原水水质对水处理设备的影响

我公司原水取至南潮河，沿途经过村庄和化工园区，经常受到居民生活垃圾及化工厂污水污染，而且取水口在取水河末端，水质受污染后，无法及时替换，只能靠自身消耗解决。就此浅谈一下原水水质对水处理设备的影响及危害。

原水经补水泵提升首先进入沉淀池，通过加入絮凝剂絮凝沉淀。当水中含有带电胶体等物质时，就会影响絮凝效果，形不成大而松软的矾花，不但无法使水中杂质沉淀，而且还会使絮凝剂随水进入下道工序。具体现象就是，沉淀池反应混合区，小而实的细小矾花，清水区水质浑浊，且带有细微颗粒。

水经由清水泵进入多介质和活性炭过滤器，受污染的水会加重过滤器的运行负担；水中大量的有机物、胶体会沉积在石英砂中，造成粘连，使多介质过滤器滤料板结，很难反洗干净，影响过滤效果；活性炭强大的吸附力会把水中的色素、有机物、胶体等杂质吸附过滤，但受污染水中，大量的这些杂质会很快就把活性炭的微孔堵死，使活性炭失去活性，丧失吸附能力，大大缩短了使用寿命。

然后，水进入保安过滤器，保安过滤器滤芯的滤径有5um，受污染的水，不能在前面过滤器中过滤干净，水中的杂质会很快把保安过滤器的滤芯堵塞，这就是我们专业保安过滤器滤芯更换频繁的根本原因；而且水中大量的有机物和胶体，会在滤芯表面粘附，这些都在更换滤芯时有所体现。

水经由保安过滤器之后，就到了主要的脱盐设备——反渗，反渗是靠高压和反渗膜的特性，可以把水中的盐类出去95%以上；运行中，水分子透过反渗膜进入淡水箱，盐类和水中的杂质，会随着浓水排掉，但是有部分盐类和杂质会附着在膜的表面，这就是反渗膜结垢和污堵的原因。当原水受到污染时，水中各种杂质含量越多，从而在膜表面残留的就越多，反渗膜堵塞就会加快，造成进水压力升高、产水量下降。去年5月份和今年2月份，河水受到化工厂污水严重污染，致使反渗产水量急剧降低，在以后几个月的化学清洗时，清洗水都是红黑色，产水量也无法恢复到原来的水平。

水经过反渗的初步除盐，随后进入阴阳床，以出去剩余的盐类离子。阴阳树脂是靠交换吸附来去掉相应的阴阳离子；阴阳树脂对水中的一些杂质十分敏感，阳树脂主要是铁离子，阴树脂主要是有机物。受污染的原水中含有大量的有机物，在前序工序中无法完全去掉的有机物随水到阴床中，就会对阴树脂造成污染。今年三月份，我专业两台阴床交换能力减弱，再生频繁，碱耗增加；从阴床中取树脂样，颜色已经发红发黑，经争光树脂厂家技术部鉴定，树脂已受到严重的有机物污染；为了保证安全供水和降低碱耗，只能更换新树脂；这样树脂的使用寿命就大大缩短，造成了很大的浪费。

综上所述，原水水质的好坏对化水设备的运行状况影响很大，水质不好，会影响水处理设备的出力、影响制水成本、影响供水安全。所以，保证良好的原水水质对化水专业的安全经济运行是一个重中之重的因素。（陈家港公司  江玉华）

汽轮机初参数异常对设备的危害

在汽轮机运行中，初终汽压、汽温、主蒸汽流量等参数都等于设计参数时，这种运行工况称为设计工况，此时的效率高，所以又称为经济工况。运行中如果各种参数都等于额定值，则这种工况称为额定工况。目前大型汽轮机组的热力计算工况多数都取额定工况，为此机组的设计工况和额定工况成为同一个工况。在实际运行中，很难使参数严格地保持设计值，这种与设计工况不符合的运行工况，称为汽轮机的变工况。这时进入汽轮机的蒸汽参数、流量和凝结器真空的变化，将引起各级的压力、温度、焓降、效率、反动度及轴向推力等发生变化。这不单影响汽轮机运行的经济性，还将影响汽轮机的安全性。所以在日常运行中，应该认真监督汽轮机初、终参数的变化。

一、主蒸汽压力升高

当主蒸汽温度和凝结器真空不变，而主蒸汽压力升高时，蒸汽在汽轮机内的焓降增加，末级排汽湿度增加。主蒸汽压力升高时，即使机组调速汽阀的总开度不变，主蒸汽流量也将增加，机组负荷则增加，这对运行的经济性有利。但如果主蒸汽压力升高超出规定范围时，将会直接威胁机组的安全运行。因此在机组运行规程中有明确规定，不允许在主蒸汽压力超过限数值时运行。主蒸汽压力过高有如下危害：

（1）主蒸汽压力升高时，要维持负荷不变，需减小调速汽阀的总开度，但这只能通过关小全开的调速汽阀来实现。在关小到第一调速汽阀全开，而第二调速汽阀将要开启时，蒸汽在调节级的焓降大，会引起调节级动叶片过负荷，甚至可能被损伤。

（2）末级叶片可能过负荷。主蒸汽压力升高后，由于蒸汽比容减小，即使调速汽阀开度不变，主蒸汽流量也要增加，再加上蒸汽的总焓降增加，将使末级叶片过负荷，所以，这时要注意控制机组负荷。

（3）主蒸汽温度不变，只是主蒸汽压力升高，将使末几级的蒸汽湿度变大，机组末几级的动叶片被水滴冲刷加重。

（4）承压部件和紧固部件的内应力会加大。主蒸汽压力升高后，主蒸汽管道、自动主汽阀及调速汽阀室、汽缸、法兰、螺栓等部件的内应力都将增加，这会缩短其使用寿命，甚至造成这些部件受到损伤。

