电厂锅炉氧量测量值偏高的原因分析及消除方法

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电厂锅炉氧量测量值偏高的原因分析及消除方法
摘要:我厂#5.#6锅炉为中储式65吨的煤粉炉,在最近的运行中出现烟气含氧量测量值偏高的现象,通过原因分析,出解决的办法,为在今后的工作中正确判断氧量测量系统出现的故障及原因,快速准确的排除故障,为机组的安全运行提供可靠的分析数据而总结经验。
  关键词:氧化锆;氧量测量;炉膛;
    在火电厂的生产工艺过程中,为了及时掌握和控制热力设备的运行工况和生产能力,必须在线连续测量锅炉的烟气含氧量。锅炉燃烧的好坏直接影响电厂的经济指标――煤耗。锅炉处于最佳燃烧状态时,具有一定的空气过剩系数α,而α和烟气中的O2的含量有一定的函数关系。因此可以利用监测烟气中O2的含量来了解过剩空气系数α的值,以判别锅炉的燃烧状况是否最佳。甚至可以把O2含量信号引入燃烧自动控制系统,作为校正信号来控制送风量,以保证锅炉经济燃烧。
1.氧化锆氧量测量系统概况
氧化锆是一种新型的测氧元件,用它制成的氧量计是根据氧浓差电池的工作原理工作的,氧
量测量系统是由测量部分(锆管、加热丝附件等)、变送单元、显示单元三部分组成。只要测量部分符合设计要求,配上合适的变送器、显示仪表、正确选择取样点,校验方法正确,接线无误,基本上就可以准确的进行氧量测量。但在实际工作中。由于安装工艺及安装经验等的不足,会造成密封不严及校验孔漏气等诸多因素的影响,使氧量测量容易产生误差。氧量测量是根据氧浓差电池的原理工作的,当金属(如铂)置在氧气中,在一定温度下,氧分子受热而成为氧原子,铂片周围的氧原子要夺取铂的自由电子要成为氧离子,这时,铂带正电位,如有两个铂片处在不同浓度的氧气中,并且彼此间用氧离子的导体氧化锆连接起来,就形成了浓差电池。即在这种导体的两边分别涂上多孔的铂,其一侧接触空气,氧含量高(空气中的含氧量一般为20.8%),另一侧接触烟气,其含氧量低(一般在10%以内),这时,阴极(空气侧)将产生下列反应:
    O2 +  4e ---2O2-
于是可通过外电路变送单元、显示单元将电子e变换为有一定函数对应关系的氧量值显示出来。
打鱼还是打渔
只有将各部分正确安装调试,才能达到正确测量氧量的目的。下面以中国原子能科学研究
院生产的ZO系列的氧化锆氧量分析仪为例从一下几个方面分析如何才能正确、准确的进行氧量测量,同时解决我厂#5、#6锅炉氧量值测量偏高的问题。
2测量点位置的选择
2.1合理选择安装点的温度
此仪表的传感器可以在750℃以下的烟气中使用,但在较高温度段对探头各部件的氧化腐蚀比较严重,对探头的使用寿命有明显的影响,而温度过低时,凝结的水气与烟气中的二氧化硫及三氧化硫形成的硫酸和亚硫酸,对氧化锆元件危害极大,因此氧化锆传感器的检测点应尽量选在400℃~750℃之间。
2.2合理选择安装点的位置
陈鸿鹄2.2.1测点应选在烟道主流上,不宜在死角处;
2.2.2炉墙周围不应有漏风处;
2.2.3不能受火焰冲刷。
3.主要技术参数
  测量范围:0~20.6Vol% O2
      测量精度:±1.0%(满度)
  工作温度:750℃±5℃
  响应时间:﹤3s(达到90%指标)
  输出信号:DC  0~10mA;DC  4~20mA;
tm2007  负载能力:800Ω(0~10mA);400Ω(4~20mA);
  变送器使用环境温度:-5℃~55℃;
  供电电源:AC220V±10%
4.故障情况
4.1  #5、#6炉烟气氧量测量表在运行过程中,显示值偏高,从锅炉的调整情况来看,各指标均维持在正常的控制范围内,而且其它相关参数也正常。鉴于此种情况,把这两套测量系统多次在实验室校验并在空气中长时间通电观察,均未发现异常现象。
4.2在线工作期间,我们用新的、同型号的、进行更换对比,又请来锅检人员用他们的烟气分析仪进行比对,结果测量值确实偏高。功能性食品论文
