论文部分内容阅读
【摘要】本文分析了锅炉引风机产生积灰振动的原因,据此提出相应的预防措施并进行技术改造,通过试验分析了改造后的效果,结果表明采取的措施可以很好地解决锅炉引风机积灰振动的问题。
【关键词】锅炉引风机 积灰 振动 试验分析
【中图分类号】TK223.7 【文献标识码】A 【文章编号】1673-8209(2009)12-0-01
在一些中小型电厂锅炉系统中,除尘器常采用文丘里一水膜除尘器,由于设计和运行中的一些问题,往往造成除尘效率低于设计值、有一些细小的粉尘随着烟气进入引风机中。在北方的冬季,由于气温比较低,随烟气进入引风机的水蒸汽会冷却凝结,与粉尘混合在一起时形成粘度很大的灰浆,粘结在风机叶片及叶轮前、后盘上,形成比较坚硬的灰壳并逐渐增厚。当部分灰壳在自重和离心力共同作用下脱落时,风机转子的平衡即被破坏,风机整体会产生振动。引风机积灰振动不仅降低机组的经济性,同时对机组的安全生产也会造成一定的影响,严重时甚至需要停炉检修,防止引风机积灰振动成为亟待解决的研究课题。
防止引风机积灰振动的途径有3种:其一是提高麻石水膜除尘器的分离效率,减少粉尘和水滴进入引风机的机会,从根本上解决积灰振动问题。但由于水蒸汽会发生凝结,同时也受水质、除尘器现有结构及运行人员习惯操作方式等因素的影响,一般很难实现;其二是提高除尘器后烟气的温度,使烟气温度高于水蒸汽的露点,防止在叶片上积灰,但无论是使用烟气旁路加温还是使用蒸汽加温,都需要对系统进行较大的改动,这种办法既受现场设备场地的限制,又受烟气带水量的影响,投资也比较大,实际效果也不理想;其三是允许少量粉尘及水分进入引风机,而采取一些措施防止在转子上积灰,避免引风机的振动,这种方法设备简单,引风机改动量小,只要设计合理会取得较好的效果。本文采取的喷嘴吹扫方法就属此类方法。
吉林省洮南热电厂有三台75t/h的锅炉,除尘采用水膜除尘器,引风机积灰严重,影响了机组的正常运行,造成巨大的经济损失,同时由于积灰脱落造成引风机振动,还存在安全隐患。
基于上述原因,决定对引风机进行技术改造,以减轻甚至消除积灰问题。电厂采用由东北电力大学设计研制的“防止引风机积灰与振动装置”,对锅炉引风机进行技术改造,为了对改造的效果进行评估,分析改造前后引风机各项性能尤其是积灰和振动,进行了试验研究工作。
1 引风机改造前概况
吉林省洮南热电厂有三台75t/h的锅炉,除尘采用水膜除尘器,该除尘器除尘效率明显低于设计指标,一些未被分离除掉的细小粉尘随着烟气进入引风机中。除尘器的气、水分离装置运行效果不好,致使一部分微小水滴被烟气带入风机中,水分和灰尘混合在一起时,形成粘度很大的灰浆,并粘结在风机叶片及叶轮前、后盘上,形成比较坚硬的灰壳。灰层形成的时间短、厚度大,最厚时可达30mm左右,而且在测试中我们发现积灰大多发生在叶片的非工作面上,在工作面上积灰较少。当灰层脱落时,会使风机转子的平衡遭到破坏,轴承双幅振动值高达0.3—0.4mm,最严重时达0.6—0.8mm(正常值应在0.08mm以下),造成频繁停机进行人工清灰,严重时每周都要清灰2～3次,不仅在经济上造成严重的损失,还在安全上造成隐患,严重时若不及时处理可能会造成“飞车”事故。同时也大大增加了运行人员的维护工作量。
2 防止引风机积灰振动的工作原理及采取措施
2.1 工作原理
为解决洮南热电厂引风机积灰振动问题,引进 “防止引风机积灰振动装置”,其工作原理为:对于机翼型叶片的风机,叶片在工作过程中存在工作面和非工作面。对于叶片的工作面,运行中不会发生积灰现象,在除尘器分离效率低时,仅会发生磨损;而对于非工作面,无论除尘器分离效果好坏,都不同程度的存在积灰,这是由于非工作面会产生一定的涡流区,致使灰尘沉积在叶片上。潮湿的粉尘刚粘附到叶片时质地比较松软,经过一段时间后,灰中的水分逐渐蒸发形成了水泥状坚硬的的灰壳,随着时间的推移灰壳不断加厚,致使灰壳的局部脱落,造成风机振动。因此,研制的积灰吹扫装置改变风机叶片非工作面上的涡流区的流场,通过高速气流的动量,将刚刚粘附到叶片上的松软积灰吹掉,防止其不断加厚,从而可以避免风机积灰振动。
2.2 采取的措施
