淺談熱水鍋爐鍋水汽化與安全運(yùn)行
熱水鍋爐在運(yùn)行中鍋水汽化是危及熱水鍋爐安全的重要問題,正常運(yùn)行過程中,網(wǎng)路及鍋爐內(nèi)充滿水,而水中存在了游離氣體,這些氣體對鍋爐及網(wǎng)路非常有害。它使金屬受熱面發(fā)生氧腐蝕破壞,這些氣體析出后不能及時排除,容易出現(xiàn)氣塞。在鍋爐運(yùn)行不正常時鍋水可能發(fā)生汽化,若不及時排除容易造成事故,會給鍋爐和熱網(wǎng)帶來很大危害。因此,要防止熱水鍋爐鍋水汽化。
一、熱水鍋爐鍋水汽化的危害
1、由于熱水鍋爐一般沒有較大的汽水空間,當(dāng)發(fā)生汽化時,會出現(xiàn)蒸汽與熱水混合的兩相流動。蒸汽比容大、速度快、聚積存在于流程上部阻塞了水的流動,形成汽塞破壞了鍋爐的水循環(huán)。水循環(huán)不暢通,又加劇了汽化進(jìn)展,使鍋爐事故不斷加劇。
2、引起鍋爐爆管。由于熱水鍋爐對水質(zhì)要求較低,在單一的流動時,按規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)可基本達(dá)到少垢及無垢運(yùn)行。但發(fā)生汽化時,則可能促進(jìn)水垢的生成,使傳熱惡化,最后導(dǎo)致鍋爐爆管事故的發(fā)生。
3、引起振動。汽化的形成和加劇,必然產(chǎn)生汽的擾動,擾動的頻率與鍋爐本體固有的頻率同步時,就會引起共振,強(qiáng)烈的共振使整個爐體晃動,以致使連結(jié)的管路遭到破壞。
4、產(chǎn)生水擊。汽化蒸汽進(jìn)入管路,在極短的時間內(nèi)凝結(jié),周圍的水迅速補(bǔ)充,就會形成猛烈的沖擊,并發(fā)出很大的聲響,頻繁的水沖擊容易使管路拉斷。
5、誘發(fā)爆炸事故。倘若汽化不能及時制止,汽化部位受熱后金屬壁溫升高,強(qiáng)度下降,不斷汽化鍋水溫度升高,壓力增大,最后超壓。這樣極有可能促成鍋爐的爆炸事故。
二、熱水鍋爐鍋水汽化的現(xiàn)象
1、鍋爐壓力表指針跳動不止,有時伴有壓力非正常升高。
2、溫度升高,超出最高允許值,超溫報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號。
3、鍋爐內(nèi)或出水管中有敲擊響聲及震動。
4、開啟爐頂上的排汽裝置有蒸汽排出。
5、當(dāng)汽化嚴(yán)重時,安全閥自動開啟排汽。
三、突然停電時的汽化
熱水鍋爐在正常運(yùn)行時,如果突然停電,則循環(huán)泵停止工作,水的正常循環(huán)遭到破壞。但由于燃燒室的爐排上存有大量熾熱的燃料,雖然停電后送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)也停止工作,但燃燒的過程沒有終止,鍋爐的自然通風(fēng)能力使未燃盡的燃料繼續(xù)緩慢燃燒。另外燃燒室前后拱及爐墻仍處于高溫狀態(tài),蓄熱量很大,仍能放出很大的熱量,所以停電后受熱面仍能維持相當(dāng)大的熱負(fù)荷。但此時介質(zhì)在受熱面內(nèi)吸收的熱量不能及時的輸送到熱網(wǎng)中,而是提高了自身的熱焓最后發(fā)生汽化現(xiàn)象。自然循環(huán)的熱水鍋爐,由于本身的水容量比較大、受熱面又有獨(dú)立循環(huán)回路,突然停電后鍋內(nèi)仍可以保持較弱的自然循環(huán)流動,因此發(fā)生汽化時間較長。但對于強(qiáng)制循環(huán)的熱水鍋爐,本身水容量小,停電后水循環(huán)隨即停止,管內(nèi)的工質(zhì)處于停止?fàn)顟B(tài),便會很快發(fā)生汽化。
四、壓火停爐后的汽化
一般熱水鍋爐用于取暖供熱,間斷運(yùn)行,在壓火停爐后,雖然燃燒已停止,但爐拱和爐墻的溫度不會很快降低,爐拱,爐墻和受熱面之間會繼續(xù)進(jìn)行熱量交換。如果過早的停止循環(huán)泵,爐拱和爐墻的蓄熱量會使受熱面內(nèi)的鍋水發(fā)生汽化。尤其是輻射受熱面部分易出現(xiàn)汽化。對于固定爐排鍋爐,壓火后如爐門關(guān)閉不嚴(yán)、通風(fēng)沒能完全隔斷,則可能出現(xiàn)爐火復(fù)燃,燃燒釋放出的熱量使鍋水汽化。
