電站鍋爐蒸汽吹灰系統運行優化

連忠民福建省聯盛紙業有限責任公司（361000）

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電站鍋爐蒸汽吹灰系統運行優化

連忠民
福建省聯盛紙業有限責任公司（361000）

摘要：首先這篇文章針對鍋爐蒸汽吹灰系統中的問題做了簡要分析，進行了簡要介紹，提出了合理的改造方案，最后再簡析了改造后系統中存在的問題和良好的解決對策，希望能為有關方面提供適當的參考和借鑒。

關鍵詞：鍋爐；改造；蒸汽吹灰器

蒸汽吹灰器是最新研發的一種全新的、革命性的設備，能清除各種鍋爐積灰。在電站鍋爐的實際工作中，它是必備的。然而，在運行中仍存在著一些問題，從而影響了設備的正常運轉。因此，還需要對其進行優化改造。這里主要分析了電站鍋爐蒸汽吹灰系統的優化，希望能給各有關方面提供一定的幫助。

1　鍋爐蒸汽吹灰系統簡介

蒸汽吹灰器在電站鍋爐上的工作原理是：利用具有一定壓力和溫度的過熱蒸汽對積灰受熱面進行吹掃，以達到清除積灰的目的，保證受熱面的安全運行，提高受熱面與煙氣的換熱效果。因此有非常廣泛的應用。

鍋爐吹灰器的位置分布會有所不同，例如：某電廠每臺鍋爐本體部分共有96臺爐膛吹灰器布置在爐膛部分，有46臺長伸縮式吹灰器布置在爐膛上部、對流煙道、尾部煙道省煤器區域，4臺伸縮式雙介質吹灰器布置在空預器煙氣側進、出口端。而鍋爐本體吹灰汽源取自后屏過熱器出口集箱，在額定工況下，蒸汽溫度為508℃，壓力為25.8 MPa。吹灰蒸汽需經調節閥來進行減壓，而減壓閥前管路上布置有手動截止閥和電動截止閥作關閉汽源用，為了防止吹灰蒸汽超壓，還在減壓閥后管路上設有一只安全閥［1］。

2　問題的提出與分析

由于鍋爐蒸汽吹灰用的蒸汽一般為高壓力的過熱蒸汽，因此容易出現閥門磨損快，導致蒸汽泄漏，受熱面吹損，吹灰蒸汽焓值高，熱能損失大等一系列問題。

2.1閥門磨損快，導致蒸汽泄漏

鍋爐本體吹灰汽源取自后屏過熱器出口集箱，而后屏過熱器出口集箱蒸汽參數較高，吹灰調節閥前后壓差較大（約23 MPa），吹灰調節閥工作環境惡劣，使得吹灰調節閥磨損較快，容易造成吹灰調節閥泄漏，閥門磨損加劇，增加了維護成本。

2.2受熱面吹損

鍋爐的安全運行受吹灰提升閥嚴密影響，有些不夠嚴密就增加了受熱面被吹損的概率，所以對鍋爐的安全運行造成了嚴重威脅。

2.3吹灰蒸汽焓值高，熱能損失大

鍋爐本體吹灰汽源取自后屏過熱器出口集箱，在額定工況下，蒸汽壓力為25.8 MPa，溫度為508℃，焓值較高，蒸汽經調節閥減壓后，閥后壓力為2 MPa，由等效熱降法可知，蒸汽損失較大。因此，采用后屏過熱器出口集箱的高參數作為吹灰汽源，降低了熱力系統的經濟性，具體如表1所示。

表1　不同負荷下后屏出口蒸汽節流到2 MPa時的溫度

3　解決方案

3.1吹灰系統對汽源的要求

根據吹灰器制造廠家對吹灰汽源壓力、溫度的要求來選擇吹灰汽源。具體要求為：①爐膛吹灰器壓力為0.8～1.5 MPa，溫度不超過370℃；②空預器吹灰器壓力為1.0～1.5 MPa，溫度不超過380℃；③長伸縮式吹灰器壓力為1.0～1.5 MPa，溫度不超過380℃。由于爐膛和煙道吹灰蒸汽至少有80℃的過熱度，空預器吹灰至少有130～150℃的過熱度。因此，爐膛與煙道吹灰蒸汽溫度應在280～380℃之間，空預器吹灰需要有350℃以上的過熱度。

3.2吹灰汽源的選定

根據上述要求，對擬選定的兩種汽源進行對比分析，選用低溫再熱汽進口汽源的優點使降壓后的汽溫不超過450℃并且不需要減溫水裝置；而它的缺點是汽溫偏低，過熱度低，不能滿足空預器吹灰過熱度的要求。

而如果選用低溫再熱汽出口汽源的優點是該汽源參數能滿足爐膛、煙道和空預器吹灰降壓后過熱度要求；不過不足之處是降壓后汽溫超過450℃，需要增加減溫水裝置，且就算改造后，其經濟性也并未得到提升。

