防止鍋爐爐膛取壓裝置堵灰的設(shè)備改進(jìn)

 鍋爐爐膛是指由鍋爐外墻圍成的，為鍋爐內(nèi)的化工燃料提供燃燒環(huán)境的機(jī)械裝置。保證鍋爐爐膛取壓裝置的正常運(yùn)行是提高鍋爐工作效率的基本保證，然而，在實(shí)際工作中經(jīng)常會遇到鍋爐爐膛取壓裝置堵灰的現(xiàn)象，影響鍋爐裝置的工作效率和工作安全。本文以大壩發(fā)電有限責(zé)任公司安裝的#4機(jī)組鍋爐爐膛取壓裝置為例，對裝置的堵灰原因進(jìn)行解釋，并對裝置進(jìn)行改進(jìn)，以提高燃料的燃燒效率和鍋爐裝置的工作安全。
1 鍋爐爐膛測壓點(diǎn)分布及測壓系統(tǒng)的安裝方式
1.1 鍋爐爐膛測壓點(diǎn)分布 在鍋爐裝置的運(yùn)行中，鍋爐爐膛測壓裝置的安裝方式和裝置測壓點(diǎn)的分布極其重要。一般情況下，爐膛中的壓力要控制在（-50—+20）Kpa的范圍內(nèi)才能保持設(shè)備的正常運(yùn)行，為了維持鍋爐爐膛以微負(fù)壓方式正常運(yùn)行，裝置中對鍋爐爐膛測壓點(diǎn)位置的選擇必須能全面真實(shí)得反映鍋爐爐膛內(nèi)的燃料的燃燒實(shí)況。因此，本研究中對鍋爐爐膛測壓點(diǎn)的位置進(jìn)行了合理的選取，將其設(shè)在鍋爐體側(cè)面的噴燃室火焰的上方部位，#4鍋爐爐體高度54米處，可以清楚的反應(yīng)鍋爐爐膛內(nèi)部的實(shí)際情況。
1.2 測壓系統(tǒng)的安裝方式 側(cè)壓點(diǎn)位置確定之后，就可以對鍋爐爐膛測壓系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的安排。首先，14套測量儀表被安裝設(shè)置在爐膛測壓系統(tǒng)中，包括4臺變送器測量儀表和10臺控壓器測量儀表。其中3臺變送器的信號使用CCS系統(tǒng)，作用是便于吸風(fēng)機(jī)投自動控制回路，1臺變送器的信號被用來對集控室盤裝表進(jìn)行監(jiān)視。在鍋爐爐膛內(nèi)的燃料正常燃燒的情況下，在爐膛內(nèi)的測量儀器中，采用引壓管把爐膛內(nèi)的負(fù)向壓力信號輸送到了距離鍋爐18米高的平臺的變速儀器中，使測量氣表的信號保持了較為穩(wěn)定狀態(tài)，且使脈動壓力對吸風(fēng)機(jī)投自動回路的影響達(dá)到最小值。此外，鍋爐設(shè)備中安裝的10臺控壓器測量儀表的信號使用BMS系統(tǒng)，其中有的被用于對鍋爐爐膛內(nèi)的高壓和低壓信號進(jìn)行報(bào)警，一些被用于對鍋爐爐膛內(nèi)的主燃料進(jìn)行跳閘保護(hù)，另外一部分則被用于對跳閘送風(fēng)機(jī)和跳閘吸風(fēng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)。為了對鍋爐爐膛內(nèi)的壓力進(jìn)行實(shí)施監(jiān)督，以便快速準(zhǔn)確的采取措施對裝置進(jìn)行控制，防止壓力過大或過小帶來的不利影響，鍋爐爐膛的壓力控制儀器均被安裝在與取樣罐處于一層的開關(guān)柜里面。在鍋爐爐膛的兩側(cè)均安裝了4套取樣測量裝置，即共有8套取樣測量裝置。被安裝在爐膛測壓系統(tǒng)中的變送器和控壓器均從設(shè)置好的8個取樣測量裝置中取樣。
2 測量裝置存在的問題分析
