時間:2023-03-17 17:59:13
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇工業(yè)鍋爐論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
某企業(yè)有2臺20T燃煤蒸汽鍋爐,如圖1所示。這2臺鍋爐通過1個給水母管分別給各自汽包供水,用汽量小的季節(jié),2臺鍋爐只運行1臺,當(dāng)用汽量較大時,則必須2臺鍋爐同時運行。由于給水泵額定功率為37kw,一般情況下,1臺鍋爐運行時,只開1臺給水泵裕量仍較大,而2臺鍋爐同時運行且用汽量較大時,只開1臺給水泵無法滿足需要,而開2臺給水泵后,相對單臺鍋爐運行時,裕量更大。由于2臺鍋爐分別由2套DCS系統(tǒng)控制各自的電動閥門調(diào)節(jié)各自汽包的給水量,運行中,閥門開度較小造成給水母管壓力較大,不僅浪費了大量的電能,較高的水壓還對管道、水泵葉輪和閥門造成損害
2變頻改造方案
基于系統(tǒng)運行現(xiàn)狀,本著既能節(jié)能降耗,又能控制簡便、安全且投資較少的原則,我們設(shè)計了1套1臺變頻器拖動3臺電機的方案。具體如圖2所示。
在本方案中,充分利用了鍋爐層有的DCS控制系統(tǒng),同時增加了變頻器、可編程序控制器(PLC)和控制信號轉(zhuǎn)換裝置。
(1)硬件控制系統(tǒng)
a)西門子MM430變頻器
MM430變頻器是西門子公司最新研制生產(chǎn)的一種適用于各種變速驅(qū)動應(yīng)用場合的高性能變頻器(調(diào)試簡單、配置靈活),它具有最新的IGBT技術(shù)和高質(zhì)量控制系統(tǒng),完善的保護(hù)功能和較強的過載能力以及較寬的工作環(huán)境溫度,安裝接線方便,兩路可編程的隔離數(shù)字輸入、輸出接口以及模擬輸入、輸出接口等優(yōu)點,使其配置靈活多樣,控制簡單方便,易于操作維護(hù)。
b)西門子S7-200型PLC
西門子S7-200型PLC可靠性高、抗干擾能力強,可直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場而穩(wěn)定可靠的工作。適應(yīng)性強,應(yīng)用靈活。
(2)當(dāng)1臺鍋爐運行時
由于只開1臺給水泵,就足夠鍋爐汽包所需用水量,故此時,系統(tǒng)只對運行鍋爐的汽包水位進(jìn)行恒液位控制即可。
將切換開關(guān)置于相應(yīng)位置,通過鍋爐原有DCS控制系統(tǒng)中的手動操作器將控制該鍋爐汽包進(jìn)水量的電動閥完全打開后,再通過控制信號轉(zhuǎn)換裝置切斷該控制信號,使原有控制回路斷開,電動閥保持全開狀態(tài),同時,將該鍋爐汽包液位信號切入PLC,讓PLC將該鍋爐汽包液位信號進(jìn)行PID運算處理后,再由控制信號轉(zhuǎn)換裝置,將PLC輸出的4~20mA模擬信號傳遞給變頻器,從而控制變頻器的輸出轉(zhuǎn)速。
在本控制過程中,關(guān)鍵的問題是過程參數(shù)PID(P:比例系數(shù)I:積分系數(shù)、D:微分系數(shù))的整定。由于工業(yè)鍋爐運行過程中,用汽量的多小和蒸汽壓力的大小,決定了給水流量的大小和給水壓力的大小。為了保證系統(tǒng)的相對穩(wěn)定運行,不出現(xiàn)大的波動,對生產(chǎn)造成影響,在調(diào)試過程中,應(yīng)多次反復(fù)調(diào)整PID參數(shù),直至出現(xiàn)最佳控制過程。
(3)當(dāng)兩臺鍋爐同進(jìn)運行時
由于2臺鍋爐分別由兩套DCS系統(tǒng)控制,在運行過程,雖然蒸汽并網(wǎng)后壓力相同,但由于燃燒過程中存在不確定性,兩臺鍋爐汽包各自的液位就必然存在差異。因此,單臺鍋爐運行中所用的恒液位控制方案在此就不再適合。通過給水原理圖(圖1)我們不難發(fā)現(xiàn),要對2臺鍋爐汽包的液位分別控制,最理想的方案是將1個給水母管向2臺鍋爐給水的現(xiàn)狀徹底改變,將給水系統(tǒng)分開,使每個鍋爐都有自己獨立的給水系統(tǒng),再在此基礎(chǔ)上加裝變頻控制,由1臺變頻器單獨控制1臺鍋爐的給水。但此方案不僅改動較大,投資較高,且要停產(chǎn)改造,顯然是行不通的。為了能在不改變原有系統(tǒng)現(xiàn)狀的前提下,更好的利用變頻裝置,節(jié)能降耗,減小系統(tǒng)運行,維護(hù)費用,提高原有系統(tǒng)的自動化程度,我們針對該企業(yè)2臺鍋爐的運行特點,設(shè)計了一套專用于2臺(或2臺以上)鍋爐同時運行時的控制方案,即:蒸汽壓力和母管給水壓力的恒壓差控制方案。
當(dāng)2臺鍋爐同時運行時,由于外供蒸汽并管,故蒸汽壓力相同,又由于2鍋爐由同一母管給水,故給水壓力也相同。但由于蒸汽用量的變化不定和鍋爐燃燒情況的不同,蒸汽壓力是時刻變化的。這樣,為了能保證給鍋爐汽包供上水,就必須要求給水的壓力始終高于蒸汽壓力,由圖2我們看到,由PLC采集蒸汽壓力和母管給水壓力,通過處理、比較后,得到二者的差值,再將此差值通過PID運算處理,輸出4~20mA的模擬信號給控制信號轉(zhuǎn)換裝置。再由該裝置將信號傳輸給變頻器,從而控制變頻器的運行速度。這樣雖然可以保證給水母管壓力始終高于鍋爐蒸汽壓力(壓力差的大小可以通過PLC在一定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)),但鍋爐各自汽包的液位卻無法再通過調(diào)節(jié)變頻器的轉(zhuǎn)速去控制。在此,我們充分利用了原有給水控制裝置,即汽包各自的進(jìn)水電動閥門。仍由鍋爐原有DCS控制系統(tǒng)采集各自汽包的液位,蒸汽壓力,給水壓力和給水流量等信號,去相應(yīng)的調(diào)整進(jìn)水電動閥的開度,從而控制各汽泡液位和進(jìn)水流量。
此方案由于存在閥門的調(diào)節(jié),所以理論上不能最大限度的節(jié)能降耗,但實際應(yīng)用中,由于減小了給水母管與蒸汽壓力之間的壓力差,使電動閥門的開度由原來的平均10%左右開大到75%左右,系統(tǒng)回水閥門關(guān)閉,仍大大節(jié)約了能源。且本方案充分考慮了系統(tǒng)運行的安全性,一旦變頻器故障,系統(tǒng)可立即自動由變頻運行狀態(tài)切換至原有工頻運行狀態(tài),完全恢復(fù)改造前的運行狀態(tài),保證鍋爐正常運行。變頻故障解除后,仍可方便的手動切換為變頻狀態(tài),使變頻器方便的投入運行,且不影響鍋爐的運行。
3PLC
PLC是本系統(tǒng)的核心控制器件,它不僅辨識、處理各種運行狀態(tài),進(jìn)行系統(tǒng)間的邏輯運算和聯(lián)鎖保護(hù),還對輸入的多個模擬信號進(jìn)行處理、運算后,輸出標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號控制變頻器的運行速度。主程序結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,其中,對液位信號進(jìn)行PID運算的子程序,原理圖和程序框圖如圖3、圖4所示。
4注意事項
(1)由于變頻器產(chǎn)生高次諧波,會對通訊產(chǎn)生干擾,同時由于PLC采集模擬信號,要進(jìn)行A/D和D/A轉(zhuǎn)換處理,在此過程中,容易受到變頻器高次諧波的影響而失真。因此,必須將變頻器零地分接且加裝液波裝置,對PLC用隔離變壓器供電,最好將PLC安裝于距離變頻器較遠(yuǎn)的位置上。
(2)本系統(tǒng)所需液位、壓力等模擬信號均采至鍋爐原有控制系統(tǒng),為了不影響原控制系統(tǒng)的安全性與完整性,應(yīng)將原有模擬信號通過隔離分路端子分路后采用。
(3)鍋爐給水是鍋爐運行過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一,其運行的穩(wěn)定性與可靠性直接關(guān)系到整個鍋爐系統(tǒng)乃至整個企業(yè)生產(chǎn)運行的穩(wěn)定與安全。因此,一旦變頻器出現(xiàn)故障而停車后,系統(tǒng)可自動切換至原有工頻控制系統(tǒng)而不影響生產(chǎn),這一聯(lián)鎖措施至關(guān)重要。
5結(jié)束語
