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0、引言
    循環(huán)流化床( CFB)燃燒技術(shù)是一種新型高效、低污染清潔燃燒技術(shù)，循環(huán)流化床燃燒方式使床內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流和物料循環(huán)，在往復(fù)循環(huán)燃燒的作用下，加劇了爐內(nèi)“四管”的磨損，其燃燒方式?jīng)Q定了“四管”泄漏的幾率遠(yuǎn)大于煤粉爐。某電廠#5，#6鍋爐型號(hào)為SG - 1036/17.5- M4506，安裝了l套QN/XL型爐管泄漏自動(dòng)報(bào)警裝置。該電廠自2010年6月投產(chǎn)以來(lái)，鍋爐多次發(fā)生過(guò)熱器、再熱器爆管，使機(jī)組被迫停運(yùn)，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。在機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行中，因CFB鍋爐的泄漏無(wú)法避免，運(yùn)行人員不僅要做好各項(xiàng)預(yù)防措施，還應(yīng)對(duì)泄漏現(xiàn)象仔細(xì)分析，及早發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理。通過(guò)查看分散控制系統(tǒng)(DCS)參數(shù)的歷史曲線可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生泄漏的初期或中期，一些相關(guān)參數(shù)會(huì)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，而這時(shí)距發(fā)展成嚴(yán)重泄漏、機(jī)組無(wú)法維持穩(wěn)定運(yùn)行而被迫跳閘停爐還有一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，這段時(shí)間完全可以讓運(yùn)行人員申請(qǐng)滑參數(shù)停爐停機(jī)。
L、泄漏現(xiàn)象分析
    鍋爐泄漏的初期或中期，泄漏量較小時(shí)，DCS參數(shù)的變化不明顯，鍋爐會(huì)通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)，增加燃料量來(lái)維持機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行，一些相關(guān)參數(shù)在～定范圍內(nèi)波動(dòng)后會(huì)緩慢恢復(fù)至正常值。雖然DCS參數(shù)的變化不明顯，但還是可以捕捉到這些參數(shù)的變化，加以分析就可以判斷出是否有泄漏發(fā)生。當(dāng)鍋爐發(fā)生泄漏時(shí)主要有以下幾方面的現(xiàn)象：
    (l)補(bǔ)水率大幅增加。補(bǔ)水率為鍋爐每小時(shí)的補(bǔ)水量除以鍋爐的總蒸發(fā)量，它比較直觀地反映了鍋爐或汽輪機(jī)是否有較大的泄漏。當(dāng)泄漏發(fā)生時(shí)，部分汽水外漏，不能循環(huán)使用，需增加給水流量，使除氧器水位降低；為維持除氧器水位，又要增大凝結(jié)水流量，凝汽器水位降低；為維持凝汽器水位，必須加大凝汽器補(bǔ)水量，從而機(jī)組補(bǔ)水率大幅增加。該電廠的補(bǔ)水率設(shè)計(jì)值為1.0%，正常運(yùn)行時(shí)不允許超過(guò)1.5%，若補(bǔ)水率超過(guò)1.5%，應(yīng)當(dāng)引起運(yùn)行人員注意，立即檢查是否有爐管泄漏發(fā)生。有較大泄漏時(shí)，給水流量與總蒸發(fā)量將會(huì)出現(xiàn)較大的偏差。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    (2)過(guò)熱器、再熱器出口汽溫溫降大。鍋爐在正常穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，過(guò)熱器、再熱器出口汽溫一般穩(wěn)定在額定值535℃附近，不會(huì)發(fā)生大幅變化。當(dāng)爐管發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏側(cè)的煙溫會(huì)下降，使相應(yīng)側(cè)的過(guò)熱器或再熱器出口汽溫在一定范圍內(nèi)下降。由于汽水泄漏造成了部分熱損失，機(jī)組負(fù)荷會(huì)略有下降，鍋爐主控輸出自動(dòng)增加，從而導(dǎo)致燃料量增加、爐膛出口的煙氣流量增加、煙溫升高，使汽溫上升至額定值，以維持機(jī)組負(fù)荷。
