1 避免端轴封无名磨擦事故.docx
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1避免端轴封无名磨擦事故
1避免端轴封无名磨擦事故
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避免端轴封无名磨擦事故
王金明
AvoidanceofIndefinableFriction-relatedFailuresinEnd
ShaftSeals
WangJinming
（HuaibeiThermalPowerPlant）
汽轮机端轴封（套圈）磨擦损坏事故，笔者经历或目睹了多次，可分属两种情况：
一是新装机组试运行阶段或投入运行初期即发生了轴封磨擦损坏事故；第二种情况是机组已投入运行相当长的时期，甚至有的机组已运行数年，发生了端轴封磨擦损坏事故（此种情况以后轴封为多见）。
人们对前一种轴封磨损的原因多解释为轴封送汽管路不清洁，异物侵入或安装工作不慎，有遗留杂物在轴封内导致事故。
于是采取了轴封供汽管喷砂处理、蒸汽吹扫等一些行之有效的措施，以及加强安全性检查的办法并收到一定成效。
对第二种轴封磨损的原因也作了较为妥帖的解释：
a.向静止的汽轮机轴封送汽时，没有及时冲转，致使转子产生弯曲磨擦；b.轴封送汽温度高、流量大，过大的热冲击使得原有紧力并不大的轴封套圈膨胀松弛，情况严重时产生间隙，于是产生偏磨擦。
这一情况，高低压端轴封都可能发生。
但因低压端轴封设计上更接近在常温下工作，因此，过高的轴封送汽温度、过大的热冲击，使低压端轴封套圈膨胀松弛，产生磨擦损坏的概率更高。
针对这一情况，人们提出相应的解决方法：
一是汽轮机冲转前不允许向轴封送汽；二是为建立必要的真空而向静止的汽轮机（轴封）送汽时，供气后应尽快冲转，免使轴颈和转子受热不均产生弯曲。
即便如此，过早地向轴封送汽，仍然会使上下缸温差加大，致使汽缸变形，径向间隙减少（不均），致使可能产生磨擦。
因此，轴封送汽与冲转必须同步进行；三是限制轴封供汽温度，减小对轴封套圈的热冲击。
一般把轴封送汽温度控制在180℃以下为宜，而绝不可达到轴封套圈红套温度（220℃）。
这些措施落实之后，确实收到很好效果。
但是，有些机组在上述方方面面的工作，尽管做得都很认真，仍未能免遭端轴封磨擦损坏之灾，又极难确定是哪方面原因导致端轴封磨损。
因此，暂时称为无名磨擦事故。
笔者根据30年来所遇机组运行情况和端轴封无名磨损的情形分析，得出如下结论，供同行参考。
不论新装机组还是在役机组，端轴封磨损的首要原因是由于外来物侵入所致（其次是运行操作方面的原因），尤其是那些工况变化大或经常处于开开停停的机组，轴封送汽管道比较容易产生氧化铁。
当氧化铁脱落被轴封送汽夹带进入轴封内部（最忌片状物侵入），而又不能排出时，即产生磨擦，情况严重时，致使端轴封磨擦损坏。
针对这种情况，笔者认为，不论新老机组，均须在轴封送汽管末端（即端部轴封供汽接口处）加装过滤网，使轴封送汽管道可能脱落的氧化铁被隔拦在轴封之外。
另有一些细小氧化铁颗粒或者因与滤网撞击而致碎的氧化物，即便可能逃脱滤网的隔拦而侵入端轴封内部，也较易从端轴封间隙中随轴封送汽冲入外界。
滤网应选用厚度1.5mm的不锈钢板为母材，于其上攻钻若干孔径为Φ1.5
mm左右的小孔（孔与孔之间相距约一个孔径），就制成了轴封送汽的滤网。
前述运行操作方面的原因，主要是对轴封供汽温度疏于监视，未能及时调整，使轴封供汽温度过高，引起套圈膨胀松弛，继而产生偏磨擦所致。
因此，首先要为运行人员创造一个方便的工作条件，把均压箱蒸汽温度显示引到控制室盘面显赫处，便于观察；更重要的是，轴封送汽温度务必控制在150℃～180℃，而温度上限绝不应超过180℃。
轴封送汽压力不可太高，应控制在0.01～0.03
MPa之间，不应超过0.03
MPa，即能保持运行中真空不下降为准则，并不一定需要保证轴封冒汽管处有蒸汽外溢。
机组运行工作看似简单，实为奥妙无穷，让我们严肃运行纪律，提高运行操作水平，多观察、勤调整，一定能避免这类事故发生。
作者简介：
王金明，男，工程师，235029 安徽省淮北市濉溪路423号淮北市热电厂.
