鍋爐正壓燃燒不僅嚴(yán)重惡化工作環(huán)境，而且對(duì)鍋爐燃燒設(shè)備危害極大，經(jīng)常造成故障停爐，影響生產(chǎn)生活的正常進(jìn)行。目前我國工業(yè)鍋爐普遍采用的是負(fù)壓燃燒，負(fù)壓值一般維持在2～3mmH2O柱以內(nèi)(阻力計(jì)算一般取2 mmH2O柱，即19.8Pa)，然而實(shí)際運(yùn)行過程中，很多工業(yè)鍋爐不同程度地存在正壓燃燒問題，輕的爐膛向外冒灰煙，污染車間環(huán)境，嚴(yán)重的則燒壞設(shè)備并可能燒傷操作人員。我單位1990年投用的2臺(tái)SHL20-13-AII型鍋爐，在使用中就經(jīng)常出現(xiàn)正壓燃燒現(xiàn)象，在煤質(zhì)差時(shí)正壓燃燒尤為嚴(yán)重。遇到燒煤鍋爐正壓燃燒時(shí)可從如下幾方面檢查處理。
1 運(yùn)行方面造成爐內(nèi)正壓
在燃燒過程中，如果排出爐膛的煙氣量等于燃燒產(chǎn)生的煙氣量，則爐膛內(nèi)正好處于物質(zhì)平衡，爐內(nèi)壓力就相對(duì)保持不變。若排煙量小于燃料產(chǎn)生的煙氣量，勢(shì)必引起爐內(nèi)正壓。當(dāng)熱負(fù)荷增大時(shí)，應(yīng)首先增大引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，即開大調(diào)風(fēng)門，然后再增加燃煤量和鼓風(fēng)量;反之當(dāng)負(fù)荷減少時(shí)，應(yīng)先減少燃煤量和鼓風(fēng)量，然后再減少引風(fēng)量。
2 設(shè)備的檢修維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)，或設(shè)備損壞造成爐內(nèi)正壓燃燒
1) 空氣預(yù)熱器管子堵塞和磨損是引起鍋爐正壓燃燒的主要原因。一旦有管子堵塞，煙氣流通面積變小，阻力增大，當(dāng)管子堵塞數(shù)超過管子總數(shù)的5%時(shí)，正壓燃燒就不可避免了?？諝忸A(yù)熱器管子磨損漏風(fēng)后，則使鼓風(fēng)和引風(fēng)直接形成短路，一側(cè)是正壓、一側(cè)是負(fù)壓，會(huì)分流許多無效的引風(fēng)量。比較空氣預(yù)熱器進(jìn)出端的煙氣壓力變化(查記錄)可預(yù)知是否堵塞和磨穿。所以停爐檢修時(shí)，一定要疏通所有堵塞的管子;如個(gè)別管子中段漏風(fēng)，可將管子兩端封嚴(yán)，封閉的管子數(shù)量也不能超過管子總數(shù)的5%，如超過1組的1/3，應(yīng)整組換新;管端磨損最為嚴(yán)重(煙氣入口處)，加裝管端保護(hù)套能防止管端磨損，檢修也較為方便。
2) 省煤器積灰也能引起鍋爐的正壓燃燒，積灰使煙氣的流通面積變小，阻力增大。省煤器一般都配備吹掃和清灰設(shè)施，定期吹掃和清灰是防止省煤器積灰的有效措施，一星期不應(yīng)少于1次。
3) 對(duì)于改用濕式除塵(如麻石除塵器、除塵脫硫一體化設(shè)備等)后出現(xiàn)的正壓燃燒，應(yīng)先考慮煙氣是否帶水。方法是比較引風(fēng)機(jī)電流在相同的調(diào)節(jié)閥開度時(shí)是否明顯偏高;引風(fēng)機(jī)振動(dòng)是否加大;葉輪是否粘灰;葉輪粘灰后破壞了動(dòng)平衡，引起引風(fēng)機(jī)振動(dòng)、電機(jī)電流增加，導(dǎo)致氣流紊動(dòng)，引風(fēng)量降低。此種情況一般都在設(shè)備的保修期內(nèi)，應(yīng)及時(shí)找設(shè)備生產(chǎn)廠家，解決氣水分離不徹底的問題。其次，還應(yīng)查閱相關(guān)資料或進(jìn)行實(shí)測，驗(yàn)證產(chǎn)生的局部阻力是否高于改用前很多。
