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淺談燃氣鍋爐振動事故的原因及處理措施
導(dǎo)讀：萊鋼熱電廠黃前區(qū)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(shè)計為純燒高爐煤氣，助燃氣體為高溫燃氣輪機尾氣，點火運行時的燃料為焦?fàn)t煤氣，且助燃氣體為空氣，正常運行時燃氣輪機尾氣全部進入鍋爐助燃，在鍋爐較低負荷運行是多余的燃氣輪機尾氣通過助燃氣體管道上的放散管放散掉，同時在燃氣輪機尾氣不足或沒有時通過鼓風(fēng)機進行補充空氣進行助燃，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,鍋爐負荷在140t/h以下運行基本正常，負荷升至140t/h時爐膛開始出現(xiàn)嗡鳴聲，隨負荷增大，噪聲越來越大。火焰的“喘息”與嗡鳴聲同步發(fā)生，爐體保溫材料脫落，嚴重時鍋爐尾部的鋼架和過道也發(fā)生強烈的晃動,如此強烈的振動使得鍋爐的相關(guān)設(shè)備造成疲勞破壞,因此,對該鍋爐特定的工況條件下產(chǎn)生的振動需要進一步的分析,找出振動的影響因素和機理,并制定消除振動的措施。爐墻的內(nèi)側(cè)受到爐內(nèi)氣體流場動壓的作用,外側(cè)則受到大氣壓的作用;當(dāng)爐內(nèi)氣流動壓出現(xiàn)波動時,就會激勵爐墻振動,實際生產(chǎn)中受鍋爐煤氣壓力波動大的影響，造成燃燒不穩(wěn)定，爐膛負壓波動較大，內(nèi)外側(cè)壓差變化頻繁，導(dǎo)致鍋爐爐墻振動。
關(guān)鍵詞：鍋爐，振動，負壓
萊鋼熱電廠黃前區(qū)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(shè)計為純燒高爐煤氣，助燃氣體為高溫燃氣輪機尾氣，點火運行時的燃料為焦?fàn)t煤氣，且助燃氣體為空氣，正常運行時燃氣輪機尾氣全部進入鍋爐助燃，在鍋爐較低負荷運行是多余的燃氣輪機尾氣通過助燃氣體管道上的放散管放散掉，同時在燃氣輪機尾氣不足或沒有時通過鼓風(fēng)機進行補充空氣進行助燃，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, 鍋爐負荷在140t/h以下運行基本正常，負荷升至140t/h時爐膛開始出現(xiàn)嗡鳴聲，隨負荷增大，噪聲越來越大。論文格式。同時，爐內(nèi)火焰明顯發(fā)生波動�；鹧娴�“喘息”與嗡鳴聲同步發(fā)生，爐體保溫材料脫落， 嚴重時鍋爐尾部的鋼架和過道也發(fā)生強烈的晃動, 如此強烈的振動使得鍋爐的相關(guān)設(shè)備造成疲勞破壞, 因此, 對該鍋爐特定的工況條件下產(chǎn)生的振動需要進一步的分析, 找出振動的影響因素和機理, 并制定消除振動的措施。論文格式。
1.振動測量分析
為分析鍋爐振動產(chǎn)生的原因,進行了實地測量,確定鍋爐振動特性。鍋爐負荷為140t/h-170 t/h。振動測點主要設(shè)在鍋爐上部側(cè)墻、爐膛水冷壁、側(cè)水冷壁上集箱和側(cè)包覆上集箱、燃燒器上。經(jīng)用測震儀和噪聲測量儀驗測，沿鍋爐高度都存在震動和噪聲。但在爐膛上部靠近燃燒器出口處的震動和噪聲最大。
2.原因分析
一是熱和冷源交替，鍋爐是一種熱交換器，現(xiàn)代的鍋爐和燃燒器之間存在著熱量和冷源的交替過程。這種過程就有可能產(chǎn)生振動，一般而言爐膛內(nèi)的熱煙氣溫度可高達800℃至1000℃，助燃氣體應(yīng)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)生振動的潛能。這也是中小型鍋爐特別容易產(chǎn)生鍋爐震動的原因。
二是鍋爐的爐膛下部是燃燒區(qū),上部與煙道相通,運行時爐膛內(nèi)充滿著不斷流動著的燃燒生成氣體,整個爐膛空間形成了一個氣體流場。爐墻的內(nèi)側(cè)受到爐內(nèi)氣體流場動壓的作用,外側(cè)則受到大氣壓的作用;當(dāng)爐內(nèi)氣流動壓出現(xiàn)波動時,就會激勵爐墻振動,實際生產(chǎn)中受鍋爐煤氣壓力波動大的影響，造成燃燒不穩(wěn)定，爐膛負壓波動較大，內(nèi)外側(cè)壓差變化頻繁，導(dǎo)致鍋爐爐墻振動。
三是爐墻剛性不足，由燃燒動力學(xué)原因引起的爐墻振動不可避免,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,即通過加剛性梁來提高爐墻的剛性。剛性梁的剛性不足或安裝達不到設(shè)計要求都會發(fā)生比較嚴重的爐墻振動。
3.改進措施
由于目前無法使用高溫燃氣輪機尾氣，無法減少熱和冷源交替導(dǎo)致得振動，所以將工作重點放在負荷的調(diào)整與剛性梁的加固上。對于燃燒不穩(wěn)定引起的爐墻振動,應(yīng)通過燃燒調(diào)整試驗降低燃燒壓力脈動，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)整燃燒方式發(fā)現(xiàn)，爐墻振動隨爐膛內(nèi)壓力脈動的大小變化而變化，由此可以確認爐膛內(nèi)燃燒不穩(wěn)定是導(dǎo)致鍋爐爐墻振動的一個原因,在保證鍋爐含氧量,穩(wěn)定爐膛負壓，找到一個最好的高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、冷風(fēng)的配比量，實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒,減輕了爐膛振動。同時對鍋爐結(jié)構(gòu)作局部加固,爐墻振動情況得以改善。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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