作者单位:
（淮北市热电厂）
[1]
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2超细煤粉的细度对再燃还原NO的影响
［作者：
佚名转贴自：
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2004-3-19文章录入：
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超细煤粉的细度对再燃还原NO的影响
刘忠，阎维平，高正阳，赵莉，王小敏
（华北电力大学动力工程系，河北，保定071003）
摘
要：
以烟煤和褐煤混煤的超细煤粉作为再燃燃料，用N2、O2、CO2、NO配制模拟烟气，在立式携带流反应器中进行了煤粉再燃还原NO的实验，研究了超细煤粉的细度对炉内1300℃高温烟气中再燃还原NO的影响。
结果表明：
①
超细煤粉在再燃区内最佳停留时间约为0.8s；②NO的还原效率随着超细煤粉细度提高而增大；③
在再燃燃料比为20%~25%、再燃区的初始氧浓度为4%~6%的工况范围内，煤粉细度对NO还原效率的影响显著；④
在保证一定的NO排放浓度水平的情况下，使用较细的超细煤粉作为再燃燃料时，可以减少再燃燃料的投入量。
关键词：
超细煤粉；细度；再燃；还原反应；NO；携带流反应器
1引言
目前，在燃料燃烧过程中控制NOx排放的技术包括使用低NOx燃烧器、空气分级、燃料再燃技术等，其中仅利用再燃技术就可以使NOx的排放减少50%~70%[1]。
由于不含N的气态烃容易燃烧，且表现出良好的降低NOx作用，因此，直到目前大多数再燃技术的研究仍然以天然气等气态烃类作为还原燃料[2,3]。
鉴于煤是电力生产的主要一次能源，其中，又以煤粉炉占绝对优势，显然，如果以煤粉作为再燃燃料，就可为实际煤粉炉应用再燃技术提供极为有利的条件。
Maly等[4]的研究表明，煤粉再燃也同样有效，初级的固体燃料如褐煤与天然气的再燃过程相似，当再燃热量的输入超过20%时，可去除70%的NOx。
一些学者[4,5]对褐煤和烟煤作为再燃燃料时的异相反应机理和均相反应机理进行了研究。
其研究结果表明，对于同相反应，高挥发分煤更有利于还原NOx；对于异相反应，煤焦的反应活性越高，还原NOx越有利；煤灰中的CaO对NOx还原具有催化作用，也可能是褐煤再燃还原NOx的重要贡献者。
超细煤粉燃烧是近年来新兴的一种煤粉燃烧方式。
Nakamura等人[6]以超细煤粉为燃料，在700MW机组上进行燃烧实验，结果表明：
超细煤粉燃烧方式稳燃效果好、燃烧效率高、NOx排放低、综合经济性高。
这为再燃技术提供了新的研究思想¾¾超细煤粉用于再燃技术。
本文以烟煤和褐煤混煤的超细煤粉作为再燃燃料，研究煤粉细度对超细煤粉再燃还原NO效率的影响。
2实验系统和测试仪器
2.1实验系统
实验系统如图1所示。
实验反应器炉体主要由保温材料、电加热元件硅碳棒、刚玉炉管以及晶闸管温控系统组成。
刚玉炉管规格为1600mm´
f60mm。
用N2、O2、CO2和NO气体按不同工况要求的比例配制模拟烟气，其中N2为平衡气体。
各气体由高压钢瓶供给，先经减压阀减压，再经玻璃转子流量计进入混气室，各气体成分在混气室均匀混合。