由于主蒸汽压力升高时会带来许多危害，所以当主蒸汽压力超过允许的变化范围时，不允许在此压力下继续运行。若主蒸汽压力超过规定值，应及时联系锅炉值班员，使它尽快恢复到正常范围；当锅炉调整无效时，应利用电动主闸阀节流降压。如果采用上述降压措施后仍无效，主蒸汽压力仍继续升高，应立即打闸停机。

二、主蒸汽压力下降

当主蒸汽温度和凝结器真空不变，主蒸汽压力降低时，蒸汽在汽轮机内的焓降要减少，蒸汽比容将增加。此时，即使调速汽阀总开度不变，主蒸汽流量也要减少，机组负荷降低；若汽压降低过多时，机组带不到满负荷，运行经济性降低；这时调节级焓降仍接近于设计值，而其它各级焓降均低于设计值，所以对机组运行的安全性没有不利影响。如果主蒸汽压力降低后，机组仍要维持额定负荷不变，就要开大调速汽阀增加主蒸汽流量，这将会使汽轮机末几级特别是最末级叶片过负荷，影响机组安全运行。当主蒸汽压力下低超过允许值时，应尽快联系锅炉值班员恢复汽压；当汽压降低至低限度时，应采用降低负荷和减少进汽量的方法来恢复汽压至正常，但要考虑满足抽汽供热汽压和除氧器用汽压力，不要使机组负荷降得过低。

三、主蒸汽温度升高

在实际运行中，主蒸汽温度变化的可能性较大，主蒸汽温度变化对机组安全性、经济性的影响比主蒸汽压力变化时的影响更为严重，所以，对主蒸汽温度的监督要特别重视。对于高温高压机组，通常只允许主蒸汽温度比额定温度高5℃左右。当主蒸汽温度升高时，主蒸汽在汽轮机内的总焓降、汽轮机相对的内效率和热力系统的循环热效率都有所提高，热耗降低，使运行经济效益提高，但是主蒸汽温度升高超过允许值时，对设备的安全十分有害。主蒸汽温度升高的危害如下：

（1）调节级叶片可能过负荷。主蒸汽温度升高时，首先调节级的焓降增加；在负荷不变的情况下，尤其当高速汽阀中，有di一调速汽阀全开，其它调速汽阀关闭的状态下，调节级叶片将发生过负荷。

（2）金属材料的机械强度降低，蠕变速度加快。主蒸汽温度过高时，主蒸汽管道、自动主汽阀、调速汽阀、汽缸和调节级进汽室等高温金属部件的机械强度将会降低，蠕变速度加快。汽缸、汽阀、高压轴封坚固件等易发生松弛，将导致设备损坏或使用寿命缩短。若温度的变化幅度大、次数频繁，这些高温部件会因交变热应力而疲劳损伤，产生裂纹损坏。这些现象随着高温下工作时间的增长，损坏速度加快。

（3）机组可能发生振动。汽温过高，会引起各受热金属部件的热变形和热膨胀加大，若膨胀受阻，则机组可能发生振动。

在机组的运行规程中，对主蒸汽温度及在某一超温条件下允许工作的小时数，都应作出严格的规定。一般的处理原则是：当主蒸汽温度超过规定范围时，应联系锅炉值班员尽快调整、降温，汽轮机值班员应加强全面监视检查，若汽温尚在汽缸材料允许的高使用温度以下时，允许短时间运行，超过规定运行时间后，应打闸停机；若汽温超过汽缸材料允许的高使用温度，应立即打闸停机。例如中参数机组额定主蒸汽温度为435℃，当主蒸汽温度超过440℃时，应联系锅炉值班员降温；当主蒸汽升高到445～450℃之间时，规定连续运行时间不得超过30min，全年累计运行时间不得超过20h；当主蒸汽温度超过450℃时，应立即故障停机。

四、主蒸汽温度降低

当主蒸汽压力和凝结真空不变，主蒸汽温度降低时，主蒸汽在汽轮机内的总焓降减少，若要维持额定负荷，必须开大调速汽阀的开度，增加主蒸汽的进汽量。一般机组主蒸汽温度每降低10℃，汽耗量要增加1.3%~1.5%。主蒸汽温度降低时，不但影响机组的经济性，也威胁着机组的运行安全。其主要危害是：

（1）末级叶片可能过负荷。因为主蒸汽温度降低后，为维持额定负荷不变，则主蒸汽流量要增加，末级焓降增加，末级叶片可能过负荷状态。

（2）末几级叶片的蒸汽湿度增加。主蒸汽压力不变，温度降低时，末几级叶片的蒸汽湿度将要增加，这样除了会增加末几级动叶的湿汽损失外，同时还将加剧开几级动叶的水滴冲蚀，缩短叶片的使用寿命。

（3）各级反动度增加。由于主蒸汽温度降低，则各级反动度增加，转子的轴向推力明显增加，推力瓦块温度升高，机组运行的安全可靠性降低。

（4）高温部件将产生很大的热应力和热变形。若主蒸汽温度快速下降较多时，自动主汽阀外壳、调节级、汽缸等高温部件的内壁温度会急剧下降而产生很大的热应力和热变形，严重时可能使金属部件产生裂纹或使汽轮机内动、静部分造成磨损事故；当主蒸汽温度降至限值时，应打闸停机。

（5）有水击的可能。当主蒸汽温度急剧下降50℃以上时，往往是发生水冲击事故的先兆，汽轮机值班员必须密切注意，当主蒸汽温度还继续下降时，为确保机组安全，应立即打闸停机。（陈家港公司张玉立）

