ＩＤＤ－ＩＩＵ系列火檢探頭在Ｗ型火焰爐的應用

謝超鋒　韓志超　李保鋒

摘要:本文對美國FONEY公司IDD系列火檢探頭在W型火焰爐應用中頻繁故障的原因進行了較為全面深入的分析,并對照引起故障的各項原因提出了改進措施。

關鍵詞:火檢探頭 W型火焰爐 原因分析 改進措施

0 引言

某電力公司裝機容量為3×300MW,鍋爐為東方鍋爐廠W型火焰煤粉爐?；鹧鏅z測系統(tǒng)為美國FORNEY公司IDD-IIU系列產品?；饳z按前后墻布置,前后墻各分布有12個油火檢和12個煤火檢。由于區(qū)域環(huán)境溫度高,燃燒區(qū)域穹頂保溫薄,探頭冷卻風量不夠,火檢信號弱等原因,鍋爐投產至今頻繁發(fā)生火檢探頭由于超溫而損壞和火檢信號不能穩(wěn)定輸出等現象,嚴重影響了機組的正常啟停、運行和鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠性。為保證安全生產,該公司在火檢設備的調試及日常維護方面投入了大量的人力物力。

1 目前存在的問題

由于鍋爐爐型設計的原因,鍋爐運行時所產生的熱量,通過熱傳導和熱輻射的方式導致火檢探頭經常處于超溫工作狀態(tài),致使探頭內電子元件性能下降造成檢測效果不良,甚至損壞探頭。雖然已增加冷卻風罩,但出口處的風壓很低,無法滿足冷卻需要,具體分析如下:

1.1 熱傳導是造成火檢探頭超溫工作的原因之一:火檢設備的外導管前端安裝在爐腔內部,雖然有火檢冷卻風的保護,但是火檢冷卻風主要冷卻的是內導管和光纖部位,對外導管并沒有起到冷卻作用,這樣,爐腔內的高溫通過熱傳導的方式,將高達80℃-100℃ 多的高溫傳導到火檢探頭,而一般產品正常工作溫度在65℃以下,這樣就容易造成火檢設備超溫工作,造成元件性能下降,影響使用效果。

1.2 熱輻射是造成火檢探頭檢測失靈和損壞的主要原因:對于W型火焰爐來將,火檢油槍和整個燃燒器通風效果均比較差,局部溫度很高;特別是每年的高溫季節(jié),環(huán)境溫度高達100左右。遠遠超過65℃的正常工作溫度。雖然短期的超溫不會影響使用效果,但是長期處于超溫狀態(tài),會大大縮短設備使用壽命,直至損壞,雖然已增加火檢冷卻風罩,但出口風壓很低,起不到冷卻探頭的作用,原有的火檢冷卻風罩的結構為簡易型冷卻風罩,采取直接在冷卻風管道上取風,由于不能完全密封處理,故也會造成冷卻風量不足,給火檢檢測系統(tǒng)帶來一定的安全隱患。

1.3 火檢信號減弱和不穩(wěn)定原因分析:①W型爐的燃燒器分布在前墻和后墻,由于燃燒的煤質較差、一次風量配合不適當等原因,導致燃燒器附近常有結焦現象,可能會阻擋火檢外導管前端的光纖采集火焰信號,造成火檢信號慢慢衰減;②冷卻風風量過低,嚴重影響到內導管中的光纖的冷卻和吹掃光纖前端的石英晶片,造成石英晶片內積灰,導致信號減弱;③由于W型爐的燃燒器周圍的溫度非常高或有時爐膛會冒正壓、一次風風壓不適當等原因,造成固定外導管前端的不銹鋼墊塊燒斷(停爐檢查發(fā)現部分外導管前端已被燒壞),外導管會隨著爐膛壓力的變換而擺動,火焰燃燒不穩(wěn)定,導致火檢檢測到的火焰不穩(wěn)定;④現場火檢探頭部分采用國產仿制品,可能會造成部分探頭與放大器卡件的不匹配,影響火檢信號的穩(wěn)定輸出。

