必须对烟气系统各方面的问题进行排查和分析:
1检查引风机选型是 否正确,是 否存在结构、安装、使用和维护方面的问题。
风机的选型和主要技术参数(功率、流量、压头)是 根据锅炉烟风阻力设计计算结果来确定的,由于实际情况与理论计算之间存在偏差,因此在采取结构和运行措施仍不能解决锅炉正压运行的问题时,就必须考虑 原选用风机是 否适当,是 否需要更换风机。对于采用自然通风的小型锅炉,就要考虑 是 否增加烟囱的高度。这方面常见的问题有:
1)导向调节器(风机入口导流板)安装错误某单位一台SZL10-1.25-All型锅炉,安装后冒正压严重,核查引风机型号、参数均符合设计要求,但其运行电流很高,入口负压却很低,经反复检查,才发现问题出在导向调节器上,制造厂在风机组装时把导向调节器装错了,把左旋导向调节器装在右旋引风机上,结果起了反导的作用,降低了风机的负压,改正以后立即消除了正压现象,恢复了正常运行。
2)由于引风机皮带传动装置的皮带松弛,使引风机转数减少,功率下降。
3)引风机安装、维修质量不好。如风机的节流盘与叶轮的间隙太大(一般应≯5mm,造成风机内部进口处产生涡流现象,造成风机出力不足。
2检查烟道、受热面、除尘器等设施是 否存在阻碍烟气流动,导致烟气阻力异常增长的不合理结构和非 正常情况。
下面通过一些典型事例或情况加以说明和分析:
1)除尘器选型不当
某企业一台6t/h链条锅炉,烧正压严重,炉膛看火孔、炉门装置等处喷出的烟火达几百毫米,司炉工多次被灼热的烟气烧伤,不敢靠近操作,煤闸门、炉门一年需更换一次。经测定锅炉出口前烟气总阻力与烟气阻力计算值相近,主要问题是 除尘器选型不当,阻力高达1200Pa,超出设计计算选值50%,更换除尘器后,锅炉恢复了正常运行。
3)受热面堵灰
受热面堵灰是 造成锅炉正压燃烧常见的原因,特别是 给水温度低,燃煤含硫量较高的锅炉,因为低温受热面上容易发生凝结腐蚀,凝结水很容易捕捉烟气中的灰分,造成堵灰。省煤器泄漏也会发生类似的堵灰工况。铸铁省煤器和管式空气预热器是 工业锅炉中容易发生堵灰的一个部位。特别是 错列布置,节距较小的铸造铁省煤器,本身阻力大,又容易积灰,往往是 导致锅炉正压的关键所在。有的工业锅炉进行节能技术改造,加装了铸铁省煤器,但保留了原有引风机,由于原有引风机抽力富裕不多,而加装铸铁省煤器烟气阻力大大增加,就会导致烧正压的现象发生。单机布袋除尘设备在锅炉结构中,水平烟道、下锅筒上部圆弧面、倾斜度不大的烟道隔板、水平烟管及烟箱等处均是 容易积灰的部位。在进行锅炉烧正压原因排查时,要注意这些部位的堵灰情况。对于燃烧低熔点燃料的锅炉(如生物质锅炉),由于飞灰容易在受热面上粘结造成搭桥,从而大大减少烟气流通截面,使烟气阻力显著增加,这些锅炉在运行中要及时进行吹灰和除灰工作。
3)由于漏风或锅炉尾部空气和烟气之间串风
有些小型卧式工业锅炉,未装设机械出渣机,有些则由于出渣门变形、损坏,关不严,还有的锅炉将出渣门敞开运行,导致大量冷空气进入炉内,也是 造成锅炉正压运行的重要原因。
4)其它原因
还可能遇到一些意想不到的特殊原因。资料介绍某锅炉在试运行阶段,在引风机全开的情况下冒正压严重,由于是 新炉,不存在堵灰问题,而风压试验表明,空气预热器阻力很大,检查发现原因是 安装单位在施工过程为了避免安装杂物落入空气预热器管箱中,在管箱上覆盖了一层麻袋之类的编织物,在起动前进行清理时没有拿掉。可见在实际工作中具体情况要具体分析,找到了导致正压燃烧的真正原因,问题便可迎刃而解。