(1)變頻調(diào)速是電氣傳動系統(tǒng)工程,而變頻器只是其中的一部分,變頻器容量、類型的選擇,電氣保護(hù)回路和控制回路的設(shè)計關(guān)系到變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性、安全性和經(jīng)濟性。
(2)變頻調(diào)速系統(tǒng)是基于微電子、電力電子、計算機、自動控制和電機等技術(shù)上發(fā)展而來的,有其先進(jìn)性,但也有其不足和缺點,如電磁干擾,高次諧波的寄生電容,以及低速運行時的電機溫升等。
(3)變頻調(diào)速技術(shù)以其節(jié)能、環(huán)保、方便、工作效率高等優(yōu)點,在現(xiàn)代企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。若將其再與計算機技術(shù)有機的結(jié)合起來,實現(xiàn)資源共享,統(tǒng)一管理,則會進(jìn)一步節(jié)能降耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)穩(wěn)定性。
X國有路橋施工企業(yè)始建于1954年,現(xiàn)有員工4672名,有職稱工程技術(shù)人員2300名。企業(yè)注冊資本3.1億元,總資產(chǎn)為58.6628億元,凈資產(chǎn)6.2763億元。2001年獲建設(shè)部首批授予的“公路工程施工總承包特級資質(zhì)”的企業(yè),同時擁有房建總承包一級、隧道施工專業(yè)承包一級、市政工程總承包二級,一類、二類甲、二類乙養(yǎng)護(hù)和起重設(shè)備安裝專業(yè)二級等資質(zhì),形成了寶塔形資質(zhì)結(jié)構(gòu)。
2.X國有路橋施工企業(yè)財務(wù)管理存在的問題分析
(1)財務(wù)管理觀念淡薄,財務(wù)管理職能削弱
過分注重項目部的財務(wù)管理模式,造成了X國有路橋施工企業(yè)項目部的會計工作,更多的側(cè)重會計核算職能,嚴(yán)重的忽視了財務(wù)管理工作。雖然在企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)了會計核算制度統(tǒng)一,但是各個項目部單獨設(shè)立賬套,一些業(yè)務(wù)仍依賴于項目部財務(wù)人員素質(zhì)的高低。同時項目部財務(wù)人員對核算制度的具體操作流程、核算規(guī)范的理解可能也會產(chǎn)生差異,導(dǎo)致各個項目部基礎(chǔ)會計工作的質(zhì)量尚且參差不齊。
(2)資金管理效率低下,周轉(zhuǎn)資金嚴(yán)重不足
傳統(tǒng)財務(wù)管理模式之下,項目部作為財務(wù)管理的抓手和軸心,造成施工企業(yè)財務(wù)管理呈現(xiàn)出點多線長的管理現(xiàn)狀。而總部在資金管理方面一直處于主導(dǎo)性位置,項目部所需資金,需集中到各自所屬的二級(分)子企業(yè),再由其上報總部。經(jīng)過層層審批,方能將資金調(diào)配至各二級(分)子企業(yè),再下?lián)艿巾椖坎俊>驮斐闪丝偛繉佣鄠€需求單位,加之整個財務(wù)管理鏈條較長,效率較低,造成了X國有路橋施工企業(yè)資金分散的情況。極大的削弱了企業(yè)在資金籌集、調(diào)配和使用方面的效率。
(3)項目成本控制力低下,企業(yè)效益難以保證
X國有路橋施工企業(yè)的財務(wù)管理模式針對項目部成本控制方面的措施,較為簡化,仍然存在著,按傳統(tǒng)施工經(jīng)營經(jīng)驗進(jìn)行成本控制的不科學(xué)現(xiàn)象。同時,依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗成本降低率編制的成本執(zhí)行計劃,就會造成對施工現(xiàn)場機械、物資、勞務(wù)等材料、施工條件、工期要求的重視程度不夠,導(dǎo)致材料成本核算、施工設(shè)計變更、變更索賠等方面存在極大的隱患。因此,由于缺乏健全的成本控制體系,項目成本控制力低下,項目的實際經(jīng)營效益難以保證,最終導(dǎo)致企業(yè)的效益更難以得到有效保證。
二、X國有路橋施工企業(yè)財務(wù)管理的改革實踐
本文對于X國有路橋施工企業(yè)財務(wù)區(qū)域化管理模式改進(jìn):首先,將X企業(yè)財會部領(lǐng)導(dǎo)的財務(wù)區(qū)域中心細(xì)分成財務(wù)核算中心和財務(wù)管理中心,分別立足于傳統(tǒng)財務(wù)核算和新型財務(wù)管理決策機制,對施工項目從不同方面進(jìn)行全面的管理。其次,針對X企業(yè)不斷開展的新型施工項目,將其管理與傳統(tǒng)項目的管理進(jìn)行分離。在X企業(yè)財會部之外成立專門管理新型施工項目的建設(shè)管理分企業(yè)(事業(yè)部)。最后,經(jīng)過對X企業(yè)實施的財務(wù)區(qū)域管理模式進(jìn)行了創(chuàng)新性改進(jìn),有利于X企業(yè)在財務(wù)管理方面進(jìn)行更加有效的專項管理,通過對傳統(tǒng)施工項目和新型施工項目管理的分離。首先:可以構(gòu)建全新的財務(wù)人員序列,而且在序列內(nèi)部有各有分工,各有側(cè)重,有利于財務(wù)人員隊伍數(shù)量、業(yè)務(wù)能力的建設(shè);其次,將傳統(tǒng)施工項目和新型施工項目進(jìn)行差異化管理,可以針對不同的施工項目特征進(jìn)行專項管控,結(jié)合財務(wù)區(qū)域中心的完整只能配置,結(jié)合基礎(chǔ)會計核算以及財務(wù)分析、管理職能的發(fā)揮。最終實現(xiàn)X企業(yè)愈加全面、準(zhǔn)確的實現(xiàn)對資金、成本、利潤的控制和監(jiān)管,提高了X企業(yè)財務(wù)管理的能力。
三、X國有路橋施工企業(yè)財務(wù)管理體系的完善
1.財務(wù)區(qū)域中心工作流程的完善
在財務(wù)集中管理的要求下,財務(wù)區(qū)域中心調(diào)整現(xiàn)有會計核算和管理流程,使會計核算和管理工作由項目到中心集中。財務(wù)區(qū)域中心的流程制度體系分為業(yè)務(wù)處理流程、崗位操作規(guī)范和管理制度三大類,并體現(xiàn)在多個方面。針對財務(wù)區(qū)域中心的重點和薄弱環(huán)節(jié),應(yīng)加強對資金、預(yù)算、責(zé)任成本和信息共享的管理。
2.實施財務(wù)區(qū)域化管理的保障措施
(1)企業(yè)管理層的高度重視為前提
任何一家企業(yè)進(jìn)行財務(wù)區(qū)域化管理模式改革,必然會涉及到對企業(yè)原有管理架構(gòu)、組織層級的改變,并涉及一系列的人員配置等內(nèi)容。在將原有垂直化財務(wù)管理模式進(jìn)行扁平化改革時,原有的二級(分)子公司的地位會有所下降,而財務(wù)區(qū)域中心的管理地位和管理權(quán)限會有所上升。如何落實財務(wù)區(qū)域中心的權(quán)力,是決定財務(wù)區(qū)域化管理改革成功與否的關(guān)鍵。
(2)嚴(yán)格規(guī)范制度建設(shè)是基礎(chǔ)
施工企業(yè)必須重新在財務(wù)區(qū)域中心的層面,建立規(guī)范的會計制度、內(nèi)控制度以及財務(wù)管理政策等方面的基本制度。并結(jié)合資金管理、成本控制、資金預(yù)算、風(fēng)險防范為核心,建立會計核算、成本控制、預(yù)算方案、報表編制、財務(wù)核算等一系列嚴(yán)格的財務(wù)制度。
關(guān)鍵詞:我國 高速公路 企業(yè)文化 建設(shè)
現(xiàn)在我國各條高速公路管理企業(yè)已不同程度地將企業(yè)文化引入到企業(yè)經(jīng)營管理之中,促進(jìn)并帶動了各高速公路企業(yè)的經(jīng)營發(fā)展。但是由于各地高速公路企業(yè)所處的區(qū)域環(huán)境、經(jīng)營理念、管理制度、創(chuàng)新意識、發(fā)展進(jìn)程等方面的不同,企業(yè)文化創(chuàng)建的方式、表現(xiàn)的形式各種各樣.所產(chǎn)生的文化經(jīng)濟效能也存在差異。毋庸置疑的是高速公路企業(yè)文化建設(shè)還處于初步探索階段,存在一些與高速公路產(chǎn)生的豐厚經(jīng)濟效益和社會效益不相匹配的現(xiàn)象。尤其值得引起注意的是:我國許多高速公路企業(yè)的企業(yè)文化建設(shè)的目標(biāo)和方向不明確,總體上還缺少一個統(tǒng)一的、具有鮮明時代精神和反映高速公路企業(yè)特色、具有很強的感知性和號召力的企業(yè)文化理念和創(chuàng)建平臺,導(dǎo)致各路企業(yè)文化自擺“棋譜”,文化理念自定“旗號”,造成我國高速公路企業(yè)文化建設(shè)總體氛圍顯得十分孤單、淡薄,發(fā)展緩慢。