    (3)爐膛負(fù)壓變化。鍋爐正常穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，爐膛負(fù)壓會(huì)在-50—50 Pa波動(dòng)。當(dāng)鍋爐發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏側(cè)的負(fù)壓值會(huì)下降或變?yōu)檎龎海�這與鍋爐燃燒不穩(wěn)引起的負(fù)壓波動(dòng)不同。鍋爐燃燒不穩(wěn)時(shí)，負(fù)壓會(huì)正、負(fù)往返波動(dòng)；而鍋爐泄漏發(fā)生時(shí)，會(huì)引起負(fù)壓下降或突然變?yōu)檎龎骸Ｈ翦仩t在初始階段泄漏，在風(fēng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用下（初始階段引風(fēng)機(jī)出力變化不大，風(fēng)機(jī)電流幾乎沒(méi)有變化），負(fù)壓的變化不會(huì)太明顯，即使負(fù)壓有一定下降，也會(huì)慢慢升上來(lái)；若鍋爐發(fā)生嚴(yán)重泄漏時(shí)，負(fù)壓會(huì)瞬間巨幅下降，可能觸發(fā)爐膛負(fù)壓高三值壓力開關(guān)，主燃料跳閘（MFT）保護(hù)動(dòng)作。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)爐膛負(fù)壓超過(guò)+100 Pa且有繼續(xù)下降的趨勢(shì)時(shí)，說(shuō)明鍋爐的泄漏已經(jīng)比較嚴(yán)重。
    (4)機(jī)組負(fù)荷、主蒸汽壓力略有下降。機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，鍋爐總?cè)剂狭坎蛔儯�送、引風(fēng)量不變，機(jī)組負(fù)荷和主蒸汽壓力都不會(huì)發(fā)生太大的變化。當(dāng)鍋爐發(fā)生泄漏時(shí)，主蒸汽壓力、溫度會(huì)緩慢下降，機(jī)組負(fù)荷也會(huì)隨之略有下降。當(dāng)機(jī)組實(shí)際負(fù)荷與負(fù)荷指令出現(xiàn)一定偏差時(shí)，鍋爐主控輸出會(huì)上升，使燃料量增加，主蒸汽壓力、溫度隨之緩慢回升，使機(jī)組維持正常負(fù)荷運(yùn)行。
    (5)爐管泄漏自動(dòng)報(bào)警裝置報(bào)警。當(dāng)鍋爐發(fā)生泄漏時(shí)，DCS報(bào)警畫面上會(huì)有泄漏裝置發(fā)來(lái)的報(bào)警信號(hào)；同時(shí)，在工控機(jī)上可以看到泄漏的大致位置并會(huì)發(fā)出刺耳的報(bào)警聲，就地泄漏點(diǎn)附近的人孔、檢查孔等可能冒煙或汽、水等。但泄漏報(bào)警裝置容易誤報(bào)，也有時(shí)候遲遲不報(bào)，可將泄漏裝置的報(bào)警信號(hào)作為參考，結(jié)合其他參數(shù)判斷是否發(fā)生泄漏。
2、DCS參數(shù)歷史曲線分析
    通過(guò)分析泄漏現(xiàn)象可知，當(dāng)鍋爐發(fā)生泄漏時(shí)，在某一段時(shí)間內(nèi)，補(bǔ)水率、爐膛負(fù)壓、過(guò)熱器出口溫度、再熱器出口溫度、機(jī)組負(fù)荷、主蒸汽壓力等參數(shù)波動(dòng)比較明顯。圖1、圖2為該電廠發(fā)生一次再熱器泄漏、一次過(guò)熱器泄漏時(shí)相關(guān)參數(shù)的歷史曲線。
    由圖1可以看出：
    (1) 08: 48開始，機(jī)組補(bǔ)水率由0上升至2. 079%后，穩(wěn)定在1.800qo一2.000%。補(bǔ)水率上升且遠(yuǎn)大于額定值，說(shuō)明鍋爐極有可能發(fā)生了泄漏。
    (2)08:58開始，左側(cè)高溫再熱器出口汽溫由538. 020℃降至524. 399℃，降幅達(dá)13. 630 aC/10rmn，說(shuō)明鍋爐有可能發(fā)生泄漏。