3烟道局部阻力过大
一般来讲,锅炉烟道截面较大,沿程阻力较小,烟气的阻力主要取决于局部阻力,如果烟道转弯、分支、变截面、挡板门等的设计不合理,可使局部阻力大大增加。烟道结构形式及几何特性不合理会使烟气局部阻力急剧增长,在很多场合,局部阻力过大可能是 造成锅炉正压燃烧的主要因素,为了避免这种情况必须使烟风道的设计和布置符合一些基本技术要求:
1)烟道布置应采用阻力小的圆形烟道,烟道应平直畅通,减少弯头。
2)避免急转弯和连续串连转弯。两个相邻弯头之间应有足够的直段距离。
3)不宜在烟道内速度大的部位焊加强肋或其它附件,以避免产生气流漩涡,造成压力损失。
4)不宜在风机入口处布置弯头,风机入口挡板的转动方向应使气流经挡板后的流向与风机转子转动方向一致,否则会使风机效率明显降低。
5)风机出口处风烟道的转动方向应与风机转子旋转方向一致,若方向相反,由于会形成气流漩涡从而使阻力显著增加。
4多台锅炉共用一座烟囱时的相互影响
多台锅炉共用一座烟囱时,连通烟囱的横烟道内如果未装烟气导流墙,由于横道内的压力场并不均匀,会使各锅炉烟气的抽力存在差别,邻近烟囱的锅炉排烟可能很顺畅,而远离烟囱的锅炉的排气会很不稳定,时而正压、时而负压,难以控制。
5从改进锅炉运行情况着手
对于烧正压的锅炉,要重视从运行方面找原因,因为运行管理和调节不当,会导致燃烧、传热不良,会增加燃料消耗量,提高排烟温度和过量空气系数,各种漏风如锅炉出渣系统、除尘器出口的漏风,水封装置断水,炉墙膨胀缝不严密,砖缝不饱满,烟道腐蚀穿孔等引起的漏风以及炉排风室串风,炉排上煤层出现”火口”等都会加大空气供给量从而增加烟速,而烟气阻力与烟速的平方成正比,因此改进运行操作提高锅炉运行效率、减少漏风、避免超负荷就可减小烟气流量,降低烟气流速,有效地防止烧正压现象。
6锅炉烧正压现象的综合治理
锅炉烧正压现象常常不是 一两个原因造成的,而是 多种原因综合作用的结果。脉冲单机布袋除尘设备在这种情况下解决一两个问题并不能很好解决烧正压现象和其它运行问题,而必须进行综合治理。如某企业一台10t/h链条炉,经常烧正压,而且不烧正压锅炉负荷,压力就上不去,就不能满足生产工艺要求,锅炉房很脏很乱,司炉工常常戴着防尘面具操作。检查该锅炉存在多方面问题:①运行管理比较混乱,燃烧效率低、煤耗大。②炉排风室串风。③对流管严重积灰。④炉墙损坏、漏风严重。⑤除尘器阻力大。⑥引风机皮带传动、功率不足。该企业对锅炉房进行了综合治理,对锅炉进行了节能技术改造,并加强了岗位培训和运行管理,使锅炉运行情况全面改善,燃料消耗量和过量空气系数都明显下降,也彻底消除了烧正压现象。
河北豪业环保设备有限公司(http://www.haoyehb.com)生产的产品XMC型脉冲单机除尘器主要由风机、箱体、排灰装置、控制系统等组成,单机脉冲除尘器全部放在一个圆形钢板焊制成的箱体内,结构科学、运行方便、可靠。高温脉冲袋式除尘器滤袋上端采用弹簧胀圈形式,密封好;维修换布袋笼标准长度为6m,还可根据需要增长1-2m。长袋低压脉冲布袋除尘器当含尘气体由进风口进入除尘器,碰到进出风口中间的斜板及挡板,气流便转向流入灰斗,同时气流速度放慢,由于惯性作用,使气体中粗颗粒粉尘直接流入灰斗。铸造厂除尘器一种处理风量大、清灰效果好、除尘效率高,占地面积小,运行稳定、性能可靠,维修方便的大型除尘设备,该产品采用模块式生产、质量稳定。