4) 對(duì)于采用老式的旋風(fēng)除塵器，如果煙質(zhì)惡化，壓力損失增加并發(fā)生正壓燃燒情況，很可能是旋風(fēng)除塵器外筒下部堆積煙塵，引起內(nèi)部氣流紊亂而將煙塵卷入上升氣流中。當(dāng)除塵器內(nèi)外筒被煙塵磨穿、鎖氣裝置不嚴(yán)密時(shí)，雖壓力損失減少，但煙氣發(fā)生短路，不但除塵效率下降，也可造成鍋爐的正壓燃燒。
設(shè)備在維護(hù)保養(yǎng)和檢修時(shí)不但要認(rèn)真清灰，還要檢查各密封處如法蘭、排灰裝置、鎖氣裝置等是否密封漏氣。對(duì)磨損嚴(yán)重的要及時(shí)安排修理和更換。
5) 煙質(zhì)低劣，爐膛溫度起不來，使?fàn)t膛出口煙氣溫度也低，致使煙氣密度增加，引風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)排煙溫度為180～200℃，壓力為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，當(dāng)排煙溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，煙氣密度增大，風(fēng)機(jī)則處于超設(shè)計(jì)負(fù)荷下工作;同時(shí)，為滿足外界負(fù)荷，只有加大給煤量，這樣也就增大了煙氣排量。如風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型時(shí)的富裕量小，建立爐膛負(fù)壓就比較困難。由于煤質(zhì)引起的正壓燃燒，加裝分層燃燒給煤裝置可提高爐膛對(duì)煤的適應(yīng)性。
爐前煤的水分也應(yīng)控制，大量的水蒸汽使?fàn)t膛產(chǎn)生的煙氣量增加。煤的水分一般不易超過8%～12%，如遇下雨、下雪應(yīng)上干煤柵的煤。
6) 煙囪底部集塵過多，爐子后部的各檢查孔、清灰孔未及時(shí)密閉也可引起阻力增加，引風(fēng)短路，起爐前應(yīng)仔細(xì)檢查。還應(yīng)注意，力求避免幾臺(tái)正壓燃燒的鍋爐或正壓和負(fù)壓燃燒的鍋爐同時(shí)運(yùn)行，惡化正壓燃燒。
7) 如遇不明原因爐膛突然產(chǎn)生正壓，應(yīng)先檢查水冷壁、省煤器受熱面是否破損，防止事態(tài)擴(kuò)大。
3 設(shè)計(jì)選型和安裝方面造成爐內(nèi)正壓燃燒
新安裝投用的鍋爐在72h試車時(shí)，充分地檢查調(diào)節(jié)后仍為正壓燃燒時(shí)，說明引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量不能帶走燃燒所產(chǎn)生的煙氣量，要么更換引風(fēng)機(jī)，要么犧牲爐的出力。此時(shí)應(yīng)多從設(shè)計(jì)選型和安裝方面找出原因，我單位2臺(tái)SHL20-13-AⅡ型鍋爐，在設(shè)計(jì)安裝時(shí)引風(fēng)機(jī)選用Y4-73NO11D，配用電機(jī)75kw、風(fēng)量66500m3/h、全壓2255Pa，當(dāng)引風(fēng)調(diào)節(jié)門開至最大，鼓風(fēng)調(diào)節(jié)門僅開至一半就出現(xiàn)正壓燃燒現(xiàn)象，后來改為NO12D功率90kw，風(fēng)量78200 m3/h(增加17%)，全壓2783Pa(增加23%)，很容易就能在負(fù)壓下燃燒。產(chǎn)生這種情況有如下幾方面原因：
1) 選擇風(fēng)機(jī)時(shí)未考慮風(fēng)機(jī)本身的全壓偏差ΔH的影響，當(dāng)ΔH為正偏差時(shí)則引風(fēng)機(jī)風(fēng)量增大、為負(fù)偏差時(shí)，則風(fēng)量減少。
