超临界锅炉常见故障及处理.docx

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超临界锅炉常见故障及处理

锅炉常见故障及处理

第一节超临界直流炉MFT、RB、和FCB

一、超临界直流炉MFT的条件和处理

现代大型直流锅炉自动化程度高且保护装置完善，大多配备由计算机参与控制和保护的燃烧器管理系统（既BMS系统）或炉膛安全监视系统（既FSSS——FURNACESAFEGUARDSUPERISORYSYSTEM），当锅炉一旦发生威胁设备安全的情况时，为了防止造成设备损坏，计算机系统将发生主燃料切断（既MFT——MASTERFUELTRIP）的指令进行自动紧急停炉。

1、超临界直流锅炉自动MFT的条件

超临界直流炉超临界直流锅炉自动MFT的条件应根据机组设备的不同特点，按防止造成锅炉设备损坏的原则进行制定，一般情况下，超临界直流炉发生下列情况之一时应自动MFT：

1）全部燃料中断时（所谓全部燃料中断应包括燃煤、燃油、燃气、既固体、液体、气体等所有燃料中断）。

2）锅炉总风量小于额定风量的30-40%时。

3）全炉膛火焰丧失时。

4）锅炉的给水量在规定时间内，小于规定值时。

5）所有吸风机均停止运行时。

6）所有送风机均停止运行时。

7）所有一次风机均停止运行且无助燃用的液体或气体燃烧器运行时。

8）所有回转式空气预热器均停止运行时。

9）再热器保护动作，引起再热器蒸汽中断（气轮机跳闸、高压旁炉未打开且再热器处烟温超过规定值）时。

10）火焰检测器冷却风母管压力或冷却风与炉膛差压低于规定值时。

11）炉膛压力高于或低于规定值时

12）汽水分离器出口温度超过允许温度。

13）过热器出口温度超过允许温度。

14）汽机跳闸。

15）DCS系统故障。

16）主蒸汽压力超过高限。

17）燃油系统油压低。

2、超临界直流锅炉手动MFT的条件

超临界直流锅炉发生下列情况之一时，应即手动MFT紧急停用锅炉：

1）凡发生达到自动MFT动作条件而保护拒动，或保护因故停用而不动作时。

2）承压部件（如：

水冷壁、屏式过热器、主要汽水管道等）爆破，使工质温度急剧升高，导致管壁严重超温，无法维持锅炉正常运行或威胁人身、设备安全时。

3）可燃物在烟道内再燃烧，使排烟温度不正常地升高至规定值（如200～250℃）或其他值，或使省煤器出口工质汽化，严重影响水冷壁各管屏流量分配时。

4）锅炉燃油管道爆破或燃气管道严重泄漏发生火警，且锅炉运行时无法隔绝，危及设备或人身安全时。

5）锅炉主蒸汽压力超过安全门的起座定值而安全门都不动作，同时汽轮机旁炉和向空排气阀均无法打开时。

6）锅炉安全门动作后无法使其回座，且压力温度参数变化到运行不允许的范围时。

7）炉膛内或烟道内发生爆炸，使设备遭到严重损坏时。

8）计算机和仪表电源失去，使参数无法监视，且5min内未恢复，或计算机和仪表电源失去时机组运行工况不稳时。

3.超临界直流锅炉主燃料跳闸

当由正常连锁装置自动或由操作员手动发出MFT时，所有燃料应立即切除。

如果煤粉喷嘴正在运行，磨煤机应立即解列。

切除磨煤机时会自动程序切除给煤机和关闭热风门挡板。

如果MFT发生时正在燃油，应立即关闭燃油阀和单独的油喷嘴切断阀。

下面的步骤是在紧急状态时地方法：

1）维持机组预设风量对系统吹扫5min。

如果准备热态再次起动，吹扫时的空气流量可以逐步减低到点火风量（30%BMCR）。

2）所有引风机和送风机部解列后的MFT程序：

引风机和送风机出口挡板应打开以使机组处于自然通风状态。

开启风机挡板应确定为定时或控制状态以避免在风机降负荷过程中出现炉膛过高负压。

风机出口挡板应维持开启状态至少15min。

在15min的运转期间，引风机和送风机不应启动。

在15min的运转结束后，引风机和送风机可根据相应的启动程序进行启动。

如果机组超时无法再次启动，应维持原有通风方式不变。