在鍋爐運(yùn)行相關(guān)設(shè)備開始工作后，#4鍋爐爐膛不時(shí)地會出現(xiàn)堵灰的現(xiàn)象，影響設(shè)備的正常運(yùn)行和工作效率。正常情況下，每次通過引壓管發(fā)生反吹現(xiàn)象之后，設(shè)備中安裝的測量儀表都能及時(shí)傳遞信號，將鍋爐爐墻內(nèi)的壓力如實(shí)的反映出來。但是，早從2003年開始，鍋爐爐膛堵灰現(xiàn)象出現(xiàn)逐漸增多的現(xiàn)象，每周都會出現(xiàn)2至3次堵灰現(xiàn)象，甚至達(dá)到每天都會發(fā)生堵灰現(xiàn)象的嚴(yán)重程度，對設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和日常的工作產(chǎn)生了重大的影響。直至2004年，#4鍋爐機(jī)組停止工作，準(zhǔn)備進(jìn)行深度維修。如圖1所示，將鍋爐爐膛壓力取樣裝置從A-A截面切開，并且對管路安裝方式進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)#4鍋爐裝置特別存在四方面的問題：首先，#4鍋爐原來的裝置中，從鍋爐爐膛的水冷壁焊接出來的取樣管管徑為外徑Φ45、內(nèi)徑Φ35，均較小，使鍋爐爐膛內(nèi)的燃料燃燒輸出煙霧的流通不通暢，易造成堵灰現(xiàn)象。其次，鍋爐爐膛壓力取樣管和爐墻之間的夾角？琢小于45°，取樣管斜度過于平坦，對于積壓的灰塵憑借重力作用滑落到鍋爐爐膛內(nèi)部造成一定的難度。于是，防堵罐中的灰塵在落到取樣管中后，無法繼續(xù)下落到鍋爐爐膛內(nèi)，造成取樣管中大量的灰塵積壓現(xiàn)象，灰塵過多的積壓會導(dǎo)致取樣管產(chǎn)生堵塞的情況，進(jìn)而使整個裝置無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。再次，在取樣管和防堵罐的連接處有一定的彎度，這一段由于管道彎度較大，當(dāng)防堵罐內(nèi)積壓的灰塵向下落到取樣管彎管的地方時(shí)，很可能會堆積在彎管處，造成防堵管的堵塞。最后，由于#4鍋爐兩根水冷壁管之間的空隙為15毫米，而取樣管被焊接在兩根水冷壁管之間。當(dāng)從A-A截面切開鍋爐取樣管之后，我們發(fā)現(xiàn)取樣管的端部已經(jīng)被大粒爐渣和從防堵灌中下落的金屬片和灰塵等堵塞物完全堵住。如圖1所示，我們把這些堵塞物完全清除之后發(fā)現(xiàn)，水冷壁管鰭片之間的縫隙小至5毫米，所以，鍋爐取樣管端部的開口過小是造成取樣裝置堵灰的主要原因之一。
3 測量裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)
我們結(jié)合裝置的實(shí)際情況，對CCS系統(tǒng)的爐膛壓力變送器取樣裝置進(jìn)行改進(jìn)，步驟如下：
第一，將原來焊接在水冷壁縫隙之間的鍋爐爐膛壓力取樣裝置去掉。依然從圖1所示的A-A斷面進(jìn)行切割，并將一個Φ45的圓盤焊接在切口處，把原來裝置中的取樣管從外面堵住。
第二，我們對裝置中的吹灰槍預(yù)留孔進(jìn)行改進(jìn)，如圖2所示，吹灰槍的預(yù)留孔為長度為200毫米的圓管，其外徑長120毫米，內(nèi)徑長116毫米。首先將預(yù)留孔中的堵塞物完全清理掉，然后將預(yù)留孔圓管縮短180毫米，只剩下20毫米，從而可以將新的取樣管直接焊接到鍋爐爐膛內(nèi)部。
第三，如圖3所示，把一塊直徑為116毫米，厚度為10毫米的堵板焊接在吹灰器的預(yù)留孔上。
第四，將直徑為45毫米的取樣管換成長度為850毫米，外徑為60毫米，內(nèi)徑為50毫米的無縫管。把直徑為60毫米的取樣管的一端以傾斜角45°切掉，把被切成斜面的一端與圖3中的堵板焊接在一起。這樣便會增大取樣管插入爐膛內(nèi)部的感應(yīng)爐的壓力變化的單位面積，從而加快鍋爐測量儀器對爐膛內(nèi)部壓力的反應(yīng)速度。在圖4所示的C段，按照圖5所示的相貫線的開孔尺寸，將管壁打出一個橢圓形的小孔，在此處開孔時(shí)，一定要注意保證俯視和A端傾斜面在一個水平面上。