1、我國高速公路企業(yè)文化中的理念文化不夠全面
細(xì)品高速公路管理企業(yè)表現(xiàn)各異的理念文化,發(fā)現(xiàn)有如下兩個問題值得我們關(guān)注:首先,我國高速公路企業(yè)理念文化的體系還不夠全面完整。在企業(yè)理念文化的構(gòu)成要素中,高速公路管理企業(yè)或多或少都有些內(nèi)容沒有明確。比如,有的公司的理念文化就缺少企業(yè)使命、企業(yè)宗旨、企業(yè)哲學(xué)、企業(yè)倫理等內(nèi)容,價值觀體系的構(gòu)建也存在薄弱環(huán)節(jié);一些公司等都不同程度地存在著價值觀體系零散、疏松的弊端。企業(yè)的價值觀反映了員工判斷事物輕重、先后次序的共同標(biāo)準(zhǔn),決定了人們追求什么、放棄什么、做什么、不做什么。它不是一言以蔽之的口號或標(biāo)語,而是體現(xiàn)在經(jīng)營、管理、體制等方方面面的行為準(zhǔn)則,每一部分又由對眾多具體事物的評價和判斷交織形成??v觀國內(nèi)外知名企業(yè)的價值觀體系,無不是嚴(yán)密而周全的,它無處不在地滲透到員工的工作和生活中,成為他們行動的準(zhǔn)則,規(guī)范著他們的舉手投足。相比之下,我國高速公路管理企業(yè)的理念文化顯得過于單薄了。
其次我國高速公路企業(yè)的企業(yè)文化還屬于弱勢文化。弱勢文化是相對于強勢文化而言的,指一個企業(yè)沒有典型的可以指導(dǎo)員工各種行為的理念,企業(yè)的文化現(xiàn)象大多來自于社會文化,特點不鮮明,主題不突出,導(dǎo)致社會文化的影響力超過企業(yè)文化的影響力。必須承認(rèn),目前我國高速公路管理企業(yè)的文化影響力還比較有限,企業(yè)精神的概括往往泛泛而談,沒有突出高速公路管理行業(yè)的特點和本企業(yè)的獨到之處。我們在實地調(diào)查時,一位自稱積年累月在高速公路路上跑車的司機他從來沒意識到有的公司打出來的企業(yè)文化口號是企業(yè)精神,一直以為是宣傳標(biāo)語,說:“所有企業(yè)不都是這么說的嗎?”可見沒有個性的文化理念不僅難以引起人們的重視,而且容易降低人們的信任。雖然“團結(jié)、創(chuàng)新”之類確實是高速公路管理企業(yè)所推崇的,但是可不可以用更凝煉、更新穎、更動情的語言表達(dá)出來呢?這種表達(dá)不僅僅是講究文字上的翻新,更重要的是強調(diào)對企業(yè)特色的提煉。
2、我國高速公路企業(yè)文化中的制度文化與理念文化脫節(jié)
制度文化是協(xié)調(diào)企業(yè)各方面關(guān)系、規(guī)范職工行為的各種法規(guī)和制度。通過切實可行的制度和措施,加強企業(yè)民主管理、科學(xué)管理,規(guī)范干部職工行為,使之步調(diào)一致,安全有序,保證企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的正常運轉(zhuǎn)。
在企業(yè)文化的制度層面,多數(shù)高速公路管理企業(yè)能較好地將企業(yè)管理的共性與高速公路行業(yè)的特性結(jié)合在一起,突出企業(yè)的個性。美中不足的是,某些企業(yè)制定的制度存在著與理念文化脫節(jié)的現(xiàn)象,與企業(yè)的理念不一致,甚至背離了企業(yè)的核心價值觀和戰(zhàn)略目標(biāo)。這個問題在高速公路管理企業(yè)的制度建設(shè)中具有一定的普遍性。比如,收費員準(zhǔn)軍事化管理是大多高速公路公司的一項核心制度,但同時許多公司的企業(yè)理念中提倡的是人性化管理,其實軍事化與人性化在根本上就是沖突的。還有些企業(yè)把“務(wù)實”作為企業(yè)的精神,但其針對性不強的業(yè)績考核制度本身就是對這一精神的否定。根據(jù)我國一些高速公路企業(yè)實況,我們發(fā)現(xiàn)涉及管理模式、溝通渠道、業(yè)績考核、薪酬分配、集權(quán)分權(quán)等內(nèi)容的制度因牽涉到各方的利益,矛盾比較集中,更容易偏離企業(yè)的核心理念。
3、我國高速公路企業(yè)文化對其理念承載性重視不夠
作為成立時間不長的高速公路行業(yè),高速公路企業(yè)受現(xiàn)代管理思潮的影響,普遍比較重視企業(yè)形象的樹立和物質(zhì)文化的培育。因此我國高速公路管理企業(yè)的外顯文化已經(jīng)有了較高的起點,今后所作的應(yīng)該是精益求精的工作。
“十二五”期間,公路行業(yè)面對新形勢、新挑戰(zhàn)、新機遇,必須繼續(xù)弘揚“鋪路石”精神,狠抓職工教育,全面提升干部職工整體綜合素質(zhì),為公路行業(yè)新的跨越式發(fā)展提供堅實的人才保障和智力支持。筆者認(rèn)為,“十二五”期間公路行業(yè)職工教育工作需從以下幾個方面入手。
一、從“三個立足”向“三個轉(zhuǎn)變”抓起。
1.立足個體的“精英化”發(fā)展向群體的“多面化”發(fā)展轉(zhuǎn)變,走持續(xù)化發(fā)展之路。新形勢下,公路行業(yè)干部職工教育必須依托因地制宜、因材施教的戰(zhàn)略,全面提高每個個體的綜合素質(zhì)?!笆濉逼陂g,公路行業(yè)職工教育工作必須強化職工多工種、多技能、復(fù)合型人才的職工教育方式,扭轉(zhuǎn)目前公路行業(yè)人才單一、甚至人才短缺、人才結(jié)構(gòu)斷鏈的現(xiàn)狀。
2.立足“傳幫帶”的點狀輻射向“階梯式”的立體覆蓋轉(zhuǎn)變,走集約化發(fā)展之路。公路行業(yè)是個傳統(tǒng)行業(yè),“父傳子承”、“拜師學(xué)藝”傳統(tǒng)明顯,這從一方面保持了傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)優(yōu)秀技能、工藝的傳承,反而另一方面造成了技術(shù)交流壁壘,不利于公路行業(yè)的發(fā)展。“十二五”期間,大規(guī)模、多批次、多層次、多工種舉辦各類培訓(xùn)班是當(dāng)務(wù)之急,依舊采取“請進(jìn)來、送出去”的辦法,在崗、脫產(chǎn)等方式進(jìn)行技能素質(zhì)提升活動,抓緊培養(yǎng)緊缺人才,為“十二五”公路事業(yè)發(fā)展打造人才資源儲備庫做好準(zhǔn)備工作。
3.立足“學(xué)歷教育”硬件培養(yǎng)的“量化”向“技能提升”軟件教育的“質(zhì)化”轉(zhuǎn)變,走跨越式發(fā)展之路。“十一五”公路行業(yè)職工教育尤其是學(xué)歷教育取得了巨大成就,職工學(xué)歷、文化基礎(chǔ)大幅度提升,高學(xué)歷人才不斷涌現(xiàn)。但伴隨而來出現(xiàn)的“高學(xué)歷、低技能”現(xiàn)象開始顯現(xiàn),職工技能素質(zhì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)斷鏈。職工工種出現(xiàn)單一化、片面化,操作技能和實踐技能下降?!笆濉逼陂g,公路行業(yè)職工教育必須注重職業(yè)技能教育,提倡理論結(jié)合實踐,逐步培養(yǎng)復(fù)合型人才。采取單位和院校合辦培訓(xùn)班、委托大專院校培養(yǎng)人才、聯(lián)合院校進(jìn)行科研、技術(shù)、課題和研究項目攻關(guān),加強與職業(yè)技能鑒定所合作等方式進(jìn)行步驟化、階梯化、立體化提升干部職工技能素質(zhì)。重點培養(yǎng)“機械操作工”、“機械修理工”、“建筑試驗工”、“公路試驗檢測員”、“網(wǎng)絡(luò)管理員”等稀缺人才,以適應(yīng)“十二五”公路行業(yè)向“機械化”、“信息化”發(fā)展之路轉(zhuǎn)型。
二、從“三個定位”向“三個保證”抓起。
隨著大型電站鍋爐的逐漸增多,工業(yè)鍋爐的數(shù)量及應(yīng)用范圍都在逐步的縮小,但是在大部分城市的市郊或者廣大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)每年仍然新增不少的工業(yè)鍋爐,所以搞好工業(yè)鍋爐的安裝監(jiān)檢確保鍋爐的安全運行仍然是非常重要的一個工作環(huán)節(jié)。