由混气室出来的模拟烟气经三通再分成两路：
一路经球阀与烟气测量系统相连；另一路进入刚玉管。
前者配合玻璃转子流量计和烟气分析仪可随时控制和监测炉体入口气体成分的流量和浓度。
后者经引射器将螺旋给粉机送入的煤粉携带进入刚玉管。
螺旋给粉机可实现定量给粉，引射器可将送入的煤粉团冲击破碎，并与模拟烟气混合均匀。
燃烧产物通过水冷取样枪抽取，经过粉尘过滤器和烟气预处理装置后送入烟气分析仪。
取样枪的位置可根据停留时间变化。
2.2实验设备及测试仪器
主要的实验设备和仪器有：
立式管式携带流反应器及电加热晶闸管温控系统；变频螺旋给粉机；Fisher-Rosmount公司生产的RAE-SL型烟气预处理装置和MLT4
型烟气分析仪；FA2004型精密电子分析天平；转速表；XSB-70B型标准振筛机及金属标准筛；YJF型Bahco粉尘粒度分级仪。
3实验工况
实验用原料煤粉取自某燃用神华烟煤与准格尔褐煤混煤的电厂煤粉仓，煤质分析结果见表1。
将原煤粉用振筛机筛取4种粒度煤粉装瓶备用。
实验工况如表2所示。
其中以RRF表示再燃燃料占总燃料量的比例。
4实验结果及分析
4.1超细煤粉的细度对再燃还原NO效率的影响
按表2的实验工况，在立式管式携带流反应器中进行了煤粉再燃还原NO的实验，比较深入地研究了煤粉细度在炉内1300℃高温烟气中对再燃还原NO的影响规律。
不同工况下的试验结果见图2。
从图2可以看出，再燃煤粉粒度越细小，再燃过程NO还原效率越高。
这是因为在煤粉再燃过程中，煤粉粒度的大小直接影响其挥发分的释放和煤焦的物化特性，进而影响再燃还原NO的效率。
再燃煤粉进入炉膛首先经历一个非稳态快速升温过程，在相同的加热条件下，煤颗粒的升温速率与颗粒粒径的平方成反比[7]。
因此在煤粉再燃过程中，煤颗粒粒径越细小，其升温速率也越高，热分解发生得也越早，释放出的挥发份也越多。
显然，在相同条件下，较细的煤粉能够释放出更多的挥发份，因此有较高的NO还原效率。
煤粉粒度的大小不仅影响到再燃过程的同相还原作用，也影响到异相还原作用。
一方面，煤粉颗粒越细小，煤焦比表面积就越大，单位质量煤粉参与化学反应的表面积就越大，各种相关反应的反应速率就越高，NO还原效率也就越高。
另一方面，较细的煤粉颗粒，挥发份的产率高、释放快。
由于热解的初始产物有相当一部分在颗粒内部向外释放，较小的煤粉颗粒具有较大的比表面积和较小的内部扩散距离，这样，在较高的释放速率下，挥发份以更强烈的“喷射方式”由颗粒内部向外释放，结果导致其表面凹凸较多，孔隙较多、尺寸较大。
这又进一步增大了煤焦的比表面积，也使得煤焦颗粒表面形成更多的活性点，为异向还原反应提供了良好的条件。
因此，在本实验的煤粉粒度范围内，粒径较小的煤粉颗粒热解后形成的煤焦的表面和孔隙结构更有利于异相还原反应。
文[8]对不同粒度的小龙潭褐煤和六枝贫煤热解后生成的煤焦进行外观显微特征的研究，也得到了类似的结论。
另外，由于小粒径的煤粉颗粒能在更短的时间内达到较高的温度，因此，小煤焦颗粒能够在更短的时间内建立起较高的与NO间的异相反应速率。
所以，在相同条件下，较细煤粉的煤焦有更高的NO还原效率。
比较图2各图还可以看出，从再燃燃料比RRF相对于初始氧浓度由高到低，煤粉粒度对再燃还原NO的影响相应地经历一个从不敏感到敏感、再到不敏感的变化过程。