电厂水处理的特点

随着我国能源行业的不断前进与深入的发展，大型机组规模也在不断扩大，机组的参数和容量等不断提高，这导致电厂化学水处理发生巨大的变化。水处理包括补给水处理和汽、水监督工作，是改善锅炉运行工况、避免汽水循环不良的安全保障。在电厂技术不断进步与发展的现状下，水处理的设备、生产、方式、工艺方法等方面也都有了新的变化，存在新的特点。下面阐述电厂化学处理技术的发展特点。

一、设备集中化布置。传统电厂化学水处理系统包括净水的预处理、锅炉补给水的处理、凝结水的处理、汽水取样的监测分析、加药、综合水泵房、循环水的加氯、废水及污水处理等系统。它存在占地面积较大、生产岗位分散、管理不便等诸多问题。现在以紧凑、立体、集中构型来代替平面、松散、点状构型。节约占地面积，提高设备的综合利用率，并且方便运行管理。

二、生产集中化控制。传统的生产控制采用了模拟盘，而现在的趋势是集中化控制，即将电厂中所有化学水处理的子系统合为一套控制系统，取消了模拟盘，采用了PCL、上位机2级控制结构。各个子系统以局域网总线形式集中的联接在化学主控制室上位机上，从而实现化学水处理系统集中监视、操作，自动控制。

三、工艺多元化。传统电厂水处理工艺以混凝过滤、离子交换、磷酸铵盐处理等为主。随化工材料技术的不断进步与发展，膜处理技术也开始广泛应用在水质处理当中，离子交换树脂的种类、使用条件、范围也有了较大进展，粉末树脂在凝结水处理中也同样发挥着积极作用。（陈家港公司朱 敏）

循环流化床锅炉风帽优化改造

1.1情况简介

森达热电建湖公司75T/h的循环流化床锅炉原风帽为蘑菇状625个，该种风帽孔径小，间距小，送风出口角度与风帽为90度，此种风帽在送风波动时，物料会通过风帽孔回吸进入风室，造成风室积渣。风室积渣后，又会使床压波动加剧，影响布风均匀性，风室积渣又会结焦危及安全运行。风室积渣通过风帽孔吹入炉内时，会卡住风帽小孔，导致风帽堵孔、通风不足而过热烧坏。蘑菇状风帽数量多，每平方米为50-60个，间距近，90°布风造成风帽间对吹不可避免，小的间距使风帽出口40M/S的风速吹动的物料不能有效扩散，射流偏转也会产生，这样会导致单个风帽头部磨透而损坏，单个风帽损坏后又会使此区域风帽成片损坏，最终导致布风紊乱，锅炉电耗增加，效率下降，安全性降低。

实践证明蘑菇状风帽运行不足一年就开始有损坏，三个月就需要停炉更换大量风帽，否则将影响运行的安全，全部风帽寿命仅6-10个月。

1.2风帽简介

据不完全统计，我国现有两千余台大中小型循环流化床锅炉应用于火力发电厂。风帽是循环流化床（CFB）锅炉的重要部件，是炉内高温高磨损下的易损部件，风帽的质量直接影响CFB锅炉的流化工况和燃烧的稳定性，是CFB锅炉安全运行的保证。CFB锅炉的布风板风帽一般有以下几种型式：一种是“猪尾巴”式风帽（喷嘴）；一种是定向风帽；另一种是钟罩式风帽；还有一种是蘑菇式风帽。钟罩式风帽在应用时不断在材料、结构、连接方式上作加以改进，更趋合理、耐磨、不漏渣。蘑菇式风帽用在中小型的CFB锅炉上居多。定向式风帽比较适合于风冷选择性侧排渣方式的CFB锅炉，其缺点是在运行中“帽子”容易被吹破，如果大面积出现这种情，会导致浓相区的气流紊乱和堵塞一次风通道。

1.3目前循环流化床锅炉风帽的使用现状

目前大多数公司的循环流化床锅炉使用的风帽为蘑菇状小风帽，该种风帽孔径小，间距小，在送风波动时，物料会通过风帽孔回吸进入风室，造成风室积渣。风室积渣后，又会使床压波动加剧，影响布风均匀性，同时一部分积渣在返回炉膛的过程中变换方向,恰好卡在风帽小孔中,堵住风帽小孔,导致风帽通风不足,严重影响一次风量,同时对燃烧流化影响也相当严重风室积渣又会结焦危及安全运行。风室积渣通过风帽孔吹入炉内时，会卡住风帽小孔，导致风帽堵孔、通风不足而过热烧坏。风帽间距近，风帽间对吹不可避免，射流偏转也会产生，这样会导致单个风帽头部磨透而损坏，单个风帽损坏后又会使此区域风帽成片损坏，最终导致布风紊乱，锅炉电耗增加，效率下降，安全性降低。从锅炉安全性和经济性考虑，根据对锅炉的发展史、材料力学等的学习，提出锅炉大风帽改造。从而有效的避免了在运行中互相对吹磨损及局部损坏的现象。因而风帽使用寿命长，布风均匀，降低了锅炉各个部位的磨损，提高了锅炉的运行效率。

定向风帽的磨损分析，风帽磨损有以下几种情况：（1）流化的料粒碰撞冲刷风帽外壁使风帽外壁受到磨损，只要风帽材质较好，这种磨损比较缓慢。（2）漏入水冷风室的灰渣的细小颗粒可随一次风进入风管使风帽内壁受到磨损，只要风帽材质较好，这种磨损比较缓慢。（3）床上密布的Γ形定向风帽其外壁有可能受到临近风帽的高速气流吹扫会产生严重磨损，这种磨损不但严重而且快速。每次停炉都要仔细检查风帽外壁磨损程度。

