干熄焦副省煤器运行及故障处理

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1给水预热器的工作原理及副省煤器的基本性能参数

给水预热器由不锈钢板式换热器和副省煤器组成,整个给水预热器工作原理如图1所示:副省煤器是为干熄焦设备设计的,用于降低循环气体进入干熄炉的温度,再次冷却被锅炉冷却的循环气体,从而产生热水。另外,产生的热水(约60℃)送至除氧器,达到减少低压蒸汽的输入量,提高热效率。

1.1给水预热器的运行方法

(1)正常运行时各阀按图1要求进行开阀状态管理(其中全黑的在正常生产时为关闭状态)。(2)一般情况下,用控制阀(TCV-将副省煤器入口给水温度控制在约60℃左右,该温度对传热管的腐蚀以及焦粉的附着有缓和恶化的作用,所以是非常重要的,请经常监视和记录。绝对不能让副省煤器入口给水温度长时间在60℃以下运行。(3)在启动或低负荷运行时,副省煤器入口给水温度的控制有时不能自动运行这种情况下,请用手动切换调整。(4)经常监视、记录副省煤器的入口,出口气体压力以及出口气体温度:如果因粉尘的附着而使副省煤器的气体压力损失变大的话,就不能达到额定的循环气体量还会使出口气体温度上升,如果发生这种情况,在年修时要用高压水冲洗。(5)除氧器循环泵一般是在启动时,或停机时使用,由于副省煤器的预热性能劣化或除盐水温度降低而不能保证副省煤器入口给水温度在60℃时,请运行除氧器循环泵。(6)如上述系统图所示,除盐水是由给水热交换器,副省煤器加温的,又由给水热交换器以及旁通水适当地进行减温,然后送至除氧器。因此,正常运行时,虽然没有问题,但除氧器入口给水温度会影响除氧器性能。这是重要因素,要经常监视、记录该温度计。(7)本系统是用副省煤器和给水热交换器组合起来的,可以得到很多方面的平衡,如果用各旁通阀调整开度,会使平衡发生变化。因此,要充分地掌握副省煤器以及给水热交换器周围各阀的型式、特性等。(8)副省煤器入口给水温度是根据干熄售实际业绩规定的60℃,如果有异常的粉尘附着的话,要调香粉尘附着情况,分析气体中的水分,研究设定温度的变更。(9)当安全阀发生异常时,由于阀的误动作会切换容器,除此之外,不会喷出。

1.2副省煤器的基本性能参数

1)设计条件

(1)余热回收给水预热方式(2)数量1台(3)给水温度给水热交换器入口20℃副省煤器入口约60℃  (4)除氧水温度℃  (5)低压蒸汽条件压力1MPaG(10Kg/cmG)(6)入口气体温度约℃

2副省煤器故障

副省煤器的运行环境如图2所示,由循环风机出来的循环气体进入副省煤器之后有一部分通过预存段压力控制放散管进行放散,以保持整个气体循环系统的压力平衡,同时控制预存段压力在微负压,该管段安装在副省煤器出口箱体的顶部,管径为DNmm,并安装有气动调节阀一个,用于控制放散的循环气体量,如图2中所示。另安装有循环气体旁通管,用于控制锅炉入口温度不超过规定要求,当锅炉入口温度偏高时,通过导入部分未经过与焦炭换热的循环气体从而实现控制锅炉入口温度的目的,该管段也安装在副省煤器出口箱体的顶部,管径为DNmm,并安装有气动调节阀一个,用于控制导入的循环气体量,如图2中所示。由于在干熄焦的正常生产过程中锅炉入口温度可控,因此该管段的控制阀几乎很少打开。T/H干熄焦系统在运行三年后,发现副省煤器出现了异响,目随着循环风量的继续增大异响更明显。于2年3月中旬利用定修的机会打开了副省煤器管箱的人孔门,发现其内管道板结,在旁通流量管正上方堆积约有2t板结的焦粉,管道的正上方有水滴往下不断的滴落,且管壁外部板结了一层均匀致密的焦粉,光滑且均匀,管壁厚度由原外径DN28mm增加至约DN35mm.