筆者結(jié)合多年的工業(yè)鍋爐安裝監(jiān)檢工作,總結(jié)出工業(yè)鍋爐安裝監(jiān)檢工作應(yīng)著重注重以下幾個問題。
1、出廠資料的監(jiān)督檢驗
出廠資料的監(jiān)督檢驗是鍋爐安裝監(jiān)檢工作的一個重要環(huán)節(jié),首先確定鍋爐出廠資料和制造監(jiān)檢證書是否齊全?,F(xiàn)在許多鍋爐生產(chǎn)廠家或圖省事、或為了節(jié)約成本或者疏忽,經(jīng)常出現(xiàn)在銷售鍋爐時附帶的資料不齊全的現(xiàn)象,有的缺少鍋爐地基圖,有的缺少鍋爐本體圖,有的缺少強度計算書等等,而一些安裝單位不進(jìn)行資料驗收、會審,僅憑經(jīng)驗主義施工,往往會造成一些嚴(yán)重的后果。出現(xiàn)這樣的問題說明這些安裝單質(zhì)保體系運轉(zhuǎn)失控。對這樣的單位必須加強監(jiān)督,并對其進(jìn)行嚴(yán)肅的批評教育,要求補齊鍋爐資料后方可以根據(jù)資料和施工方案進(jìn)行現(xiàn)場施工。
2、鍋爐外購材料的監(jiān)督檢驗
鍋爐的管件、管材、法蘭等一些外購材料的監(jiān)督檢驗是整個鍋爐安裝的一個重要內(nèi)容。檢驗外購件的質(zhì)量證明書及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等情況,然后將質(zhì)證書與外購件實物上的標(biāo)志核對。確保外購件的質(zhì)量合格并與所安裝的鍋爐相匹配,筆者在監(jiān)督檢驗中就曾經(jīng)遇到工作壓力為1.0MPa以上的鍋爐所用的外購管材為GB/T8163-1999標(biāo)準(zhǔn)號的管材不符合《蒸規(guī)》的要求,只能重新購買符合要求的管材,既耽誤了施工進(jìn)度,又造成了資源的浪費。
3、安全附件的監(jiān)督檢驗
保證安全附件的齊全、靈敏、可靠,是安裝監(jiān)檢的基本要求。在監(jiān)檢中,要嚴(yán)格按照《蒸汽鍋爐安裝技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的有關(guān)條款,逐項認(rèn)真把關(guān)。根據(jù)筆者近些年的監(jiān)檢經(jīng)驗,下面幾個問題應(yīng)該引起注意。
3.1不論是新購置的還是隨爐帶來的安全閥和壓力表、溫度表,投入使用前都應(yīng)送到法定檢驗部門校驗并鉛封。
3.2壓力表與存水彎管之間的三通旋塞,不要將吹洗檢驗孔正對鍋爐的爐墻,這樣做,一是不便于校驗壓力表;二是吹洗時,汽水混合物噴到墻上,遇到阻擋會反射回來,容易燙傷操作者;三是汽水混合物經(jīng)常沖刷爐墻容易造成該部位爐墻損壞。三通上的手炳,宜采用丁字形,以準(zhǔn)確反映三通的位置。
3.3鍋爐兩側(cè)水位表的相對標(biāo)高差超差?!墩羝仩t安全技術(shù)檢查規(guī)程》第154條規(guī)定,大于2T/H的鍋爐,“每臺鍋爐至少應(yīng)裝兩個彼此獨立的水位表”。在安裝監(jiān)檢中,有時發(fā)現(xiàn)鍋爐兩側(cè)水位表的相對標(biāo)高差超過2mm,個別的甚至超過10mm。水位表的誤差,一是制造時沒有把住關(guān),二是鍋爐安裝時沒有認(rèn)真抄平。比較常見的是施工單位的現(xiàn)場安裝時沒有兼顧水位表與鍋爐本體、鏈條爐排三者關(guān)系所至。
3.4水位表下部的放水管應(yīng)接到全地點,不應(yīng)懸在半空中。以防止在沖洗水位表時造成燙傷人的事故。
【關(guān)鍵詞】燃煤工業(yè)鍋爐;脫硝改造;臭氧氧化;脫硫脫硝
【Keywords】coal fired industrial boiler; denitration modification; ozone oxidation; desulfurization and denitrification
【中圖分類號】TK229.6 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)06-0150-02
1 引言
在我國,燃煤工業(yè)鍋爐廣泛運用于各種工業(yè)生產(chǎn)之中,其數(shù)量較多,分布較廣。每年我國的燃煤工業(yè)鍋爐消耗標(biāo)煤約四億噸,約占全國煤炭消耗總量的四分之一左右,產(chǎn)生了大量的煙塵、二氧化硫及氮氧化物。隨著環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提高,燃煤工業(yè)鍋爐的尾氣污染治理問題已經(jīng)成為了環(huán)保問題治理的重要內(nèi)容。目前大部分的燃煤工業(yè)鍋爐已經(jīng)配備了除塵脫硫設(shè)備,但未安裝相應(yīng)的脫硝裝置,需要進(jìn)行脫硝改造。如何在保證脫硝效果的基礎(chǔ)上,降低投資和設(shè)備運行的成本,是目前必須予以充分考慮的問題。
2 燃煤工業(yè)鍋爐脫硝技術(shù)的選擇
我國燃煤工業(yè)鍋爐在運行過程中受生產(chǎn)供氣需求的影響,負(fù)荷變化較大,產(chǎn)生的氮氧化物濃度波動較大,并且燃煤工業(yè)鍋爐的爐膛工況較為復(fù)雜。大部分燃煤工業(yè)鍋爐的現(xiàn)有場地在設(shè)計時未考慮脫硝改造的需求,也給脫硝改造帶來了巨大難度?;痣姀S電站鍋爐上應(yīng)用較多的SCR及SNCR脫硝技術(shù),適合運行平穩(wěn)的大型鍋爐脫硝處理,不適合直接應(yīng)用在燃煤工業(yè)鍋爐的尾氣脫硝處理上。采用氧化吸收法結(jié)合濕法脫硫脫硝技術(shù),不僅能夠解決鍋爐負(fù)荷變化較大帶來的煙氣處理難度,還具有同一設(shè)備實現(xiàn)高效率的脫硫脫硝的優(yōu)勢,值得進(jìn)行探討研究。
氧化吸收法,即利用強氧化劑將煙氣中的氮氧化物氧化成NO2及N2O5等高價態(tài)氮氧化物后,再利用吸收液將氮氧化物及二氧化硫同時去除。
目前常用的脫硝氧化劑有亞氯酸鈉、過氧化氫和臭氧等。[1]
亞氯酸鈉氧化法是通過亞氯酸鈉作為氧化劑,將尾氣中的NO氧化為硝酸,SO2氧化為硫酸,達(dá)到脫硫脫硝的目的。但H.K.Lee等通過研究發(fā)現(xiàn),僅當(dāng)尾氣中的SOX被亞氯酸鈉完全去除后,NOX才會被除去。[2]由此可見尾氣中的SOX會影響脫硝反應(yīng),導(dǎo)致脫硝效率不高。而且亞氯酸鈉價格較高,反應(yīng)產(chǎn)物復(fù)雜,容易導(dǎo)致二次污染,對設(shè)備腐蝕性較大。
過氧化氫氧化法是利用過氧化氫直接將NO氧化成可溶性的NO2,再通過洗滌方式與SO2一同被去除。但過氧化氫是一種弱酸,在酸性環(huán)境下較穩(wěn)定,影響了NO的氧化反應(yīng)。同時,過氧化氫在高溫下分解加速,導(dǎo)致氧化劑利用率低,影響了脫硝效率。
臭氧氧化法的原理是利用臭氧自身的強氧化性,很容易地將氣體NO氧化為溶解度較高的高價態(tài)氮氧化物,比如NO2、NO3、N2O5等,然后通入吸收塔內(nèi),將SO2和氧化生成的NOX一并吸收去除,達(dá)到同時脫硫脫硝的目的。臭氧脫硝的氧化化過程非常迅速,無危害環(huán)境的副產(chǎn)物生成,殘留的臭氧很容易分解為環(huán)境友好的O2。
3 臭氧氧化脫硝的機理
臭氧氧化脫硝技術(shù)的關(guān)鍵因素就是NO的氧化過程。NO的氧化是逐步完成的,煙氣中的NO必須先氧化生成NO2后,如果O3過量才會生成NO3和少量的N2O5。反應(yīng)機制如下:
O3+NO=NO2+O2(1)
O3+NO2=O2+NO3(2)
NO2+NO3=N2O5(3)
通^實驗發(fā)現(xiàn),O3與NO之間發(fā)生的氧化速度要高于O3與SO2的氧化反應(yīng)速度。因此,SO2不會對O3與NO之間所產(chǎn)的氧化過程產(chǎn)生影響。
4 燃煤工業(yè)鍋爐脫硝改造工藝流程
目前大部分現(xiàn)有燃煤工業(yè)鍋爐已經(jīng)配備了多管除塵器、布袋除塵器或水膜除塵器,并配備了脫硫吸收塔。因此必須盡量利用現(xiàn)有的除塵脫硫裝置的基礎(chǔ)上增加脫硝裝置,并利用原有的吸收塔同時進(jìn)行脫硫與脫硝。改造后的工藝流程是:經(jīng)過除塵后的煙氣通過引風(fēng)機后、在進(jìn)入吸收塔之前,將會與臭氧在臭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行充分的氧化反應(yīng),從而將NO氧化為高價態(tài)氮氧化合物后,再輸送至吸收塔內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),從而達(dá)到脫除煙氣中SO2和NOX的目的,最后經(jīng)過除霧器脫水后,煙氣輸送至煙囪排放。在整個煙氣脫硫脫硝的過程中,所產(chǎn)生的硝酸鹽和硫酸鹽將會進(jìn)入循環(huán)池。