3）当机组发生燃料切断时正在燃油运行，应使相应喷嘴切断阀关闭。

如果稍后将马上启动，油枪不需要进行清扫。

否则油枪应退出、清扫后再重新投入使用。

4）在燃料切断过程中,如果所有辅助电源失去,电源恢复后应启动风机吹扫炉膛5min并转动空气预热器，注意观察空气预热器的相关仪表。

5）当发生燃料切断时，磨煤机正在运行，应继续清除磨煤机内的煤且尽可能按照如下程序进行；

a）关闭所有已停用磨煤机处口门。

防止磨煤机再次启动突然炉膛压力升高使炉膛烟气经煤粉管道进入磨煤机。

b）建立足够的点火能量后启动磨煤机。

c）清理磨煤机。

如果由于负荷条件或BMS系统要求，不可能建立所有磨煤机的点火许可条件和清理磨煤机内煤的条件，此时任何无关磨煤机的出口门应打开以允许冷空气流入磨煤机，保持出口门开启状态直到磨煤机具备清理条件后再重新启动。

每次另外磨煤机投运或退出、已停用磨煤机的清理应再次采取临时隔离措施。

（1）如果磨煤机继续运转，当磨煤机电流下降时应启动相关给煤机。

当给煤机启动时，开启热风隔绝门并使磨煤机上升到正常的运行温度。

一定负荷下的磨煤跳闸操作程序应是在相关给煤机启动前只维持冷风运转。

（2）如果磨煤机不能继续运转，应在完全清空磨煤机后停。

磨煤机出口门应保持开启以允许冷风通过磨煤机。

6）在紧急跳闸情况下磨煤机内的剩余燃料可能会导致自燃。

如果机组不能在合理时间内（45min）重新启动应清空磨煤机，然后使磨煤机冷却到环境温度首动停运。

如果不能进行这些操作，隔绝磨煤机并关闭所有进出口门防止炉膛烟气进入。

7）解列后操作程序

MFT后炉膛必须立即吹扫。

尽可能快地清空磨煤机。

在打开汽轮机进汽阀前，启动点火阶段必须恢复燃料系统。

必须重新设定启动程序。

注意：

应密切关注蒸汽带水情况以防炉水进入汽轮机，例如

（1）不明原因的主汽温和再热汽温突然降低。

（2）由于水击引起的蒸汽管的振动。

（3）汽轮机监视仪表显示异常振动和不均匀膨胀。

必须准备防止汽轮机进水的必要处理方法。

在机组重新启动阶段，对汽轮机故障和锅炉水进入汽轮机必须特别注意。

在主蒸汽管和冷再管可能会有水凝结、启动分离器的异常高水位也会使炉水进入过热器、减温器的不正常打开和喷水控制阀泄漏也会导致炉水进入过热器或再热器。

必须防止由于疏忽导致的炉水进入蒸汽管的情况。

在开启汽轮机截止阀前必须对蒸汽管疏水。

二、RB、和FCB及燃烧的切投控制

当发生电力系统事故而使主开关跳闸时，汽轮发电机应实现无负荷运行或带厂用电运行；当汽轮发电机故障跳闸，机组应实现停机不停炉的运行方式，既具有FCB（FastCutBack）功能，维持锅炉最低负荷运行，蒸汽经汽机旁路系统进入凝汽器。

待事故原因消除后，机组可以进行热态启动，从而可迅速并网发电。

锅炉在低负荷运行时，要切除部分煤粉燃烧器，为稳定炉内煤粉燃烧，还要投运部分点火油枪。

当发生FCB时，哪些煤粉燃烧器应保留，哪些煤粉燃烧器应切除，投运哪些油枪助燃，按原来燃烧器运行工况进行预先设定的切投工况，并应由FSSS自动完成投切燃烧器的工作。

锅炉主要辅机发生故障时，机组也应紧急降至运行辅机所能允许的负荷（RB）运行。

这时锅炉也应切除部分燃烧器，按炉内稳定燃烧要求，决定是否要投油枪助燃等。

当发生RB时，机组协调控制系统快速选择维持运行辅机所能允许的相应负荷，机组运行方式切换到汽机跟踪负荷不可调的运行方式。

FSSS自动选择最佳燃烧器运行层数，并快速切除部分煤粉燃烧器，并根据炉内燃烧稳定要求，决定是否要投运部分油枪助燃。

对于RB工况，送风机一台脱扣、或汽动给水泵一台脱扣（电动泵自启动失败），均为50%RB。

当送风机脱扣引起50%RB，燃料缩减速度要求快些，同时快速停运磨煤机（中速磨直吹式系统）或停运给粉机（中间储仓式制粉系统）；如由汽动给水泵引起的50%RB则不需要快速停运磨煤机，而可先停给煤机（中速直吹式制粉系统），既按正常停运制粉系统操作进行。

