2.5 锅炉在电厂中的作用
电站锅炉是发电厂三大主机中重要的能量转换的设备。锅炉作用是将燃料的化学能转化成为热能,然后利用热能加热锅内的水,使之成为具有一定质量(压力、温度)和一定数量的过热蒸汽,供给汽轮机使用。在电厂里,锅炉产生的蒸汽被送入汽轮机膨胀作功,从而推动汽轮机的转子旋转,通过联轴器带动发电机发出电能。
现在火力发电厂的锅炉具有参数高、容量大、机械化、技术复杂和自动化水平高,燃料主要是煤,并且煤在燃烧之前先需要制成煤粉,然后送至锅炉在炉膛内燃烧放热。概括地说,锅炉的主要工作过程就是燃料的燃烧放热、热量的传递、水的加热与汽化以及蒸汽的过热等过程。
锅炉本体是锅炉设备的最主要部分,是由“锅”和“炉”两部分组成的。“锅”是指汽水系统,它主要任务是吸收燃料放出来的热量,使工质水加热、蒸发并最后变成具有需要参数的过热蒸汽。它由汽包、省煤器、联箱、下降管、水冷壁、再热器和过热器等设备及其阀门和连接管道组成。
“炉”是指燃烧系统,它的任务是使燃料在炉内保持良好的燃烧,放出热量。它由空气预热器、炉膛、点火装置、燃烧器、炉墙及烟风道、构架等组成。
3 常见的锅炉事故处理及其预防措施
3.1 事故分析与处理的重要性
电力工业能否安全生产关系人民生活的安定与国民经济发展,也是电力企业获得经济效益的基本条件。锅炉是火力发电厂三大主机之一。据可靠性统计表明,100MW及以上机组非计划停运所造成的电能损失中,因为锅炉故障停用损失占60%~65%,1995年100MW及以上因锅炉和锅炉的主要辅机故障,造成的电量损失接近120 亿KWH。因为故障停用造成的启停损失(启动用电、燃料、汽、水)若每次以3 万元计,仅这一项全国每年因此造成的直接经济损失就达2400万元。与此同时每次启停锅炉,锅炉承压部件必定会发生一次温度交变,因而导致一次寿命损耗,尤其是直流锅炉水冷壁与其分离器还可能发生几百度温度的变化,从而诱发金属疲劳破坏。所以,防止锅炉机组的非计划停机,历来受到各级领导的重视。
锅炉的爆炸事故,常常是造成厂房、设备毁坏以及人身伤亡的灾难性的重大事故。锅炉机组突然停止运行,使得蒸汽动力突然切断,就会造成停工停产的恶果。这些事故的发生,都会给人民生命安全和国民经济带来很大的损失。所以,防止电站锅炉事故的发生,有着很重要的实际意义。
锅炉是生产高温热水和水蒸汽的设备,由于锅炉能够提供动力和热能,因此应用十分广泛。但是锅炉作为一种特殊设备,在日常运行过程中承受着巨大的高压、高温,同时承受着蒸汽、水和烟气的冲刷、磨损及腐蚀等方面的影响,这些原因造成其工作条件十分恶劣,假如在锅炉的设计、制造、安装、调试、运行、检修、改造和检验等环节中的任何一个环节存在问题,都能导致锅炉事故的发生,而且锅炉事故后果一般都比较严重。近几年,各种锅炉事故特别是爆炸事故屡屡发生,给安全生产和经济建设带来了一定的影响,所以对于锅炉安全运行理应引起高度重视。
锅炉事故一旦发生,其危害性极大,不仅锅炉本身遭到破坏,而且往往会损坏周围的设备及建筑物,甚至会造成人员身伤亡,并且由此引发停气、停电、停水等,给人民生活和工业生产带来巨大损失。随着社会的发展,工业锅炉的数量增加,电站锅炉的参数逐渐向超(超)临界、超大容量、低排放方向发展,电站锅炉事故也一直不断。为了减少甚至杜绝锅炉事故的发生,世界各国都修订了各自的锅炉标准或规范,以增强对锅炉运行的安全管理。我国制定有《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《特种设备安全监察条例》对锅炉安全进行管理。《电力生产安全工作规定》中明确提出了安全监察体系与安全保证体系的关系;明确规定了安全监察人员的职权与职责;提出了“保人身、保电网、保设备”的原则“和安全第一、预防为主”的方针。锅炉本体作为火力发电厂的三大主机之一,是发电厂安全监察的重要对象,而且由于锅炉是具有爆炸可能危险的设施,因此需要重视它的安全问题,且必须实行强制性安全管理。电站锅炉中储蓄着大量的热能,这些能量一旦由于某种原因意外释放,就能造成财产损失甚至人员伤亡。管理缺陷、设备缺陷(含故障)及人为失误三方面的原因是导致锅炉失控的原因,而且三者之间是相互影响的。设备缺陷(故障)是指锅炉结构不合理所造成炉膛热负荷过高、水循环不良存在热偏差、水循环不良存在热偏差、锅炉本体不能自由膨胀等;受热面的布置不能匹配,使得汽温控制困难;省煤器磨损速度过快;直流锅炉的水动力不稳定;锅炉没有膨胀滑动支点,管道的膨胀受阻碍;锅炉排烟温度设计的不合理;锅炉选用的材质不符合质量要求;锅炉焊接质量粗糙不达标;锅炉的制造工艺不正确、锅炉受压的部件存在着内应力;锅炉的辅助设备配套不合理,例如安全阀的设计不合理、调试不能够符合要求等。管理缺陷是指锅炉管理制度不完善,缺乏锅炉安全运行管理的完善记录及制度;例如水质管理不良导致锅炉结垢;除氧不良导致金属受热面上产生腐蚀;燃烧不完全或者火焰偏斜或不稳定;燃烧器自身故障或燃烧系统故障所造成炉膛熄火;锅炉的受压部件及安全附件等设备缺乏定期检修、检验;设备的检修、保养、文护不及时;锅炉运行的操作人员无证操作或操作证没有按时审验;操作人员技术素质不达标,没有常见事故隐患判断能力等等。其它危险是指;除上述一些容易导致设备失控的因素外,还有其他因素,比如噪声危害、电危害、防护缺陷、作业环节不良(如采光通风、照明等)、易燃易爆炸物质(气、油等燃料)、有害有毒气体等物理性和化学性的危险、有害因素。
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