d.管內壁溫度計算
tb=t+q/a
?=83.1+94900/1012.9
?=177.5℃
tb<ts+△tgr-5=185.9℃
經核算鍋爐在設計壓力下不會發生過冷沸騰,管壁是安全的。
(3)鍋爐在實際工況下過冷沸騰校核計算:
本臺鍋爐的實際工作壓力為0.3MPa,壓力為0.3MPa水的飽和溫度ts=142.9℃(查表)。
同理計算管壁過熱度
△tgr=0.35×q0.3/p0.15
? =0.35×949000.3/30.15
=9.24℃
所以:tb>ts+△tgr-5=147.14℃
鍋爐在工作壓力下會發生過冷沸騰,管壁不安全。
由上述過冷沸騰校核計算結果不難看出鍋爐在工作壓力過低(與設計壓力相比)的條件下容易產生過冷沸騰事故。
(四)發生過冷沸騰的一些影響因素:
1.實際工作壓力的影響,工作壓力低,相應的飽和溫度也低。同理,管內最小質量流速wrmin增大。發生過冷沸騰的危險性也加大。
2.過冷沸騰的發生位置,按照計算公式,在一定工作壓力下,wrmin與管內壁傳熱熱流密度q和管內流體平均水溫t成正比。所以熱水鍋爐在熱流密度最大和管內水溫最高處的wrmin最大,最容易發生過冷沸騰。在事例中變形、爆管部位都處于熱流密度最大處,這些部位發生了過冷沸騰。
3.燃用煤種的影響,本爐使用大同混煤,與設計煤種相比耗煤量減少。為正常運行,增大鼓風量,爐膛總產熱量增加,爐膛溫度升高,同時增大總煙氣量。煙氣流速加快,傳熱熱流密度提高,管內流體溫度隨之升高,按經驗公式,管內最小質量流速wrmin增大,發生過冷沸騰的危險性也加大。
綜上所述,鍋爐在低壓運行時容易發生過冷沸騰,它是受熱面管變形、過熱、爆管等水循環事故的根本原因。過冷沸騰容易發生在鍋爐管熱流密度最大及水溫最高處。避免發生過冷沸騰的根本辦法是將發生過冷沸騰部位的受熱面管的質量流速提高到一定值。
四、改進措施
(一)為了提高熱水鍋爐循環回路的質量流速,可考慮在鍋筒進水管加引射管,將回水直接引入下降管(本臺鍋爐的進水管就沒有引射管)。或者是通過在下降管入口加裝噴射器,所謂噴射器是利用進入鍋筒的給水壓力與鍋筒內水壓之間的壓力差。以較高的速度流出,引射壓力較低的鍋水,增加進入下降管的水流量,達到提高循環水速的目的。
(二)使用單位確實搞好水質監督工作。嚴格執行GB1576-2001《工業鍋爐水質》。
(三)在允許的條件下提高鍋爐的運行工作壓力。
五、啟 示
目前在一些設計、使用單位存在一些認識誤區,認為在選用鍋爐時,設計參數越大越好,設計壓力越高越好,其實不然。應根據鍋爐實際需要運行壓力選擇與之相匹配的鍋爐。尤其是對于那些功率較小、管網不大的鍋爐房,更應該引起足夠的重視。另外,目前在鍋爐出廠資料中只規定了鍋爐的最高使用參數,而沒有規定鍋爐最低允許工作壓力,筆者在進口鍋爐檢驗中發現國外一些鍋爐制造廠的出廠資料中規定了鍋爐使用壓力范圍,以保證鍋爐的使用安全。
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