弱爆炸波吹灰技術(shù)在鍋爐尾部吹灰中的應(yīng)用

孫長春

作者通聯(lián)：神華國華國際電力股份有限公司北京熱電分公司 北京市 100025

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神華國華國際電力股份有限公司北京熱電分公司兩臺200MW的發(fā)電供熱機(jī)組，各配備兩臺410t/h鍋爐，由哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)，型號HG-410/9.8-YM115。鍋爐原設(shè)計(jì)煤種為大同混煤。因燃煤結(jié)構(gòu)的調(diào)整，改燒神華煤。神華煤的特點(diǎn)是發(fā)熱量高、揮發(fā)分高、灰分低，是優(yōu)質(zhì)的動力煤，但神華煤的含鈣量高，易沾污受熱面。由于煤種的改變造成了鍋爐省煤器和空氣預(yù)熱器積灰堵灰加劇，原有的蒸汽吹灰效果不佳，影響了鍋爐的安全運(yùn)行。

一、鍋爐尾部受熱面積灰原因分析

1.燃燒煤質(zhì)影響因素

神華煤含鈣高與濕度較大的煙氣結(jié)合后形成積灰較堅(jiān)硬，鍋爐省煤器、空氣預(yù)熱器采用蒸汽吹灰，鍋爐在高負(fù)荷時（350～410t/h）每班吹灰兩次，低負(fù)荷時，每班吹灰一次，每次吹灰約用時110min，大約耗用7t多蒸汽。吹灰時造成煙氣濕度增大，加劇了灰對受熱面的沾污。吹灰次數(shù)過多使煙氣中水蒸汽含量高，造成了鍋爐省煤器管積灰和空氣預(yù)熱器堵灰嚴(yán)重。

2.吹灰蒸汽影響因素

吹灰蒸汽系統(tǒng)疏水閥在暖管時全開，暖管結(jié)束后全關(guān)，兩個疏水閥前后布置，前一疏水閥對水冷壁和過熱器吹灰器疏水，后一疏水閥對省煤器吹灰器疏水。吹灰順序是先水冷壁，再過熱器，最后省煤器。省煤器的吹灰蒸汽經(jīng)過1h的等待冷卻，管道內(nèi)已有凝結(jié)水存在,吹省煤器時部分吹灰器帶水，形成濕泥灰狀態(tài)，這也是尾部受熱面堵灰的重要原因。

3.排煙溫度影響因素

由于省煤器和空氣預(yù)熱器積灰堵灰加劇，致使鍋爐排煙溫度升高，4臺鍋爐排煙溫度在146℃左右（100%額定負(fù)荷時，鍋爐排煙溫度設(shè)計(jì)值為135℃），比設(shè)計(jì)值高出10℃左右。對于燃用灰沾污傾向大的煤種時，蒸汽吹灰造成瞬時部分煙氣的濕度增大，更增加了在鍋爐尾部受熱面上粘結(jié)灰的機(jī)率。

二、弱爆炸波吹灰器工作原理及其系統(tǒng)構(gòu)成

經(jīng)過對電廠鍋爐吹灰方式進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，弱爆炸波吹灰方式是目前解決鍋爐尾部積灰的最佳措施。

1.弱爆炸波吹灰器工作原理

弱爆炸波吹灰器的工作原理是按一定比例預(yù)混的可燃?xì)怏w在特別設(shè)計(jì)的燃燒室中快速燃燒，形成一定的壓力脈沖，并產(chǎn)生高速射流和沖擊波，由于沖擊波能量比較集中，并且伴隨著高速氣流的沖刷和強(qiáng)烈的頻帶較寬的氣流激振作用使換熱表面上的積灰脫落。

2.弱爆炸波吹灰器系統(tǒng)構(gòu)成

弱爆炸波吹灰器主要包括動力氣源、流量系統(tǒng)、混合點(diǎn)火系統(tǒng)、分配聯(lián)箱、爆炸腔、球面波發(fā)生器和控制保護(hù)系統(tǒng)等部分，該系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 弱爆炸波吹灰器系統(tǒng)構(gòu)成

動力氣源包括燃?xì)夂涂諝猓細(xì)獬Ｓ靡胰?。流量系統(tǒng)分別測量燃?xì)夂涂諝獾牧髁渴顾鼈儼匆欢ɑ旌媳然旌稀；旌宵c(diǎn)火系統(tǒng)均勻混合燃?xì)夂涂諝庖员ＷC它們在特殊設(shè)計(jì)的燃燒室里快速燃燒。通過分配聯(lián)箱的合理分流使弱爆炸波吹灰器可以達(dá)到一機(jī)多口，以滿足多部位清灰要求。爆炸腔使燃燒發(fā)展為弱爆炸波加速，球面波發(fā)生器引導(dǎo)沖擊波向清灰面做功，使沖擊波產(chǎn)生最佳效果，由爆炸腔和球面波發(fā)生器的合理配合可以達(dá)到更好的清灰效果。