50%RB的燃烧器切除、保留的工况。

第二节超临界直流锅炉给水温度的突降

一、给水温度突降对直流锅炉参数的影响

直流锅炉由于其循环倍率等于1，工质在直流锅炉内一次完成加热、蒸发、过热三个阶段。

在直流锅炉中，这三个阶段是没有固定的分界的，它们降随着锅炉工况的变化而变化。

当给水温度发生突降时，由于加热段延长，蒸发后移，造成过热段缩短，最终必将造成主蒸汽温度的突降。

直流锅炉的这一特性，与汽包锅炉给水温度下降时主蒸汽温度反而升高是截然不同的。

二、直流锅炉给水温度突降的原因

高加退出运行，是造成锅炉给水温度突降的主要原因。

当高加水管严重泄漏或爆破时将造成高水位保护动作而紧急停用。

由于高加保护装置误动、或运行人员在高加有严重缺陷时的手动紧急停用等，均是高加退出运行的常见原因。

其次，高加汽、水管道或阀门爆破时，由于加热蒸汽量减少或通过高加的水量增大也造成给水温度的较大幅度下降。

此外，由于除氧器压力降低造成高加进水温度的下降也是锅炉给水温度下降的原因之一。

三、直流锅炉给水温度突降的处理

正常运行中发生给水温度突降时应迅速查明故障原因，并根据不同的情况作相应的处理。

机组满负荷运行时，如发生高加保护动作或紧急退出运行，为防止汽轮机中、低压缸过负荷，应马上按有关规定降低机组和锅炉负荷。

在负荷不超过规定值的情况下，为了避免处理中对机组功率及锅炉燃烧工况造成不必要的挠动，燃料量可保持不变。

在此基础上根据给水温度下降的幅度，按比例减少给水量，维持包覆管出口及低过出口温度正常。

与此同时，及时调整减温水量，保持主蒸汽温度正常。

当给水自动动作不正常时，应及时切至手操进行处理。

由于锅炉本身具有一定的蓄热，且温度较低的给水进入锅炉各受热面需要一定的时间，因此当发生给水温度突降时，锅炉各段工质温度将延迟一段时间后才开始陆续下降。

由此可见，给水流量的减少不应与给水温度的下降同步，而应滞后一段时间。

运行经验表明，待省煤器出口温度发生变化后再开始减水较为适宜,一般这段滞后时间约为3min左右。

减水的幅度与当时锅炉负荷的高低有直接关系，1000t/h直流锅炉当蒸发量在800～1000t/h范围内时，给水温度每下降1℃约需减少给水流量1.3～1.6t/h。

机组高负荷运行时，如发生高加突然退出运行，当机组采用机跟炉控制方式运行时，很有可能造成机组负荷瞬时超限和再热器进、出口压力升高、再热器安全门起座或低压旁路阀自行打开，高加全部停用时机组负荷将上升20MW。

如机组采用炉跟机控制方式运行时，则有可能造成主蒸汽压力的突升或高压旁路阀自行打开，对此，必须迅速降低锅炉负荷尽快恢复主蒸汽和再热蒸汽压力正常，关闭已打开的高、低压旁路阀，将起座的安全门回座。

对于采用汽动给水泵的锅炉而言，在发生安全门起座、向空排汽阀或高、低压旁路阀打开时，还应特别注意由于抽汽压力降低而可能造成的给水压力下降。

高加汽水、管道或阀门发生爆破时可听到爆破声和汽水外喷声，爆破点附近汽水弥漫，事故处理时应特别注意人身安全。

当给水管道爆破时还将造成给水压力下降。

当采用开大给水调节门，降低主汽压力措施后，如给水流量尚能维持在额定流量低30%以上时，应即紧急降低机组负荷，维持燃料与给水的比例正常，调整风量，控制锅炉各工况正常，汇报总工程师，要求申请停炉。

当给水流量低至紧急停炉低条件时自动MFT将动作，否则应手动MFT紧急停用锅炉。

凡因汽水中断而停炉者，应对受热面进性全面检查，只有在确认无过热和损失现象后方可向锅炉进水。

第三节超临界锅炉受热面的损坏

一、锅炉受热面的影响

在锅炉设备的各类事故中，受热面（省煤器、水冷壁、过热器、再热器）泄漏、爆破等损坏事故最为普遍，约占各类事故总数的30%左右。

锅炉受热面一旦发生泄漏或爆破，大多均须停炉后方可处理，由此造成的经济损失将是巨大的。

当受热面发生爆破时，由于大量汽水外喷将对锅炉运行工况产生较大的扰动，爆破侧烟温将明显降低，使锅炉两侧烟温偏差增大，给参数的控制调整带来了困难。

水冷壁发生爆管时，还降影响锅炉燃烧稳定性，严重时甚至会造成锅炉熄火。

当受热面发生泄漏或爆破后，如不及