1.4 冷卻風量過低原因分析:現場勘察發(fā)現,冷卻風母管出口處壓力合適,但到燃燒器中間或再往后的位置火檢冷卻風量逐漸減小直至沒有冷卻風輸出,造成的原因:①可能在安裝火檢冷卻風管時在母管上氣割開孔,有遺留的渣滓,未及時處理;②由于氣割開孔不是很標準,造成冷卻風管的口徑尺寸與開孔尺寸不適當,在焊接時有多余的焊渣遺留在母管內,越往后焊渣越積越多,嚴重阻擋冷卻風輸出,直至最后無冷卻風輸出。

1.5 “偷窺”原因分析:為了得到準確的火焰信號,要求火檢探頭對準燃燒器火焰著火區(qū)。但在實際運行中,由于負荷擾動引起的燃燒變化,煤質,煤粉細度,揮發(fā)份,煤質摻配均勻度,煤粉濕度,一次風壓力(風煤比)、二次風調節(jié)等的影響,使得火焰經常發(fā)生飄逸,造成“偷窺”或火焰閃爍不穩(wěn)定。而安裝設計時為了盡量減少其他燃燒器火焰和背景火焰對探頭的干擾,探頭的視角往往做的都比較小,盡管如此,對于W型火焰爐來講,由于其燃燒器布置的特殊性,不同火焰之間的干擾變得較為顯著,這也是造成該爐型中火焰檢測探頭“偷窺”的主要原因之一。

3 改進措施

3.1 針對熱輻射:80%的超溫原因是熱輻射導致的。解決的方法:①在探頭上加裝專用復合型冷卻風罩,對探頭進行完全屏蔽,隔絕探頭對輻射熱的吸收。同時在冷卻風罩里面通入冷卻風(對于冷卻風,也要做好管道的保溫隔熱,減少區(qū)域高溫對管線的傳導加熱),可以有效降低探頭溫度。試驗證明,采取此種方式可以將探頭溫度降低到600C以下,很好的解決超溫問題,保證了探頭的長期安全穩(wěn)定的工作,并能防止冷卻風散失在爐膛外部;②采用延長內導管,加大火檢探頭與鍋爐外壁間的距離,同時對引導管做好保溫隔熱措施,盡可能降低火檢工作的環(huán)境溫度。

3.2 針對火檢信號衰減和不穩(wěn)定:解決的方法:及時對火檢外導管前端清焦,保證火檢檢測的信號強度,或在原安裝預埋管與外導管間再增加冷卻風,冷卻風從一次風冷風引入,即用雙重冷卻的方式。

3.3 對由于爐膛內燃燒器周圍溫度高等原因造成固定內導管的不銹鋼墊塊燒斷或外導管燒壞,應及時更換焊接,以保證火檢系統(tǒng)穩(wěn)定檢測;解決的方法:在鍋爐檢修時對火檢外導管進行檢查,將鍋爐廠預埋的碳鋼管換為不銹鋼管,可以有效的防止固定墊塊脫落。

3.4 針對冷卻風量不足:解決的方法:①對冷卻風管道整改檢查,對冷卻風管道上的焊接點清理,確保無焊渣或無阻擋物,以保證出口處的風壓在5.6KPa(可以在冷卻風管道末端各加裝一塊10Kpa壓力表,便于監(jiān)視冷卻風壓力)。②引一次風冷風來補充火檢冷卻風量的不足;③將原火檢冷卻風機由12.6米平臺移至21.5米(燃燒層),縮短管程,減少阻力損失。

3.5 針對“偷窺”現象:對于W火焰爐火焰檢測的“偷窺”現象,目前尚無比較有效的解決的辦法,可以考慮利用DCS的邏輯組態(tài)功能,將火檢信號與對應的油閥或粉管關斷門的開信號取“與”后作為火檢信號為“真”的判據。

4 改造后達到的效果

4.1 可以提高火焰檢測的穩(wěn)定性,設備的安全性。

4.2 可以極大地降低現場維護量,較好的控制運行成本。

參考文獻:

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