從安全性和經濟性綜合考慮，將吹灰汽源改為取自低溫再熱器進口的蒸汽，壓力為4.4 MPa，溫度為327℃，同時保留后屏出口汽源，供空預器吹換切換時使用。這樣的改造可同時滿足空預器吹灰、煙道和爐膛吹灰降壓后過熱度的要求，且經濟性較好。

在原后屏過熱器出口吹灰汽源管道處加裝手動隔離閥和電動切換閥，再在低溫再熱進口蒸汽母管上開口，將裝設管道接至原鍋爐本體吹灰母管，并將吹灰汽源改為取自低溫再熱器進口的蒸汽［2］。

4　改造效果分析

鍋爐低溫再熱器進口蒸汽母管可用于改造吹灰氣源，工作環境因為蒸汽參數降低，吹灰蒸汽系統吹灰閥門得到了大大改善，同時閥門泄漏故障大大減少。改造后，吹灰器的熱能消耗明顯降低，不僅安全、而且經濟效益也提高了。

4.1減少吹灰調節閥泄漏，降低維護成本

改造后，通過對改造后的吹灰系統進行監測了解吹灰蒸汽的各項參數完全滿足鍋爐蒸汽吹灰的要求有以下兩方面：①由于吹灰調節閥前后壓差減小，調節閥工作環境得到改善，吹灰調節閥內漏故障大大減少，運行安全性提高，維護成本降低；②吹灰汽源參數降低，通過減壓損失的熱能也大大減少，從而提升了機組的經濟性，降低了其本身消耗的熱能。

4.2降低受熱面吹損故障，延長使用壽命

吹灰閥門泄漏的概率因為改造后大大降低，同時鍋爐受熱面被吹損的概率大大降低，所以安全性提高。另外，當機組負荷從100％降至50％時，因吹灰氣源改為了低溫再熱進口的蒸汽后，吹灰母管蒸汽溫度僅變化了46℃，從而減少了金屬的熱疲勞，并延長了其使用壽命。

4.3節能分析

根據鍋爐吹灰控制邏輯，可計算出吹灰耗汽量為37.04 t/d。改變吹灰汽源后，對照改變前、后的吹灰蒸汽壓力和溫度（降壓前），根據焓熵圖，鍋爐本體吹灰蒸汽參數焓值由3 316 kg下降至3 022 kg，焓值下降了10 889 760［（3 316 kg-3 022 kg）×37 040 kg=10 889 760］，換算為功，相當于多發電1 361.22 kW·h（10 889 760 3 600×45％=1 361.22 kW·h）。機組年運行按330 d計算，一年節約的熱能用于發電449 202.6 kW·h（1 361.22 kW·h×330= 449 202.6 kW·h）。

按上網電價0.433元/kW·h計算，每年每臺爐可創收益19.45萬元（449 202.6 kW·h×0.433元/ kW·h=194 504.725 8元≈19.45萬元），2臺機組一年可創收益38.9萬元，經濟效益顯著。

5　改造后系統存在的問題及其解決對策

5.1空預器吹灰問題

鍋爐的啟動期間是在油、煤混燒的狀態，很多未燃盡的油、煤燃料因燃盡率較低聚集在空預器的蓄熱元件上。所以必須對空預器連續吹灰。可將鄰機輔汽作為解決吹灰汽源將蒸汽吹灰汽源改為低再進口蒸汽后，低再進口蒸汽參數無法滿足空預器吹灰的問題［3］。

氣溫偏低和過熱度小是低再進口汽源的缺點，所以不能滿足空預器吹灰過熱度的要求，因此存在吹灰蒸汽過熱度較低而導致空預器堵塞的可能。

經這一問題提出了解決對策：保留后屏過熱器汽源，供空預器、管道及閥門吹灰用，當空預器進出口煙氣壓差超過一定值時，將空預器吹灰汽源切換至后屏過熱器蒸汽，通過編制邏輯來實現吹灰汽源的切換，可是在這之前要注意進行暖管和疏水。

5.2吹灰蒸汽壓力波動問題

低溫再熱蒸汽壓力是隨機組負荷的變化而變化的。當機組負荷變化時，可能導致吹灰蒸汽壓力波動。

解決對策：當機組負荷變化時，可采取滑壓運行方式。這樣既可以提高機組低負荷運行的經濟性，又可以維持低溫再熱蒸汽的壓力。因此，將低溫再熱蒸汽作為吹灰汽源還是比較穩定的。

6　結論

綜上所述，電站鍋爐的蒸汽吹灰系統在正常工作中有著極為重要的意義。因此，保障蒸汽吹灰系統的穩定運行，并對其存在的問題進行科學的分析，再做好改造工作，就可以提高鍋爐運行的安全性和經濟性。

參考文獻：

［1］高峰，劉海旺，高偉.淺談電廠鍋爐主蒸汽溫度變化原因及控制方法［J］.中國新技術新產品，2012（19）.

［2］付新河.火電廠鍋爐蒸汽溫度控制方案的探討［J］.廣東電力，2007（5）.

［3］孫兆鳳，魏炳忠.HG 670/13.7- YMⅡ鍋爐主蒸汽溫度頻繁超溫原因分析［J］.內蒙古電力技術，2008（6）.