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)合后形成積灰較堅硬，鍋爐省煤器、空氣預熱器采用蒸汽吹灰，鍋爐在高負荷時（350～410t/h）每班吹灰兩次，低負荷時，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熱器堵灰嚴重。

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%額定負荷時，鍋爐排煙溫度設(shè)計值為135℃），比設(shè)計值高出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混的可燃氣體在特別設(shè)計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)、混合點火系統(tǒng)、分配聯(lián)箱、爆炸腔、球面波發(fā)生器和控制保護系統(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

動力氣源包括燃氣和空氣，燃氣常用乙炔。流量系統(tǒng)分別測量燃氣和空氣的流量使它們按一定混合比混合。混合點火系統(tǒng)均勻混合燃氣和空氣以保證它們在特殊設(shè)計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到一機多口，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到更好的清灰效果。

控制保護系統(tǒng)采用工業(yè)控制計算機系統(tǒng)，操作界面簡潔、操作方便。采用PLC控制方式進行程序控制，并在控制柜配備觸摸屏與PLC進行通信以實現(xiàn)現(xiàn)場控制，在控制室配備工業(yè)控制計算機與PLC進行通信實現(xiàn)遠方控制。

操作畫面除具備操作功能外，還具備報警提示功能。在操作畫面中的“警情信息”顯示為系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障時的故障信息，比如“溫度過高”、“主燃料正在運行”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時監(jiān)視弱爆炸波吹灰系統(tǒng)中的溫度、壓力和流量等運行參數(shù)，調(diào)試時可以根據(jù)顯示信息進行現(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)出報警信息。

弱爆炸波吹灰系統(tǒng)正常運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)實際需要設(shè)定吹灰次數(shù)和吹灰強度。

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，按每年運行5500h、高壓蒸汽0.109元/kg、每天吹灰3次計算，每天耗汽量約為71t，運行費用約為177.4萬元。弱爆炸波吹灰設(shè)備初投資共120萬元,按每年運行5500h、24個噴口每天消耗乙炔1瓶、每瓶按120元計算，運行費用2.7萬元。弱爆炸波吹灰比蒸汽吹灰每年可節(jié)約費用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，每次吹灰鍋爐負壓都要反正，影響鍋爐正常運行。分析原因為鍋爐運行一段時間后，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行，在保證吹灰效果的前提下適當降低吹灰壓力。

經(jīng)過實踐證明，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行。

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