探究：发电机组启调期间空气预热器着火事故的预防及处理
大容量电站锅炉一般都采用三分仓式回转式空气预热器（简称“空预器”）。三分仓设计的空预器通过三种不同的气流，即烟气、二次风和一次风，三种气流之间各由三组扇形板和轴向密封板相互隔开。
当空预器换热元件经过烟气侧时，烟气携带的一部分热量就传递给换热元件；而当换热元件经过空气侧时又把热量传递给空气，如此周而复始地循环，实现烟气与空气的热量交换。
由于空预器回收了烟气的热量，降低了排烟温度，提高了燃料与空气的初始温度，强化了燃料的燃烧，进一步提高了锅炉效率，因而空预器的运行状态直接关系到锅炉的稳定性和经济性。
为降低机组启动成本，减少燃油消耗，近十年来国内新建机组多采用等离子点火或微油点火技术。国外投产的国产机组，因设计或业主方的原因，目前基本仍采用轻、重油枪二级点火方法。
调试阶段由于设备故障率高、机组启停频繁、低负荷运行时间长等原因，空预器着火事故时有发生，造成了设备及工期的损失。
本文针对空预器着火事故高发的调试阶段，对着火的原因进行分析，对不同的点火方式针对性地提出预防措施，并对着火事故的处理提出建议。
１ 空预器着火原因分析
发生着火的三要素是可燃物、助燃物和一定的温度。
对于空预器而言，空预器着火是沉积在空预器蓄热元件上未燃尽的燃油或煤粉等可燃物经高温烟气加热发生缓慢的放热反应，当达到燃点后发生燃烧的过程。
等离子和微油点火技术分别利用高温电弧和燃油气化燃烧形成的高温火焰直接点燃煤粉。采用轻、重油二级点火方式的机组为节省燃油也会提前投入制粉系统。
由于点火初期锅炉炉膛温度低，燃烧不充分，未燃尽的煤粉或燃油会被烟气携带至空预器区域。
图１为某采用微油点火方式的锅炉在投粉后对飞灰进行取样分析的结果，第１次取样为冷态投粉后约１ｈ，最后一次取样是冷态投粉后约８ｈ，中间每间隔１.５ｈ取样一次。取样结果显示投粉１ｈ后，飞灰含碳量仍高达４０％。
空预器蓄热元件由加工成特殊波纹的薄钢板制成。为增大换热量，增强换热效果，这些薄钢板之间的间隙很小。
如果蓄热元件因焊渣、焊条、保温棉、飞灰等造成局部堵塞，低负荷阶段烟气携带的未燃物会在堵塞部位附着、沉积。
当锅炉负荷升高时，空预器入口烟温也会随之升高，未燃尽煤粉或燃油等沉积物的放热分解反应加剧，从而导致着火。如果沉积物较多，燃烧释放的热量会烧损和熔化蓄热元件，导致事故扩大。
图２为一起空预器着火事故的运行趋势，１８：４５锅炉启动制粉系统，空预器入口烟温逐步升高，沉积在空预器蓄热元件内的未燃尽沉积物着火，引起空预器电流波动，２１：２５就地发现空预器着火。因此空预器着火事故多发于机组启动调试阶段。
２ 空预器着火的预防措施
通过对空预器着火原因的分析，防止空预器着火应从减少未燃物的生成、防止未燃物在空预器蓄热元件沉积、发现异常及时处理等方面入手，需要做好启动前、运行中、停机后等全面的预防措施。
２.１ 启动前的检查
（１）锅炉首次启动前应对锅炉内部、烟风道内部、空预器等位置进行检查，对系统内的保温棉、木板、焊条、焊渣、铁丝等杂物进行清理，经制造、施工、业主、监理、调试、运行等各方验收合格后方可开始启动。
（２）检查回转式空预器出入口烟风挡板，应能ＤＣＳ操作且挡板能全开、关闭严密。
（３）回转式空预器消防水泵应启动备用，以保证空预器消防水系统处于良好的备用状态，具备随时投入条件。
（４）检查空预器吹灰器的行程，重点检查中心筒及转子边缘位置，确保全部蓄热元件都被吹扫到，无死角。如具备条件，可通蒸汽进行实际观察。