3原因及处理方法

通过对干熄焦系统工艺进行分析表明,导致副省煤器管道板结的主要原因是由于循环气体部分气体冷凝导致水滴形成,与循环气体中的焦粉形成粘结物,逐步附着于副省煤器管排的外壁,在长时间的运行过程中,附着物逐渐加厚,最终导致管壁增厚,气流通径变小。而从现场检修打开的副省煤器可以看出,气体旁通流量管由于长期没有使用,且其为气动阀,不能完全关闭,因此有微量气体在其中间流过,由于旁通流量连接处的中栓在正常生产过程中均为关闭,导致此部分通流的气体逐步在管道内冷凝,冷凝的水滴返流回副省煤器内部,从而形成焦粉附着物。另一方面,副省煤器靠近气体旁通流量管侧其正下方处的管排上部堆积了厚厚的一层焦粉,也表明了是由于旁通流量管的微量气流形成的冷凝水在长时间生产过程中造成的累积现象。在此次检修过程中将副省煤器顶部的焦粉进行了清除,但由于管壁外部板结有一层均匀致密的焦粉,且管排之间间隙很少,交叉排列气流横段方向只有mm,气体流向(即纵向)只有37.5mm,在采用高压水进行清洗时发现由于没有经过长时间的浸润,且人无法进入其内进行清洗,因此没有明显效果,最终未进行外理。检修结束之后恢复生产仍然有极大的导响,于2年7月利用年修的机会对副省煤器进行了行底清洗,将其板结在管壁的焦粉彻底清洗干净。但在清洗结束之后的水压试验中发现下部换热器有20组管排有不同程度的漏水,由于没有备件,进行了封堵处理,即对漏水管排的入口和出口进行焊接盲板,生产过程中不进水。图3为管排的纵向剖面图。在年修结束后恢复生产后异响得到了彻底解决,没有异响现象的发生。

4副省煤器日常运行方案

由于副省煤器下部换热器进水管道由原有的68排减少至48排,换热效率降低,干熄炉入口温度因此升高至约℃,比原来的℃高约15℃,因此排焦温度也因此有一定程度上升,达到了℃左右。另一方面,由于换热效率的降低,除氧器低压蒸汽的用量比以前有所增加,除氧压力达到了28KPa,除氧器水温方能达到设计要求。针对副省煤器换热效率下降、下部换热器部分管道被封堵的情况,为保证其安全运行,在下级换热器进水时分流部分直接进入上级换热器,确保管道中压力基本平衡,防止下部换热器因压力偏大而受损。具体操作如下:1)部换热器进口集箱旁通阀,阀位大约为1/3,减少下部换热器的进水量,从而降低下部换热器中各管排的进水量,使之符合原设计流量,避免由于压力过高而导致管道超乐破损,同时可以强化管道内的水与循环气体的换热,提高换热效率,虽减少了换热的除盐水量,但整体换热效果将不会受到大的影响,因为48个管排的换热面积一定,而其流量已经达到原设计要求,可以充分换热,保证换热效率。经过1月4日-1月10日的生产实践表明,在旁通阀打开1/3的情况下,副省煤器的入口水温、出口水温及除氧器的入口水温均未有明显变化,因此该方法可行,现已将其作为日常生产过程中的基本要求,确保下部换热器管排的压力不超标,为稳定副省煤器的运行提供保障。2)当干熄焦系统出现停电、水、风、检修等情况时,为保证干熄炉的入口温度不至于降的太低,开启除氧器循环泵,其目的是提高副省煤器入口水温、副省煤器出口水温,防止循环气体在低负荷检修的情况下降低至℃以下而出现露点冷凝现象。当系统准备恢复时,由于在副省内部有蒸汽残留,应采取如下措施:(1)打开副省煤器顶部放空阀,将残留蒸汽排出,当放空阀处有水喷出时,关小副省煤器顶部放空阀。(2)缓慢增加循环风量,对系统进行升温升压工作,并对副省煤器入口水温、副省煤器出口水温进行调整,使副省煤器副省煤器入口水温与出口水温符合工艺要求,即副省煤器入口水温≥60℃,副省煤器出口水温≤℃。3)2年12月18日定修时打开了副省煤器上部与下部换热器的人孔,经观察发现状况良好,没有明显积灰和管道板结现象。结合近5个月的运行经验及副省煤器管道板结原因的分析,决定在以后的日常生产过程中采取如下方案:利用循环气体旁通长期保证一定开度,最低不少于5%的开度,使此段循环气体管道流通顺畅。通过此种方法可以避免循环气体在此段管道中形成结露现象,结露的冷凝水返流回副省煤器管箱并与循环气体中的粉尘粘合,板结于副省煤器管道表面,最终导致副省煤器中循环气体的实际通流面积变少,从而使副省煤器产生振动而影响干熄焦生产的稳定运行。通过以上三种措施的实行,从工艺上缓解了副省煤器由于下部换热器20组管排被封堵而造成的换热效率下降的现象,降低了下部换热器的管排承压,同时通过旁通流量管的开通确保了副省煤器管排表面不出现结露现象,并每半年利用干熄焦定修的机会打开副省煤器各人孔进行检查,掌握其运行的实时状况,确保副省煤器的使用寿命。

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