RRF相对于初始氧浓度比较高时，再燃区内煤粉热分解释放挥发份的量很大，CHi、NHi的浓度很高。
虽然较大粒径的煤粉初始升温速率较低，挥发份的释放速率和产率也较低，但是由于没有足够的氧消耗煤粉释放出的挥发份物质，仍然有足够的CHi、NHi与NO反应，形成高达90%以上的NO还原效率。
在这种情况下，虽然较细的煤粉有更高的挥发份产率和更有利于异相还原反应的煤焦表面孔隙结构，但其还原NO效率的增长空间已经很小。
故此时，表现出煤粉细度对再燃还原NO不敏感。
例如，在RRF
=25%，O2=2%时，煤粉细度由小于154mm提高到小于45mm，停留时间为0.8s，NO的还原效率由90%提高到97%，仅提高了7%。
随着再燃区RRF相对于初始氧浓度逐渐减小，煤粉细度对NO还原率的影响逐渐增强。
这是因为，随着再燃区RRF相对于初始氧浓度逐渐减小，再燃区内煤粉热分解释放挥发份更容易与氧反应，被氧消耗的挥发份增加，与NO反应的挥发份相应减少，挥发份还原的NO对总的NO还原的贡献下降，煤焦还原NO的贡献相对增加。
此时，再燃区的NO浓度仍然较高，由于细煤粉有更高的挥发份产率和更有利于异相还原反应的煤焦表面孔隙结构，因此其再燃还原NO的效率较高。
此时，煤粉细度对NO还原效率的影响很大。
例如，在煤粉细度由小于154mm提高到小于45mm，停留时间为0.8s情况下，RRF
=25%，O2=6%时，NO的还原效率由37%提高到75%，提高了38%。
RRF相对于初始氧浓度比较小时，即便较细的煤粉有更高的挥发份产率和更有利于异相还原反应的煤焦表面孔隙结构，但是，由于再燃区氧浓度相对较高，一方面，大部分的挥发份首先被氧消耗掉，只剩下少量的挥发份与NO反应；另一方面，在高浓度氧存在的条件下，煤焦颗粒表面的活性点更多地参与将烟气中CO氧化为CO2，从而大大削弱了煤焦还原NO的反应，降低了NO的异相还原速率，所以NO还原效率较低。
此时，煤粉细度的大小对再燃还原NO的影响不大。
例如，在RRF
=15%，O2=4%，停留时间为0.8s时，煤粉细度由小于154mm提高到小于45mm，NO的还原效率由27%提高到31%，仅提高了4%。
4.2超细煤粉的细度对再燃停留时间的影响
从图2的实验结果可以看到，在前0.8s内随停留时间的增长NO还原率增加幅度较大，当停留时间继续增加时，NO还原效率虽然也增加，但增加幅度较小。
这表明，再燃煤粉在再燃区的停留时间约0.8s时，
NO的还原反应已经进行得相当充分。
从图2的实验结果还可以看到，较细的煤粉在较短的停留时间内，就可以获得较高的NO还原效率。
因此，在相同的条件下，使用较细的煤粉获得相同的再燃还原NO效率，可以适当缩短煤粉在再燃区的停留时间。
但是，如果低于0.6s，即使采用更细的煤粉，NO的还原效率也会大幅度下降。
这是因为煤粉的热解、挥发份的释放以及NO的还原需要一定的反应时间。
要使这些反应得以充分进行，保证0.8s的停留时间是必需的。
[1][2]下一页
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防止炉内结焦
［作者：
jydc三星堆转贴自：
