d.管內(nèi)壁溫度計(jì)算
tb=t+q/a
?=83.1+94900/1012.9
?=177.5℃
tb<ts+△tgr-5=185.9℃
經(jīng)核算鍋爐在設(shè)計(jì)壓力下不會(huì)發(fā)生過冷沸騰,管壁是安全的。
(3)鍋爐在實(shí)際工況下過冷沸騰校核計(jì)算:
本臺(tái)鍋爐的實(shí)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(jì)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(huì)發(fā)生過冷沸騰,管壁不安全。
由上述過冷沸騰校核計(jì)算結(jié)果不難看出鍋爐在工作壓力過低(與設(shè)計(jì)壓力相比)的條件下容易產(chǎn)生過冷沸騰事故。
(四)發(fā)生過冷沸騰的一些影響因素:
1.實(shí)際工作壓力的影響,工作壓力低,相應(yīng)的飽和溫度也低。同理,管內(nèi)最小質(zhì)量流速wrmin增大。發(fā)生過冷沸騰的危險(xiǎn)性也加大。
2.過冷沸騰的發(fā)生位置,按照計(jì)算公式,在一定工作壓力下,wrmin與管內(nèi)壁傳熱熱流密度q和管內(nèi)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(nèi)水溫最高處的wrmin最大,最容易發(fā)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(fā)生了過冷沸騰。
3.燃用煤種的影響,本爐使用大同混煤,與設(shè)計(jì)煤種相比耗煤量減少。為正常運(yùn)行,增大鼓風(fēng)量,爐膛總產(chǎn)熱量增加,爐膛溫度升高,同時(shí)增大總煙氣量。煙氣流速加快,傳熱熱流密度提高,管內(nèi)流體溫度隨之升高,按經(jīng)驗(yàn)公式,管內(nèi)最小質(zhì)量流速wrmin增大,發(fā)生過冷沸騰的危險(xiǎn)性也加大。
綜上所述,鍋爐在低壓運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生過冷沸騰,它是受熱面管變形、過熱、爆管等水循環(huán)事故的根本原因。過冷沸騰容易發(fā)生在鍋爐管熱流密度最大及水溫最高處。避免發(fā)生過冷沸騰的根本辦法是將發(fā)生過冷沸騰部位的受熱面管的質(zhì)量流速提高到一定值。
四、改進(jìn)措施
?。ㄒ唬榱颂岣邿崴仩t循環(huán)回路的質(zhì)量流速,可考慮在鍋筒進(jìn)水管加引射管,將回水直接引入下降管(本臺(tái)鍋爐的進(jìn)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(jìn)入鍋筒的給水壓力與鍋筒內(nèi)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(jìn)入下降管的水流量,達(dá)到提高循環(huán)水速的目的。
(二)使用單位確實(shí)搞好水質(zhì)監(jiān)督工作。嚴(yán)格執(zhí)行GB1576-2001《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》。
?。ㄈ┰谠试S的條件下提高鍋爐的運(yùn)行工作壓力。
五、啟 示
目前在一些設(shè)計(jì)、使用單位存在一些認(rèn)識(shí)誤區(qū),認(rèn)為在選用鍋爐時(shí),設(shè)計(jì)參數(shù)越大越好,設(shè)計(jì)壓力越高越好,其實(shí)不然。應(yīng)根據(jù)鍋爐實(shí)際需要運(yùn)行壓力選擇與之相匹配的鍋爐。尤其是對(duì)于那些功率較小、管網(wǎng)不大的鍋爐房,更應(yīng)該引起足夠的重視。另外,目前在鍋爐出廠資料中只規(guī)定了鍋爐的最高使用參數(shù),而沒有規(guī)定鍋爐最低允許工作壓力,筆者在進(jìn)口鍋爐檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)國(guó)外一些鍋爐制造廠的出廠資料中規(guī)定了鍋爐使用壓力范圍,以保證鍋爐的使用安全。