鍋爐的蒸汽吹灰方案

鍋爐的汽灰方案摘要：文簡(jiǎn)要介紹目前電站鍋爐吹灰案的現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，以及應(yīng)如何合理訂吹灰方案，首次提出將工業(yè)用攝像探頭用于監(jiān)視爐內(nèi)積結(jié)渣情況，以使吹灰更具針對(duì)性，達(dá)到用較小的吹灰成本到較高的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞燃煤鍋爐

蒸汽吹灰

吹灰方案前言：電站鍋爐燃用煤質(zhì)含量、硫量較高，運(yùn)行中容易引起受熱面沾污積灰、結(jié)渣、蝕和磨損。積灰、結(jié)渣一方面將降低受熱面?zhèn)鳠嵝?，使膛及各?jí)受熱面吸熱量減少，進(jìn)而導(dǎo)致?tīng)t膛出口及各級(jí)受面進(jìn)出口煙氣溫度升高，鍋爐效率下降；另一方面沾污積會(huì)使省煤器、空氣預(yù)熱器堵塞，使輔機(jī)電耗增加此外灰結(jié)渣還會(huì)使受熱面表面溫度增高，導(dǎo)致受熱面管壁超溫高溫腐蝕甚至爆管；較大的渣塊墜落還會(huì)影響鍋爐的安全行，甚至發(fā)生人身及設(shè)備重大不安全事故。因此，電站鍋多采用吹灰器，在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)受熱面進(jìn)行周期性吹掃使其保持在合適的清潔狀態(tài)，以提高運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)性?；移饔卸喾N型式，本文重點(diǎn)討論蒸汽吹灰器。吹灰案現(xiàn)狀及存在問(wèn)題據(jù)考察了解，目前在多電廠鍋爐蒸汽吹灰方案的制訂方面，是根據(jù)鍋爐制單位所提供的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中的要求或

根據(jù)其它已投運(yùn)電廠似設(shè)備的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)制訂，這些做法實(shí)際上可能都帶有盲目為因素起了相當(dāng)大的作用為，鍋爐制造單位在設(shè)計(jì)爐時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)煤質(zhì)的特性，結(jié)合以往已有經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)備構(gòu)方面已采取了必要的技術(shù)措施，以防止受熱面沾污積灰結(jié)渣。根據(jù)燃用煤質(zhì)的不同，設(shè)計(jì)方面采取的技術(shù)措施不，吹灰只是作為一種輔助手段，是對(duì)技術(shù)措施的補(bǔ)充。如做法也是不得已而為之，因?yàn)闋t內(nèi)燃燒過(guò)程是一種極其復(fù)的物理化學(xué)過(guò)程，燃煤特性、鍋爐結(jié)構(gòu)、爐內(nèi)溫度水平、氣動(dòng)力工況等因素，都影響受熱面的沾污積灰與結(jié)渣狀況因此，電廠在制訂吹灰方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)本廠設(shè)備的實(shí)際運(yùn)情況，否則將可能出現(xiàn)一些負(fù)面影響，比如：按鍋爐制單位所提供的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中的要求，規(guī)定每班吹灰1次但從運(yùn)行的實(shí)際情況看，必要性欠妥。原因是：有些電廠其爐設(shè)備運(yùn)行時(shí)沾污積灰輕微，有些電廠其鍋爐設(shè)備運(yùn)行時(shí)部分受熱面區(qū)域沾污積灰輕微，部分受熱面區(qū)域沾污積灰重，有些電廠機(jī)組參與調(diào)峰，每天高低負(fù)荷區(qū)間交替出現(xiàn)且在高低負(fù)荷區(qū)間的運(yùn)行時(shí)間也不斷變化。眾所周知，低荷運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)溫度水平相對(duì)較低，爐內(nèi)受熱面上的部分渣將自行脫落。而對(duì)大多數(shù)鍋爐設(shè)備來(lái)講，爐膛沾污積灰至結(jié)渣恰恰是影響排煙溫度的主要因素。在這種情況下，選擇的按規(guī)定每班吹灰次顯將導(dǎo)致能源浪費(fèi)，受熱管壁磨損減薄，甚至也是導(dǎo)致某些電

