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伸缩式点火油燃烧装置摆动金属软管损坏原因分析及预防措施

2018-12-11 8:54:11??????点击:

点火油燃烧装置是锅炉点火启动和低负荷稳燃设备,分析油燃烧装置金属软管损坏原因,并对印度某现场油燃烧装置进行改进,获得良好效果。 
  关键词:进退 摆动 金属软管 点火 吹扫 
  1 前言 
  点火油燃烧装置是为电站锅炉启动暖炉和低负荷时稳定燃烧而设计制造的专用设备。伸缩式点火油燃烧装置是通过气缸的进退来实现机械往复运动,从而带动点火设备中的点火枪、油枪及火焰检测探头等的推进及退出。该装置又分为刚性固定式和软管摆动式,其中摆动式油燃烧装置的前端导管部分由金属软管和稳燃罩组焊形成油枪的运动导管,摆动式油枪的前端喷头和后枪管连接也焊接有金属软管,内外金属软管应选择合适的规格和材质,并设计合适的摆动机构,以满足油枪喷射角度上下摆动暗娜忌找蟆8米爸迷诠诘缯竟弦恢笔褂昧己茫谟《饶车绯300MW机组锅炉上使用却出现了大量的损坏,主要损坏部位都是金属软管破损,使油枪无法投运,影响了锅炉点火运行。 
  2 问题提出 
  印度某电厂项目及锅炉概况: 
 ?。?)锅炉蒸发量:1100t/h3 
 ?。?)燃烧方式:直流燃烧器四角切圆燃烧 
 ?。?)制粉系统:ZGM95G型中速磨煤机 
 ?。?)点火及助燃用油:#0轻柴油 
 ?。?)点火油枪数量:12套/炉 
  雾化方式:介质雾化(压缩空气) 
  油枪设计出力:1750Kg/h 
 ?。?)伸缩式油燃烧装置数量:12套/炉 
  推进器行程:400mm 
  该项目在投运后得到现场调试反馈情况,#1机组自运行半年来,期间频繁发生油枪金属软管烧坏现象,据印方业主所说,#1炉在油枪软管烧坏时,曾挪用#2炉油枪;现已全部烧坏油枪共32只,损坏燃烧装置导管10只。据现场反应,各角相比,#2角、#4角烧坏现象更严重些;各层相比,BC层烧坏现象更严重些。图1为现场损坏设备。 
  时隔不久,该电厂#2炉开始点火试运行,在试运行中又有多支点火油枪连续损坏。据现场调试人员反映,锅炉点火启动期间,BC层1#角油枪频繁出现软管破损现象。锅炉启动十余天期间,有8只损坏油枪均来自BC层1#角,其他位置的油枪基本没出现问题。调试人员在这种情况下接连更换油枪,没有能及时分析油枪软管损坏原因,也没有检查油燃烧装置及导管整体情况。直至锅炉停炉消缺期间,将油燃烧装置整体拆卸脱出查看,油燃烧装置在金属软管段已严重损坏,导管已被烧穿一个大洞,造成内壁出现大量尖锐毛刺。 
  3 结构和原因分析 
  伸缩式油燃烧装置主要由组合式气动推进器、安装支架、稳燃罩、油枪和点火枪等组成。该燃烧装置将点火枪、油枪组合在一起,由组合式气动推进器统一控制,可自动完成点火枪、油枪的进、退和点火、燃烧。 
  油枪在进退过程中,由于金属软管的挠性,油枪头及油枪软管会接触到燃烧装置导管内壁,并有相对摩擦。另外锅炉在运行期间,为调节火焰中心高度,煤粉燃烧器会根据需要上下摆动,油枪也会随着二次风喷口同时摆动。油枪会有可能在摆动到极限位置状态下前后进退,此时,油枪头及油枪软管与燃烧装置导管内壁的接触更紧密,摩擦更加剧。此时,油燃烧装置导管如果有异物,或者破损后有尖锐毛刺,将会对油枪软管直接造成损伤。见图2。 
  综上所述,从现场损坏的现象及运动原理分析,油燃烧装置软管和油枪软管大量损坏的原因有以下几点: 
 ?。?)从现场照片看,油燃烧装置导管由于外力导致破损,导管内壁产生很大尖锐的毛刺,在油枪进退过程中损坏油枪软管编网,在油压作用下,破损逐渐增大,燃油泄漏。燃油在炉膛辐射热作用下自燃,将内外软管严重烧蚀。 
 ?。?)油枪如在摆动状态下进退,此过程中,油枪头不断冲击燃烧装置软管内壁。如果次数较多,就会对软管内壁造成疲劳损伤,并不断加剧导致失效。 
 ?。?)在油枪检查过程中,每拆卸一支油枪,均发现油枪内残留有较多燃油。现象是拆卸接头时燃油从软管接头处大量溢出,抽出油枪后,油枪喷头仍较多燃油流出。 
  由此分析,油枪停运后,油枪及炉前管路内的残留燃油,没有得到有效地吹扫,甚至有可能燃油快关阀关闭不能完全严密。而油枪内残留的压力使燃油逐渐流到燃烧装置导管内部,在炉膛辐射热的作用下不断挥发,甚至自燃,从而导致燃烧装置导管烧损。 
  4 改造方案和实施效果 
 ?。?)前文提到的印度某电厂,在#1炉、#2炉停炉期间,陆续拆除问题集中地2台油燃烧装置,发现#1炉BC层2#角和#2炉BC层1#角油燃烧装置导管都有损坏,而且从现场查看,应该是焊接损伤,导管内壁形成尖锐的毛刺,进而损伤了油枪软管。后期,业主对这两台损坏的油燃烧装置进行了更换,之后这两个角的油枪再未出现过损坏。 
 ?。?)针对油枪摆动状态下运动有可能对燃烧装置造成损伤,应将油枪头部设计成圆滑过渡,尽量消减油枪对燃烧装置内壁的冲击。 
 ?。?)保证油枪投运前和停运后的吹扫效果,要求吹扫压缩空气压力不低于0.4Mpa,前后吹扫时间不小于30s,并将吹扫时间编写在点火程序里自动执行。 
 ?。?)检查燃烧装置冷却风的压力和流量,要求冷却风压力和炉膛差压不低于1500Pa,单台冷却风量不低于1.5m3/h。冷却风的作用一是可以对油枪进行冷却,减少喷头结焦,另外若燃烧装置有残油,冷却风可以起到一定的清理作用。 
 ?。?)检查燃油快关阀,保证阀门的严密性,防止燃油泄漏的燃烧装置导管内。 
  通过上述问题检查和改进,印度该电厂遗留的问题在中方调试人员的指导下进行逐一排查解决,后期油燃烧装置及油枪损坏的频率大大减少了。 
  5 结束语 
  通过一系列检查与改进,分析出了燃烧装置及油枪大批量损坏的原因,并通过改进修复了使用,故障率大大减小,维护了国内产品在国际市场的形象和地位。印方业主也认识到了使用维护中主要问题:(1)外力导致损坏;(2)残油没有吹扫干净,就造成了燃油在油枪内高温自燃,轻则导致油枪软管材质物理性能受到影响,韧性强度变差,甚至油枪完全被烧穿。 
  因此,建议业主运行维护人员,现场一定加强检修工作,定期检查清理油枪。使得设备便在良好的运行环境,发挥最大的功效。另外,设备制造厂加强油枪及燃烧装置的出厂检验,保证金属软管的材质和强度满足设计要求,同时加强对业主使用人员的培训,提前预防故障出现。 

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