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淺談燃氣鍋爐振動(dòng)事故的原因及處理措施
導讀：萊鋼熱電廠(chǎng)黃前區一臺鍋爐為單鍋筒，額定蒸發(fā)量為170t/h，自然循環(huán)，集中下降管，“Л”型布置的燃氣輪機尾氣助燃純燒高爐煤氣鍋爐，鍋爐設計為純燒高爐煤氣，助燃氣體為高溫燃氣輪機尾氣，點(diǎn)火運行時(shí)的燃料為焦爐煤氣，且助燃氣體為空氣，正常運行時(shí)燃氣輪機尾氣全部進(jìn)入鍋爐助燃，在鍋爐較低負荷運行是多余的燃氣輪機尾氣通過(guò)助燃氣體管道上的放散管放散掉，同時(shí)在燃氣輪機尾氣不足或沒(méi)有時(shí)通過(guò)鼓風(fēng)機進(jìn)行補充空氣進(jìn)行助燃，鍋爐燃燒器分為三層，每層布置四只燃燒器，鍋爐運行多年來(lái),鍋爐負荷在140t/h以下運行基本正常，負荷升至140t/h時(shí)爐膛開(kāi)始出現嗡鳴聲，隨負荷增大，噪聲越來(lái)越大�；鹧娴�“喘息”與嗡鳴聲同步發(fā)生，爐體保溫材料脫落，嚴重時(shí)鍋爐尾部的鋼架和過(guò)道也發(fā)生強烈的晃動(dòng),如此強烈的振動(dòng)使得鍋爐的相關(guān)設備造成疲勞破壞,因此,對該鍋爐特定的工況條件下產(chǎn)生的振動(dòng)需要進(jìn)一步的分析,找出振動(dòng)的影響因素和機理,并制定消除振動(dòng)的措施。爐墻的內側受到爐內氣體流場(chǎng)動(dòng)壓的作用,外側則受到大氣壓的作用;當爐內氣流動(dòng)壓出現波動(dòng)時(shí),就會(huì )激勵爐墻振動(dòng),實(shí)際生產(chǎn)中受鍋爐煤氣壓力波動(dòng)大的影響，造成燃燒不穩定，爐膛負壓波動(dòng)較大，內外側壓差變化頻繁，導致鍋爐爐墻振動(dòng)。
關(guān)鍵詞：鍋爐，振動(dòng)，負壓
萊鋼熱電廠(chǎng)黃前區一臺鍋爐為單鍋筒，額定蒸發(fā)量為170t/ h，自然循環(huán)，集中下降管，“Л”型布置的燃氣輪機尾氣助燃純燒高爐煤氣鍋爐，鍋爐設計為純燒高爐煤氣，助燃氣體為高溫燃氣輪機尾氣，點(diǎn)火運行時(shí)的燃料為焦爐煤氣，且助燃氣體為空氣，正常運行時(shí)燃氣輪機尾氣全部進(jìn)入鍋爐助燃，在鍋爐較低負荷運行是多余的燃氣輪機尾氣通過(guò)助燃氣體管道上的放散管放散掉，同時(shí)在燃氣輪機尾氣不足或沒(méi)有時(shí)通過(guò)鼓風(fēng)機進(jìn)行補充空氣進(jìn)行助燃，鍋爐燃燒器分為三層，每層布置四只燃燒器，鍋爐運行多年來(lái), 鍋爐負荷在140t/h以下運行基本正常，負荷升至140t/h時(shí)爐膛開(kāi)始出現嗡鳴聲，隨負荷增大，噪聲越來(lái)越大。論文格式。同時(shí)，爐內火焰明顯發(fā)生波動(dòng)�；鹧娴�“喘息”與嗡鳴聲同步發(fā)生，爐體保溫材料脫落， 嚴重時(shí)鍋爐尾部的鋼架和過(guò)道也發(fā)生強烈的晃動(dòng), 如此強烈的振動(dòng)使得鍋爐的相關(guān)設備造成疲勞破壞, 因此, 對該鍋爐特定的工況條件下產(chǎn)生的振動(dòng)需要進(jìn)一步的分析, 找出振動(dòng)的影響因素和機理, 并制定消除振動(dòng)的措施。論文格式。
