太原75t循环流化床锅炉使用说明书
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太原锅炉集团有限公司设计文件锅炉使用说明书
目录
前言 (3)
第一部分运行前的安全措施和准备 (1)
1.安全措施 (1)
2.水压试验 (2)
3.烘炉 (4)
4.煮炉 (6)
5.锅炉设备检查 (9)
6.炉水和锅内水处理 (10)
7.省煤器和蒸发系统的化学清洗 (11)
8.过热器的化学清洗 (13)
9.锅炉烟风系统空气试验 (13)
10.锅炉冷态空气动力场试验 (13)
第二部分运行和维护 (15)
1.总则 (15)
2.锅炉启动运行 (15)
3.锅炉正常运行 (22)
4.预防措施 (28)
5.锅炉停炉保护 (29)
6.经济运行操作说明 (30)
7.锅炉常见事故处理 (31)
8.维护 (35)
9.特别说明 (36)
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前言
循环流化床燃烧是一种新型的高效、低污染的清洁燃烧技术,其主要特点是锅炉炉膛内含有大量的物料,在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部,经过布置在炉膛出口的分离器,将物料与烟气分开,并经过非机械式回送阀将物料回送至床内,多次循环燃烧。
由于物料浓度高,具有很大的热容量和良好的物料混合,一般每公斤烟气可携带若干公斤的物料,这些循环物料带来了高传热系数,使锅炉热负荷调节范围广,对燃料的适应性强。
循环流化床锅炉具有燃料适应性广、环保性能优异、负荷调节范围宽广、灰渣易于综合利用等优点,因此在世界范围内得到了迅速发展。
随着环保要求日益严格,普遍认为,循环流化床锅炉是目前最实用和可行的高效低污染燃烧设备之一。
在循环流化床燃烧技术快速发展的今天,我们对循环流化床锅炉的磨损、耐火材料、辅机系统三大问题进行研究解决后,使CFB锅炉的可用率得到很大提高。
太原锅炉集团与清华大学通过多年的密切合作,深入分析了常规循环流化床锅炉面临的问题和挑战,提出了低能耗循环流化床锅炉设计理论和方法,形成了第二代节能型循环流化床锅炉全套设计导则,在此基础上同时完成了第二代节能型循环流化床锅炉的产品结构设计。
使第二代循环流化床锅炉产品具有供电燃料耗量低、厂用电率低、锅炉可用率高的技术优势,其技术关键在于分离器效率提高后,循环物料中的细灰份额增加,适当减少床存量低床压运行依然可以保证锅炉正常运行。
床存量降低后,二次风区域物料浓度降低,二次风穿透扰动效果增强,炉膛上部气固混合效果得以改进,提高了锅炉燃烧效率,降低了锅炉机组的供电燃料耗量;床存量降低后,物料流化需要的动力减小,锅炉一、二次风机的压头降低,风机电耗下降,从而降低锅炉机组的厂用电率;床存量降低后,炉膛下部物料浓度大幅度减小,从而可以减轻炉膛下部浓相区特别是防磨层与膜式壁交界处的磨损,提高锅炉机组的可用率。
本锅炉使用说明书是根据该循环流化床锅炉的设计特点,介绍锅炉本身的使用要求和运行注意事项。
本说明书仅作为用户编制锅炉启动和运行规程时的参考资料。
锅炉最大连续运行负荷为75t/h,过热器出口蒸汽温度450℃,过热器出口压力为3.82MPa,给水温度为105℃,排污率2%,上述参数基于锅炉燃用设计燃料的情况,禁止锅炉在超负荷或超温超压下运行。
系统设计概况:依托清华大学定态设计理论和太原锅炉集团有限公司在循环流化床锅炉领域的诸多专利和专有技术,本锅炉产品在系统设计方面最大化地实现了机组节能。
节能型低床压运行方
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式,锅炉一、二次风机的压头降低,风机功率电耗下降,从而降低锅炉机组的厂用电率;二次风区域物料浓度降低,二次风穿透扰动效果增强,提高了锅炉燃烧效率,降低了锅炉机组的供电燃料耗量;减轻了炉膛下部浓相区特别是防磨层与膜式壁交界处的磨损,提高锅炉机组的可用率。
锅炉机组运行的经济性有了明显提高。
