31.為什么水位計(jì)蒸汽側(cè)泄漏會(huì)使水位偏高,水側(cè)泄漏會(huì)使水位偏低?
水位計(jì)是利用連通器原理指示水位的。水位計(jì)汽側(cè)的壓力與汽包內(nèi)的汽壓相等是水位計(jì)正常指示水位的前題。
由水位計(jì)和汽包組成的連通器的底部中間A點(diǎn)的壓力為PA,汽包汽壓力為p,如果忽略汽包內(nèi)水和水位計(jì)內(nèi)水的重度差,當(dāng)水位計(jì)不泄漏時(shí),汽包內(nèi)水位H1與水位計(jì)內(nèi)位水H2相等,H1=H2=H水的重度為r,A點(diǎn)左邊的壓力等于右邊的壓力PA左=PA右=P+Hr。
當(dāng)水位計(jì)汽側(cè)泄漏時(shí),汽包內(nèi)的蒸汽通過汽連通管來補(bǔ)充。補(bǔ)充蒸汽在流經(jīng)汽連通管時(shí)要產(chǎn)生壓降△p,使水位計(jì)汽側(cè)的壓力下降。此時(shí),A點(diǎn)右邊的壓力PA右=P-△p+H2r,而A點(diǎn)左邊的壓力PA左=P+H1r。因?yàn)椴还芩挥?jì)是否泄漏,PA右=PA左,即P-△p+H2r=P+H1r移項(xiàng)后得
H2r-H1r=△p
式中
H2 ——水位計(jì)內(nèi)的水位高度,m;
H1 ——汽包內(nèi)水位高度,m。
通過上式可以看出,水位計(jì)汽側(cè)泄漏越嚴(yán)重,汽包補(bǔ)充的蒸汽量越多,蒸汽流經(jīng)汽連通管的壓降越大,水位計(jì)內(nèi)水位升高得越多,其水位上升增加的靜壓等于來自汽包補(bǔ)充蒸汽產(chǎn)生的壓降.
當(dāng)水位計(jì)水側(cè)泄漏時(shí),汽包內(nèi)的水通過水連通管來補(bǔ)充。補(bǔ)充水流經(jīng)水連通管時(shí)產(chǎn)生壓降△P,使A點(diǎn)左邊的壓力PA左降低
PA左=P-△P+H1r
A點(diǎn)右邊的壓力PA右=P+H2r
因?yàn)镻A左=PA右,即P-△P+H1r=P+H2r,移項(xiàng)后得
H1r-H2r=△P
顯然水位計(jì)水側(cè)泄漏越嚴(yán)重,補(bǔ)充水流經(jīng)水連通管產(chǎn)生的壓降越大,水位計(jì)內(nèi)水位降低得越多,其水位降低減少的靜壓等于補(bǔ)充水流經(jīng)水連通管產(chǎn)生的壓降。
雖然水位計(jì)汽側(cè)或水側(cè)泄漏時(shí),來自汽包的補(bǔ)充蒸汽或補(bǔ)充水,流經(jīng)汽連通管或水連通管產(chǎn)生的壓降很小,但由于僅0.001MPa的壓降即相當(dāng)于100mm水柱的靜壓,對于正常水位波動(dòng)范圍為±50mm,最大不超過±75mm的水位計(jì)來說,水位計(jì)汽側(cè)或水側(cè)泄漏對水位的影響還是很大的。因此,水位計(jì)出現(xiàn)泄漏應(yīng)盡快予以消除。
32.為什么正常運(yùn)行時(shí),水位計(jì)的水位是不斷上下波動(dòng)的?
鍋爐在正常運(yùn)行時(shí),蒸汽壓力反映了外界用汽量與鍋爐產(chǎn)汽量之間的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系,當(dāng)鍋爐產(chǎn)汽量與外界用汽量完全相等時(shí),汽壓不變,否則汽壓就要變化。平衡是相對的,變化是絕對的。用汽量和鍋爐產(chǎn)汽量實(shí)際上是在不斷變化的。當(dāng)壓力升高時(shí),說明鍋爐產(chǎn)汽量大于外界用汽量,爐水的飽和溫度提高,送入爐膛的燃料有一部分用來提高爐水和蒸發(fā)受熱面金屬的溫度,剩余的部分用來產(chǎn)生蒸汽,由于水冷壁中產(chǎn)汽量減少,汽水混合物中蒸汽所占的體積減少,汽包里的爐水補(bǔ)充這一減少的體積,因而水位下降,反之,當(dāng)壓力降低時(shí),水位升高。所以,造成了水位在水位計(jì)內(nèi)上下不斷波動(dòng)。燃料量和給水量的波動(dòng)使得水冷壁管內(nèi)含汽量發(fā)生變化,也會(huì)造成水位波動(dòng)。
在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)水位計(jì)水位靜止不動(dòng),則可能是水位計(jì)水連通管堵塞,應(yīng)立即沖洗水位計(jì),使之恢復(fù)正常。
33.什么是虛假水位?是怎樣形成的?