5 臭氧氧化同時脫硫脫硝的主要影響因素
影響O3氧化同時脫硫脫硝的主要因素有O3/NO摩爾比、反應(yīng)溫度、吸收液等。
5.1 O3/NO摩爾比
從實驗研究的結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)O3/NO摩爾比≤1時,NOx的脫除效率相對較低,約為50%左右。因此,在實際的脫硝過程中,通常選擇O3/NO摩爾比>1,因為NO氧化度過低將會對NOx的脫除工作產(chǎn)生不利的影響,反之如果臭氧對NO氧化度較高,則NOx的脫除效率可達(dá)90%以上。[4] 實際運行時,可以通過調(diào)節(jié)臭氧的產(chǎn)生量來達(dá)到預(yù)期的脫硝效率。
5.2 反應(yīng)溫度
除塵器后部、吸收塔前端的煙氣溫度一般在100~150℃左右,該溫度為臭氧脫硝的合適溫度。此時臭氧的分解率較低、實際的生存時間將會大于NOx的動力學(xué)反應(yīng)時間,有利于氧化反應(yīng)順利進(jìn)行。
5.3 吸收液及吸收塔
目前燃煤工業(yè)鍋爐的濕法脫硫常用石灰/石灰石―石膏法、雙堿法等。這些脫硫工藝的洗滌吸收液在脫硫的同時也能吸收NOx。但是,因為煙氣中的NOx增加了吸收塔的負(fù)荷,原有的吸收塔必須進(jìn)行技改,增加噴淋層層數(shù)或者增加吸收液的循環(huán)水量,才能保證脫硝和脫硫正常運行。
6 臭氧硝的優(yōu)勢
①脫硝效率較高,脫硝效率可達(dá)90%以上;
②臭氧脫硝采用在吸收塔之前的煙道內(nèi)安裝O3噴射格柵,對鍋爐設(shè)備產(chǎn)生的影響較??;
③脫硫脫硝在吸收塔內(nèi)同時進(jìn)行,節(jié)省了設(shè)備的占地面積,適合現(xiàn)有鍋爐的脫硝改造;
④可以根據(jù)鍋爐的工況變化,通過調(diào)節(jié)臭氧用量,從而將脫硝效率控制在經(jīng)濟可行的范圍內(nèi)。
7 結(jié)語
臭氧氧化結(jié)合濕法吸收同時脫硫脫硝技術(shù),有效地解決了燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝改造存在的問題,在保留傳統(tǒng)濕法脫硫工藝的基礎(chǔ)上促進(jìn)了脫硫脫硝效率的穩(wěn)步提高,降低了投資運行的成本。因此,這一技術(shù)的推廣和應(yīng)用對于促進(jìn)我國現(xiàn)階段的工業(yè)鍋爐煙氣脫硫脫硝效率的提高,具有積極的促進(jìn)作用。
【參考文獻(xiàn)】
【1】柏源,李忠華,薛建明,等.煙氣同時脫硫脫硝體化技術(shù)研究[J].電力科技與環(huán)保,2010(03):56.
中圖分類號: TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
1引言
以水為介質(zhì)的工業(yè)鍋爐作為動力源和熱源是生產(chǎn)和人民生活中廣泛使用的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備。在鍋爐內(nèi),水吸收燃料燃燒放出的熱量而產(chǎn)生熱水(熱水鍋爐)或蒸發(fā)為蒸汽。如果使用的水質(zhì)不良,水中含有較多的有害雜質(zhì),這種水不經(jīng)任何處理進(jìn)入鍋爐,則必然會使運行中的鍋爐產(chǎn)生結(jié)垢、金屬腐蝕等危害。因此,鍋爐水處理工作是確保鍋爐安全、經(jīng)濟運行,延長鍋爐使用壽命的重要措施,尤其在當(dāng)前提倡節(jié)能減排的形勢下,鍋爐水處理發(fā)揮著重要作用,也是鍋爐最基礎(chǔ)的技術(shù)管理工作。為了保證鍋爐水處理的有效性,我國于1979年頒布了第一版鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其編號為GB1576-79《低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,使我國的鍋爐水處理工作走向科學(xué)化、正規(guī)化。在三十年的生產(chǎn)實踐中,分別于1985年、1996年、2001年及2008年進(jìn)行修訂,逐漸完善,并更名為《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。筆者所在單位,天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院,2008年度共對本市在用鍋爐3260臺進(jìn)行了鍋爐水質(zhì)檢驗,其中1336臺次鍋爐水質(zhì)不合格,占總數(shù)的40.98%。主要問題存在于鍋爐給水硬度、溶解氧以及鍋水堿度、PH、溶解固形物招標(biāo)。新四區(qū)及五縣超過60%的鍋爐未進(jìn)行水處理,直接使用地下水及自來水作為鍋爐的給水。鍋爐普遍存在結(jié)垢現(xiàn)象。平均一至三年進(jìn)行一次酸洗除垢作業(yè),既浪費能源又污染環(huán)境,同時降低鍋爐使用壽命。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看,加強鍋爐水質(zhì)監(jiān)督管理工作任重道遠(yuǎn)。
2水垢的形成及其危害
水垢的形成過程
實踐經(jīng)驗表明,如果鍋爐給水硬度不合格,水進(jìn)入鍋爐運行一段時間后,經(jīng)過不斷地蒸發(fā)、濃縮,當(dāng)達(dá)到過飽和程度時,在鍋爐受熱面上就會結(jié)生一些不溶性固態(tài)附著物,這種以固體析出的沉淀物即稱為水垢。水垢的結(jié)生是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程。工業(yè)鍋爐中常結(jié)生鈣、鎂水垢,以碳酸鹽水垢居多。鍋爐受熱面上結(jié)生的水垢,有一次水垢和二次水垢之分,一次水垢又稱初生水垢。一次水垢是生成水垢的鈣、鎂鹽類直接在鍋爐受熱面上析出的產(chǎn)物,而二次水垢則是鈣、鎂鹽類在鍋水中形成水渣以后,重新附著在受熱面上的產(chǎn)物。
水垢對鍋爐的危害
鍋爐鋼板、管路因過熱而被燒損
人們稱水垢是鍋爐的“百害之源”,關(guān)鍵是水垢的導(dǎo)熱性能很差。物質(zhì)的導(dǎo)熱性能一般用其導(dǎo)熱系數(shù)(λ)的大小來衡量,即單位時間內(nèi)、單位溫度差、垂直通過單位厚度導(dǎo)熱介質(zhì)的熱量(千卡/米˙小時·℃)。水垢的導(dǎo)熱系數(shù)比鍋爐鋼板小數(shù)十倍到數(shù)百倍。其中混合水垢是由多種金屬鹽類和金屬氧化物構(gòu)成,很少有單一類型水垢的垢樣。當(dāng)鍋爐受熱面結(jié)有水垢時,傳熱情況變壞,使?fàn)t管從火焰、煙氣吸收的熱量不能很好地傳遞給水,從而使受熱面溫度升高,金屬強度下降,容易造成鍋爐爐管起鼓包、變形以至爆破。此外,爐管結(jié)垢后管內(nèi)流通截面積減小,水循環(huán)阻力增大,嚴(yán)重時會破壞正常的鍋爐水循環(huán)和冷卻,造成爐管燒損。
浪費燃料降低鍋爐出力
當(dāng)鍋爐結(jié)有水垢時,會使鍋爐受熱面的傳熱情況變壞,排煙溫度升高(排煙損失增加),由于水垢導(dǎo)熱系數(shù)很低,阻礙了傳熱,從而降低了鍋爐熱效率,增加燃料消耗或降低鍋爐出力。試驗證明對于工作壓力為1.4兆帕的鍋爐,結(jié)生一毫米厚的混合水垢,可浪費燃料5-8%。
增加鍋爐檢修量并危及安全
鍋爐受熱面結(jié)垢后,非常難以清除,需經(jīng)常清垢或酸洗鍋爐,而酸洗鍋爐很容易給鍋爐造成腐蝕,同時酸洗廢液的排放對環(huán)境造成污染。特別是水垢引起鍋爐的金屬蠕脹、裂紋、泄漏、爆管等故障,不僅損害了鍋爐壽命,而且需要大量的人力、物力進(jìn)行檢修,同時也威脅著人身安全,影響了安全生產(chǎn)。
防止工業(yè)鍋爐結(jié)垢的措施
鈉離子交換水處理