通过对已投产75t/h级CFB锅炉定向风帽磨损和漏渣情况的多次调研发现，普遍存在风帽磨损漏渣严重、防磨措施不力和检修工艺不当的问题。为严重的是上述第3种情况即临近风帽的高速气流吹扫产生的风帽严重磨损。

1.3.1两种风帽优缺点分析：

我国目前已是世界上在电厂使用循环流化床锅炉（CFB锅炉）最多的国家，已经运行的大小循环流化床电站锅炉有2000多台，其中410t/h以上大型循环流化床电站锅炉有140多台。循环流化床电站锅炉靠布风装置使固体床料流化，而风帽是布风装置中重要最关键最的部件。风帽的种类非常多，目前得到最广泛应用的有钟罩式风帽和Γ字型定向风帽等，两种风帽在使用中各有优缺点存在。风帽是循环流化床锅炉重要燃烧部件，是炉内高温高磨损下的易损部件，风帽的质量直接影响到循环流化床锅炉流化工况、燃烧的稳定性、机组的安性。 Γ字型定向风帽的突出缺点是漏渣。这已是其在运行中的一个常见的令人不能容忍的问题，通常情况下，少量漏渣不可避免，对锅炉的正常运行影响不大，但其往往出现大量漏渣，导致频繁停机进行风室清渣，严重影响了循环流化床锅炉发电机组的安全与经济运行。Γ字型定向风帽的突出优点是可使流化床底料产生定向流动，在炉底形成的气流流向可以将粗颗粒床料吹向排渣口，能顺利排渣。钟罩式风帽，每个风帽由较小直径的内管和较大直径的外管组成，外罩与内管之间用螺纹连接。这种风帽具有流化均匀，不堵塞，不磨损，安装维护方便等优点。钟罩式风帽的突出缺点是不能使流化床底料产生定向流动，排渣不畅（得将床面倾斜才能排渣）。钟罩式风帽的突出优点是风室内进风气流流向迂回弯转沿下圆周侧向喷出，可有效避免漏渣；风帽出口风速高，对炉底部粗颗粒产生强烈扰动，以避免结焦同时也有利于风帽的冷却，不易烧坏风帽，床内细渣不会漏入风室。大直径钟罩式风帽的阻力明显高于普通小孔风帽，这使得布风板即使在低负荷下也能保证布风均匀，但同时也增加了风机耗电。

1.3.2环缝回流多喷口定向风帽特点

新型设计风帽----环缝回流多喷口定向风帽，综合了钟罩式风帽和Γ字型定向风帽的长处，克服了两者的缺点，其突出优点有：

1、环缝回流的结构特，可有效避免漏渣；

2、可使流化床底料产生定向流动，在炉底形成的气流流向可以将粗颗粒床料吹向排渣口，不需床面倾斜即可顺利排渣；

3、采用优质耐热合金钢作为风帽材料，耐磨性好，顶部和风管在运行一段时间后可视磨损情况焊上另外设计的防磨罩，检修维护方便；

4、风帽阻力适中，保证物料均匀流化，避免结渣。

1.3.3环缝回流多喷口定向风帽的应用

在CFB锅炉排渣口的附近布置环缝回流多喷口定向风帽可使流化床底渣产生定向流动，在炉底形成的气流流向可以将粗颗粒床料吹向排渣口，不需床面倾斜即可顺利排渣。

在原流化式风水冷渣器中采用环缝回流多喷口定向风帽可使该冷渣器避免诸多疑难问题。

也可以在流化床大面积布置环缝回流多喷口定向风帽，它的优势会更加充分地发挥出来。实践证明原Γ字型定向风帽流化方面还是很好的，仅因为严重的漏渣问题使用户纷纷将其改为钟罩式风帽；改为钟罩式风帽后就远离了棘手的漏渣问题，但又得面对钟罩式风帽排渣无方向性的问题。Γ字型定向风帽如果不漏渣还是很好的风帽，环缝回流多喷口定向风帽应运而生是一种全优的风帽，汇集了诸多风帽的优点又克服了诸多缺点，必将发挥应有的作用。

1.4大直径钟罩式风帽存在问题及对策

1.4.1大直径钟罩式风帽特点及存在问题

森达热电75t/h级风帽采用了大直径钟罩式风帽，罩体直径为159mm，其上开有8个孔径为22.5mm风孔；罩体与进风管采用承插连接，以便罩体损坏后易于更换。这种风帽具有流化均匀，不堵塞，不磨损，安装维护方便等优点。风帽阻力系数可达4.0（普通小孔风帽的阻力系数一般为2.0）。大钟罩式风帽的阻力明显高于普通小孔风帽，这使得布风板即使在低负荷下也能保证布风均匀，但同时也增加了风机耗电。但该风帽仍存在以下问题：（1）床底部渣流没有方向性，侧墙排渣时需将浇注料表面抹成斜面以利于排渣；（2）风孔射流夹带的物料对相邻风帽造成磨损问题；（3）高阻力系数同时也增加了风机耗电；（4）易风帽脱落漏渣的现象；（5）重量大，造价高。

1.4.2大直径钟罩式风帽磨损与对策循

环流化床锅炉风帽的磨损问题是很突出的，大直径钟罩式风帽主要磨损区域在与其相邻的风帽的风孔所对的地方，且磨损区域形状呈近半圆形（图8）。分析其磨损机理，我们认为：从风帽的风孔出来的风夹带着砂粒对与其相邻的风帽进行冲击磨损，且风孔呈圆形，风总体向上运动，从而使相邻风帽的磨损区域呈近半圆形。

大颗粒炉渣或煤矸石由于自重在一次风的吹动下不能充分流化，只能贴炉底串动，结果对钟罩式风帽的根部外套管造成磨损，细小灰渣由磨损处漏至水冷风室，日积月累，会堵塞一次风通道，且灰渣在一次风的扰动下，会对水冷风室内衬造成严重磨损。因此锅炉停炉时应注意检查水冷风室内是否存在漏渣。