廠鍋爐受熱面爆管的因；有些電廠規(guī)定每天吹灰次，要求吹灰時(shí)，鍋爐負(fù)一般應(yīng)在額定負(fù)荷的左右，這樣運(yùn)行人員基本將吹灰排在每天上午，在此時(shí)間段吹灰，顯然針對(duì)性相對(duì)較差，源浪費(fèi)較多，原因是：一般來(lái)講，每天時(shí)至?xí)r左，鍋爐大都在半負(fù)荷或者更負(fù)荷運(yùn)行，在此期間爐內(nèi)溫度水相對(duì)較低，爐內(nèi)受熱面上的大部分灰渣已自行脫落；有些廠則是由運(yùn)行人員根據(jù)運(yùn)行情況確定何時(shí)吹灰，吹哪一部受熱面，雖也有一些人為因素，但其針對(duì)性比上述情況相較好；有些電廠根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)，停用或停用部分吹灰器；些電廠根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)及吹灰器運(yùn)行情況當(dāng)降低吹灰蒸壓力些情況也都有一些人為因素，也應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)估。從蒸汽吹灰所用汽源講，有些設(shè)計(jì)也存在問(wèn)題，主要是汽源壓力過(guò)高，需過(guò)減壓閥進(jìn)行減壓，有的設(shè)計(jì)中，汽源壓力與蒸汽吹灰器計(jì)使用壓力相差將近10，這樣一方面能量損失太大，一方面，一旦發(fā)生內(nèi)漏，將對(duì)受熱面的安全運(yùn)行有較大影。制訂灰方案應(yīng)考慮的因素制訂合理的吹灰方案應(yīng)綜合考慮吹灰所用蒸汽的能量損耗、吹灰器所用驅(qū)裝置的能量損耗、吹灰器磨損、吹灰后鍋爐效率的提高即灰后鍋爐運(yùn)行時(shí)節(jié)省的能量，鍋爐運(yùn)行的安全性以及因吹而造成受熱面管壁磨損、管子使用壽

命縮短等情況，即將有因素都折合成經(jīng)濟(jì)成本，這樣經(jīng)濟(jì)成本最小時(shí)的吹灰時(shí)間隔即為最佳吹灰周期。由于目前就吹灰對(duì)管壁壽命的影及吹灰器磨損等因素，還難以給出定量關(guān)系，即難以折算經(jīng)濟(jì)成本。本文將主要從如何使吹灰所用蒸汽的能量損耗對(duì)較少，而使吹灰后由于鍋爐效率的提高，所節(jié)省的能量對(duì)較多，即主要從能量增益方面，并兼顧考慮受熱面管使壽命等因素來(lái)討論如何制訂吹灰方案。對(duì)于因沾污積灰速度快又較嚴(yán)重，導(dǎo)致設(shè)備管壁溫度超溫或其它不安全問(wèn)，比如掉大焦塊等的這部分鍋爐設(shè)備，制訂吹灰方案時(shí)考慮的首要因素應(yīng)是運(yùn)行的安全性，為了設(shè)備安全，即使灰周期較短、能耗較大，也必須進(jìn)行吹灰。因?yàn)閺臋C(jī)組運(yùn)的整體經(jīng)濟(jì)性考慮，只有保證安全運(yùn)行才能獲得最大效益如果為了節(jié)省吹灰所用蒸汽能量，而使受熱面管壁溫度經(jīng)超溫導(dǎo)致管子使用壽命縮短或經(jīng)常爆管、使設(shè)備因掉大塊導(dǎo)致滅火停運(yùn)或引發(fā)其它不安全事故，比如砸壞受熱面或人身傷亡事故等，都將導(dǎo)致更大的損失。不考慮其它間損失，僅鍋爐啟動(dòng)一次所用燃油費(fèi)用就相當(dāng)高。當(dāng)然對(duì)于類設(shè)備應(yīng)在適當(dāng)時(shí)侯對(duì)其進(jìn)行改造，改造前應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技評(píng)估論證。制訂灰方案時(shí)應(yīng)進(jìn)行的工作吹灰過(guò)程是用一定量蒸汽能量消耗來(lái)改善受熱面的

清潔程度提高換效果吹灰周期較短即吹灰次數(shù)較多，會(huì)影響受熱面的壽命并帶來(lái)不必要的能量消耗，但吹灰周期過(guò)長(zhǎng)，又會(huì)使排煙度升高，使運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性變差。因此根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況存在最佳吹灰周期，按此進(jìn)行吹灰，將使能量損耗最小這可過(guò)專項(xiàng)試驗(yàn)確定不進(jìn)行專項(xiàng)試驗(yàn)，也可通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算對(duì)廠所制訂的吹灰周期進(jìn)行初步經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。從主要能量面考慮，除特殊情況外，一個(gè)吹灰周期內(nèi)，因吹灰而使鍋設(shè)備運(yùn)行增加的能量收益，應(yīng)大于或至少應(yīng)等于吹灰所用汽消耗的能量。如不滿足此條件，則說(shuō)明電廠制訂的吹灰案有待進(jìn)一步改進(jìn)。為了使吹灰方案更加合理，更適合電的實(shí)際運(yùn)行，制訂吹灰方案時(shí)應(yīng)進(jìn)行下列工作。1）行鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整，尋求合理的運(yùn)行方式，以減輕受熱面積和結(jié)渣的速度和程度。2）在鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整的基礎(chǔ)上，對(duì)鍋爐設(shè)進(jìn)行專項(xiàng)試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)，了解同負(fù)荷情況下，鍋爐各受熱面的沾污積灰特性，以及達(dá)到衡時(shí)的沾污積灰程度，運(yùn)行時(shí)間，排煙溫度、蒸汽溫度及溫水量變化數(shù)值及規(guī)律，輔機(jī)電耗變化情況等，并計(jì)算此行區(qū)間內(nèi)，由于沾污積灰引起的能量變化。為便于計(jì)算，采用如下簡(jiǎn)化方案：假定每次吹灰后受熱面的清潔程度相；每一計(jì)算過(guò)程所考慮的時(shí)間段從前次吹灰剛剛結(jié)束至排溫度再次達(dá)到吹灰前的溫度水平為止所運(yùn)行的時(shí)間，不慮吹灰所用時(shí)間；認(rèn)為從吹灰結(jié)束至

