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高温水供热系统突然停电问题讨论与措施

时间:2015-10-10 11:01来源:未知 作者:admin 点击:
包头钢铁学院环境工程系,内蒙古包头系统和锅炉设备造成很强的破坏性作用。本文对此作了分析研究,并阐述了一些解决该问题的有效措施对于-管式直流热水锅炉,锅塍循环为循间较eMi,

  包头钢铁学院环境工程系,内蒙古包头系统和锅炉设备造成很强的破坏性作用。本文对此作了分析研究,并阐述了一些解决该问题的有效措施对于-管式直流热水锅炉,锅塍循环为循间较eMi,g的热量向周围空间!

 

  概述在正常的供电情况下,高温水供热系统按照操作规程进行有计划的起停,是不会发生汽化、失压,及由此产生的水击,造成对供热管网系统和锅炉设备的破坏作用的但是,当供电电源突然停电或循环水泵的供电设备意外跳闸并不能及时恢复供电,高温水供热系统就面临失压和锅炉余热造成汽化的问题,若无适当的保护设施和正确的操作程序,就会造成事故。

 

     汽化与汽水冲击一般情况下,汽或水的单相介质连续流动工况是比较简单的。在供热工程应用范围内,凡经过合理的设计,单相介质流动系统都能平静、安全的运行在热水管道中,虽然水的容重较大,但流速一般较低,约在1~2m/s之内,动能较小,水流是安静的在蒸汽管道中,蒸汽流速较高,可达60-80m/s,但因蒸汽容重小,仅为1~5mg/m同样动能也较小,其流动也是安静的。在热水管道中当有吸热、放热和增压减压的过程时,则存在汽水之间的相互转换,总是伴随着水汽化为蒸汽和蒸汽凝结为水的现象,出现汽、水两相介质流动的状况这种流动的工况要复杂得多。由于剧烈的汽化和凝结能使水产生高速运行,具有很大的动能,形成水击,会对管路或设备系统造成很大的破坏,导致事故的发生由于供热系统运行于高温水工况,且压力较大,当遇到突然停电时,循环泵停止运行,如果没有可靠的定压设施,系统将会突然失压,必然会产生汽化现象,产生水击现象在系统的不同地点和对于不同类型的锅炉,发生汽化的情况也是不一样的锅炉端由于停电致使循环水泵突然停止运转,锅炉内压力突然下降,锅炉内水的沸点降低另一方面,由于存在炉膛余热,使锅炉内水的温度继续上升,产生汽化这种汽化的强度要比用户处大得多。是否发生汽水冲击现象,因锅炉型式而异环,当循环水泵停止运转后,虽然经过20- 40S的波动,各管束之间会各自形成自然循环回路,但因水容量较小,锅炉内水的温度急剧上升,产生强烈的汽化作用。上升管束中生成的蒸汽夹带着水以高速冲击,由于没有缓冲空间,直接冲击相连接的管道锅炉进出水管和炉体本体,产生剧烈震动,使某些薄弱环节遭到严重破坏对带有上锅筒的热水锅炉而言,它的水循环为自然循环,且具有较大的水容量,具有较好的防汽水冲击能九当突然停电后,锅炉内的水仍然能保持自然循环状态,汽化后的蒸汽,进入锅炉的上锅筒,因上锅筒容积较大,便形成了水空间和汽空间上升管束中生成的蒸汽夹带有水一并冲入上锅筒,在较大的汽、水空间内得以缓冲,并使汽水分离,不致造成汽水冲击。

 

  但是,当恢复供电后,决不可冒然开启循环水泵因为锅筒上部存在大量蒸汽,开起循环水泵会把汽水混合物压入系统蒸汽受压或遇到低于其饱和温度的水时,就会迅速凝结,蒸汽突然消失,形成真空,周围的水就会以极高的速度向原来蒸汽所占空间冲击,造成强烈的水击,对管网系统和散热器造成很大破坏作用。

 

  用户端由于系统突然失压,原来的饱和水变成为过热水,产生汽化由于用户处没有热源,汽化所需要的汽化潜热只能从周围过热水中吸取,使水温降低,直至下降到相应压力下的饱和温度,不再过热,汽化也随即停止在用户系统中,高度越高,压力越低,则汽化相对越强;但由于系统没有外界热量补充,汽化量较小。例如,供水温度130C,当立刻失压到大气压力时,产生1kg蒸汽要吸收2258KJ(539.汽化潜热,需要18kg的过热水变为饱和水才能提供,这种汽化强度是很低的突然停电试验证明,汽化是从最高用户系统顶部开始,伴有汽泡冒出水面的声音;随着压力的逐渐下降,汽化范围下移。当停会凝结成水这种汽化和凝结都是缓慢进行的,不会产生汽水冲击现象,对管网的破坏作用也不大3汽水冲击问题解决方法1定压设施的选择高温水供热系统是以水的单相介质流动为基础设计的。但在突然停电的特殊情况下,循环水泵停止运转,使锅炉内压力降低、锅炉内水的温度升高,产生汽化现象选择适当的定压设施是解决这一问题的重要方法。

