鍋爐的運(yùn)行原理及缺陷

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1、鍋爐的運(yùn)行原理及存在的問題？鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學(xué)能、電能，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機(jī)熱載體。鍋的原義指在火上加熱的盛水容器，爐指燃燒燃料的場(chǎng)所，鍋爐包括鍋和爐兩大部分。鍋爐的工作原理：鍋爐參數(shù)是表示鍋爐性能的主要指標(biāo)，包括鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度、給水溫度等。?鍋爐容量可用額定蒸發(fā)量或最大連續(xù)蒸發(fā)量來表示。額定蒸發(fā)量是在規(guī)定的出口壓力、溫度和效率下，單位時(shí)間內(nèi)連續(xù)生產(chǎn)的蒸汽量。最大連續(xù)蒸發(fā)量是在規(guī)定的出口壓力、溫度下，單位時(shí)間內(nèi)能最大連續(xù)生產(chǎn)的蒸汽量。?蒸汽參數(shù)包括鍋爐的蒸汽壓力和溫度，通常是指過熱器、再熱器出口處的過熱蒸汽壓力和

2、溫度如沒有過熱器和再熱器，即指鍋爐出口處的飽和蒸汽壓力和溫度。給水溫度是指省煤器的進(jìn)水溫度，無省煤器時(shí)即指鍋筒進(jìn)水溫度。?鍋爐可按照不同的方法進(jìn)行分類，鍋爐按用途可分為工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐和機(jī)車鍋爐等；按鍋爐出口壓力可分為低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界壓力、超臨界壓力等鍋爐；鍋爐按水和煙氣的流動(dòng)路徑可分為火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐，其中火筒鍋爐和火管鍋爐又合稱為鍋殼鍋爐；按循環(huán)方式可分為自然循環(huán)鍋爐、輔助循環(huán)鍋爐(即強(qiáng)制循環(huán)鍋爐)、直流鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐；按燃燒方式，鍋爐分為室燃爐、層燃爐和沸騰爐等。?在水汽系統(tǒng)方面，給水在加熱器中加熱到一定溫度后，經(jīng)給水管道進(jìn)入省煤器

3、，進(jìn)一步加熱以后送入鍋筒，與鍋水混合后沿下降管下行至水冷壁進(jìn)口集箱。水在水冷壁管內(nèi)吸收爐膛輻射熱形成汽水混合物經(jīng)上升管到達(dá)鍋筒中，由汽水分離裝置使水、汽分離。分離出來的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過熱器，繼續(xù)吸熱成為450℃的過熱蒸汽，然后送往汽輪機(jī)。?在燃燒和煙風(fēng)系統(tǒng)方面，送風(fēng)機(jī)將空氣送入空氣預(yù)熱器加熱到一定溫度。在磨煤機(jī)中被磨成一定細(xì)度的煤粉，由來自空氣預(yù)熱器的一部分熱空氣攜帶經(jīng)燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其余的熱空氣混合燃燒，放出大量熱量。燃燒后的熱煙氣順序流經(jīng)爐膛、凝渣管束、過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器后，再經(jīng)過除塵裝置，除去其中的飛灰，最后由引風(fēng)機(jī)送往煙

4、囪排向大氣。?鍋爐在設(shè)計(jì)及現(xiàn)運(yùn)行中存在以下缺陷：設(shè)計(jì)不足：1、二級(jí)空氣預(yù)熱器無法更換腐蝕壞的管子，空間不足。2、引風(fēng)機(jī)在多燒高煤時(shí)引風(fēng)量不足?3、高溫段省煤器管卡高溫碳化較快且管子振動(dòng)較大4、水冷壁有變形現(xiàn)象，設(shè)計(jì)膨脹量不夠。運(yùn)行中不足：1、鍋爐水冷壁及高、低過熱器存在結(jié)垢嚴(yán)重，直接影響吸熱效果，降低了鍋爐熱效率。2、排煙溫度超出設(shè)計(jì)值40-50度?3、一級(jí)下層空氣預(yù)熱器存在低溫腐蝕較快4、燃燒器火嘴易堵塞，疏通困難。鍋爐諸多缺陷中,裂紋缺陷是最大的隱患。鍋爐本體及受壓元件的裂紋缺陷種類很多,只有清楚鍋爐裂紋缺陷的形成、發(fā)展規(guī)律,才能判定出不同結(jié)構(gòu)類型的鍋爐容易產(chǎn)生裂紋的常見部位。