控制保護(hù)系統(tǒng)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，操作界面簡潔、操作方便。采用PLC控制方式進(jìn)行程序控制，并在控制柜配備觸摸屏與PLC進(jìn)行通信以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制，在控制室配備工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與PLC進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制。

操作畫面除具備操作功能外，還具備報(bào)警提示功能。在操作畫面中的“警情信息”顯示為系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時的故障信息，比如“溫度過高”、“主燃料正在運(yùn)行”等等，一旦故障解除，警情信息會自動消失。

在操作畫面中可以實(shí)時監(jiān)視弱爆炸波吹灰系統(tǒng)中的溫度、壓力和流量等運(yùn)行參數(shù)，調(diào)試時可以根據(jù)顯示信息進(jìn)行現(xiàn)場參數(shù)的設(shè)置，這些參數(shù)都設(shè)置有峰值，一旦超過峰值，系統(tǒng)會自動發(fā)出報(bào)警信息。

弱爆炸波吹灰系統(tǒng)正常運(yùn)行中紅白相間顏色閃爍表示的是氣體的流通管路，在系統(tǒng)某段管路有氣體通過時，這段管路會閃爍以示氣體正在通過。

在操作畫面中設(shè)置有調(diào)試界面和設(shè)置參數(shù)界面，調(diào)試界面功能可在系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試時對比現(xiàn)場情況查看閥門狀態(tài)，參數(shù)設(shè)置界面功能中可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定吹灰次數(shù)和吹灰強(qiáng)度。

三、改造效果

4臺鍋爐采用弱爆炸波吹灰后，有效清除了鍋爐尾部積灰，降低了鍋爐的排煙溫度5～12℃，煙氣阻力降低了100～300Pa。從檢修期對鍋爐尾部清理來看，積灰量也比以前減少了約75%。

以公司1臺哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-410/9.8-15單汽包高壓自然循環(huán)鍋爐的低溫過熱器、省煤器和回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器等尾部受熱面為例，蒸汽吹灰設(shè)備初投資共48萬元，按每年運(yùn)行5500h、高壓蒸汽0.109元/kg、每天吹灰3次計(jì)算，每天耗汽量約為71t，運(yùn)行費(fèi)用約為177.4萬元。弱爆炸波吹灰設(shè)備初投資共120萬元,按每年運(yùn)行5500h、24個噴口每天消耗乙炔1瓶、每瓶按120元計(jì)算，運(yùn)行費(fèi)用2.7萬元。弱爆炸波吹灰比蒸汽吹灰每年可節(jié)約費(fèi)用170多萬元。

四、使用中出現(xiàn)的問題及解決方法

（1）鍋爐如果是露天布置，冬季弱爆炸波吹灰吹灰運(yùn)行時常出現(xiàn)空氣管路凍冰問題，這主要是空氣管路布置平緩，無法正常疏水，解決辦法可將管路傾斜布置，使管中積水排出。

（2）整個尾部吹灰部分由上至下分為5部分，吹灰順序也是由上至下依次吹灰，每次吹灰鍋爐負(fù)壓都要反正，影響鍋爐正常運(yùn)行。分析原因?yàn)殄仩t運(yùn)行一段時間后，受熱面存在一些積灰，弱爆炸波吹灰使這些積灰落下，堵塞通流面，另一個因素是在爆炸時，流動的煙氣會出現(xiàn)滯留現(xiàn)象，兩者疊加，使鍋爐出現(xiàn)反正現(xiàn)象，解決辦法可將吹灰順序改為由下至上進(jìn)行，在保證吹灰效果的前提下適當(dāng)降低吹灰壓力。

經(jīng)過實(shí)踐證明，改用弱爆炸波吹灰后鍋爐尾部受熱面的清潔效果明顯好于蒸汽吹灰，是解決鍋爐尾部積灰的一個好方法，有效降低了鍋爐排煙溫度和煙道阻力，提高了效率和保證了鍋爐安全運(yùn)行。

1 樊未軍，孫文超，吳承康.電站鍋爐燃?xì)饷}沖吹灰過程研究［J］.熱能動力工程，2001，16（3）