循环流化床锅炉风道燃烧器非金属膨胀节损坏的原因及防范措施

郑金华,曹伍权,刘志坚

(连州发电厂,广东连州513400)

2007年7月1日,某电厂4#炉加好床料后做一次风机变频调试试验的过程中,当提高水冷风室压力至18.8 kPa进行流化试验排出部分炉渣时,发生了4#风道燃烧器非金属膨胀节被吹穿孔损坏事件。本文将根据变频试验的过程和现场调查,对事故的原因进行分析,并总结事故暴露的的一些管理和技术方面的问题,提出了防范类似事故的措施。

6月30日,4#机组B级检修接近尾声,根据B级检修调试的计划安排,当班运行人员按部门要求将4#炉加床料使床压达到5 kPa,在检查相关工作结束后开始对4#炉进行加床料工作。3:50 4#炉开始加床料,由于床料仓给料阀经常犯卡,4#炉加床料工作不顺利,至当天 9:20 4#炉床压只有达到0.9 kPa,下层最高床压测点达1.9 kPa,其他床压测点显示只有0.2 kPa左右,各床压测点分布极不均匀。9:30～21:45因省煤器防磨及电除尘吹灰工作暂停4#炉加床料;22:55 4#炉省煤器防磨及电除尘吹灰工作结束,4#炉重新开始加床料,加床料期间给料阀多次犯卡,加床料工作仍不顺利。

7月1日6:20 4#炉床压达3 kPa,密相区左侧床压达9.4 kPa,而其他床压测点最低为0,运行人员经检查发现床压测点仪用吹堵风未打开,将床压测点仪用吹堵风打开后停止4#炉加床料,后联系检修人员打开B侧炉膛人孔门检查,发现炉膛内床料已满过人孔。7:51重新启一次风机检查确认4#炉床压已经达6 kPa,但此时全部床压已经显示为不正常IOP状态;13:40 4#炉B一次风机变频器旁路柜检修工作结束;13:54启动4#炉A一次风机运行;13:56启动4#炉B一次风机运行,进行一次风机变频改造后的数据测量工作,同时运行人员在专业主管的指导下,拟通过提高一次风机风压排出部分床料,以降低炉内料层厚度;14:04 4#炉A和B一次风机电流分别升至81.7 A和83.9 A,一次风机出口压力达 19.6 kPa,水冷风室压力升至18.8 kPa,平均床压为13.9 kPa。14:26现场值班人员发现4#炉4#风道燃烧器非金属膨胀节被吹穿孔。相关管理人员到现场确认膨胀节损坏的情况,发现4#风道燃烧器靠3#风道燃烧器侧后半部非金属膨胀节吹穿,在下排固定螺丝处呈“一”字型裂开,长约1 m。14:28值班人员降低4#炉A和B一次风机出力,将水冷风室压力降至7.5 kPa,维修人员到场检查。15:34停止4#炉B一次风机运行,将水冷风室压力降至1.5 kPa。15:03维修人员现场检查完毕,停止4#炉A一次风机运行。17:30拆开4#炉B侧炉膛人孔门,发现炉膛内床料高至1.5 m (正常运行时为0.7 m),1#和3#落煤口堵塞严重,遂启动A和B侧排渣系统进行人工排渣。

非金属膨胀节结构示意见图1。

图1 非金属膨胀节结构示意

该非金属膨胀节具有密封性能良好、吸收位移量大、抗磨能力强、耐高温高负压的特点,非常适合应用在流通介质高流速的部分,在循环流化床锅炉中得到广泛使用。根据现场调查和分析,非金属膨胀节被吹穿孔的原因如下。

(1)在已经怀疑4#炉膛内床料过多的情况下,锅炉运行主管没有组织好当班运行人员控制好一次风机出力和水冷风室压力等参数,只想通过简单地加大一次风量达到流化炉内床料排渣的目的,是造成该风道燃烧器非金属膨胀节吹穿的主要原因。

(2)在循环流化床锅炉运行规程中,对加床料的操作没有明确规定检查相关的床压测点吹堵风的要求,运行人员没有意识到掌握这种吹堵风的重要性,是造成运行人员在床压测点“失灵”时没有及时进行分析的原因之一,导致4#炉加床料的严重超量。

(3)造成4#炉加床料过多的原因及加床料量估算。6月30日一值、三值和7月1日一值当班运行人员加床料时,没有及时发现床压测量仪表的仪用吹堵风没有投入,导致床压测点不准的问题,直至7月1日一值7:25时才发现并投入了床压测点的仪用吹堵风,但此时床压已达6 kPa,床压全部显示IOP。6月30日一值,运行当班共向炉膛加床料55 t,床压由0升至0.8 kPa;当天三值,运行当班向炉膛添加床料约 75 t,床压由 0.8 kPa升至1.7 kPa;7月1日一值,运行当班又向炉膛添加床料约30 t,床压由1.7升至3.3 kPa。4#炉停炉时床料仓料位3.2m,现床料仓料位为4.1m,本次共加床料约150 t左右,远高于正常启动前70 t床料。

通过这次事件,暴露了电厂在运行管理中存在的许多问题员工风险意识不强,运行人员的操作技术也有待于进一步提高。

(1)运行记录仍出现记录不清,床压测点仪用吹堵风手动门状态在运行值班记录中没有反映,检修也没有关于床压测点检修的工作票。

(2)运行人员对所加的床料数量与床压的对应关系不清楚,在床压测点失灵的情况下没有及时分析原因和检查现场,只是盲目地往4#炉炉膛添加床料。

(3)当班运行人员在调整一次风机出力时,只简单参考一次风机电流与一次风量,没有考虑到一次风压过高可能会造成风道燃烧器非金属膨胀节损坏,对风道燃烧器金属膨胀承压能力不了解,专业主管在组织进行试验时亦没有开展危险点分析。

(4)相关人员对风道燃烧器非金属膨胀节的相关参数不了解,相关的技术资料亦不齐全,经核查该厂一次风机额定出口风压为26 kPa,理论上认为只要风道燃料器压力不超过此压力,风道燃烧器非金属膨胀节应不会出现问题。

根据事故的原因和暴露的各种问题,为防止类似问题再次发生,电厂采用了一系列防范措施。

(1)在循环流化床锅炉冷态加床料前,要求当班运行人员要到现场检查确认床压仪表测点是否已正常投入,特别是床压仪表吹堵风是否正常投运。由于床温、床压是流化床锅炉最重要的测点,要求做好测量结果的登记和检查,检修必须持工作票。

(2)运行人员在往炉膛加床料时,要随时了解已经加入床料数量及床压的对应关系,发现异常时及时检查原因,初步估算每往炉膛加10 t床料,床压上升1.0 kPa左右。

(3)管理人员要及时补充完善循环流化床锅炉运行规程相关内容,在加床料过程中除了按风量的要求进行加床料外,还应严格规定一次风机出力的控制范围,按运行规程要求控制好一次风机出力,控制水冷风室压力在15 kPa以内,即控制在机组额定负荷下的风压以下。

(4)锅炉专业完善冷态启动操作票,将加床料的操作列入循环流化床启动操作票中,使运行人员能按部就班进行操作,减少操作失误事件的发生。