对策：（1）风帽的安装方式对风帽的磨损程度影响比较大，正确的安装方式即相邻的风帽的风孔不能相对，此时磨损的程度较轻。（2）在钟罩式风帽的根部外套处点焊耐磨环，极其有效。

1.4.3大直径钟罩式风帽脱落漏渣与对策。大直径钟罩式风帽在炉内长周期运行后易出现风帽脱落的现象。 对策：在易脱落处点焊耐磨环，极其有效。

1.5改造后应保持在同样的风量下，大风帽出口风速接近，大风帽总阻力值基本不变，为满足以上要求，经多次试取大风帽各部尺寸进行阻力计算，最终确定改造后大风帽数量为256个，同时将风帽材质根据床温及料蹭磨损情况选择为耐热铸铁钢管加工而成。

1.6因为出口处渣流动磨损最严重，且风速高，此处加厚可保证风帽3年以上的 使用寿命。原风帽头部磨损问题，经分析认为因为小风帽开口偏上，并且部分损坏后偏流所致；而大风帽开口在风帽的根部，距离头部远，不会对头部产生磨损。大风帽设计为内外两层，当底料流化时风压波动时，渣只会进入外套间夹层而后被反吹入炉内，此种迷宫结构可有效避免风室积渣。

1.7风帽改造的经济性分析

1.7.1原小风帽使用寿命为6000小时，更换一次费用需要11.3万余。运行三年需要更换5次，费用近60万元。

1.7.2使用原风帽因风室积灰、积渣每运行6000小时就要多停一次炉，每次停炉直接费用2万元，运行3年需要多停炉5次，费用10万元。

1.8风帽改造后对锅炉炉安全、经济运行的影响

1.8.1因运行时部分风帽损坏，在无法停产更换情况下，会造成燃烧不稳定，锅炉效率下降的损失。

1.8.2运行中风帽损坏，炉膛布风紊乱，炉膛及水冷壁管磨损严重，严重时将造成爆管等事故，同时给检修、维护造成困难。

1.8.3由于小风帽极易漏灰，在风室积灰达到一定程度时，可能会将风室防爆门打破，造成紧急停炉的事故。

1.8.4改造使用大风帽后使用寿命可达3年，减少更换维护费用和维修时间。

1.8.5采用大风帽后送、引风机电流下降，电动机功率消耗小，全年可节约厂用电20万元，运行三年可节省60万元。

1.8.6改造后风室将不再积渣，布风均匀，燃烧稳定，锅炉效率上升2个百分点，年可节约燃料40万元。

参考文献：

1、巴苏P.循环流化床锅炉的设计与运行。北京：科学出版社，1994

2、四川省电力工业局。循环流化床锅炉燃烧技术。北京：中国电力出版社，1998

3、姚慧珍，党黎军。循环流化床锅炉返料器及其风源的理想化设计《J》。1997

4、孙献斌，循环流化床锅炉传热特性的实验研究。热力发电，2000，（1）：20-21

5、李志旺等，UG-75/5.3-M3型循环流化床锅炉点火时存在的问题《J》。热动工程，1997

6、康许林，CFB锅炉安装与耐火材料施工《J》。西北电建，2001

7、林宗虎，实用锅炉手册。北京：化学工业出版社，1999

（建湖公司  彭海金）

生物质电厂燃料堆场排水问题探讨

生物质发电是生物质能利用的重要形式, 大力发展和利用生物能源, 加快培育生物质发电和供热，有利于减少我国对石油、煤炭等不可再生能源的依赖，又有利于推进清洁生产，减少污染物排放，是走新型工业化道路、实现可持续发展的重要保障。以生物能源、生物基产品和生物质原料为主要内容的生物质产业，是拓展农业功能、促进资源利用的朝阳产业。近年来，生物质发电厂如雨后春笋，在全国各地发展起来，从目前已投运的生物质发电厂来看，燃料堆场的排水问题一直是生物质发电厂的老大难问题，对电厂的安全运行、投资成本、环境保护等都会带来很大影响。究其原因，主要还是生物质发电厂的燃料堆场不同于一般火力发电厂的燃煤堆场，生物质燃料也不同于燃煤。生物质发电厂的燃料一般为农林废弃物，如各类农业秸秆、稻壳、木屑、树皮、树根等，以及人为培植的各种灌木林和热值高的速生能源植物等。这些生物质燃料的特点是体积大，重量轻，随风飘，随水流。如何处理好生物质燃料堆场的车运与排水、环保与造价的矛盾？本文也只是在这方面作一些探讨：

生物质燃料堆场的特点：

1、燃料堆场(包括干料棚区)占地一般占电厂总占地的四分之三。再除掉堆场内的消防道路、垛间道路等，真正堆放燃料的场地大约占电厂总占地的二分之一还多，这就形成了一个小电厂大堆场的格局。

2、生物质燃料堆场的燃料运输多采用大型汽车运输，燃料来源分散、时节性较强、运输单调、多次转运、忙闲不均。

3、为满足防火分区的需要，堆场内需按要求进行场块分割较多。

4、从实际运行情况看，由于燃料堆放周期短（一般满堆可燃用一个月左右)，露天堆场内燃料转运频繁，在管理不到位的情况下，散料无序堆放机率越来越多，使得堆场内杂乱无章。