5、鍋爐本體及受壓元件常見的裂紋缺陷,一是焊接裂紋,按其產(chǎn)生的原因和過程分為焊接熱裂紋和焊接冷裂紋;二是腐蝕裂紋,主要指苛性脆化堿腐蝕裂紋;三是疲勞裂紋和腐蝕性疲勞裂紋。一、焊接裂紋一般是在鍋爐制造過程中產(chǎn)生的?，F(xiàn)代鍋爐和壓力容器的加工制造是使用特定金屬板卷制、焊接而成,裂紋和微裂紋出現(xiàn)在焊接過程中是難免的,這種裂紋是在高溫條件下產(chǎn)生的焊接熱裂紋。金屬材料焊接冷卻較長(zhǎng)時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)焊接冷裂紋。原因是在焊接金屬冷卻金相組織中有溶解的氫元素存在。氫的溶解度在不同金相組織中不同,尤其是金屬中含有低碳合金鋼和具有淬火傾向的碳素鋼時(shí),當(dāng)焊縫的金屬逐漸冷卻,金相組織中的奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變,焊縫因不同

6、溶解度過飽和氫的擴(kuò)散聚集,會(huì)出現(xiàn)顯微氫裂痕,隨冷卻時(shí)間的延長(zhǎng),裂痕逐漸擴(kuò)展成焊接冷裂紋。二、鍋爐腐蝕裂紋鍋爐腐蝕裂紋主要指因堿腐蝕作用而造成的苛性脆化現(xiàn)象。腐蝕裂紋缺陷的產(chǎn)生,除因堿性腐蝕介質(zhì)侵蝕作用外,也有受壓元件拉應(yīng)力作用的影響,兩種因素共同作用導(dǎo)致裂紋萌生。因此,苛性脆化裂紋也稱應(yīng)力腐蝕裂紋。三、疲勞裂紋和腐蝕疲勞裂紋疲勞裂紋和腐蝕疲勞裂紋是鍋爐定期檢驗(yàn)中遇到較多的一類裂紋隱患。腐蝕疲勞裂紋大多是在形成疲勞裂痕基礎(chǔ)上由交變應(yīng)力和腐蝕性介質(zhì)共同作用而產(chǎn)生的。因此,疲勞裂紋也是產(chǎn)生腐蝕疲勞裂紋的前提因素,這兩種裂紋缺陷的性質(zhì)基本是一致的,都是在鍋爐使用過程中發(fā)生的裂紋,是鍋爐受壓

7、元件失效的主要因素。疲勞裂紋和腐蝕疲勞裂紋產(chǎn)生的金屬材料疲勞破壞是由鍋爐設(shè)備本身二次條件所決定的,鍋爐在運(yùn)行中,部件溫度、流速和負(fù)荷變化大,管線中水汽混合,啟停爐次數(shù)頻繁以及壓力和溫度的波動(dòng)等均會(huì)引起應(yīng)力交變。這種交變應(yīng)力的循環(huán)作用是促使鍋爐金屬材料疲勞腐蝕裂紋破壞的主要原因。預(yù)防措施：1、在鍋爐及受壓元件的制造材料上根據(jù)要求予以嚴(yán)格控制2、制定合理科學(xué)的焊接工藝規(guī)范并嚴(yán)格執(zhí)行3、應(yīng)根據(jù)技術(shù)要求對(duì)焊件進(jìn)行熱處理4、有計(jì)劃的組織培訓(xùn)司爐職員和治理職員，進(jìn)步安全運(yùn)行操縱和