汽包水位反映了給水量與蒸發(fā)量之間的動(dòng)態(tài)平衡。在穩(wěn)定工況下,當(dāng)給水量等于蒸發(fā)量時(shí),水位不變。當(dāng)給水量大于蒸發(fā)量(包括連續(xù)排污、汽水損失)時(shí),水位升高。反之,水位下降。不符合上述規(guī)律造成的水位變化,稱為虛假水位。虛假水位分為3種情況:
(1)水位計(jì)泄漏。汽側(cè)漏,水位偏高;水側(cè)漏,水位偏低。
(2)水位計(jì)堵塞。無論汽側(cè)堵塞還是水側(cè)堵塞,水位均偏高,水位計(jì)水側(cè)堵塞時(shí),水位停止波動(dòng)。
(3)當(dāng)負(fù)荷驟增,汽壓下降時(shí),水位短時(shí)間增高。負(fù)荷驟增,壓力下降,說明鍋爐蒸發(fā)量小于外界負(fù)荷。因?yàn)轱柡蜏囟认陆?,爐水自身汽化,使水冷壁內(nèi)汽水混合物中蒸汽所占的體積增
加,將水冷壁中的水排擠到汽包中,使水位升高。反之,當(dāng)負(fù)荷驟減,壓力升高時(shí),水位短時(shí)間降低。
掌握負(fù)荷驟增、驟減時(shí)所形成的虛假水位,對調(diào)整水位,平穩(wěn)操作有很大幫助。當(dāng)運(yùn)行中出現(xiàn)此種虛假水位時(shí),不要立即調(diào)整,而要等到水位逐漸與給水量蒸發(fā)量之間平衡關(guān)系變化一致時(shí)再調(diào)整。具體地講,當(dāng)負(fù)荷驟增,壓力下降,水位突然升高時(shí),不要減少給水量,而要等到水位開始下降時(shí),再增加給水量。負(fù)荷驟減,壓力升高,水位突然降低時(shí),不要增加給水量,而要等水位開始上升時(shí),再減少給水量。
34.為什么規(guī)定鍋爐的汽包中心線以下150mm或200mm作為水位計(jì)的零水位?
從安全角度看,汽包水位高些,多儲存些水,對安全生產(chǎn)及防止?fàn)t水進(jìn)入下降管時(shí)汽化是有利的。但是為了獲得品質(zhì)合格的蒸汽,進(jìn)入汽包的汽水混合物必須得到良好的汽水分離。只
有當(dāng)汽包內(nèi)有足夠的蒸汽空間時(shí),才能使汽包內(nèi)的汽水分離裝置工作正常,分離效果才能比較理想。
由于水位計(jì)的散熱,水位計(jì)內(nèi)水的溫度較低,密度較大,而汽包內(nèi)的爐水溫度較高,密度較小。有些鍋爐的汽水混合物從水位以下進(jìn)入汽包,使得汽包內(nèi)的爐水密度更小,這使得汽包的實(shí)際水位更加明顯高于水位計(jì)指示的水位。因此,為了確保足夠的蒸汽空間,大多數(shù)中壓爐和高壓爐規(guī)定汽包中心線以下150㎜作為水位計(jì)的零水位。
由于超高壓和亞臨界壓力鍋爐的汽水密度更加接近,汽水分離比較困難,而且超高壓和亞臨界壓力鍋爐汽包內(nèi)的爐水溫度與水位計(jì)內(nèi)的水溫之差更大,為了確保良好的汽水分離效果,需要更大的蒸汽空間。所以,超高壓和亞臨界壓力鍋爐規(guī)定汽包中心線以下200mm為水位計(jì)零水位。
35.為什么汽包內(nèi)的實(shí)際水位比水位計(jì)指示的水位高?
由于水位計(jì)本身散熱,水位計(jì)內(nèi)的水溫較汽包里的爐水溫度低,水位計(jì)內(nèi)水的密度較大,使汽包內(nèi)的實(shí)際水位比水位計(jì)指示的水位要高10%一50%。隨著鍋爐壓力的升高,汽包內(nèi)的爐水溫度升高,水位計(jì)散熱增加,水溫的差值增加,水位差值增大。
對于汽水混合物從汽包水位以下進(jìn)入的鍋爐,由于汽包水容積內(nèi)含有汽泡,爐水的密度減小。當(dāng)爐水含鹽量增加時(shí),汽包水容積內(nèi)的汽泡上升緩慢,也使汽包內(nèi)水的密度減小,汽包的實(shí)際水位比水位計(jì)水位更高。汽水混合物從汽包蒸汽空間進(jìn)入,有利于減小汽包實(shí)際水位與水位計(jì)水位的差值。對于壓力較高的鍋爐,為了減小水位差值,可采取將水位計(jì)保溫或加蒸汽夾套以減少水位計(jì)散熱的措施。
36.什么是干鍋時(shí)間?為什么隨著鍋爐容量的增加,干鍋時(shí)間減少?
鍋爐在額定蒸發(fā)量下,全部中斷給水,汽包水位從正常水位(0水位)降低到最低允許水位(-75mm)所需的時(shí)間,稱為干鍋時(shí)間。
由于汽包的相對水容積(每噸蒸發(fā)量所占有的汽包容積)隨著鍋爐容量的增大而減小,所以鍋爐容量越大,干鍋時(shí)間越短,因而對汽包水位調(diào)整的要求也越高。
37.為什么負(fù)荷驟增水位瞬間升高,負(fù)荷驟減水位瞬間降低?