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2004-4-19文章录入：
jydc］
3防止炉内结焦的措施
1.要求输煤认真把好上煤关。
2.严禁机组超出力运行，为防止汽机电液调节系统摆动或因电网影响，而致机组超出力，要求机组最大电负荷不超过325MW，锅炉蒸发量不得大于1004T/H。
3.根据燃烧方式和规程，在锅炉加减负荷要求时，严格执行先加风后加煤；先减煤后减风的原则。
合理调整风煤比，严格控制烟气含氧量在规程范围内。
4.要求各喷燃器内外二次风挡板的开度固定为：
内二次风挡板开度30%，外二次风挡板开度35%，值班员在巡视检查中，要加强对挡板开度的校核，不能随意改变挡板开度，发现设备问题及时联系检修处理。
5.各班应加强对炉膛内部结焦情况的检查，每班不得少于次，发现问题应及时汇报部有关领导。
6.各班在保证每班吹灰一次的过程中，就地检查吹灰减压站的蒸汽参数是否符合要求。
特别是在工况出现异常的情况下可适当对屏过、高再、水平烟道进行选吹，增加重点部位的吹灰次数。
若吹灰器出现问题，应及时联系处理，各班对吹灰一定要保证，如发现漏吹或不吹，将严格追究运行人员责任。
7.尽量减少上磨的运行时间，每周对上磨进行切换运行一次。
8.为保证火焰中心位置，应对捞渣机关断门、炉膛人孔等各部漏风处检查，发现漏风应及时联系处理，并保证水封的严密性。
9.磨煤机出口分离器挡板开度现已重新调整，主控应对磨煤机处理加以控制，在磨煤机处理不足时，应根据磨出力电流、风压等参数判断磨出力是否满足要求，如出现异常，应通知专工处理，不得随意变动磨出口挡板开度。
10.应重点对以下参数进行监视：
氧量表、烟温度、空预器入口烟温、空预器出口烟压、各管壁壁温、减温水量与给水量和主汽流量的分配，发现异常，及时查找原因，并向专工汇报。
11.每班应对省煤器落灰管进行检查，保证下灰量的正常，如发现下灰不畅和堵灰，立即联系检修处理，不得随意停运锁气器的运行。
12.在机组全天大负荷运行情况下，值长在低谷段应请示中调有意将负荷降至230MW，让锅炉掉焦。
13.要求化学专业加强入炉煤的监督化验，及时将结果报锅炉处。
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4浅析#1、2锅炉制粉系统
［作者：
scer转贴自：
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21更新时间：
2004-4-23文章录入：
scer］
4．磨煤机出力分析
4．1我厂用煤分析：
煤种应用基水分Wy%干燥基灰分
Ag%可燃基元素分析应用基低发热量
QrDW
Kcal/kg可燃基挥发分
Vr%分析基水分
Wf%可磨性系数Kkm煤灰熔融性
碳
Cr%氢
Hr%氧
Or%氮
Nr%硫
Sr%变形温度
T1℃
软化温度
T2℃
熔化温度
T3℃
芙蓉煤
6.5
26.0
87.62
3.44
2.16
1.36
5.41
5511
13.28
0.65
1.2
1220
1300
1390
表2芙蓉煤煤质分析
4．2煤的性质分析
煤质的坚硬和松软用可磨性系数Kkm表示，可磨性系数越大，表明煤越容易磨，磨煤粉耗电少,出力就会增加,。
我厂设计用煤可磨性系数为1.3,为软煤.