 

  对于管式直流热水锅炉,如果没有可靠的定压设施,一旦循环水泵突然停止运转,就会发生强烈的汽化作用,汽、水的高速流动产生剧烈冲击,使系统遭到破坏因此,需要设置定压设施工程实践证明,蒸汽加压罐或氮气加压罐是比较可靠的定压设施,在突然停电且锅炉余热较强的20分钟内提供可靠的定压,保证锅炉内部不发生汽化对于带有上锅筒水容量大的热水锅炉,失压后虽然产生汽化,但汽化的同时并不产生汽水冲击。可以选用补水泵定压设施,在正常供电时,由补水泵提供有效的定压在突然停电后,只要按正确的程序进行操作,仍能保证高温水供热系统的安全在额定产热量相同的条件下,强制循环管式直流热水锅炉要比带有上锅筒的自然循环热水锅炉节约金属耗热量15~ 20%,相应价格也较低但考虑到管式直流热水锅炉需要配备蒸汽加压罐或氮气加压罐,其金属耗量少,价格低的优点就被抵消了。例如,额定产热量7MW的热水锅炉需要设置一台直径1400高度2800的氮气加压罐加压选择锅炉时,要和供热系统的要求、定压设施的选择等加以考虑,通过技术经济比较加以确定3.2供电电源现行的《热水锅炉安全技术监察规程》第142条规定:“额定出口热水温度高于或等于120C的锅炉,为了防止突然停电的产生汽化,应有可靠的定压装置或可靠的电源(备用电源或双电源等)”。

 

  笔者认为,解决这一问题的最有效方法是采用两个电源供电。因工艺生产要求且具备两路电源,供应锅炉房不困难时,可放置两路电源供电并且使两路供电系统设有自动切换装置因为两种电源自动切换合闸的过渡停电时间仅为2秒,此时循环水泵靠惯性还在转动,锅炉水尚不致产生汽化若不设置自动切换合闸装置,待值班人员发现循环水泵停止运行,再人工合闸时,一般需要几分钟,锅水已经发生汽化。实践证明,这种人工合闸往往要造成汽水冲击,酿成事故。

 

  应当说,补水泵定压方式不能防止突然停电时的汽化问题按《热水锅炉安全技术监察规程》要求,应设备用电源;而按《锅炉房设计规范》要求,也可不设备用电源现行的规程和规范在这个问题上是存在差异的笔者认为:安装内燃机带动的备用循环水泵或设置人工启动的自备发电机组,并不能防止突然停电造成的汽化因为从发现循环水泵停止运行到自备动力源启动起来的间隔时间太长,锅水早已汽化至于设置自动启动的自备发电机组,据有关资料介绍,其过渡停电时间为十几秒或者更长,在这段时间里锅水是否已经汽化,自动启动时是否发生汽化冲击,尚有待实验验证。

 

  一般情况下,如其花费大量投资投置自备发电机组,不如采用带上锅筒的热水锅炉按发生突然停电时的操作程序解决汽化问题4突然停电和恢复供电采取的措施方法1突然停电时的应急处理突然停电,循环水泵停止运行时,应迅速打开炉膛上的门孔,流入冷空气,冷却护膛。对层燃锅炉,还要人工在炉排表面上加黑煤,把炽热的火床盖住及时给锅炉补水,只要引入锅炉房的自来水压力高于此时锅炉的内部压力,就应通入自来水一是加速锅炉内水的冷却;二是补充系统的泄漏必要时进行排汽,如果锅炉内部压力持续上升,可以打开锅炉顶部集气罐上的排气阀,排放出锅炉内的蒸汽,使锅炉内压力低于自来水压力。

 

  恢复供电时的正确操作首先开启锅炉补水泵,为系统补水、加压定压点压力达到规定数值后,打开锅炉顶部集气罐上的放气阀,排放净锅炉内部的蒸汽和空气在供热网总回水阀门关闭,系统总供水阀门打开的况下,启动循环泵,对整个系统进行加压,系统中即使存在残余的蒸汽,也会凝结成水。缓慢打开供热系统总回水阀,使系统恢复循环运行供热系统水循环正常之后,锅炉才能开始运行。

 

  结语高温水供热系统突然停电,将会使锅炉设备及供热系统失压、产生汽化,形成水击,对锅炉设备及供热系统设备造成严重的破坏性作用,从操作、运行规程上来说是不允许的,但在实际供热系统运行时却时有发生通过合适的选择定压设施,以及电源的供电方式,就能够消除由突然停电产生的危害。实践证明,本文提出的方法措施,对各种定压方式的热水锅炉都是行之有效的,可供高温水供热系统的安全、可靠运行。

 

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