在穩(wěn)定負(fù)荷下,水冷壁管內(nèi)蒸汽所占的體積不變,給水量等于蒸發(fā)量,汽包水位穩(wěn)定。負(fù)荷驟增分兩種情況,一種情況是進(jìn)入爐膛的燃料量沒有發(fā)生變化,而外界負(fù)荷驟增。在這種情況下,汽壓必然下降。由于相應(yīng)的飽和溫度下降,儲存在金屬和爐水中的熱量,主要以水冷壁內(nèi)爐水汽化的形式釋放出來。爐水汽化使水冷壁管內(nèi)蒸汽所占有的體積增加,而將多余的爐水排入汽包。此時(shí)給水量還未增加,由于物料不平衡引起的水位降低要經(jīng)過一段時(shí)間才能反映出來,所以其宏觀表現(xiàn)為水位瞬間上升。經(jīng)過一段時(shí)間后,當(dāng)水冷壁管內(nèi)的蒸汽體積不再增加達(dá)到平衡,而物料不平衡對水位產(chǎn)生明顯影響時(shí),水位逐漸恢復(fù)正常。如不及時(shí)增加給水量,則會(huì)出現(xiàn)負(fù)水位。
另一種情況是由于鍋爐的燃料增加太快,使鍋爐的蒸發(fā)量驟增。在這種情況下,由于水冷壁的吸熱量驟增。水冷壁管內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽增多,蒸汽所占的體積增加,將水冷壁管內(nèi)的爐水迅速排擠至汽包,使水位瞬間升高。
由此可以看出,無論屬于何種情況,負(fù)荷驟增水位必然瞬間升高。
同樣的道理,負(fù)荷驟減時(shí),由于蒸汽壓力升高,相應(yīng)的飽和溫度提高,進(jìn)入鍋爐的燃料,一部分用來提高爐水和金屬的溫度,剩余的部分才用來產(chǎn)生蒸汽。由于蒸汽所占的體積減小,汽包里的爐水迅速補(bǔ)充這部分減少的體積,物料不平衡對水位的影響較慢,所以瞬間水位降低。
由此可以看出,負(fù)荷驟增驟減時(shí),不但給水流量和蒸汽流量不平衡會(huì)引起汽包水位變化,而且水冷壁管內(nèi)汽水混合物體積的變化也會(huì)引起汽包水位變化。負(fù)荷驟增時(shí),汽水量不平衡水位的受化,爐水體積膨脹水位的變化及汽包最終的水位變化,見圖。為了防止汽包水位大幅度波動(dòng),負(fù)荷增減要緩慢,要勤調(diào)整。
38.為什么安全閥動(dòng)作時(shí),水位迅速升高?
安全閥動(dòng)作前汽壓較高,因爐水和金屬溫度較高儲存了較多熱量,安全閥動(dòng)作時(shí),由于排汽量較大,汽壓迅速降低,相應(yīng)飽和溫度降低,儲存在爐水和金屬中的熱量,以爐水汽化的方
式釋放出來。水冷壁中水蒸氣所占的體積因而增大,將水冷壁中的爐水排擠進(jìn)汽包,而使汽包水位迅速升高。
安全閥動(dòng)作的原因是因?yàn)槠麎荷?,而汽壓升高的原因通常是鍋爐負(fù)荷驟降造成的。安全閥動(dòng)作時(shí),大量蒸汽排空,對鍋爐來說,相當(dāng)于負(fù)荷急驟增加。所以,安全閥動(dòng)作時(shí),水位的變化規(guī)律與鍋爐驟增是相同的。
因?yàn)榘踩y動(dòng)作時(shí)引起的水位升高是虛假水位,所以,此時(shí)不但不應(yīng)該減少給水量,而且當(dāng)安全閥復(fù)位,水位開始降低時(shí)應(yīng)及時(shí)增加給水量,否則極容易引起汽包水位偏低,甚至造成汽包缺水事故。
39.什么是三沖量給水自動(dòng)調(diào)節(jié)?
汽包水位是鍋爐最重要的控制項(xiàng)目之一。汽包水位過高,輕則使蒸汽帶水而品質(zhì)下降,重則危及汽輪機(jī)的安全;汽包水位過低,將危及水循環(huán)安全,嚴(yán)重缺水會(huì)造成大批水冷壁管燒壞。隨著鍋爐容量的增大,汽包相對水容積減少,干鍋時(shí)間縮短,對汽包水位調(diào)節(jié)的要求提高。手動(dòng)調(diào)節(jié)不但勞動(dòng)強(qiáng)度大而且汽包水位波動(dòng)較大,一般鍋爐都裝有各種形式的給水自動(dòng)調(diào)節(jié)器,大、中型鍋爐大多采用三沖量給水自動(dòng)調(diào)節(jié)。
所謂三沖量給水自動(dòng)調(diào)節(jié),是指給水自動(dòng)調(diào)節(jié)器根據(jù)汽包水位脈沖、蒸汽流量脈沖和給水流量脈沖三個(gè)脈沖信號進(jìn)行汽包水位調(diào)節(jié)的。因?yàn)榻o水自動(dòng)調(diào)節(jié)的對象是汽包水位,所以汽包水位是主脈沖信號。汽包水位反映了蒸汽流量和給水流量之間的平衡關(guān)系,通常是蒸汽流量因鍋爐負(fù)荷變化而改變時(shí),在給水流量未改變之前,因平衡破壞才引起汽包水位變化的,即蒸汽流量變化在前,汽包水位變化在后,所以蒸汽流量脈沖稱為導(dǎo)前脈沖。調(diào)節(jié)器接受導(dǎo)前脈沖或主脈沖信號后,發(fā)出改變給水調(diào)節(jié)閥開度的信號,給水流量改變的脈沖又送至調(diào)節(jié)器,所以,給水流量脈沖稱為反饋脈沖。
因?yàn)槿龥_量給水調(diào)節(jié)器不但有主脈沖,而且有導(dǎo)前脈沖和反饋脈沖,所以,不但調(diào)節(jié)靈敏,而且調(diào)節(jié)質(zhì)量好,汽包水位波動(dòng)很小,因而被大、中型鍋爐廣泛采用。三沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)見圖。
40.為什么鍋爐進(jìn)行超水壓試驗(yàn)時(shí),應(yīng)將汽包水位計(jì)解列?