锅炉一、二次风机功率更低且数量各一台,对称布置于锅炉尾部;返料风系统专利技术的应用,使罗茨风机功率低且实际运行中不进行任何调节,两台罗茨风机一用一备,同时要求返料风机位置与风道走向合理,保证两个返料床内风量风压的平衡;
给煤系统选用全密闭式给煤机,给煤顺畅,且有利于保持现场环境卫生;入炉煤的粒度要求范围0~10mm,见下表的推荐范围。
出渣系统,冷渣机接于两边两根落渣管,中间一根落渣管作为事故排渣管,出渣量以维持合适的风室压力为准。
不同位置的排渣管排出渣的粒度不同,所以根据炉膛内燃烧状况可实现有选择排渣,维持炉膛内一定量的循环物料。
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第一部分运行前的安全措施和准备
1.安全措施
锅炉的任何操作都必须是安全第一。
下述内容是锅炉运行安全措施的一部分,仅作为对运行人员操作经验的补充,并不包括所有的必须遵循的安全措施。
锅炉运行操作人员无论在操作前、操作时还是操作后,都应密切关注锅炉和辅机系统的工作状况,注意安全标识和事故警报。
本锅炉的设计制造是严格按国家相关标准执行的,锅炉在投运之前必须仔细检查以确保所有的零部件组装与设计相符合,并通过有关权威部门的监检,所有的锅炉辅机设备必须处于一级运行状况,适合设计运行工况,并根据相应制造商的建议和规程进行调试、准备和运行。
下述检查应该在锅炉启动之前完成:
a、所有的风机必须可以投运,润滑系统必须可随时投入运行,设备应在脉动所允许误差范围内正常运行;
b、所有的挡板、操作器和执行器必须得到全面检查,必须满足所有运行情况的调节要求,并且无粘结或堵塞,确认挡板能按控制要求到位;
c、所有远方操作阀和滑动闸门,能够运行并检查限位开关以确保已完成了准确的安装,并可提供准确的位置指示;
d、所有的传送装置必须试车,确保其正常投运;
e、所有的关键流量元件必须校准;
f、火焰检测器、联锁装置等必须处于准备运行状态;
g、所有的关键热电偶和压力传感器必须对它的正确连接进行检查、校准并确保它们能运行;
h、所有空气、烟气、水蒸汽和固体流体的烟道、风道、管道、槽或导管必须正确可靠地连接;
i、必须检查所有的膨胀节以确保其正确的连接状态;
j、必须检查除尘器以证实系统能正常运行;
k、必须检查所有的电气接点以证实它们已正确地安装并且有良好绝缘 .
投运前,须做好下列工作:
a、投运前,锅筒的双色水位计必须严格检查,当锅筒的水位低于双色水位计的最低点时,所有的水应排出水位计,在任何时候对水位计做维修或更换时,都应检查水位及水位计是否准确;
b、排污管道的疏水阀必须关闭,双色水位计应有合适照明以便运行人员观察;
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2 c、所有的排空、疏水和排污管道必须易于操作并正确地连接到排污容器或其他安全地方,保证
任何时候都不能伤害运行人员;
d、位于锅筒和水位计之间的阀门必须处于全开位置并锁定;
e、所有安全阀的堵头及水压试验管塞必须去除,阀门必须处于正确运行状态;
f、锅筒内部装置各件必须正确地按图纸安装,重点关注各处密封焊处,以确保不会出现蒸汽短路现象;
g、必须安装好所有必要的测试用接口;
投运前,还需作以下检查
a、所有必要的运行仪表(包括永久性的和暂时性的)必须安装,运行可靠,且经准确校准;
b、锅炉范围内所有弹簧吊架,恒力弹簧吊架必须已去掉定位销,处于可投运状态,并根据制造厂商或本公司的图纸、文件调校在“安装载荷”状态;
c、所有的区域必须有足够的照明;
d、不应使用危险的走道,可布置爬梯和扶梯,在必要的地方布置畅通的走道和平台;
e、烟风管道必须畅通,并且机组能够由通过锅炉用风得到彻底地清扫。
烟风道上非金属膨胀节去除定位螺栓。
f、一旦机组运行时,给水必须充足、不间断;
g、应该保证充足的燃料和石灰石供给;
h、在确认无人在机组内之后,所有的人孔和观察孔必须关闭;
i、汽包的人孔必须关闭并且正确地包覆;
只有当确认上述安全保护措施被充分地理解并已遵循时,才可开始进行随后的烘、煮炉,初次启动和正常启动等工作。
2.水压试验
当完成受压件的安装后,锅炉机组必须进行水压试验。