（５）燃油雾化蒸汽管道进汽前，检查蒸汽管道至重油管道的吹扫阀是否严密，防止蒸汽进入燃油，造成燃油带水。
（６）按启动规程进行油泄漏试验，检查各油角阀是否严密，防止燃油漏入锅炉。
（７）为提高点火初期煤粉的燃尽率，煤质需达到或优于设计要求。
２.２ 运行中的监视及燃烧调整
（１）空预器投运后，密切关注空预器电流、进出口差压等运行参数。若空预器电流波动过大，需就地检查，并调整空预器密封间隙。如果发生空预器停转事故，立即投入气动马达装置。检查主辅电机停转原因，尽快恢复正常。如果５ｍｉｎ内无法启动空预器，则应停止同侧送引风机运行，关闭空预器进出口烟风挡板，对空预器进行隔离。
（２）维持稳定的辅助蒸汽压力及温度。辅助蒸汽需维持在０．７～０．９ＭＰａ之间，温度２５０℃以上。
（３）锅炉负荷低于２５％额定负荷时应连续吹灰，锅炉负荷大于２５％额定负荷时至少每８ｈ吹灰一次，当回转式空预器烟气侧压差增加或低负荷煤、油混烧时应增加吹灰次数。
（４）采用轻、重油二级点火方式的锅炉，重油油枪投入前，需对重油油罐及炉前重油管道进行放水检查，确认无水排出后方可投用。重油油枪投入时应保证燃油温度和油压在设计范围内，油枪投入后应就地观察油枪雾化情况，通过调整二次风挡板开度，使燃烧完全。一旦发现油枪雾化不好应立即停用，并进行清理检修。
（５）采用等离子或微油点火方式的锅炉，点火前需投入一、二次风暖风器，尽量提高风温，待温度满足条件后方可启动相应的制粉系统。点火后维持各粉管较低的一次风速，可保持在１８～２０ｍ／ｓ。点火后，注意监视并调整等离子或微油点火系统的运行参数在正常范围。
（６）制粉系统投入后，适时地进行燃烧调整，通过调整煤粉细度、制粉系统出口风粉混合物温度、合理配风等手段提高煤粉的燃烬率，使锅炉燃烧状况最佳。
２.３ 停机后的检查
（１）锅炉停运后，当空预器入口烟温降到１５０℃以下时方可停运空预器。
（２）锅炉停炉７ｄ以上时必须对空预器受热面进行检查，若存在挂油垢或积灰堵塞的现象，应及时清理。
（３）若锅炉较长时间低负荷燃油或煤油混烧，可根据具体情况利用停炉对空预器受热面进行检查，重点是检查中层和下层传热元件；若发现有垢时要碱洗，并进行通风干燥
２.４ 采用灵敏度高的火灾报警系统目前仍有很多机组采用热电偶作为空预器火灾报警系统的测温装置。
热电偶安装在烟气侧出口烟道内，这类火灾报警系统结构简单、投资少，但响应慢，当出现报警时火灾已发展到一定程度，错过了事故处理的最佳时机。
红外热点探测系统是采用红外线测温技术来测量受热元件的内部温度。当红外探头测得热点温度在１５０～２００℃时，它就触发报警器报警。这样就可以在达到金属着火温度之前，有时间采取有效的灭火措施，防止蓄热元件燃烧，确保空预器安全运行。
３ 空预器着火后的处理措施
空预器火灾报警系统发出报警后，立即安排人员去就地进行检查，并调取空预器电流、进出口差压、进出口一、二次风及烟气温度等运行参数进行分析。
确认空预器着火后，机组快速降负荷，停运同侧送、引风机，关闭进出口挡板及一二次风联络挡板，对着火空预器进行密闭隔绝。投入空预器蒸汽吹灰，保持空预器运行。如果排烟温度继续上升，就地观察发现明火时，立即手动ＭＦＴ，停止送、引风机运行，投入消防喷淋水进行灭火，直至将空预器的内部温度降低到足够低的水平。参考文献： 刘海明, 宁杰, 罗凯,等. 机组启动调试期间空气预热器着火事故的预防及处理. 湖北电力, 2015, 39(8).
页:
[1]