鍋爐充滿水開始升壓時(shí),汽包水位計(jì)已沒有監(jiān)視的必要。
因?yàn)殄仩t運(yùn)行時(shí),一旦承壓受熱面發(fā)生爆破或泄漏,通常要停爐才能處理,往往造成很大的直接或間接損失,所以,在什么情況下鍋爐應(yīng)進(jìn)行超水壓試驗(yàn),規(guī)程作了明確規(guī)定。汽包水位計(jì)的玻璃板、石英玻璃管或云母片是薄弱環(huán)節(jié),出廠時(shí)不像承壓部件作過1.5~2.0倍工作壓力的超水壓試驗(yàn),其強(qiáng)度裕量相對較小。水位計(jì)玻璃板、石英玻璃管經(jīng)常是由于熱應(yīng)力過大或遭高溫堿性爐水侵蝕而損壞的,而云母片往往是因受到爐水侵蝕,在水位不易觀察時(shí)才更換。
規(guī)定汽包應(yīng)設(shè)置不少于兩個(gè)就地水位計(jì),即使鍋爐運(yùn)行中一個(gè)就地水位計(jì)損壞解列,也不需停爐處理。所以,超水壓試驗(yàn)時(shí)將汽包水位計(jì)解列是合理的。
為了檢驗(yàn)汽包水位計(jì)各密封點(diǎn)是否嚴(yán)密無泄漏,汽包水位計(jì)應(yīng)參加工作壓力的水壓試驗(yàn),以便發(fā)現(xiàn)泄漏處及時(shí)消除。
41. 為什么水位下降且從水位計(jì)內(nèi)消失后,關(guān)閉水位計(jì)汽門,水位迅速升高是輕微缺水,鍋爐可以繼續(xù)上水,沒有水位出現(xiàn),則是嚴(yán)重缺水,必須立即停爐?
如果由于監(jiān)視不當(dāng),水位下降并從水位計(jì)內(nèi)消失時(shí),為了確定汽包內(nèi)的水位情況,首先沖洗水位計(jì),然后關(guān)閉水位計(jì)的汽閥。由于散熱,水位計(jì)上部的蒸汽凝結(jié),壓力迅速降低,如果水位在水位計(jì)的水連通管以上,則汽包里的水在汽包壓力的推動(dòng)下進(jìn)入水位計(jì),使水位迅速升高。因?yàn)橹挥衅辉谒挥?jì)水連通管以上,關(guān)閉水位計(jì)汽閥,水才能進(jìn)入水位計(jì),使水位迅速升高,所以是輕微缺水,可以繼續(xù)上水,。
輕微缺水和嚴(yán)重缺水示意
?。╝)輕微缺水;
?。╞)嚴(yán)重缺水
如果關(guān)閉水位計(jì)的汽閥后,水位計(jì)內(nèi)仍然沒有水位出現(xiàn),則說明汽包水位在水位計(jì)水連通管以下,所以是嚴(yán)重缺水。
嚴(yán)重缺水時(shí),水位有可能剛好在水連通管以下一點(diǎn)點(diǎn),即汽包內(nèi)還有一定量的水。也可能汽包里一點(diǎn)水也沒有。由于此時(shí)無法判斷汽包里的確切水位,所以,為了保證鍋爐安全,只能認(rèn)為汽包內(nèi)沒有水,必須立即停爐。
42.為什么當(dāng)水位從水位計(jì)內(nèi)消失,關(guān)閉汽連通管的閥門,如果汽包水位在水連通管以上時(shí),水位計(jì)會(huì)迅速出現(xiàn)高水位?
正常情況下,水位計(jì)汽側(cè)的壓力與汽包的汽壓是相同的,根據(jù)連通器原理,水位計(jì)的水位與汽包水位相同。
當(dāng)水位從水位計(jì)內(nèi)消失,進(jìn)行校水關(guān)閉汽連通管閥門后,由于水位計(jì)和汽連通管的散熱,水位計(jì)汽側(cè)的蒸汽迅速凝結(jié)而使汽側(cè)的壓力快速下降,如果汽包內(nèi)的水位在汽連通管之上,汽包內(nèi)的水在汽包壓力作用下,通過水連通管迅速涌入水位計(jì),造成水位計(jì)迅速出現(xiàn)高水位。
43.為什么鍋爐發(fā)生滿水事故時(shí),蒸汽溫度下降,含鹽量增加?