目前,根據(jù)天津市的水質(zhì)情況,絕大部分工業(yè)鍋爐可以采用鈉離子交換的水處理方法,使鍋爐給水軟化,防止鍋爐結(jié)生水垢。當(dāng)含有鈣鎂離子的原水,流經(jīng)離子交換器(軟木器)中的鈉離子樹脂層時,水中的鈣鎂等陽離子被樹脂中的鈉離子所置換 ,從而將在鍋爐內(nèi)形成水垢的鈣、鎂鹽類,轉(zhuǎn)換為易溶性鈉鹽,而使水得到軟化。經(jīng)鈉離子交換樹脂軟化后的水質(zhì),其硬度可以降低至0.03mmol/L以下,甚至可以完全消除,使水質(zhì)達(dá)到GB1576—2001《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。根據(jù)水源和鍋爐參數(shù)的不同,除了上述鈉離子交換以外,還可以采用氫離子交換法,陰陽離子交換法,電滲析除鹽法,反滲透除鹽法等。
鍋內(nèi)加藥處理法
國家工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB1576—2001)規(guī)定額定蒸發(fā)量≤2噸/小時,且額定蒸汽壓力<1.0兆帕的蒸汽鍋爐,以及額定功率≤4.2兆瓦非管架式承壓的熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐可以采用鍋內(nèi)加藥處理。鍋內(nèi)加藥處理具有投資少,對原水水質(zhì)適用范圍廣、操作簡單,易于實行等優(yōu)點。鍋內(nèi)加藥水處理方法的實質(zhì)是針對產(chǎn)生水垢的原因和過程,向鍋內(nèi)投加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑,使水中能夠形成水垢的物質(zhì)在鍋內(nèi)變成松散的非粘結(jié)性的、可流動的水渣,沉降于鍋筒或聯(lián)箱的底部,通過排污排出鍋爐,達(dá)到防止或減緩水垢生長或金屬腐蝕的目的。鍋爐的腐蝕與防護(hù)
3鍋爐腐蝕
金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而遭到破壞的現(xiàn)象成為腐蝕。鍋爐金屬的腐蝕嚴(yán)重威脅鍋爐的安全運行,因此日益引起人們的重視。
3.1氧對鍋爐的腐蝕
水中溶解氧氣是加速電化學(xué)腐蝕的重要因素。氧腐蝕在鍋爐中主要是起陰極去極化作用。氧氣是強烈的去極劑,能夠吸收陰極的電子。在含有氯離子的電解質(zhì)溶液中(鍋水),鐵原子失去2個電子,變成二價鐵離子,氯和水得到電子而變成氫氧根離子。二價鐵離子于氫氧根離子結(jié)合成氫氧化亞鐵。Fe(OH)2在水溶液中很不穩(wěn)定,容易與水中溶解氧發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng):
4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3
鍋爐設(shè)備的危險性較大且能耗較高,同時也是確保國民經(jīng)濟健康發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。近些年來,鍋爐設(shè)備的設(shè)計與制造已經(jīng)取得了極大的技術(shù)發(fā)展與突破,實現(xiàn)了更大容量、更高蒸汽參數(shù)的持續(xù)發(fā)展,然而此過程當(dāng)中也面臨著諸多的難題,例如高溫耐熱鋼的煉制及設(shè)計等相關(guān)技術(shù)依然還未能夠取得實質(zhì)性的突破,使得鍋爐安全事故頻發(fā),因此就鍋爐全生命周期的安全高效運行,以及節(jié)能減排工作展開相關(guān)的分析與探討,具有十分重要的作用與價值,據(jù)此下文之中將主要就這一問題展開具體的闡述。
一、概述
鍋爐具備有高危險性,因此導(dǎo)致的安全事故時有發(fā)生,而造成鍋爐在日常的運行過程當(dāng)中存在有安全隱患的因素主要有:第一,高溫耐熱鋼的煉制及生產(chǎn)技術(shù)還不能取得新的突破;第二,以前的設(shè)計選型技術(shù)達(dá)不到高溫耐熱鋼的實際要求;第三,鍋爐耐熱材料在實際生產(chǎn)與制造時所選用的焊接、彎制以及熱處理等技術(shù)依然無法達(dá)到新材料應(yīng)用的需求;第四,不具備有高效的離線檢測、在線監(jiān)測、安全評估方法等;第五,缺少安全有效的鍋爐與燃燒器整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方式。由于鍋爐的安全高效運行牽涉到了動力工程、工程物理、材料科學(xué)、測量控制等多學(xué)科內(nèi)容,因此其具體的運行設(shè)計機制十分復(fù)雜,且難度極高;并且鍋爐的安全高效運行所牽涉的諸多方面因素在過程控制當(dāng)中,大多會出現(xiàn)互相耦合。因而,傳統(tǒng)以往單一性的學(xué)科研究與運行設(shè)計技術(shù)已經(jīng)難以應(yīng)對在復(fù)雜環(huán)境下運行的鍋爐運行,以及由于材料耦合從而造成的鍋爐失效技術(shù)難題。
二、安全高效運行設(shè)計
(一)電站鍋爐
在電站鍋爐的設(shè)計過程當(dāng)中,安全高效的設(shè)計其核心即為對所選材料以及結(jié)構(gòu)設(shè)計的高效應(yīng)用,在本次研究當(dāng)中運用高溫耐熱鋼非均勻成核蠕變壽命預(yù)測法,給予鍋爐廠家與發(fā)電廠家的高溫耐熱鋼型號選取作出了明確的依據(jù)判定,由鍋爐的選型設(shè)計過程中保障了對耐熱鋼材的準(zhǔn)確選取,進(jìn)而再通過對鍋爐選型的合理設(shè)計來確保實現(xiàn)安全高效的運行。通過對削弱爐膛出口殘余旋轉(zhuǎn)的新結(jié)構(gòu)設(shè)計,指出了在爐膛出口的煙氣偏差值判定準(zhǔn)則數(shù)為XJ,并由此便可促進(jìn)對爐膛以及燃燒器構(gòu)造的合理優(yōu)化,能夠顯著的緩解爐膛出口的熱偏差值,同時也可促使?fàn)t膛之中水冷壁結(jié)渣與腐蝕情況得以改善,進(jìn)而避免了過熱器與再熱器發(fā)生爆裂事故。通過對高效煤粉燃燒器的應(yīng)用,能夠借助于燃燒器的著火穩(wěn)定性與安全性,實現(xiàn)燃料更為廣泛的適應(yīng)以及提升燃燒效率。以上技術(shù)發(fā)明現(xiàn)已得到了大規(guī)模的普及應(yīng)用,且常以600MW與1000MW的超(超)臨界鍋爐設(shè)計當(dāng)中應(yīng)用較多。這也就由材料的選型以及鍋爐設(shè)計的優(yōu)化方面為電站鍋爐的全生命周期安全高效運行,打下了堅實的基礎(chǔ),創(chuàng)造出了極大的社會經(jīng)濟價值。
(二)燃煤工業(yè)鍋爐
在長時間的火力發(fā)電過程中,由于供應(yīng)來源的煤質(zhì)材料較為多變,且負(fù)荷改變幅度較大,由于導(dǎo)致燃煤工業(yè)鍋爐長期處于熱效率不足、水循環(huán)穩(wěn)定性較差等運行困境,這同時也是限制鍋爐容量擴大化的重要原因之一。針對工業(yè)鍋爐采取新的結(jié)構(gòu)設(shè)計,明確配風(fēng)裝置以及具體的設(shè)計方法,可由本質(zhì)上改善燃煤鍋爐長期所存在的問題。當(dāng)前較為常用的燃煤工業(yè)鍋爐產(chǎn)品當(dāng)中,以29MW~140MW國產(chǎn)系列較為先進(jìn),并且此系列的產(chǎn)品性能已經(jīng)在某些方面實現(xiàn)了對國外壟斷技術(shù)的超越,現(xiàn)已應(yīng)用于我國的多家企業(yè)之中,滿足了燃煤工業(yè)安全高效運行的目的。
(三)燃油燃?xì)忮仩t
燃油燃燒器是此類鍋爐的絕對核心部件,同時也是限制這一類型鍋爐發(fā)展的主要制約因素。我有由于在燃燒器的檢測技術(shù)方面存在空白,因此長期以來需要國外進(jìn)口,其成本十分高昂。而經(jīng)過我國相關(guān)科研單位與相關(guān)高校所開展的技術(shù)攻關(guān)合作,目前在這一領(lǐng)域當(dāng)中已經(jīng)取得了極大的突破,我國自主研發(fā)的油氣燃燒器測試設(shè)備,已經(jīng)具備了對于煙氣與燃燒器功率曲線的測繪功能,能夠針對燃燒器的輸出功率、燃燒效率以及相應(yīng)的安全性予以同時檢測,彌補了我國在這一方面的不足。所設(shè)計研發(fā)出的0.35MW~7MW系列產(chǎn)品已經(jīng)得到了國內(nèi)多家企業(yè)的購置,給予油氣燃燒器及鍋爐安全高效設(shè)計作出了重要的技術(shù)貢獻(xiàn)。