排煙溫度重新達(dá)到吹前溫度水平的這段時(shí)間內(nèi)排煙熱損失的變化速度是線性，即這段時(shí)間內(nèi)鍋爐效率的變化是線性的；鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定燃燒工況穩(wěn)定。這樣鍋爐在這段運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，由于吹灰所來(lái)的能量增益，即為吹灰剛結(jié)束至排煙溫度重新達(dá)到吹灰溫度水平這段運(yùn)行時(shí)間內(nèi)鍋爐效率的平均增加值與這段行時(shí)間的乘積；輔機(jī)電耗變化可通過(guò)輔機(jī)電流變化計(jì)算。鍋爐設(shè)備局部受熱面吹灰所帶來(lái)的能量增益計(jì)算與前述原相同。3）定吹灰所用蒸汽引起的能量損耗，包括汽能量損耗、吹灰器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能耗吹灰器磨損，由于后兩項(xiàng)能耗相對(duì)較小，初步計(jì)算時(shí)可只慮蒸汽能量損耗，蒸汽能量損耗可根據(jù)每只吹灰器的蒸汽量計(jì)算得到。4）將上述各項(xiàng)能量折算成標(biāo)準(zhǔn)煤量，對(duì)其增和損耗進(jìn)行比較，并適當(dāng)考慮吹對(duì)受熱面管壁使用壽命的影響，確定不同負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的吹周期。并將確定吹灰周期時(shí)所用參數(shù)作為基準(zhǔn)參數(shù)，以便著設(shè)備運(yùn)行情況的變化對(duì)吹灰周期進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。在上述工作的基礎(chǔ)上如能安裝工業(yè)用攝像探頭（配冷卻保護(hù)裝置，并可自旋轉(zhuǎn)，定時(shí)伸進(jìn)爐內(nèi)，使運(yùn)行人員能對(duì)爐內(nèi)各部分的沾積灰情況有直觀了解，更有針對(duì)性的進(jìn)行吹灰，其效果將好。一般來(lái)講，全面吹灰一次，在吹灰過(guò)程剛結(jié)束時(shí)，因備不同，鍋爐排煙溫度可比吹灰前降

低15℃左右鍋爐效率提高約個(gè)分點(diǎn)左右此后隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，受熱重新被沾污積灰、甚至結(jié)渣，排煙溫度又進(jìn)一步升高，經(jīng)若干小時(shí)，排煙溫度就又達(dá)到吹灰前的溫度水平，此時(shí)有鍋爐設(shè)備可能出現(xiàn)隨著運(yùn)行時(shí)間的進(jìn)一步增加，排煙溫度本不變或升高速度非常緩慢的情況，即進(jìn)入一種自平衡狀，在這種情況下，吹灰還是不吹，以及何時(shí)吹灰，不僅要慮能量增益，還要綜合考慮吹灰對(duì)蒸汽參數(shù)及管壁壽命的響，更要考慮對(duì)運(yùn)行安全性的影響，此時(shí)便可使用工業(yè)用像探頭對(duì)爐內(nèi)積灰情況進(jìn)行觀察。如通過(guò)工業(yè)用攝像探頭察得知，爐內(nèi)沾污積灰比較均勻，無(wú)大焦塊形成，不會(huì)影運(yùn)行安全。再?gòu)倪\(yùn)行參數(shù)看，暫時(shí)不吹灰能量損耗也較小那么，從延長(zhǎng)管壁壽命來(lái)考慮，就可將吹灰間隔延長(zhǎng)則就進(jìn)行吹灰對(duì)于尾部受熱面吹灰，則主要根據(jù)能量增益運(yùn)行參數(shù)決定。結(jié)束迄今為止通過(guò)設(shè)技術(shù)手段以及運(yùn)行調(diào)整手段還不能完全解決受熱面的污積灰與結(jié)渣，受熱面吹灰仍然是電廠鍋爐運(yùn)行過(guò)