當(dāng)汽包就地水位計(jì)的水位超過水位計(jì)上部最高可見水位時(shí),出現(xiàn)了滿水事故。
發(fā)生滿水事故時(shí),汽包內(nèi)水位明顯升高,蒸汽空間減少,汽包內(nèi)的汽水分離設(shè)備不能正常工作,汽水分離效果變差,蒸汽帶水量增加。帶水的蒸汽進(jìn)入過熱器后,過熱器從煙氣吸收的一部分熱量用于蒸發(fā)蒸汽攜帶的爐水,使煙氣用于過熱蒸汽的熱量減少,因此,使過熱器出口蒸汽溫度下降。蒸汽溫度下降的程度決定于蒸汽帶水的多少,而蒸汽帶水的多少取決于汽包滿水的程度。因此,在生產(chǎn)中可以從汽溫下降的程度大致估計(jì)汽包滿水的程度。
爐水的含鹽量比蒸汽大得多,蒸汽攜帶的爐水在過熱器內(nèi)吸收熱量后,全部變?yōu)檎羝?,爐水中的含鹽量一部分沉積在過熱器管內(nèi),一部分進(jìn)入蒸汽,使得蒸汽的含鹽量明顯增加。
44.為什么鍋爐滅火時(shí)水位先下降而后上升?
鍋爐在正常運(yùn)行時(shí),水冷壁吸收火焰輻射熱量而產(chǎn)生大量蒸汽,按重量計(jì)水冷壁內(nèi)約90%是水,而按體積計(jì),則40%~60%是蒸汽。鍋爐一旦滅火,水冷壁因吸熱量大大減少,產(chǎn)生的蒸汽迅速減少,水冷壁管內(nèi)原先由蒸汽占據(jù)的空間迅速由汽包內(nèi)的爐水經(jīng)下降管補(bǔ)充,所以瞬間水位下降。當(dāng)原先水冷壁里由蒸汽占據(jù)的空間已經(jīng)被爐水補(bǔ)充后,由于蒸發(fā)量迅速減少,而給水量還未來得及減少,所以,水位又上升。
鍋爐滅火時(shí)水位下降與負(fù)荷驟減時(shí)相似,只是比負(fù)荷驟減時(shí)水位下降得更迅速。
當(dāng)水位調(diào)整沒有投入自動(dòng)時(shí),由于人的反應(yīng)較慢,而上述過程又是在很短的時(shí)間內(nèi)完成的,所以,爐膛滅火時(shí)水位先下降而后上升的現(xiàn)象較水位投入自動(dòng)調(diào)整時(shí)明顯。
45.為什么水冷壁管、對流管、過熱器管、再熱器管和省煤器管泄漏后要盡快停爐?
水冷壁管、對流管、過熱器管、再熱器管和省煤器管泄漏后,如果能夠維持汽包水位,可以不立即停爐,等其他爐子增加負(fù)荷或備用爐投入運(yùn)行后再停爐。但從發(fā)現(xiàn)管子泄漏到停爐,時(shí)間不能長。爐管內(nèi)的壓力很高,爐水或蒸汽從爐管泄漏處以很高的速度噴出,其動(dòng)能很大。特別是對流管、再熱器管、過熱器管和省煤器管排列很緊密,如果不及時(shí)停爐,高速噴出的爐水或蒸汽極易將鄰近的管子損壞,新?lián)p壞的管子噴出的水或汽又將其鄰近的管子損壞,造成多根管子損壞,檢修工作量增加。
由于對流管、再熱器管、過熱器管和省煤器管排列很緊密,一旦損壞后,不能采用補(bǔ)焊或局部更換管段的處理方法,常常被迫采取將整個(gè)管排切除兩端盲死的處理方法,造成傳熱面積減少。所以,發(fā)現(xiàn)管子泄漏要盡快停爐。
46.鍋爐根據(jù)什么來增減燃料以適應(yīng)外界負(fù)荷的變化?
外界的負(fù)荷是在不斷變化的,鍋爐要經(jīng)常調(diào)整燃料量以適應(yīng)外界負(fù)荷的變化。調(diào)整燃料量的根據(jù)是主蒸汽壓力。汽壓反映了鍋爐蒸發(fā)量與負(fù)荷的平衡關(guān)系。當(dāng)鍋爐蒸發(fā)量大于外界負(fù)荷
時(shí),汽壓必然升高,此時(shí)應(yīng)減少燃料量,使蒸發(fā)量減少到與外界負(fù)荷相等時(shí),汽壓才能保持不變。
當(dāng)鍋爐蒸發(fā)量小于外界負(fù)荷時(shí),汽壓必然要降低,此時(shí)應(yīng)增加燃料量,使鍋爐蒸發(fā)量增加到與外界負(fù)荷相等時(shí),汽壓才能穩(wěn)定。
47.汽壓變化時(shí),如何判斷是外部因素還是內(nèi)部因素引起的?