除此之外,机组每次大修或影响任何的受压部件的维修工作完成后,以及要求做泄漏检测时,必须进行水压试验。
根据中华人民共和国劳动人事部《锅炉安全技术监察规程》,初次投运和任何一次受压部件维修后必须水压试验,试验压力为工作压力的1.25倍,试验水温20~70℃,但应高于环境温度;
做水压试验的锅炉必须灌注处理水。
如果水压试验后机组不投入运行,必须用200~300PPm的联氨并加入足够的氨或吗啉使PH值提高到10进行处理。
如果机组在短时间内使用试验用水投入运行,就应采用正常用水作水压试验;推
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荐在水压试验时用软化水或冷凝系统中的水来对机组进行灌注;
如果软化水或冷凝水存量有限,机组的某些部分可灌注处理过的饮用水或其它无腐蚀、无悬浮物的水,但这些水不能作为湿法保护用介质,湿法保护用水应为处理过的软化水或冷凝水。
如果试验用水中氯化物含量少于50PPm,温度低于52℃,能做到全疏水的部分可不用软化水或冷凝水来作水压,但在运行前必须用软化水或冷凝水清洗。
在对机组作水压试验之前,做一彻底的内外检查,并绝对确保下列事项已完成:
a、安装时所做的临时支承、所有的杂物和工具全部移去;
b、没有人在机组内;
c、压力表已正确地校准并且正确地连接在汽包上,其阀门处于开启状态;
d、所有的阀门动作处于正确位置;
e、蒸汽系统中所有弹簧吊销定在固定位置;
f、所有安全阀必须隔离。
当上述事项已仔细地检查后:
a、证实锅筒上的人孔被封上;
b、关闭截止阀、止回阀、所有的疏水阀、排污阀和凡不允许承受水压试验压力的任何仪表用阀或其它辅机设备上的阀门;
c、打开在机组每一部件最高点的排气口;
d、确保在试验期水不冻结,且机组在水压试验后不会再冻结;
e、如果水温超过50℃,近距离范围内的巡查应小心避免水的泄漏而导致的可能烫伤;
f、在机组开始充水时,水温应相对接近受压件的温度,以使施加水压试验压力之前锅筒金属壁温满足下述注意事项的要求,所有其它受压件的温度不得低于20℃。
注意事项
当机组注水时,检查锅筒疏水管和人孔的泄漏情况,当水从处于最高位置的排气口流出时关闭排气阀。
慢慢升压到试验值,建议压力上升速率不应超过0.3MPa/分钟,以免振动。
当水压试验压力超过5.1MPa时,必须监视锅筒壁温和水温(20℃),以保证水压试验在金属脆性至塑性转变温度以上完成。
如果水压试验压力上升到工作压力,此时应暂停升压,检查有无漏水或其它异常现象,然后再
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升到试验压力。
降压时,应慢慢减压且在工作压力下彻底地检查机组的泄漏情况,检查完毕后,慢慢地降压,泄压速率不应超过0.3MPa/分钟,打开排气口和疏水管,过热器系统必须完全疏水。
如果在首次水压试验期间使用了临时的人孔垫圈,在机组重新注水运行之前,应用合适的垫圈替换临时的垫圈。
在试验完成后从安全阀上移去堵头或堵塞,去掉所有弹簧吊架的定位销。
3、烘炉
烘炉是指新安装好的锅炉在投运之前对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。
本说明书提供烘炉方法仅供参考。
耐磨耐火材料主要布置于炉膛、旋风分离器及料腿、进出口烟道、返料阀、及启动燃烧器等部位。
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。
旋风分离器的回料腿、返料阀、分离器出口烟道,按约高度每隔1m圆周方向每隔1m左右布置1个10mm×10mm的排汽孔,用于烘炉过程中排出耐磨耐火材料中的水分,调试结束后再封焊。
在旋风分离器、返料装置、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。
烘炉的热源一般采用已安装的床下点火装置或其它烘炉机等,若能结合邻炉蒸汽加热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 烘炉前的准备工作及应具备的条件:
⑴锅炉及其辅助设备全部组装和冷态试运转完毕,经过水压试验、漏风及风压试验合格;炉墙、烟道、风道全部竣工,锅炉管道保温工作全部结束,打开各处门孔,自然干燥72小时以上。
各处的耐火、防磨、保温材料的养护时间已经达到了材料供应商所要求的自然养护期。
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。
锅炉膨胀指示器安装齐全,指针调整至零位。
点火系统安装完毕,经过水压试验冲洗试运,可向锅炉正常提供点火用油。
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。
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锅筒水位计的水位标志清晰、正确、照明良好。
向锅炉上软化水或化学除盐水至正常水位, 水温与锅筒壁温差值不大于50℃,水温一般为30℃~70℃并将水位计冲洗干净。
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。
3.2 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。
锅炉烘炉的方法应根据现场的具体条件,采用火焰或热风或蒸汽进行。
3.2.1 对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材料和保温材料。
由于此区域在锅炉点火时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,若耐火材料中含有一定的水分,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,先利用木柴单独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。
3.2.2 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) 锅炉整体低温烘炉的同时,进行回料腿热养护: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。
(4) 本阶段烘炉结束后,停炉,拆除旋风分离器入口的临时隔墙。
3.2.3 锅炉整体高温(300℃)烘炉(采用床下点火装置进行高温烘炉时,要注意安全措施保护)
(1) 加床料500mm厚,启动风机,启动床下点火装置,点火装置温升速度控制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的控制要求来调整床下启动燃烧器的出力,当燃烧器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火材料厂家的要求数值为准,可认为烘炉结束。
3.3 烘炉注意事项
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6 烘炉前,应做好烘炉的准备和组织工作,制订烘炉操作程序,绘制烘炉曲线,在整个烘炉过程
中要按照烘炉曲线的要求进行升温。
严格执行烘炉操作程序,注意升温速度不宜过快,尽量做到均匀升温,防止升温速度过快使炉墙开裂、变形。
特别是采用了高温旋风分离器,应注意温升速率对耐火材料膨胀稳定性的问题。
烘炉过程中,应经常检查炉墙有无开裂、塌落现象,严格控制烘炉温度。
要严格进行检查,及时调整火焰位置,防止炉墙局部升温过快及烟气流动死区的问题。
4.煮炉
4.1 总则
煮炉和酸洗符合TSG G5003《锅炉化学清洗规范》的要求。
在锅炉的受热面上有一层很薄的油、油脂膜及其分解物质形成的绝热膜,将严重地阻滞热量从金属到介质的快速传递,使金属壁温上升,引起锅炉管过热和鼓包,严重时引起爆管,煮炉目的就在于清除锅炉内部的油和油脂。
清洗介质通常为碱溶液。
在锅炉的煮炉过程中,双色水位计可能会严重地变色并且永久性地浸蚀,我们建议用户在现场备有所有的双色水位计替换配件,在煮炉和化学清洗后,下次组织上水前将损坏的元件全部更换,订购和更换方法参考双色水位计产品说明书;在锅炉的煮炉排污过程中,锅炉中含有杂物,极易损坏排污阀,煮炉前,用户在现场应安装一组将所有排污阀连接的管路,在此管路左右或前后上安装对称两个阀门组(用户自理)。