(四)余熱鍋爐
余熱鍋爐是對工業(yè)發(fā)電的余熱進(jìn)行回收的一項鍋爐設(shè)備,在這一方面我國的發(fā)展時間較短,由于沒有足夠的基礎(chǔ)理論研究工作,在對于設(shè)備的積灰、磨損、腐蝕、煙氣泄露等設(shè)計方面依然具有較大的盲目性。而伴隨著近些年來尤其是“十一五”與“十二五”等相關(guān)科研項目的不斷深入,在此方面的設(shè)計工作已經(jīng)取得了較大的突破,其中一項較為可行的設(shè)計方案支出,采用煙塵特性數(shù)據(jù)規(guī)范設(shè)計思路,打破了傳統(tǒng)的思路概念,在這一設(shè)計過程當(dāng)中設(shè)計團隊人員創(chuàng)造性的提出了突擴形煙風(fēng)通道導(dǎo)流裝置設(shè)計,并對鋼珠撒播與入口多級防磨裝置進(jìn)行了改進(jìn),有效的解決了余熱鍋爐的積灰、磨損、腐蝕等相關(guān)問題,并提出了余熱鍋爐的熱力計算標(biāo)準(zhǔn),并且設(shè)計出了2500t/d~6000t/d系列水泥窯,對有毒煙氣余熱鍋爐進(jìn)行了高效的處理,這一技術(shù)已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用,有效的促成了余熱鍋爐的安全高效運行。
三、節(jié)能減排技術(shù)
(一)煙氣深度冷卻技術(shù)
此項技術(shù)通常是運用在采取靜電除塵前后,亦或是應(yīng)用在脫硫塔前后進(jìn)而來提升煙氣深度冷卻器的置換系統(tǒng),并對于排煙溫度及其余熱采取處理,同時促成發(fā)電功率的熱能能夠得到極大的提升,且使得整體機組的熱循環(huán)效率得到明顯的增強。煙氣深度冷卻器常常也被人們制作低溫省煤器、煙氣余熱應(yīng)用裝置等。在低煙溫度環(huán)境下,為了有效地降低煙氣深度冷卻器的實際重量,通常選用外翅片來對傳熱管進(jìn)行加強處理,進(jìn)而達(dá)到換熱元件的功能性。由于翅片管中往往會附著有一定的殘存水分,因此煙氣在經(jīng)過之時翅片管便會吸收到相應(yīng)的熱量,從而促使水溫升高。煙氣深度冷卻器能夠借助于加熱工質(zhì)水來實現(xiàn)對于煙氣余熱的回收,并且此部分余熱還可應(yīng)用在以下幾個方面:第一,加熱凝結(jié)水,降低由汽輪機之中的抽氣量,促使汽輪機的發(fā)電性能得以顯著提升;第二,加熱網(wǎng)水可應(yīng)用在集中供熱,同時也可用在冷暖空調(diào)的熱源中;第三,應(yīng)用在加熱脫硫之后的低溫?zé)煔?,來降低煙囪的腐蝕狀況,并且能夠顯著的去除煙囪當(dāng)中的“煙羽”情形;第四,可充當(dāng)暖風(fēng)器的一部分熱力來源,共同參與至鍋爐燃燒的冷空氣當(dāng)中;第五,在開展靜電除塵前應(yīng)當(dāng)加裝煙氣深度冷卻設(shè)備,促使電除塵器當(dāng)中的溫度值能夠得以顯著的下降,并且也可減小煙氣體的流量,使得煙氣流速下降,并且是飛灰比電阻下降,也能夠使的電除塵器的工作效率得到顯著的提升。
(二)除塵增效技術(shù)
目前我國所實行的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》當(dāng)中明確規(guī)定了對氮氧化物的排放控制程度,并且嚴(yán)格了二氧化硫、鹽城等物質(zhì)的排放限定數(shù)值;對于一些環(huán)境承載性較差,且較易出現(xiàn)重大環(huán)境問題的地區(qū)實行了更為苛刻的地方排放標(biāo)準(zhǔn),旨在增強對燃煤鍋爐汞,以及相關(guān)化合物的排放控制。當(dāng)前我國大量的燃煤機組均運用靜電除塵技術(shù)進(jìn)行煙塵的排放,要想促使目前的電除塵器出口煙塵,能夠符合以最新的排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,首先需強化監(jiān)管措施,提高維護(hù)與運行工作的不斷優(yōu)化處理。第一,利用煙氣深度冷卻除塵增強技術(shù),針對現(xiàn)役的發(fā)電機組予以全面性的技術(shù)改造升級,以達(dá)到30mg/m3,并通過與WFGD協(xié)同配合,盡力實現(xiàn)20mg/m3;第二,運用移動電極式除塵技術(shù),能夠滿足于20mg/m3的處理標(biāo)準(zhǔn);第三,選用電袋復(fù)合技術(shù)能夠達(dá)到20mg/m3的處理標(biāo)準(zhǔn);第四,針對某類特定的煤種選取煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)30mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn);第五,應(yīng)用顆粒聚合技術(shù)可達(dá)到燮20mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn);第六,濕式電除塵技術(shù)的排放效果最佳可達(dá)到燮10mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)。
四、結(jié)語
總而言之,在目前的眾多電力生產(chǎn)方式當(dāng)中,火力發(fā)電依舊具備有高校、清潔、使用以及穩(wěn)定等特點。為了促進(jìn)對火力發(fā)電的不斷完善,就應(yīng)針對發(fā)電所用鍋爐的材料、設(shè)計、制造以及運行等多項核心技術(shù)予以深入研究。目前我國在此方面的研究與應(yīng)用依然處于對世界先進(jìn)國家的模仿與引進(jìn)階段,相關(guān)的產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展依然還有相當(dāng)漫長的一段過程,還需要廣大的設(shè)計參與人員為之做出不懈的努力。
作者:林康華 單位:湛江電力有限公司
參考文獻(xiàn):
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一、熱水鍋爐爆管事故
鍋爐一旦發(fā)生爆管。鍋爐將被迫停止運行,必然對小區(qū)供熱造成很大影響,對供暖企業(yè)形象也有很大負(fù)面影響。
產(chǎn)生原因:
1、鍋爐在低壓運行或者熱偏差時容易發(fā)生過冷沸騰(subcooled boiling;surface boiling亦稱“局部沸騰”、“表面沸騰”。指液體主流溫度低于相應(yīng)壓力下的飽和溫度、而加熱表面溫度卻已超過飽和溫度時所發(fā)生的一種沸騰換熱現(xiàn)象。)使得受熱面管變形、過熱、爆管。
防止方法:
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。論文大全,熱水鍋爐事故。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。鍋爐運行時,隨時調(diào)整好燃燒使火床平穩(wěn)均勻,避免熱偏差造成管內(nèi)過冷沸騰。
2、鍋爐運行過程中,系統(tǒng)水質(zhì)硬度高,進(jìn)入鍋爐后隨著水溫不斷地升高或蒸發(fā)濃縮在鍋內(nèi)受熱面水側(cè)金屬表面上生成固體附著物――水垢。鍋爐水垢常常生成在熱負(fù)荷很高的鍋爐受熱面上。因水垢導(dǎo)熱性能很差,導(dǎo)致金屬管壁局部溫度大大升高。當(dāng)溫度超過了金屬所能承受的允許溫度時,金屬因過熱而蠕變強度降低,在鍋爐工作壓力下,金屬會發(fā)生鼓包、穿孔和破裂。論文大全,熱水鍋爐事故。
鍋爐受熱面內(nèi)有水垢附著的條件下,從水垢的孔、縫隙滲入的鍋水,在沉積的水垢層與鍋爐受熱面之間急劇蒸發(fā)。在水垢層下,鍋水可被濃縮到很高濃度。其中有些物質(zhì)在高溫高濃度的條件下會對鍋爐受熱面產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕,如NaOH 等。結(jié)垢、腐蝕過程相互促進(jìn),很快導(dǎo)致金屬受熱面的損壞,以致鍋爐爆管。
防止方法:
對系統(tǒng)用水進(jìn)行軟化處理,降低硬度,確實搞好水質(zhì)監(jiān)督工作。論文大全,熱水鍋爐事故。嚴(yán)格執(zhí)行GB1576-2001《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》。一旦水垢已經(jīng)形成,必須用專業(yè)的鍋爐除垢劑進(jìn)行清除。