在引风机上加装一组喷嘴,利用引风机本身的压头将一部分烟气吸入射流喷嘴组入口,然后再以很高的速度喷射到叶片的非工作面,叶轮每转一周,叶片被依次吹扫一遍,通过气流连续吹扫达到防止粉尘沉积加厚的效果,再循环的烟气量可以调节。在实际安装时,也可以将射流喷嘴组入口端引出风机,利用引风机压头吸取环境空气吹扫。采用后一种形式该装置还有清除积灰的功能,当发现引风机有积灰时可以在喷嘴组母管入口加入适量细砂,人为造成一种磨损的状态,用高速细砂撞击叶片上的积灰,以达到清灰、防振的目的。
2.3 喷嘴吹扫装置的主要设计参数
2.3.1 引风机设计规范
引风机型号:Y4--73--llNo18D
转 速:960r/min
压 头:2790Pa
流 量:169910m3/h
2.3.2 喷嘴出口流速
理论计算流速:59.2m/s
实际流速:68.1 m/s
2.3.3再循环烟气量
再循环烟气量:0.62 m3/s
3 测试试验的目的
洮南热电厂引风机安装“防止引风机积灰与振动装置”的技术改造项目,是为了减轻甚至消除本电厂锅炉引风机存在的积灰和振动问题,改造后性能试验的目的就是鉴定技术改造后的效果,并对其进行分析评价。
4 引风机改造后运行及试验效果
引风机加装防止积灰和振动的装置后,其积灰现象基本被消除,在改造后一年的运行期间,振动现象基本消失,经测
定振动值已降到0.02—0.04mm的正常范围内。停机检查发现引风机叶片上只有不到1mm的散薄粘灰,自加装该装置后没有发生因积灰引起的引风机事故。
改造后新风机的其他性能测试试验结果如下:
1)满负荷运行时,在低速运行时挡板开度引风机甲100%,引风机乙50%,除尘器前氧量已达5%,表明风机的风量足够,并有一定的富裕量。
2) 风机试验过程中,引风机甲(开度100%)的风量为169340m3/h,风机全压为2880Pa。
5 结论
通过对洮南热电厂锅炉引风机加装的“防止引风机积灰和振动装置”的测试试验,得到如下结论:
1)加装装置后引风机积灰现象明显减轻,长时间运行积灰保持在很薄的厚度,不会引起引风机的其他事故;
2)引风机振动幅度显著降低,已经达到风机正常运行所允许的范围;
3)改造后风机的各项性能指标仍然可以达到设计所要求的数值,没有影响风机效能的正常发挥。
【关键词】锅炉引风机 积灰 振动 试验分析
【中图分类号】TK223.7 【文献标识码】A 【文章编号】1673-8209(2009)12-0-01
在一些中小型电厂锅炉系统中,除尘器常采用文丘里一水膜除尘器,由于设计和运行中的一些问题,往往造成除尘效率低于设计值、有一些细小的粉尘随着烟气进入引风机中。在北方的冬季,由于气温比较低,随烟气进入引风机的水蒸汽会冷却凝结,与粉尘混合在一起时形成粘度很大的灰浆,粘结在风机叶片及叶轮前、后盘上,形成比较坚硬的灰壳并逐渐增厚。当部分灰壳在自重和离心力共同作用下脱落时,风机转子的平衡即被破坏,风机整体会产生振动。引风机积灰振动不仅降低机组的经济性,同时对机组的安全生产也会造成一定的影响,严重时甚至需要停炉检修,防止引风机积灰振动成为亟待解决的研究课题。
防止引风机积灰振动的途径有3种:其一是提高麻石水膜除尘器的分离效率,减少粉尘和水滴进入引风机的机会,从根本上解决积灰振动问题。但由于水蒸汽会发生凝结,同时也受水质、除尘器现有结构及运行人员习惯操作方式等因素的影响,一般很难实现;其二是提高除尘器后烟气的温度,使烟气温度高于水蒸汽的露点,防止在叶片上积灰,但无论是使用烟气旁路加温还是使用蒸汽加温,都需要对系统进行较大的改动,这种办法既受现场设备场地的限制,又受烟气带水量的影响,投资也比较大,实际效果也不理想;其三是允许少量粉尘及水分进入引风机,而采取一些措施防止在转子上积灰,避免引风机的振动,这种方法设备简单,引风机改动量小,只要设计合理会取得较好的效果。本文采取的喷嘴吹扫方法就属此类方法。
吉林省洮南热电厂有三台75t/h的锅炉,除尘采用水膜除尘器,引风机积灰严重,影响了机组的正常运行,造成巨大的经济损失,同时由于积灰脱落造成引风机振动,还存在安全隐患。
基于上述原因,决定对引风机进行技术改造,以减轻甚至消除积灰问题。电厂采用由东北电力大学设计研制的“防止引风机积灰与振动装置”,对锅炉引风机进行技术改造,为了对改造的效果进行评估,分析改造前后引风机各项性能尤其是积灰和振动,进行了试验研究工作。