1.振動(dòng)測量分析
為分析鍋爐振動(dòng)產(chǎn)生的原因,進(jìn)行了實(shí)地測量,確定鍋爐振動(dòng)特性。鍋爐負荷為140t/h-170 t/h。振動(dòng)測點(diǎn)主要設在鍋爐上部側墻、爐膛水冷壁、側水冷壁上集箱和側包覆上集箱、燃燒器上。經(jīng)用測震儀和噪聲測量?jì)x驗測，沿鍋爐高度都存在震動(dòng)和噪聲。但在爐膛上部靠近燃燒器出口處的震動(dòng)和噪聲最大。
2.原因分析
一是熱和冷源交替，鍋爐是一種熱交換器，現代的鍋爐和燃燒器之間存在著(zhù)熱量和冷源的交替過(guò)程。這種過(guò)程就有可能產(chǎn)生振動(dòng)，一般而言爐膛內的熱煙氣溫度可高達800℃至1000℃，助燃氣體應為高溫燃氣輪機尾氣溫度在500℃，而鍋爐目前燃燒使用的空氣的溫度只有25℃至50℃，這就具有足夠的激發(fā)產(chǎn)生振動(dòng)的潛能。這也是中小型鍋爐特別容易產(chǎn)生鍋爐震動(dòng)的原因。
二是鍋爐的爐膛下部是燃燒區,上部與煙道相通,運行時(shí)爐膛內充滿(mǎn)著(zhù)不斷流動(dòng)著(zhù)的燃燒生成氣體,整個(gè)爐膛空間形成了一個(gè)氣體流場(chǎng)。爐墻的內側受到爐內氣體流場(chǎng)動(dòng)壓的作用,外側則受到大氣壓的作用;當爐內氣流動(dòng)壓出現波動(dòng)時(shí),就會(huì )激勵爐墻振動(dòng),實(shí)際生產(chǎn)中受鍋爐煤氣壓力波動(dòng)大的影響，造成燃燒不穩定，爐膛負壓波動(dòng)較大，內外側壓差變化頻繁，導致鍋爐爐墻振動(dòng)。
三是爐墻剛性不足，由燃燒動(dòng)力學(xué)原因引起的爐墻振動(dòng)不可避免,這就要求爐墻有一定的剛性。論文格式。剛性梁的功能就是保護爐膛和煙道在爐膛運行壓力或爆燃工況下不受破壞,即通過(guò)加剛性梁來(lái)提高爐墻的剛性。剛性梁的剛性不足或安裝達不到設計要求都會(huì )發(fā)生比較嚴重的爐墻振動(dòng)。
3.改進(jìn)措施
由于目前無(wú)法使用高溫燃氣輪機尾氣，無(wú)法減少熱和冷源交替導致得振動(dòng)，所以將工作重點(diǎn)放在負荷的調整與剛性梁的加固上。對于燃燒不穩定引起的爐墻振動(dòng),應通過(guò)燃燒調整試驗降低燃燒壓力脈動(dòng)，經(jīng)現場(chǎng)調整燃燒方式發(fā)現，爐墻振動(dòng)隨爐膛內壓力脈動(dòng)的大小變化而變化，由此可以確認爐膛內燃燒不穩定是導致鍋爐爐墻振動(dòng)的一個(gè)原因,在保證鍋爐含氧量,穩定爐膛負壓，找到一個(gè)最好的高爐煤氣、焦爐煤氣、冷風(fēng)的配比量，實(shí)現穩定燃燒,減輕了爐膛振動(dòng)。同時(shí)對鍋爐結構作局部加固,爐墻振動(dòng)情況得以改善。使鍋爐的安全性和經(jīng)濟性都得到了較大的提高。
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