汽壓是否穩(wěn)定是鍋爐產(chǎn)汽量與負(fù)荷是否平衡的一個(gè)標(biāo)志。如果兩者相等,則壓力不變;如果產(chǎn)汽量小于負(fù)荷,則汽壓下降;反之則汽壓上升。平衡是相對的、暫時(shí)的,變化和不平衡是絕對的,產(chǎn)汽量和負(fù)荷時(shí)刻都在變化。
負(fù)荷變化引起的壓力波動(dòng)可以看成是外部因素,而鍋爐產(chǎn)汽量的變化(指不是人為調(diào)整引起的)可以看成是內(nèi)部因素。壓力波動(dòng)時(shí),分清是外部因素還是內(nèi)部因素引起的對負(fù)荷調(diào)整和減少壓力波動(dòng)是必要的。
如汽壓和蒸汽流量兩個(gè)變量同時(shí)增加或同時(shí)減少,則說明汽壓的變化是由內(nèi)部因素引起的;如汽壓和蒸汽流量兩個(gè)變量一個(gè)增加另一個(gè)減少,則說明汽壓變化是由外部因素引起的。例如,汽壓升高蒸汽流量減少,或汽壓降低蒸汽流量增加,則說明是外部因素即負(fù)荷變化引起的;當(dāng)汽壓升高蒸汽流量增加,或汽壓降低蒸汽流量減少,則說明是內(nèi)部因素引起的。
外部因素引起的壓力波動(dòng)比較好處理,只要適當(dāng)?shù)卦鰷p燃料和引送風(fēng)量即可使汽壓恢復(fù)正常。而內(nèi)部因素引起的壓力變化,情況比較復(fù)雜。例如,燃料量及燃料發(fā)熱量變化,煤粉細(xì)度變化,燃油霧化不良或燃油帶水,配風(fēng)不良,風(fēng)機(jī)故障,水冷壁或過熱器爆管等內(nèi)部因素都可引起壓力變化。因此要作具體的分析,查明原因,采取針對性的措施才能使汽壓恢復(fù)正常。
48.為什么增加負(fù)荷時(shí)應(yīng)先增加引鳳量,然后增加送風(fēng)量,最后增加燃料量;減負(fù)荷時(shí)則應(yīng)先減燃料量,后減送風(fēng)量,最后減引風(fēng)量?
負(fù)荷增加時(shí),應(yīng)先增加引風(fēng)量,后增加送風(fēng)量,最后增加燃料量;減負(fù)荷時(shí)應(yīng)先減燃料量,后減進(jìn)風(fēng)量,最后減引風(fēng)量。這是因?yàn)樨?fù)壓鍋爐運(yùn)行時(shí),必須保證不冒黑煙,必須隨時(shí)保持爐膛負(fù)壓,確保爐膛不向外冒煙。如果按照上述步驟操作,即可保證做到這一點(diǎn),否則,就會(huì)造成冒黑煙或爐膛變正壓向外噴煙噴火。例如,增加負(fù)荷時(shí),光增燃料量,后增送風(fēng)量,最后增加引風(fēng)量,則當(dāng)燃料增加而送風(fēng)量沒增加時(shí),爐子因風(fēng)量不足必然冒黑煙,當(dāng)燃料量和送風(fēng)量增加而引風(fēng)量還未增加時(shí),爐膛可能變?yōu)檎龎?,而向外噴火噴煙,不但影響人身安全,而且也污染了環(huán)境。根據(jù)同樣的道理,減負(fù)荷時(shí)應(yīng)遵循同樣的原則進(jìn)行操作。
49. 為什么水冷壁管外壁結(jié)渣后反而會(huì)過熱燒壞?
從表面上看,水冷壁管外壁結(jié)垢后,好像水冷壁管被灰渣包圍,爐膛火焰對其輻射傳熱減少,壁溫降低,應(yīng)該更安全些。其實(shí)正好相反,水冷壁管結(jié)渣后反而會(huì)因灰渣大大減少了火焰和高溫?zé)煔鈱λ浔诘妮椛鋫鳠幔以膶?dǎo)熱系數(shù)又很低,使其吸熱量減少導(dǎo)致水循環(huán)不良,冷卻不足而過熱損壞。
因?yàn)樗浔诠芙Y(jié)渣后,水冷壁管從爐膛吸收的輻射熱量顯著減少,水冷壁管內(nèi)汽水混合物中的蒸汽含量減少,循環(huán)回路的循環(huán)壓頭減少,使水冷壁管內(nèi)的循環(huán)流速降低,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生循環(huán)停滯或出現(xiàn)自由水位。由于結(jié)渣是局部的,同一根水冷壁管未結(jié)渣的部位所受到的火焰輻射熱量并未減少,卻因循環(huán)流速降低或出現(xiàn)循環(huán)停滯和自由水位,得不到良好的冷卻而過熱,導(dǎo)致金屬強(qiáng)度降低最后發(fā)生損壞。
50.為什么鍋爐負(fù)荷越大,汽包壓力越高?
作為鍋爐產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)之一的過熱蒸汽壓力,無論鍋爐負(fù)荷大小都要保證在規(guī)定的范圍內(nèi)。而汽包壓力在不超過允許的最高壓力的前提下是不作規(guī)定的。
汽包的壓力只決定于過熱蒸汽壓力和負(fù)荷。汽包壓力等于過熱器出口壓力加上過熱器進(jìn)出口壓差。而過熱器出入口壓差與鍋爐負(fù)荷的平方成正比。負(fù)荷越大,壓差越大。由于要求過熱蒸汽壓力不變,所以,、負(fù)荷越大,汽包壓力越高。
51.為什么汽輪機(jī)的進(jìn)汽溫度和進(jìn)汽壓力降低時(shí)要降低負(fù)荷?