5.检查方法
标致3072.0  氧量测量的影响因素很多,目前,要排除氧量测量偏高的原因,必须对探头部分进行解体详细检查。
5.1首先,检查炉墙系统,如果氧量表附近的炉墙泄漏,程负压的炉膛会将空气吸入,氧量表周围的烟气中混有空气,此时测得烟气中的氧量包含了空气中的氧,会使测量值偏高。通过认真检查分析,未发现炉墙泄漏。
5.2检查氧化锆探头与炉墙的连接法兰应严密,密封垫完好,连接螺栓无松动。
5.3确认安装位置是否合适。由于此安装位置以前运行正常,属于突发原因,因此判断安装位置应该正确的。
5.4在排除了安装位置的影响因素后,认为是否为氧化锆锆管有裂纹或破碎造成测量值偏高。于是我们将锆头带回检修间进行解体检查,锆管未发现裂纹和破碎,内部组件完好,复装。在复装过程中发现内部组件与外部保护管连接处密封垫破损,另外一台也是同样问题,对两台锆头此处的密封垫进行更换后组装。
6.故障原因分析
6.1  当氧量表在线测量时陆堂内程负压状态,外部程正压,该处密封垫片破损,使空气通过破损缝隙进入到氧化锆元件的测量端,此时空气、烟气混合,氧量测量值偏高。
6.2校验过程中通如的标准气压力高于环境压力,常压下的空气不可能混如标准气中,锆头直接接触的是单一的标气,所以在密封垫片破损的情况下校验并不能保证在线测量的准确。
6.3解决措施
  通过以上氧量表在线测量值偏高的检查和原因分析,将该破损的垫片更换为耐高温石棉垫片,在今后的工作中应注意以下几个问题:
6.3.1首先,氧化锆在安装使用前,应用标准气校验合格;
6.3.2安装投运按规定三天后再进行一次在线校准;
6.3.3与锅炉运行人员密切保持联系,询问观察风量及其它参数的调整情况,及时了解氧化锆的运行情况。
6.3.4不能主管判断新投运表计不会出现破损垫片、泄漏等不合格问题;
7.效果分析
  在火力发电厂中氧量测量准确与否,直接影响企业的经济效益。锅炉燃料燃烧所需的氧,一般取自空气,1千克燃料完全燃烧,而又没有剩余氧存在,此时所需的空气量为理论空气量。但在实际中,燃料在炉膛燃烧时,不可能做到理想的混合。为了使燃料尽可能的完全燃烧,减少不完全燃烧损失,实际送入炉膛的空气量都大于理论空气量,以使燃烧反应在
有多于氧的情况下充分进行。但是,如果送入炉膛的氧过大,会使炉内温度降低,使不完全燃烧降低,炉膛出口烟温基本不变,但排烟温度高,增加了排烟损失;如果送入炉膛的氧过少,不完全燃烧增大,排烟,排渣量增大,热损失增大,可燃气体将得不到充分燃烧,两者使锅炉的燃烧效率降低。因此,应根据燃料性质和燃烧方式合理的将送入炉膛的氧量控制在合理的范围内。
综上所述,引起锅炉氧量测量值偏高的原因是由于内部管组件与保护管连接处的密封垫片破损,使氧化锆在线测量时,环境中的空气通过破损缝隙进入到内部与烟气混合,使氧量表测量值偏高。
8  结束语
从上述分析得出结论:氧量测量仪表应经常进行系统严密性、泄漏情况检查,定期进行系统校验,及时发现问题,及时解决问题,确保氧量测量的准确性,保证机组安全经济运行。
 
参考文献:
1.中国原子能科学研究院 《ZO系列氧化锆氧量分析仪-技术说明书》
2.中国电力出版社  《热工测量和控制仪表的安装》第二版  叶江祺 编著
3.中华人民共和国电力行业标准  DL/T 774-2004《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》
作者:郝军朝  男1968年8月出生,1994年6月在新疆拜城发电厂工作,从事热工检修工作至今。

本文发布于:2023-06-26 13:25:32,感谢您对本站的认可!

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标签:测量   氧量   燃烧
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