煮炉排污时,应将锅炉厂所配排污阀全部打开,排污时应对称打开用户所配阀门,使锅炉排污均匀。
化学药物在被加入到锅炉前应溶于水中,不能以固态形式加到锅炉中,在处理腐蚀性物质时,应仔细操作以免接触到眼睛、皮肤或衣服,当混合这些物质时,应使用护目镜、橡胶手套和棉织衣服,以保护操作人员。
化学溶剂不应以高浓度通过加药系统加到锅炉中,因为高浓度溶液可能会堵塞加热管道和阀门,如果煮炉化学药物必须通过加药系统注入到锅炉锅筒中,在化学药物供给泵抽吸以前,混合容器中化学药物在溶液的浓度应减少到5%,当注入完成后,泵和加药管道要彻底地清洗。
煮炉药品为氢氧化钠和磷酸三钠,其加药量应根据锅炉内部情况而定,具体用量可参考下表选用。
我们推荐的煮炉试剂量如下:
4.2 为煮炉推荐的化学药物
注:1、煮炉时,表内两种药品同时使用;
2、表内每种药品的用量都是按100%纯度计算;
3、如无磷酸三钠时,可用无水碳酸钠代替,用量为磷酸三钠的1.5倍。
4.3 煮炉准备
在锅炉煮炉之前,上述列在“安全措施”和“耐火材料的固化”(烘炉)中的项目应逐一查阅并遵循,总的来讲,烘炉后期和煮炉可同时进行。
为了清除所有的金属屑片、镗屑、木屑、工具、毛刺和其它杂物,应对锅炉和辅机的内外表面逐一仔细的清理和检查。
在煮炉之前,对这些杂质的清除是很重要的,否则,在锅炉内部的杂物可能会影响排污阀的运行和今后的锅炉运行。
当炉内有高化学浓度的水(如像煮炉用水)时,不应整定安全阀,在初始启动阶段当炉水的化学浓度近似于正常时才能对安全阀进行整定。
启动床料既可在煮炉前加入也可在煮炉后加入。
a、如果在煮炉前加料,应按照本说明书第二部分2.1.1.5条“装填床料”部分内容加入床料。
当工人进入锅炉炉膛时,必须采取正确的预防措施,包括:
⑴指定第二个人站在炉膛人孔门旁观察工作过程,如有任何问题立即通知电厂工作人员;
⑵应关闭所有的燃料、石灰石供给设备和风机,并且放置“禁止运行—炉内有人”的标记;
⑶进入炉膛的人员,须配备有适合粉尘工作环境要求的呼吸设备和保护装置
⑷在人员进入炉膛之前,为得到合适的空气成份,应按一般工业标准对炉膛进行冷却,测试并
确保良好的通风。
b、打开说明书第二部分2.1.1.2条“锅炉上水”中所列的排气阀,以便于在锅炉注水时能够排气;隔离低读水位表、压力连接件、传感仪表以及任何煮炉期间可能损坏的东西,为了达到对炉前管道和辅机进行冲洗的目的,应使用在正常运行中所用的给水泵和管道系统完成注水。
c、可以利用主给水管道疏水管或省煤器疏水管,将锅炉的化学试剂注入到主给水泵后、省煤器前的锅炉给水管里。
注意事项:化学物质的注入须在主给水有流量时进行,同时,最好在达到所要求的锅筒水位之
前完成,以便给水管道中的化学物质能在锅炉注水循环的最后阶段得以冲洗干净。
d、升高水位至水位计的底部可见到的位置;
e、当达到所要求的锅筒水位时,关闭锅炉给水操作的旁路阀;
注意事项:此时,除了仪表连接阀和排气阀以外,所有的锅筒阀门应关闭。
4.4 煮炉步骤
煮炉和压力控制及时间:
a、根据风机的产品说明书和本说明书第二部分第2.1.1.4条“吹扫”中所列的启动步骤,顺序启动引风机和送风机;
b、根据本说明书第二部分第2.1.1.4条“吹扫”中启动步骤吹扫锅炉;
c、设定燃烧空气挡板以维持足够的燃烧风量;
d、在床上点火低负荷的情况下稳定后,根据负荷要求调整风机开度;
注意:为了保护锅筒免受过度的热应力,在启动和正常运行期间,必须将锅筒顶部和底部之间的壁温差控制在50℃以内;
e、当锅炉压力达到0.1MPa时,关闭锅筒排气阀;
f、机组继续燃烧,直至煮炉压力达到与该机组的设计压力相匹配;
g、锅炉给水泵在运行中保证可随时向锅炉供水;
h、按要求,维持至少8小时的煮炉压力;
i、将水位升高至距双色水位计顶部约50mm处;
j、当达到高水位和锅筒煮炉压力时,停止点火;
k、打开锅炉排污阀、水冷壁下集箱疏水阀开始排污。
建议当对这些排污管道排污时,最靠近锅。