對于一定工作壓力的汽輪機(jī),只要進(jìn)汽溫度在允許的范圍內(nèi),汽輪機(jī)的排汽濕度也會(huì)在允許的范圍之內(nèi)。如果鍋爐由于各種原因使得蒸汽溫度低于允許溫度的下限時(shí),汽輪機(jī)仍在額定負(fù)荷下運(yùn)行,則由于汽輪機(jī)的排汽濕度增加,汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率下降。進(jìn)汽溫度降低,使蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的焓降減少,造成汽輪機(jī)功率下降,效率降低。進(jìn)汽溫度降低,蒸汽比體積減小,在調(diào)速汽門開度不變的情況下,蒸汽流量增加,引起各級過負(fù)荷,特別是造成汽輪機(jī)末級葉片和隔板應(yīng)力增大。進(jìn)汽溫度降低還會(huì)引起軸向推力增加。為了使汽溫低于下限時(shí)確保汽輪機(jī)的安全和減少效率降低的影響,又避免停機(jī),給司爐一個(gè)調(diào)整汽溫的時(shí)間,當(dāng)汽溫低于下限時(shí),汽輪機(jī)司機(jī)可以根據(jù)汽溫降低的程度,相應(yīng)降低汽輪機(jī)的負(fù)荷,同時(shí)要求司爐盡快提高汽溫。當(dāng)過汽壓力降低時(shí),由于蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的焓降減少,機(jī)組的熱效率下降。若仍保持機(jī)組功率不變,必然要開大調(diào)速汽門增加進(jìn)汽量,使本級葉片的應(yīng)力和轉(zhuǎn)子的軸向推力增加,所以,進(jìn)汽壓力低于下限時(shí),要根據(jù)汽壓降低的程度降低負(fù)荷。
52.為什么鍋爐滅火后爐膛負(fù)壓突然增大?
在采用平衡通風(fēng)的鍋爐中,通常是用送風(fēng)機(jī)克服空氣側(cè)的阻力并維持燃燒器內(nèi)一定的風(fēng)壓,以達(dá)到良好配風(fēng)和燃料完全燃燒的目的,用引風(fēng)機(jī)克服煙氣側(cè)的流動(dòng)阻力。為了防止火焰和高溫?zé)煔鈬姵鰝?,避免環(huán)境污染,鍋爐正常運(yùn)行時(shí),爐膛通常保持負(fù)壓一40—-60Pa。過大的負(fù)壓會(huì)因漏入冷風(fēng)增加,造成排煙溫度升高,鍋爐熱效率降低。
鍋爐正常運(yùn)行時(shí),引風(fēng)機(jī)將送入爐膛的空氣、燃料和漏人的空氣排至煙囪,保持一定的平衡,爐膛負(fù)壓基本不變。鍋爐滅火后的瞬間,雖然送入爐膛的空氣量、燃料。漏入的空氣量沒有減少,但由于爐膛滅火后,溫度迅速降低,煙氣的體積突然縮小幾倍,煙氣的流動(dòng)阻力大大降低,而空氣的流動(dòng)阻力下降較少,原來存在于引、送風(fēng)機(jī)間的平衡關(guān)系被破壞,而導(dǎo)致爐膛負(fù)壓突然增大。鍋爐滅火時(shí),通常爐膛負(fù)壓表的指針指到負(fù)壓最大量程。操作員也常用負(fù)壓表的指示判斷爐膛是否滅火。
53.為什么發(fā)生鍋爐缺水事故時(shí)蒸汽溫度升高?
鍋爐發(fā)生缺水事故時(shí)的一個(gè)現(xiàn)象是汽溫升高。有人認(rèn)為,發(fā)生缺水事故時(shí),因水位降低,汽包蒸汽空間增大,汽水分離條件改善,蒸汽攜帶的水分減少,使汽溫升高。這種觀點(diǎn)顯然是不對的。因?yàn)殄仩t在正常水位范圍內(nèi),汽包內(nèi)的汽水分離設(shè)備可使分離效率達(dá)到99.9%以上,進(jìn)入過熱器的蒸汽攜帶的水分很少。這部分水量對汽溫的影響可忽略木計(jì),況且,從正常水位
降至下限水位對汽水分離效率沒有什么影響。
鍋爐發(fā)生缺水事故的常見原因,是因各種原因引起的給水壓力降低,使給水流量減少造成的。鍋爐正常運(yùn)行時(shí),減溫器處于工作狀態(tài),即減溫器保持一定的減溫水量。當(dāng)給水壓力降低時(shí),在減溫水調(diào)節(jié)閥開度不變的情況下,減溫水量將會(huì)減少,從而使汽溫升高。
54.為什么省煤器管泄漏停爐后,不準(zhǔn)開啟省煤器再循環(huán)閥?
停爐后一段時(shí)間內(nèi)因?yàn)闋t墻的溫度還比較高,當(dāng)鍋爐不上水時(shí),省煤器內(nèi)沒有水流動(dòng),為了保護(hù)省煤器,防止過熱,應(yīng)將省煤器再循環(huán)閥開啟。但是如果省煤器泄漏,則停爐后不上水時(shí)不準(zhǔn)開啟再循環(huán)閥,防止汽包里的水經(jīng)再循環(huán)管,從省煤器漏掉。
按規(guī)定停爐24h后,如果水溫不超過80℃,才可將爐水放掉。如果當(dāng)爐水溫度較高時(shí),汽包里的水過早地從省煤器管漏完,因?qū)α鞴芑蛩浔诠鼙诒绕诒〉枚?,管壁熱容小,冷卻快,汽包壁熱容大,冷卻慢,容易引起汽包脹口泄漏,或管子焊口出現(xiàn)較大的熱應(yīng)力。
為了保護(hù)省煤器,停爐后可采取降低補(bǔ)給水流量,延長上水時(shí)間的方法使省煤器得到冷卻。
55.怎樣分析和查明事故原因?