第五，另外需要一個外徑為Φ60毫米，厚為10毫米的圓形堵板，然后需要將新加工的堵板焊接到圖4所示的取樣管的B端。
第六，焊接到B端的圓形堵板在焊接之前需要先做一些處理：一、在圓形堵板的中間打一個直徑25毫米的小孔，然后在小孔內(nèi)側(cè)壁上打上螺紋；二、在這個小孔上擰入一個具有外螺紋且可以拆卸的螺絲。在螺絲的中心鉆一個直徑為3毫米的圓形小孔。處理后的圓形堵板具有以下重要的作用：首先，如果插入鍋爐爐膛內(nèi)部的取壓管的一端因外圍結(jié)焦導(dǎo)致堵塞時(shí)，只需要把螺絲從圓形堵板上擰下來，然后用專用工具插入取樣管內(nèi)部，將取壓管的結(jié)焦去除即可；其次，在鍋爐設(shè)備正常運(yùn)行情況下，鍋爐爐膛內(nèi)部維持著一定的負(fù)向壓力環(huán)境，此時(shí)可以讓直徑為3毫米的小圓孔與外界大氣相通，在取樣管的兩端構(gòu)成較小的壓力差，使外界得氣體可以從直徑為3毫米的小孔進(jìn)入取樣管內(nèi)，將防堵罐內(nèi)下落的灰塵與顆粒狀的灰渣等堵塞物在吸力作用下進(jìn)入鍋爐爐膛內(nèi)部，從而被鍋爐爐膛內(nèi)的煙霧送出爐外，預(yù)防鍋爐爐膛的堵灰現(xiàn)象的發(fā)生，使得鍋爐設(shè)備正常的運(yùn)行。
第七，將裝置中的防堵罐按照圖1所示的B-B斷面處截?cái)啵缓笤跀嚅_的管端處以斜度45°切一個傾斜面，在取樣管的C處打開一個直徑為60毫米的橢圓形小孔，然后將切開的傾斜面焊接在取樣管的C處。在切斜面和C處焊接時(shí)必須保證以稍微小于45°的夾角將兩管連接。在整個裝置焊接完成后，必須保證防堵管與爐墻水冷壁是平行的。
第八，大型的懸掛鍋爐在加熱的情況下會向下臌脹，臌脹量最大可以為200毫米。因此，在取樣裝置處理完成以后，需要注意，在對引壓管進(jìn)行加長焊接時(shí)，與防堵罐上部相連接的取壓管需要先引出300毫米后再與壓力變送器和壓力開關(guān)相連，取壓管水平面的夾角要大于或等于60°，而且要在加長的管道上制作出一段U形管，以避免因?yàn)殡涍^大所引起的管路的斷開，保證設(shè)備和工作人員的安全。
4 結(jié)論
本文首先對鍋爐爐膛測壓點(diǎn)分布及測壓系統(tǒng)的安裝方式進(jìn)行了介紹，然后對測量裝置存在問題進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上對測量裝置進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，從而可以有效防止鍋爐爐膛堵灰現(xiàn)象的發(fā)生，提高了鍋爐裝置的工作效率和安全性。經(jīng)過實(shí)際觀察，#4爐CCS系統(tǒng)的爐膛壓力變送器取樣裝置經(jīng)過改進(jìn)之后，鍋爐爐膛不再出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象，而未改進(jìn)的取樣裝置在設(shè)備運(yùn)行中仍不斷出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象。而且經(jīng)過對改進(jìn)后的鍋爐爐膛壓力變送器的信號較之前的反應(yīng)速度和測量準(zhǔn)確性都有了明顯的提高。因此，可以利用爐膛壓力變送器取樣裝置的改進(jìn)來徹底消除裝置堵灰現(xiàn)象，保證鍋爐機(jī)組高效穩(wěn)步地運(yùn)行。