5、目前的生物质燃料堆场，为满足安全生产运行及汽车满场跑的需要，多采用全部硬化处理，并增加了干料棚的数量，为解决散料无序堆放创造了条件。

设计地形是做好场地排水的关键

1、设计地形。将自然地面加以适当改造，使其能满足使用要求的地形，称作设计地形。

2、设计地面形式。设计地形按其整平连接形式，可分为三种形式：平坡式。把用地处理成一个或几个坡向的整平面，坡度和标高均无大的变化。台阶式。由几个标高差较大的不同整平面连接而成，连接处设挡土墙及护坡。混合式。即平坡和台阶混合使用。一般情况下，自然地形坡度小于3％，宜选用平坡式，自然地形坡度较大时，则采用台阶式，但当场地长度超过500m时，虽然自然地形坡度小于3％，也可采用台阶式。

3、设计地面连接形式的选择。选择设计地面连接形式，要综合考虑以下因素：自然地形的坡度大小；建筑物的使用要求及运输联系；场地面积大小；土石方工程是多少等。

4、设计标高的确定。影响设计标高确定的主要因素有:用地不被水淹，雨水能顺利排除，设计标高至少要高出设计洪水位0．5m。考虑地下水位及地质条件的影响。考虑场地内外道路连接的可能性。尽量减少土石方工程量和基础工程量。

5、建筑物之间的详细竖向布置（主要指干料棚区。生物质电厂的燃料堆场内干料棚的进车位置一般在料棚的两端。棚与棚之间的详细竖向布置要求是：避免室外雨水流人棚内，并引导室外雨水顺利排除；保证棚与棚之间交通运输有良好的联系。建筑物室内地坪应略高于道路中心的标高。一般情况，建筑物底层地面应高出室外地面。

生物质燃料堆场的排水现状和设想

生物质燃料堆场的排水现状，目前已运行或正在设计的生物质电厂，其燃料堆场的排水方式不外乎以下几种：

1、采用传统的组织排水（甲型），即利用城市型道路边设雨水井+沿道路埋设的雨水管网，有组织的排除地表水。这种传统的排水方式，适应任何设计地形。也是目前大型火力发电厂常用的排水手段，生物质电厂的主厂区部分也是采用这种方式排水，但燃料堆场很少采用。其主要原因是生物质料场的燃料重量轻，随风飘，随水流，那些散料、碎料、谷壳、木屑将会随水进入地下管网，无法清理而造成整个排水系统瘫痪。

2、采用郊区型道路+路边排水沟系统排除地表水（乙型）；沟道的结构可采用砖砌、现浇素混凝土或钢筋混凝土；沟道可为明沟或加盖板沟。这种排水方式，一般也适应任何设计地形。但要将这种排水方式用于生物质燃料堆场内，同样由于生物质燃料的特点原因，加上堆场内大型汽车来回作业频繁，则这些沟道的结构只能采用钢筋混凝土结构，并且沟道一定要加重型沟盖板。如此一来，排水的造价急剧上升，且对沟道的排堵清理增加了很多困难。

3、利用郊区型道路（路面汇水和排水）+周边排水总沟（总沟设在围墙和环形道之间，或汽车不能到达的地段）系统排除地表水（丙型）。沟道的结构可采用砖砌、现浇素混凝土或钢筋混凝土；沟道可为明沟。这种排水方式，一般也适应任何设计地形。但主要是用于生物质燃料堆场内，燃料堆场地坪一般高于道路0.3~0.5m，堆场地坪排水坡度保持在0.003~0.005，因此，堆场上的水可以顺利排到道路上，再利用道路的横、纵坡将水汇入堆场周边的环形道路上，环形道路横断面设计为单面坡，坡向设在此环形道路和围墙之间的排水总沟，N条排水总沟在场内低点交汇，且交汇处设一定容积的雨水澄清池，以便于清理燃料残流物。  这种排水方式，主要是造价省；施工方便，理论上也完全可行。但由于要利用道路汇水和排水，在下雨天问题不大。平时，由于料堆中存有部分雨水+污水，这些污水会不经时的流向道路，加上道路施工质量不好、坑坑洼洼、管理又不到位，则会在道路上流下若干处臭水洼，严重影响场区的环境质量和交通运输。上述三种排水方式技术经济条件对比（见下面表格）

生物质发电厂厂内燃料堆场的排水问题一直是生物质发电厂的老大难问题。随着人们对生物质电厂燃料堆场在运行和改进中不断总结经验与教训，多数建设者已认识到燃料堆场的重要性，在这里多投入一点会达到事半功倍的效果。因此，目前不少生物质电厂的建设者都打算将燃料堆场全部硬化处理并增加干料棚的面积用以取得良好的效果。

甲型

乙型

丙型

排水效率

高，理论效果好

高，理论效果也好

高，理论效果也好

适应地段

洁净地段地面

比较洁净地段地面

可用于不洁净地段地面

环境形象

zui好

较好（但燃料易淤沟、堵塞）

较差（路面易出现排水不畅、积水等现象）

运行管理

方便

较方便，但生物质料场对沟道的清污很麻烦，且工作量大。

方便，生物质料场只对排水总沟清污

竖向设计要求

较高

较高

高

交通影响

无

较大

无

目前实施情况

有一个生物质电厂的料场准备实施

有数个生物质电厂的料场准备实施

有十多个生物质电厂的料场准备实施

造价

高（设为99.99%）

较高（约为70~80%）

低（约为20~30%）

结论意见

生物质料场不可能提供洁净地面，故该方式在生物质料场是不可取的。

可取，但造价高，维护工程量大。

可取，是最简便是方式，造价低，但要求竖向设计非常到位，施工到位，管理到位。

                                                  （建湖公司   郑 理）

汽轮机振动的原因以及传感器的分析

1、振动的危害及其原因的分析

当机组振动值超过一定限度后，在短时间或经一段时间运行后，对机组部件将形成损伤或损坏，严重时形成事故。汽轮机一旦发生振动超标，应立即打闸停机，否则危害很大，其危害性主要有：(1)机组振动过大，发生在机头部位，有可能引起危急保安器动作，从而发生停机事故。(2)损坏机组的轴瓦、轴承座的紧固螺栓及机组的联接管道。(3)机组振动过大造成轴封及隔板汽封的磨损，严重时磨损造成转子弯曲。(4)振动过大如发生在发电机部位，则使滑环与电刷受到磨损，造成发电机励磁机事故。