可磨性系数Kkm=Ebz∕Ex
Ebz—磨标准煤的电耗量瓩小时/吨煤
Ex—磨待测煤的电耗量瓩小时/吨煤
燃料粒度：
指进入磨煤机的煤块大小，煤块大出力就会降低，为了提高磨煤机出力，规定由燃料车间进入磨煤机的煤块不大于25㎜。
燃煤含水量：
含水量主要是指表面水分。
水分大的煤对于输送、干燥、磨碎都带来很多困难，降低磨煤机出力也非常明显。
表面水分受开采方式和雨雪季节的影响，而且由于我厂设计的干煤棚储煤量较小，无法到达全部干煤供应。
所以我厂每年夏天原煤水分急剧增加，据统计数据表明，冬季我厂原煤水分平均值为7～8%，而到了夏季原煤水分平均值高达10～11%。
4．3球磨机的临界转速和工作转速
当球磨机的筒体转速发生变化时，筒中钢球和煤的运转特性也发生变化。
当筒体转速很低时，随着筒体转动，钢球被带到一定高度，在筒体内形成向筒的下部倾斜的状态。
当钢球堆的倾角等于和大于钢球的自然倾角时，钢球就沿着斜面滑下，这样一来对煤的碾磨很差，且不易把煤粉从钢球堆中分离出来，如图－2中
（1）所示。
（1）
（2）（3）
图-2圆筒转速对钢球在筒内运动得影响
（1）转速过慢;
（2）转速适当;（3）转速过快
当球磨机的筒体转速超过一定值后钢球受到的离心力很大，这时候钢球和煤均附在筒壁上一起转动，如图－2中（3）所示。
这时候磨煤作用仍然是很小的。
筒体内钢球产生这种状态时的转速称为临界转速。
当球磨机的筒体转速处在上述两种转速之间，如图－2中
（2）所示，钢球被筒体带到一定的高度后沿抛物线轨迹落下，产生强烈的撞击磨煤作用。
磨煤机在此转速下工作作用最大，我们称次转速为最佳转速。
已知作用在钢球上的离心力P：
P=Gq/g×υ2/RKg
Gq—钢球重量，Kg；
υ—园筒的园周速度，m/s：
υ=2πRn/60；
R—圆筒半径，m；
n—圆筒转速，r/m；
g—重力加速度，m/s2；
由临界转速的概念知，当Gq=P其值为9.8m/s时；n=nlj，
即Gq=Gqυ2/gR=Gq/gR（2πRnlj/60）2
得：
nlj=30/
由式1可见，临界转速与钢球重量无关，只与圆筒的直径D有关，圆筒直径越大，则临界转速越低。
理论上可以推导出磨煤机最佳转速nlj=32/D0.5,我厂#1、2锅炉的磨煤机的实际最佳转速经多次实验后，得出为18.6
r/m。
4.4衬板
运行实践表明,当磨煤机筒体内更换成新的衬板后，磨煤机出力显著增加,电耗下降。
若运行时间较长，衬板磨损后，磨煤机出力逐渐下降。
可见，衬板对磨煤机工作有很大影响。
在磨煤机转速选择中并没有考虑衬板的影响。
实际运行中，钢球在筒体内的旋转速度永远小于筒体本身的旋转速度，两者速度差值决定于钢球和衬板间的摩擦力，摩擦力越大，速度差越小。
所以钢球的最佳工作条件除掉筒体转速外，衬板的结构很重要，衬板与钢球的摩擦力大，就可以在比较低的转速下达到最佳工作条件。
衬板与钢球的摩擦力小，就会有较大的相对滑动，一部分能量消耗在钢球和衬板的摩擦上，而未能用来提升钢球。
所以为了保持磨煤机出力，减小磨煤机电耗和延长检修周期，保证衬板的材质和结构形状是十分必要的。
我厂该型号磨煤机筒内装有波型衬板。
4．4钢球装载量
在磨煤机中所装钢球量的多少，用钢球容积占筒体的百分比表示，称为钢球充满系数，用下式表示：
Ψ=G/ρgqV×100%
G—钢球装载量,t;
V—磨煤机筒体容积,m3;
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