五、正常運(yùn)行中的汽化
如果熱功率較大、熱網(wǎng)負(fù)荷較小,由于供需不匹配,熱水送到各熱用戶的散熱器中后得不到足夠的散熱降溫,使回水溫度超出設(shè)計(jì)規(guī)定,隨著循環(huán)過程的不斷進(jìn)行,鍋爐供水溫度逐步升高,最終汽化。另外鍋爐點(diǎn)火升溫時,如果未先開動循環(huán)泵使系統(tǒng)中的水流動,也可能造成受熱面中鍋水發(fā)生汽化。
《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》明確規(guī)定:“鍋爐投入運(yùn)行時,應(yīng)當(dāng)先開動循環(huán)泵,待供熱系統(tǒng)水循環(huán)正常后,才能提高爐溫。停爐時不應(yīng)當(dāng)立即停泵,待鍋爐出口水溫降到50℃以下時,才能停泵。如果鍋爐發(fā)生汽化需要重新啟動時,啟動前應(yīng)當(dāng)先放汽補(bǔ)水,然后再啟動循環(huán)水泵?!卞仩t壓火停爐后,應(yīng)保證鍋爐水溫不回升。在熱水鍋爐運(yùn)行操作和管理中,要認(rèn)真執(zhí)行相應(yīng)規(guī)定,有效地防止壓火停爐時和正常運(yùn)行中鍋水汽化的發(fā)生。
為預(yù)防鍋水在突然停電停泵時發(fā)生汽化,一般應(yīng)在鍋爐進(jìn)水閥出口處聯(lián)接一自來水管路,以便在循環(huán)泵停止時及時往鍋爐里注入自來水。《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定,“在循環(huán)水泵前后管路之間應(yīng)當(dāng)裝設(shè)帶有止回閥的旁通管,或者采取其他防止突然停泵發(fā)生水擊的措施。”對強(qiáng)制循環(huán)熱水鍋爐,尤其是無鍋筒的管架式熱水鍋爐應(yīng)設(shè)有此裝置,以保證鍋爐在停電后能得到可靠的冷卻。當(dāng)發(fā)生突然停電停泵時,應(yīng)立即打開爐門降低爐膛溫度,同時關(guān)閉系統(tǒng)的供水總閥和回水總閥,緩慢開啟鍋爐緊急泄放閥或鍋爐頂部的放汽閥放出蒸汽,這樣可以有效的防止熱水鍋爐停電后的鍋水汽化。
六、鍋水汽化時采取的措施及方法
1、停止給煤和送風(fēng)、引風(fēng)。自然通風(fēng)的鍋爐,應(yīng)關(guān)閉煙道擋板和灰門,減弱或停止燃燒。
2、開啟鍋爐頂部和出水管道上的排汽閥,排放出汽化生成的蒸汽,以防止鍋爐和管道中產(chǎn)生水擊。
3、開動補(bǔ)水泵,向系統(tǒng)充水,降低鍋水溫度并維持系統(tǒng)壓力。
4、對于停爐后產(chǎn)生的汽化,開啟排汽閥排汽后,應(yīng)開動循環(huán)泵使系統(tǒng)循環(huán),提高鍋內(nèi)壓力,并將高溫水送往熱網(wǎng)冷卻。
5、當(dāng)汽化嚴(yán)重時,需扒出爐膛內(nèi)的燃煤,或用濕爐灰壓在燃煤上,使火熄滅,注意不得往爐膛中澆水。同時打開緊急泄放閥或提起安全閥手柄,排除鍋爐內(nèi)的蒸汽和飽和水。禁止使用定期排污裝置排放鍋爐內(nèi)的熱水,爐火熄滅后應(yīng)打開爐門、煙道閘板等,開啟引風(fēng)機(jī)使空氣暢通,加快爐膛降溫速度。
總之,熱水鍋爐的鍋水汽化是運(yùn)行中經(jīng)常遇到的問題,因此鍋爐在運(yùn)行中,加強(qiáng)使用的管理,嚴(yán)格監(jiān)視鍋爐出口溫度,使水溫與沸點(diǎn)之間有足夠的裕度,并保持鍋爐內(nèi)壓力恒定,還應(yīng)使鍋爐各部位的循環(huán)水均勻。也就是既要求循環(huán)保持一定的流速,又要均勻流經(jīng)各受熱面。這就要求司爐人員密切注視鍋爐和循環(huán)回路的溫度與壓力的變化。一旦發(fā)生異?,F(xiàn)象,要及時查明原因,防止鍋爐汽化事故的發(fā)生,確保鍋爐安全運(yùn)行。
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