为了避免事故的发生，必须查明事故原因，找出对策。另外，从这些事故调查分析中，可以看到过大振动对机组造成的直接危害，以此引起运行，维修及有关人员对机组振动的进一步关注。转子碰磨从方向分，可分为轴向和径向；如从发生部位分，可分为转轴，叶轮，叶片，围带等处与相对应部件碰磨，引起弯轴事故的碰磨转轴径向碰磨一种。汽轮机按振动方向分垂直、横向和轴向3种，在大多数的振动中，垂直方向的现象较常见，振动值也较大，有时横向振动值也大，而轴向振动不常见。机组振动常见的原因：

(1)制造原因对振动的影响。一般来说，由制造原因引发的振动不是很多，质量不平衡，汽封、油封与转子磨擦等，都可归为制造原因。

(2)安装原因对振动的影响。轴瓦本身的各尺寸做的不符合要求、进汽不均匀、联接在轴承箱上的油管道膨胀受阻等都可能引起振动。

(3)运行原因对振动的影响。1)汽缸膨胀不均匀引起振动。2)热态启动时，汽缸的上、下温差过大，致使汽缸变形过大，使转子的中心发生变化引起振动。

3)凝汽器真空下降，排汽温度过高，汽缸中心线变化引起机组振动。4)由于润滑油压低、油量不足、油压过高，使油膜难以形成或油膜失稳，油膜振荡也会引起转子振动。5)小容积流量工况运行引起的汽流激振等。

2、振动的测量和主要的振动传感器

2.1 主要的振动传感器

当物体发生振动时，我们需要知道振动的特征，如振幅、速度、加速度、频率、波形等，因此振动的测量需要直接或间接地测量出这些量。测量物体机械振动的传感器即振动器，按照测量参数可以分为位移型速度型与加速度型。

振动传感器可以用不同的原理制成，因此按工作原理分类，有电阻式、电容式、电感式、压电式、磁电式速度传感器、压电式、磁电式（霍尔式）等不同型式。

所用到的主要传感器有以下4种：电涡流传感器、速度传感器、复合式传感器和加速度传感器、磁电式速度传感器、压电式加速度传感器和电容式加速度传感器。

电涡流传感器是利用涡流效应制作的小位移传感器，尤其适用于动态位移测量，例如测转动机械轴的摆度等。电涡流传感器为非接触式测量，它利用传感器探头与被测金属表面距离的变化所引起的导体内感应电流变化来测量被测表面与探头之间的相对位移。

速度传感器，是根据振动物体速度的变化，利用电磁感应原理制作的传感器。传感器由磁铁、感应线圈、弹簧以及相应的测量电路所组成。其工作原理为：当传感器壳体与振动物体紧固在一起时，壳体随物体一起振动，于是壳体连同线圈与磁铁发生相对位移，线圈切割磁力线产生正比于振动速度的电动势，此电动势经过放大后输出相应的电压或电流。速度式传感器适用于测量频率较低（10~1000Hz）、振幅较小（1mm以下）的机械振动。

加速度传感器，利用振动物体的加速度与压电原理制成的振动传感器。传感器有质量块、压电元件及相应的测量电路所组成。

复合式传感器，由电涡流位移传感器、惯性振动传感器和矢量合成器组合而成，电涡流位移传感器穿过外壳。安装座的内孔伸到壳体外部，并刚性固定，惯性振动传感器经螺栓固定在外壳内与电涡流传感器安装在同一外壳上，并通过电缆与矢量合成器连接。它既能测出转轴的振动，也能同时测出轴的相对振动和轴承座的振动。具有准确可靠和一机多用的优点。可作为有效测量轴和轴承座振动的传感器。

磁电式速度传感器，根据振动物体速度的变化，利用电磁感应原理制作的传感器。传感器由磁铁、感应线圈、弹簧以及相应的测量电路所以组成。其工作原理是，当传感器壳体与振动物体紧固在一起时，壳体随着物体一起振动，于是壳体连同线圈与磁铁发生相对位移，线圈切割磁力线产生正比与振动速度的电动势，此电动势经过放大处理输出相应的电压或电流。速度式传感器适用于测量频率较低（10-1000Hz）、振幅较小（1mm以下）的机械振动。

压电式加速度传感器，利用振动物体的加速度与压电原理制成的振动传感器。传感器由质量块、压电元件及相应的测量电路所组成。振动体位移：x；振动体速度：x’=v；振动体加速度：x’’=a；振动质量块受力：F=ma；