2) 管網(wǎng)的實(shí)際阻力與計(jì)算值相差過大，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)風(fēng)量減少許多。由一般管**性方程式H=KQ2可知，實(shí)際K值小于計(jì)算值K時(shí)，流量增大，實(shí)際K值大于計(jì)算值K時(shí)，流量減少。引風(fēng)機(jī)選型時(shí)以經(jīng)驗(yàn)代替計(jì)算，忽視了鍋爐生產(chǎn)廠家的爐膛結(jié)構(gòu)差異，環(huán)境位置受限制時(shí)空氣預(yù)熱器出口至煙囪入口的風(fēng)道的長度、彎頭的數(shù)量、除塵脫硫的方式、風(fēng)道的截面積等的差異。如果這些差異使實(shí)際K值增大許多，引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量就減少很多，不但吃掉了引風(fēng)機(jī)的選型時(shí)風(fēng)量、風(fēng)壓的儲(chǔ)備系數(shù)，而且造成了風(fēng)量的不足。
3) 鍋爐作為特種設(shè)備，有些安裝單位對(duì)必檢項(xiàng)目、受壓零部件認(rèn)真負(fù)責(zé)，對(duì)輔助系統(tǒng)漫不經(jīng)心。如彎頭不按標(biāo)準(zhǔn)制作，或轉(zhuǎn)變半徑過小或應(yīng)加導(dǎo)流片不加;風(fēng)道內(nèi)壁凹凸不平;法蘭安裝不平行;該填石棉繩密封而不填等等，都容易造成漏風(fēng)或阻力增大(沿程阻力和局部阻力)。
4) 由于受客觀條件的限制實(shí)際煙道阻力損失往往設(shè)計(jì)值要大，同時(shí)鍋爐房內(nèi)多臺(tái)鍋爐共用1個(gè)煙道、煙囪排煙，對(duì)每一臺(tái)引風(fēng)機(jī)來說，相當(dāng)于將氣體送入1個(gè)正壓空間，無疑也增大了煙道系統(tǒng)的阻力。隨著使用時(shí)間的延長，設(shè)備的老化，風(fēng)機(jī)的磨損，風(fēng)道的漏風(fēng)等都勢(shì)必造成風(fēng)道阻力加大，設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)加大引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量風(fēng)壓儲(chǔ)備對(duì)今后的使用調(diào)節(jié)較為有利。
實(shí)踐中鍋爐的引風(fēng)和鼓風(fēng)調(diào)節(jié)門均開到85%左右，能方便地調(diào)節(jié)在額定負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行，此時(shí)負(fù)壓表能維持在20Pa，對(duì)今后的運(yùn)行較理想。
但也應(yīng)注意，并不是爐膛負(fù)壓越大越好，負(fù)壓過大，一則爐膛漏風(fēng)增加，排煙熱損失增大;二則風(fēng)機(jī)電耗加大;三則飛灰對(duì)沿程受熱面的磨損加劇;四則造成煤的不完全燃燒，大大降低爐膛燃燒的熱效率。所以負(fù)壓也不應(yīng)超過50Pa。
可見，爐膛正壓燃燒的原因是多方面的，要保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，避免正壓燃燒，需要從以下幾方面著手：提高運(yùn)行操作水平和技能;加強(qiáng)對(duì)鍋爐及輔助設(shè)備的維護(hù)、維修和保養(yǎng);設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)加大引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和全壓儲(chǔ)備;要盡可能選用和設(shè)計(jì)煤質(zhì)相近的燃煤。
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