    (3)爐膛負(fù)壓變化不大，但多數(shù)時(shí)間是微正壓。
    (4)機(jī)組負(fù)荷幾乎沒(méi)有變化，主蒸汽壓力在15. 322~14. 73 MPa緩慢變化，屬于機(jī)組允許范圍內(nèi)的波動(dòng)。所以負(fù)壓和主蒸汽壓力都不能作為判斷鍋爐泄漏的依據(jù)。
    由圖2可以看出：
    (1)機(jī)組補(bǔ)水率持續(xù)為4.794%，嚴(yán)重超標(biāo)，說(shuō)明鍋爐極有可能發(fā)生較大的泄漏。
    (2)07：53開始，左側(cè)高溫過(guò)熱器出口汽溫由539. 515℃降至520. 361℃，降幅達(dá)19. 154℃/10min，說(shuō)明有可能發(fā)生泄漏。
    (3)爐膛負(fù)壓變化較大，持續(xù)打正壓至488. 276Pa(正常值為-50—+50 Pa)，由于此時(shí)鍋爐負(fù)荷指令變化，鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化，負(fù)壓的變化也可能是燃燒不穩(wěn)引起的，主汽壓力也隨負(fù)荷的變化而變化，所以負(fù)壓和主汽壓力變化都不能作為判斷鍋爐泄漏的依據(jù)。
    根據(jù)2次鍋爐泄漏的歷史參數(shù)并結(jié)合該電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可得出：機(jī)組補(bǔ)水率和過(guò)熱器、再熱器出口溫降可以作為判斷鍋爐是否泄漏的重要參數(shù)。
3、鍋爐泄漏報(bào)警邏輯優(yōu)化
    該電廠機(jī)組安裝有l(wèi)套爐管泄漏自動(dòng)報(bào)警裝置，報(bào)警信號(hào)引入DCS報(bào)警畫面中。由于報(bào)警裝置有時(shí)誤報(bào)，有時(shí)遲報(bào)，一般將其作為參考。通過(guò)上述分析，可將報(bào)警裝置信號(hào)、機(jī)組補(bǔ)水率、過(guò)熱器出口溫降、再熱器出口溫降、高壓缸進(jìn)汽溫降等信號(hào)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析判斷，可做以下2個(gè)方面的改進(jìn)：
    (1)在DCS過(guò)程畫面上增加過(guò)熱器出口、再熱器出口、高壓缸進(jìn)汽在10 min內(nèi)的溫降監(jiān)視點(diǎn)。若10 min內(nèi)溫降大于或等于8℃，監(jiān)測(cè)點(diǎn)立即變?yōu)榧t色，提醒運(yùn)行人員注意，使運(yùn)行人員可更加直觀地監(jiān)視過(guò)熱器、再熱器汽溫的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問(wèn)題。
    (2)增加一個(gè)爐管嚴(yán)重泄漏報(bào)警信號(hào)。原來(lái)的爐管泄漏報(bào)警信號(hào)直接取自報(bào)警裝置，信號(hào)單一，容易誤報(bào)和遲報(bào)。增加報(bào)警信號(hào)為：任意一側(cè)過(guò)熱器或再熱器或高壓缸進(jìn)汽在10 min內(nèi)溫降達(dá)10 ℃，同時(shí)機(jī)組補(bǔ)水率超過(guò)1. 8%且有自動(dòng)報(bào)警裝置報(bào)警信號(hào)存在時(shí)，DCS報(bào)警畫面發(fā)出爐管嚴(yán)重泄漏報(bào)警信號(hào)。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
4、結(jié)束語(yǔ)
    CFB鍋爐的泄漏是無(wú)法避免的，不僅要做好各項(xiàng)預(yù)防措施，還要在運(yùn)行中及早發(fā)現(xiàn)泄漏，及時(shí)處理。對(duì)多次泄漏進(jìn)行分析后，在過(guò)程畫面上增加了監(jiān)測(cè)點(diǎn)，同時(shí)增加了更加可靠的報(bào)警信號(hào)，使運(yùn)行人員更容易在鍋爐泄漏的初期或中期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)申請(qǐng)滑參數(shù)停爐，有效減少了因嚴(yán)重泄漏而觸發(fā)MFT保護(hù)動(dòng)作跳閘的次數(shù)，延長(zhǎng)了機(jī)組的壽命。