电容式加速度传感器，利用变间隙式电容式传感器原理测量振动加速度的传感器为电容式加速度传感器，它由质量块、弹簧、差动电容所组成。当传感器处于静止状态时，动极板位于两固定极板C中间位置，形成的电容C1=C2。当传感器质量块受到加速度作用时，动极板与质量块在弹簧支持下以加速度a发生运动，动极板相对于固定极板位置发生变化C1=C2，由此形成的差动电容连同其相位信号反应了振动加速度的大小。用变压器电桥电路或差动脉冲调宽电路可以将差动电容信号转换为电压信号输出。目前我国电网主力设备为300MW 汽轮发电机组，一套该容量单元制机组基建造价超过15亿元人民币，汽轮发电机组作为关键设备，其安全保障就显得尤为重要。振动监测是汽轮发电机组的安全保护系统(Turbine Supervisory Instrument)的重要组成部分，而该系统振动测点配置传统上由汽轮发电机组制造厂给出，而制造厂的方案在参照最终用户习惯和国家标准的同时，往往出于自身利益考虑，测点配置方案存在错误或_测点数量不够；现在TSI系统振动测点配置由电力设计院热工专业人员进行，但是由于其对机组振动特性不了解，以及不知道振动故障诊断及处理需要哪些具体信息，在设计中凭主观臆断，使TSI系统不能正确地反映机组振动状态，并最终导致机械工程师在进行机组 振动故障诊断、现场轴系高速动平衡时，因数据不充分而不能准确诊断故障根本原因，需要在现场临时加装振动传感器，并再次启动机组进行振动测试，耽误生产及检修时间，增加了消振工作成本。现役老机组和新投运机组上安装的TSI／TDM 系统，由于设计原因，对于安全保护、设备管理、振动故障诊断、现场轴系动平衡都可能不够合适或不能满足要求。

2.2 振动量描述

2.2.1 轴承座振动一机组运行时轴承座在经油膜传递的激振力作用下的动态结构响应。对于大型汽轮发电机组(例如国产引进型300MW 机组)，低压转子的支撑轴承大多座落在低压排汽缸上，导致其本身结构共振频率落入机组工作转速范围之内；即使对于落地轴承座，也因为其结构较大而导致固有频率在工作转速范围之内，即轴承座的动刚度较低，在相对轴振较小的情况下，座振幅值也可能达到或超过相对轴振幅值。图1为岭澳核电站2号汽轮发电机组(阿尔斯通公司生产的900MW 核电机组)发电机前瓦座振与相对轴振波特曲线，从中可看出该轴承座在2 835r／min左右存在结构共振现象，而该机组的工作转速在轴承座共振转速范围之内，也就是说在机组运行状态下，该轴承座处于共振状态。再者从旋转机械振动故障诊断角度来说，轴承座振动响应对某些机械故障的灵敏度较高，而相对轴振对该故障的灵敏度却较弱，例如轴瓦松动故障情况下，轴承座振动信号中含有丰富的2X、3X、4 谐波分量，而相对轴振信号中基本上不含有这些谐波分量或其幅值很小，不足以成为诊断结论的强有力判椐。某些大型机组轴系中采用三支撑方式，临界转速区域轴系不平衡响应过大时，若只测量相对轴振或轴振进行振型分析、诊断不平衡的轴向位置和不平衡形式，往往不能得出正确的结论。所以，轴承座振动的测量是基本的、必要的。

2.2.2 相对轴振—— 机组运行时转子在轴瓦间隙内相对于轴瓦的动态机械响应。在任何情况下相对轴振的测量都不受轴承座振动的影响，可以始终提供正确的转轴在轴瓦问隙的径向振动信息。当落地式轴承座动刚度较大时，轴承座振动响应灵敏度较低，不能作为机组振动状态评价的依据，而应以相对轴振来评价、判断机组振动状态。例如某电厂1台国产200MW机组的1瓦、2瓦座振小于25btm，按照国标在优良范围内，但是其相对轴振却超过了4001xm，大大超过了TSI系统设定的250wm机组振动跳机保护动作值⋯。鉴于轴振、噪声较大，停机检查时发现2瓦上、下瓦均严重碾压、脱胎、碎裂。同时，采用涡流传感器在低转速下测量相对轴振(晃度)对诊断轴系不对中故障有用；再者，测量涡流传感器的间隙电压可以得到转子在轴瓦问隙中的位置信息，对诊断轴瓦磨损、轴承过载有益；对于汽轮发电机组来说，几乎所有的动态力都来源于转子系统，通过油膜轴承将作用在转子上的激振力传递到轴承和基础上，测量相对轴振的涡流传感器是能测量油膜调制信号的传感器，油膜被调制的情况下，可以精确地表示转子在各个轴承处施加给系统其它各部分的力，如果油膜特性是已知的，则实际作用的动态力就可以量化(作用于转子、轴承油膜及轴瓦接触面之问的力)。所以，相对轴振的测量也是基本必要的。

2.2.3 轴振——机组运行时转子在轴瓦间隙内相对于惯性参考系的动态机械响应。许多研究机构认为，在惯性参考系中测量的轴振真实地反映了转子的动态运动，为了确定汽轮发电机组振动的严重程度，并能有效地对其进行平衡，必须测量轴振 J。但是轴振隐含了相对轴振和轴承座振动之问的关系，与相对轴振和轴承座振动之问的相位关系有关，轴振和相对轴振的幅值和相位可能会有很大的差别。按照传统观点，若只测量轴振，在此基础上得出的诊断结论以及给出的处理措施可能存在问题。有些复合传感器安装支架的共振频率落入机组运行转速范围内，复合传感器输出的轴振信号含有虚假成分，使运行人员无法监测到机组真实的振动水平。所以，轴振测点在有些情况下是不正确的，也是冗余的。

2.2.4 键相——轴系每旋转一周，键相器发出的同步脉冲信号。用以测量机组转速及通过滤波后某一振动谐波的相位。有些机组TSI系统中无键相信号，造成在机组运行状态下无法直接对振动信号进行测试分析，而必须停机临时加装键相传感器，但每次基本上都是在转轴周向随意粘贴光标或薄金属片，这样使得历次测量数据不能直接进行对比、分析，并导致无法建立有效的机组振动数据档案。

所以，键相信号也是基本的、必要的。

综上所述，对于实际运行的大型汽轮发电机组来说，测量相对轴振和轴承座振动要比测量轴振更有意义。在工程实际问题中还要保留单独的、原始的信号以便后续分析和处理，以得到有意义的故障信息。（建湖公司夏正俊）