鍋爐各受熱面和承壓部件在各種嚴(yán)酷的條件下工作,受熱面管外承受高溫火焰或煙氣的加熱且面臨著高溫或低溫腐蝕,管內(nèi)受到氧或蒸汽腐蝕,水處理不良會(huì)使管內(nèi)結(jié)垢,引起管壁超溫導(dǎo)致爆管。承壓部件還可能因疲勞熱應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋,高溫受熱面還面臨蠕脹的威脅。磨損是對流受熱面管子爆破的主要原因之一。
大、中型鍋爐是技術(shù)含量較高的大型產(chǎn)品,設(shè)計(jì)、制造,安裝、維修和運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)存在的不合理或錯(cuò)誤均會(huì)導(dǎo)致鍋爐發(fā)生事故。在鍋爐使用壽命期間,其事故是難于完全避免的。
對待事故“三不放過”是人們在處理大量事故的基礎(chǔ)上,科學(xué)地總結(jié)出來的對待事故應(yīng)持的正確態(tài)度和應(yīng)采取的正確方法。落實(shí)“三不放過”的關(guān)鍵是要分析和查明事故原因。只有事故原因查明了,事故責(zé)任者和群眾才會(huì)從中得到教育,才能有效地制定出防范措施,防止類似事故再次發(fā)生。
事故發(fā)生后要及時(shí)召開事故分析會(huì)。先由當(dāng)事人介紹事故經(jīng)過,情況較復(fù)雜時(shí)當(dāng)事人應(yīng)提交書面材料。通常當(dāng)事故發(fā)生當(dāng)事人處理正確而沒有責(zé)任時(shí),當(dāng)事人介紹的事故經(jīng)過或提供的書面材料均真實(shí)可靠,如當(dāng)事人處理不當(dāng)而有責(zé)任時(shí),出于利害關(guān)系的考慮,為了推卸或減輕責(zé)任,其真實(shí)可靠性較差,往往會(huì)隱瞞事故真象,甚至有偽造事故現(xiàn)場的事情發(fā)生。例如,由于設(shè)備原因發(fā)生事故,當(dāng)事人處理正確,事故原因很快容易查清,而由于操作不當(dāng)或錯(cuò)誤發(fā)生的事故,往往一次事故分析會(huì)難于查明事故原因。對于后一種情況,先不要輕易下結(jié)論,可會(huì)后作進(jìn)一步調(diào)查了解情況后再次開會(huì)。一般情況下,只要事故原因不涉及到外單位,事故的原因又不很復(fù)雜,開二次最多三次分析會(huì),事故原因通常都可以查清。
重大事故要成立事故調(diào)查組。有些事故損失很大,事故原因不僅復(fù)雜而且涉及外單位,僅由事故發(fā)生單位召開幾次分析會(huì)難以查明原因,這時(shí)應(yīng)成立由行政領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員和安全員組成的事故調(diào)查組。首先要將事故發(fā)生時(shí)的儀表記錄紙全部取下復(fù)印交有關(guān)人員每人一份。記錄紙客觀準(zhǔn)確、連續(xù)地記錄了事故過程中各重要工藝參數(shù)的變化,對分析查明事故原因幫助很大。調(diào)查人員將當(dāng)事人提供的情況與記錄紙上參數(shù)變化和現(xiàn)場情況相互對照,如能相互吻合,則表明當(dāng)事人提供的情況真實(shí)可信;如不吻合,則必然會(huì)出現(xiàn)相矛盾的情況,也不能圓滿解釋現(xiàn)場出現(xiàn)的各種現(xiàn)況。這時(shí)調(diào)查人員應(yīng)嚴(yán)肅地向當(dāng)事人指出其隱瞞事故真象的事實(shí),只要調(diào)查人員有理有據(jù)的指出問題,打消其僥幸心理,當(dāng)事人往往會(huì)很快說出事故的真實(shí)情況,事故原因也就很快查明。
通過現(xiàn)場試驗(yàn)查明事故原因。有些事故是由于設(shè)備有缺陷引起的,而運(yùn)行人員操作處理并沒有錯(cuò)誤;有些事故是設(shè)備有缺陷,而運(yùn)行人員操作處理不當(dāng)引起的;有些事故完全是由于運(yùn)行人員操作處理錯(cuò)誤造成的,為了查明事故原因,分清責(zé)任,必要時(shí)可以通過現(xiàn)場試驗(yàn)來確定。
對于因純技術(shù)原因造成的事故可采取逐項(xiàng)排除法分析查明事故原因。對由于設(shè)計(jì)不合理、制造安裝缺陷或材質(zhì)不合格等純技術(shù)原因造成的事故,由于事故的原因較復(fù)雜,要從眾多可能的原因中分析查明事故的確切原因,可以采取將可能的原因全部列出,然后逐項(xiàng)進(jìn)行分析排除,最后剩下的一個(gè)或幾個(gè)原因就是事故的真正原因。
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