3、新建鍋爐及熱網(wǎng),竣工時未按規(guī)定沖洗系統(tǒng),運行后雜物積存爐內(nèi)而造成堵塞
防止方法:
竣工時必須徹底沖冼鍋爐和熱網(wǎng)。論文大全,熱水鍋爐事故。
4、已使用的熱網(wǎng)鍋爐,由于停爐時保養(yǎng)不當(dāng),產(chǎn)生大量腐蝕產(chǎn)物,或系統(tǒng)除污不當(dāng),使這些腐蝕產(chǎn)物和污物積存爐內(nèi)造成堵塞。
防止方法:
每年熱暖前要清洗鍋爐與熱網(wǎng),保證循環(huán)水清潔度。運行時應(yīng)常沖洗污器、定期排污。
5、對強制循環(huán)鍋爐水循環(huán)流量過小,受熱面的管子水速達(dá)不到設(shè)計要求使管內(nèi)過熱或積沉雜質(zhì),發(fā)生爆炸。對自然循環(huán)的鍋爐由于系統(tǒng)運行時供回水溫差過低造成循環(huán)壓力太小,使水循環(huán)停滯造成鍋水局部過熱。
防止方法:
避免采用自然循環(huán)鍋爐低溫大流量的供暖方式,采用強制循環(huán)鍋爐要正確選擇系統(tǒng)流量。
二、熱水鍋爐的汽化事故
產(chǎn)生原因:
1、突發(fā)停電、停泵,使系統(tǒng)中壓力降低,飽和溫度也相應(yīng)下降,當(dāng)鍋水的溫度高于飽和溫度時就會產(chǎn)生汽化。
2、鍋爐結(jié)構(gòu)和燃燒工況不良,鍋爐并聯(lián)回路之間形成熱偏差。
3、鍋爐運行的熱偏差使管內(nèi)產(chǎn)生過冷沸騰形成嚴(yán)重水垢和堵塞,使水循環(huán)遭到破壞。論文大全,熱水鍋爐事故。
4、司爐運行操作時先點火升溫,后啟動供熱系統(tǒng)循環(huán)泵。
處理辦法:
1、鍋爐出現(xiàn)嚴(yán)重汽化時,應(yīng)緊急停爐
2、打開爐門和省煤器旁通煙道,使?fàn)t內(nèi)溫度迅速下降
3、向爐內(nèi)加自來水,同時通過鍋爐出口的泄水閥緩慢排放,使鍋水一面流動,一面降溫,直至消除爐內(nèi)余熱,也可將供熱系統(tǒng)的回水引入鍋爐代替自來水,使鍋爐逐漸冷卻。論文大全,熱水鍋爐事故。
4、應(yīng)及時切斷外網(wǎng)即迅速關(guān)閉鍋爐出水與回水的閥門。
三、氣塞
產(chǎn)生原因:
熱水鍋爐運行中,隨著水溫的升高,溶解氣體不斷從水中析出,如事及時排出,就會形成氣塞現(xiàn)象,造成水擊、產(chǎn)生刺耳噪音,水循環(huán)不良,管內(nèi)結(jié)垢與腐蝕等。
防止措施:
定期從集氣罐進(jìn)行排氣,或安裝自動排氣裝置(如果安裝自動排氣閥,一定要采用質(zhì)量有保障的產(chǎn)品)。
參考文獻(xiàn)
我市某輪胎廠一臺DZL4-1.25-AII的蒸汽鍋爐,內(nèi)部檢驗時發(fā)現(xiàn)結(jié)水垢約3-5mm,水管局部過熱蠕變,發(fā)生泄露事故。由于清洗、維修工作,致使大批訂單延誤,經(jīng)濟損失十余萬元;某工貿(mào)公司額定蒸發(fā)量為2t/h的蒸汽鍋爐,無水處理操作人員且自動軟水器損壞后,管理人員麻痹大意,維修不及時造成水冷壁管鼓包。鍋爐運行中形成水垢,單除垢和維修費用就2.5萬元;某個食品加工廠在用的LHC1-0.69-AII鍋爐,在未申請檢驗的情況下一直使用生水,造成了爆管事故,見下圖一。
腐蝕并堵滿水垢的水汽管(圖一)
二、水垢引起的危害及成因
綜上幾個案例,我們不難看出水垢是造成事故的直接原因。據(jù)有關(guān)資料表明,每年的事故統(tǒng)計中, 因水質(zhì)不合格,水處理不當(dāng)結(jié)生水垢引起的事故超過事故數(shù)的20%,在造成事故和耽誤生產(chǎn)的同時,浪費燃料上千萬噸。
我們知道鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)為48w/m•℃,而水垢的導(dǎo)熱系數(shù)比鋼板小數(shù)十倍到數(shù)百倍,這樣不僅出現(xiàn)爆管事故,而且浪費燃料,降低鍋爐熱效率,也大大危及到鍋爐的安全經(jīng)濟運行,因此水垢可謂“百害之源”。就三年來我市檢驗情況統(tǒng)計可知,40%以上鍋爐使用單位用水水質(zhì)難以滿足GB1576-2008的要求。殊不知,這些單位業(yè)主的盲目性和疏忽性卻導(dǎo)致了燃料的大量浪費。當(dāng)水垢約1mm時,就多消耗5%的燃料;當(dāng)水垢約4mm時,就多耗12%;7mm時增加到30%;按照我市300臺工業(yè)鍋爐計算,每年因水垢問題所浪費的燃煤約800多噸,按900元/噸計算,就浪費了72萬余元。
對于水垢的成因,有以下幾點分析:
首先,我市近年來降雨量減少,對于可溶性礦物鹽類隨著蒸發(fā)量增加而增加,地下水的硬度也隨之增大。長期使用超標(biāo)的給水是結(jié)生水垢的根本原因,另外與鍋爐結(jié)構(gòu)、設(shè)計、安裝等因素也有直接關(guān)系。水垢的形成是一個復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程,水中含有較高含量的Ca2+、Mg2+、SiO2和其它重金屬離子,對鍋爐危害較大的陰離子主要是HCO3-和SO42-。HCO3-進(jìn)入鍋爐后,吸收高溫?zé)煔鈧鲗?dǎo)的熱量便會發(fā)生分解和水解反應(yīng):
2HCO3- --> CO32- + CO2↑+H2O CO32- +H2O-->2OH-+ CO2↑
Ca2++CO32-= CaCO3↓ Mg2++ SO42-= MgSO4↓ Mg2++2OH-= Mg (OH)2↓
當(dāng)爐水不斷蒸發(fā)濃縮到一定程度,難溶物便會生成固體沉淀物附著在受熱較高的金屬內(nèi)壁上,這些固體沉淀物便是水垢。然而如果是鍋內(nèi)水處理時,水垢多又粘再加上司爐工排污不及時一些污泥、藻類及灰塵之混合物也很容易轉(zhuǎn)化為泥渣。
其次,現(xiàn)在約有80%以上的使用單位用的是鍋外自動鈉離子交換器。對于鈉離子交換器主要依靠交換樹脂進(jìn)行軟化,它包括軟化過程和再生過程。如果鈉離子交換樹脂已經(jīng)失效,那么為了恢復(fù)其再交換能力,就需要對此樹脂進(jìn)行再生。部分業(yè)主認(rèn)為自動交換器就可以完全產(chǎn)出合格的軟化水,不需配備水處理操作和化驗人員。樹脂失效后不能及時發(fā)現(xiàn)和再生,更有甚者連再生劑也不購買添加,任其運行。還有部分企業(yè)的水處理設(shè)備在運行正常中,交換器出水水質(zhì)合格,但到達(dá)軟水池后,由于水池內(nèi)壁處理不好造成反滲,密封性不好造成水質(zhì)污染,所以進(jìn)入鍋爐內(nèi)的水質(zhì)也不合格。例如一些水泥制品廠,外加劑廠,建筑材料廠等這些單位就存在這些問題。
最后,管理制度極不健全。管理人員責(zé)任心不強,操作人員水平低、意識淡薄,設(shè)備損壞后不能及時報告修復(fù)。
二、 預(yù)防措施
要保證鍋爐不結(jié)垢或薄垢運行,針對以上分析,對水垢的預(yù)防我們可采用以下對策:
一、學(xué)習(xí)有關(guān)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),強化責(zé)任意識。使用單位要切實認(rèn)識到水處理工作的必要性。如果有水處理設(shè)備而不用或者利用不當(dāng),就等于沒有進(jìn)行水處理。所以,這就需要各使用單位樹立起防患于未然的思想,
二、強化企業(yè)內(nèi)部的管理,建立健全各項規(guī)章制度。按規(guī)定配備水處理操作人員和化驗人員并持證上崗,按照GB1576-2008水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,加強水質(zhì)監(jiān)測力度,并及時指導(dǎo)司爐人員的排污作業(yè),及時除去泥渣。
三、定期對水處理設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),及時檢修。做好“三要一必須”;操作壓力要控制好,工業(yè)鹽要調(diào)配好,多路閥要定期檢查,軟化樹脂必須定時清洗。
加強鍋爐水處理工作,不僅節(jié)省了人力、物力、財力等成本費用,而且又對鍋爐的安全經(jīng)濟運行起到了保障作用。因此,本文對水垢作簡要介紹,這幾個案例作為警示,以引起使用單位的重視。
參考文獻(xiàn):
[1]張輝 工業(yè)鍋爐水處理技術(shù) 2004