1 引风机改造前概况
吉林省洮南热电厂有三台75t/h的锅炉,除尘采用水膜除尘器,该除尘器除尘效率明显低于设计指标,一些未被分离除掉的细小粉尘随着烟气进入引风机中。除尘器的气、水分离装置运行效果不好,致使一部分微小水滴被烟气带入风机中,水分和灰尘混合在一起时,形成粘度很大的灰浆,并粘结在风机叶片及叶轮前、后盘上,形成比较坚硬的灰壳。灰层形成的时间短、厚度大,最厚时可达30mm左右,而且在测试中我们发现积灰大多发生在叶片的非工作面上,在工作面上积灰较少。当灰层脱落时,会使风机转子的平衡遭到破坏,轴承双幅振动值高达0.3—0.4mm,最严重时达0.6—0.8mm(正常值应在0.08mm以下),造成频繁停机进行人工清灰,严重时每周都要清灰2～3次,不仅在经济上造成严重的损失,还在安全上造成隐患,严重时若不及时处理可能会造成“飞车”事故。同时也大大增加了运行人员的维护工作量。
2 防止引风机积灰振动的工作原理及采取措施
2.1 工作原理
为解决洮南热电厂引风机积灰振动问题,引进 “防止引风机积灰振动装置”,其工作原理为:对于机翼型叶片的风机,叶片在工作过程中存在工作面和非工作面。对于叶片的工作面,运行中不会发生积灰现象,在除尘器分离效率低时,仅会发生磨损;而对于非工作面,无论除尘器分离效果好坏,都不同程度的存在积灰,这是由于非工作面会产生一定的涡流区,致使灰尘沉积在叶片上。潮湿的粉尘刚粘附到叶片时质地比较松软,经过一段时间后,灰中的水分逐渐蒸发形成了水泥状坚硬的的灰壳,随着时间的推移灰壳不断加厚,致使灰壳的局部脱落,造成风机振动。因此,研制的积灰吹扫装置改变风机叶片非工作面上的涡流区的流场,通过高速气流的动量,将刚刚粘附到叶片上的松软积灰吹掉,防止其不断加厚,从而可以避免风机积灰振动。
2.2 采取的措施
在引风机上加装一组喷嘴,利用引风机本身的压头将一部分烟气吸入射流喷嘴组入口,然后再以很高的速度喷射到叶片的非工作面,叶轮每转一周,叶片被依次吹扫一遍,通过气流连续吹扫达到防止粉尘沉积加厚的效果,再循环的烟气量可以调节。在实际安装时,也可以将射流喷嘴组入口端引出风机,利用引风机压头吸取环境空气吹扫。采用后一种形式该装置还有清除积灰的功能,当发现引风机有积灰时可以在喷嘴组母管入口加入适量细砂,人为造成一种磨损的状态,用高速细砂撞击叶片上的积灰,以达到清灰、防振的目的。
2.3 喷嘴吹扫装置的主要设计参数
2.3.1 引风机设计规范
引风机型号:Y4--73--llNo18D
转 速:960r/min
压 头:2790Pa
流 量:169910m3/h
2.3.2 喷嘴出口流速
理论计算流速:59.2m/s
实际流速:68.1 m/s
2.3.3再循环烟气量
再循环烟气量:0.62 m3/s
3 测试试验的目的
洮南热电厂引风机安装“防止引风机积灰与振动装置”的技术改造项目,是为了减轻甚至消除本电厂锅炉引风机存在的积灰和振动问题,改造后性能试验的目的就是鉴定技术改造后的效果,并对其进行分析评价。
4 引风机改造后运行及试验效果
引风机加装防止积灰和振动的装置后,其积灰现象基本被消除,在改造后一年的运行期间,振动现象基本消失,经测
定振动值已降到0.02—0.04mm的正常范围内。停机检查发现引风机叶片上只有不到1mm的散薄粘灰,自加装该装置后没有发生因积灰引起的引风机事故。
改造后新风机的其他性能测试试验结果如下:
1)满负荷运行时,在低速运行时挡板开度引风机甲100%,引风机乙50%,除尘器前氧量已达5%,表明风机的风量足够,并有一定的富裕量。
2) 风机试验过程中,引风机甲(开度100%)的风量为169340m3/h,风机全压为2880Pa。
5 结论
通过对洮南热电厂锅炉引风机加装的“防止引风机积灰和振动装置”的测试试验,得到如下结论:
1)加装装置后引风机积灰现象明显减轻,长时间运行积灰保持在很薄的厚度,不会引起引风机的其他事故;
2)引风机振动幅度显著降低,已经达到风机正常运行所允许的范围;
3)改造后风机的各项性能指标仍然可以达到设计所要求的数值,没有影响风机效能的正常发挥。