熱水鍋爐尾部受熱面灰垢形成原因及解決方案

張亞峰

摘 要

目前，隨著國內經濟穩定長足的發展，節能減排工作已勢在必行，全國大多數冬季采暖地區已開展集中供熱項目。大噸位的熱水鍋爐由于采用模式壁結構，有著受熱面大、密封好、效率高等優點，深受供熱單位的垂青。但采暖供熱所用的熱水鍋爐尾部受熱面容易造成積灰，嚴重時影響鍋爐出力及熱效率，這一直是個較難徹底解決的問題，本文對采暖供熱鍋爐尾部受熱面灰垢形成的原因及解決方法進行了解析。

關鍵詞

灰垢;尾部受熱面;吹灰器

中圖分類號： TK227 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 43

每年隨著冬季的到來，我國北方各地陸續開始采暖供熱，在實踐運行中發現，一些采暖鍋爐運行一到兩個月以后，鍋爐尾部受熱面積灰非常嚴重（夏季檢修時已經將受熱面的積灰清掃干凈），排煙溫度很高，查其原因，是由于尾部受熱面積灰嚴重，導致排煙溫度高、鍋爐出力小、熱效率低，嚴重的時候，受熱面堵塞，引風抽力不夠，鍋爐無法正常運行。

1 造成短時間內鍋爐尾部受熱面積灰的原因

1.1 鍋爐運行的原因

間斷運行是造成尾部受熱面積灰的重要原因之一。

北方的采暖鍋爐季節性很強，尤其是供熱初期和末期，外網熱負荷較低，一些供熱單位采用鍋爐間斷運行的供熱方式，根據室外氣溫定時啟動鍋爐，此種間斷供熱的運行方式易造成鍋爐啟動時回水溫度已經很低，尤其是鍋爐啟動的前一兩個小時內，爐膛溫度無法短時間內達到一定高的溫度，爐膛溫度低直接導致排煙溫度過低，使煙氣在鍋爐尾部與溫度較低的回水進行換熱時，排煙溫度低于煙氣中水蒸氣的凝結點（稱為露點），煙氣中水蒸氣隨著結露生成液態露水。由于溫度較低，煙氣的體積隨著溫度的下降而縮小，鍋爐尾部煙氣流速很低，煙氣中的粉塵與受熱面的露水結合，粘在受熱面上。隨著鍋爐的連續運行、爐膛溫度、排煙溫度升高，導致潮濕的積灰中水分蒸干后變成堅硬的灰垢（灰殼），反復間斷的啟動鍋爐，惡性循環，最終尾部受熱面積灰的情況會越來越嚴重。

個別單位為了解決管網的水力失調問題，采用大流量、低溫差的運行方式，人為地提高熱力系統的循環水量，造成鍋爐實際循環水量大大超過額定循環水量，此運行方式不但增加鍋爐的循環阻力，而且造成鍋爐進出水溫差較小、出水溫度低、爐膛溫度低的現象，此運行方式也是造成鍋爐尾部低溫運行的原因之一。

1.2 清灰不及時

為了提高換熱系數，鍋爐尾部受熱面常采用的多組橫向錯排布置，錯排布置雖然可以提高換熱效率，但對于清除受熱面上的積灰卻帶來了很大的困難。

人工清灰只能清除第一、第二層管道上的積灰，至于每組受熱面中間的管道幾乎無法清理。

沒有安裝自動、半自動清灰裝置，或者安裝了，但是沒有使用、或者使用不及時。

2 鍋爐尾部受熱面積灰的危害

由于灰垢的熱阻很大，是鐵的200—400倍，所以灰垢會降低受熱面的熱傳遞，導致鍋爐排煙溫度升高、降低鍋爐出力及熱效率，造成能源浪費、耗煤量增加。

積灰會導致尾部受熱面煙氣流通截面積變小，需加大引風機運行頻率，致使耗電量增加。嚴重時，會導致引風量減小而鍋爐無法正常運行。

同時排煙溫度過低會導致受熱面低溫腐蝕。低溫腐蝕是造成受熱面管壁變薄的主要原因。尾部積灰潮濕后不但對管道存在酸性腐蝕，同時而且還會產生電化學腐蝕，電化學腐蝕也是使一些焊口處出現腐蝕變薄、強度下降的主要原因，大大縮短了鍋爐的使用壽命，易爆管，威脅鍋爐的安全運行。

3 清除尾部受熱面積灰的方式——安裝吹灰器

目前國內的鍋爐吹灰器基本上采用四種方式，即蒸汽吹灰器、聲波吹灰器、燃氣脈沖吹灰器、空氣激波吹灰器。

在實際應用中，聲波吹灰器、激波吹灰器在煙氣溫度較高的受熱面吹灰效果較好（該段部位受熱面積灰多為干燥的粉末狀），但是在最后一組受熱面，吹灰效果不理想。尤其是在空氣預熱器、省煤器中（鑄鐵翅片式、錯排鋼管式），對于已經形成的堅硬的灰垢幾乎沒有任何作用，且存在很大的死角。

燃氣脈沖吹灰器通過燃氣爆燃的沖擊波形式震蕩、撞擊，雖然對鍋爐尾部低溫受熱面的堅硬的灰垢有很好的清除作用，但是它的運行成本較高。根據吹灰的點位不同。2-4天就需要更換乙炔。且不能做到全自動控制。

從能耗、吹灰效果、適用范圍等多方面考慮，根據各種除灰器的特點及鍋爐的受熱面的實際情況、各部位灰垢的特性，本人建議：對于經常采用間歇供熱的鍋爐，尾部受熱面的吹灰裝置應采用兩種不同的吹灰器相結合的方式布置，即：尾部煙氣溫度較高的部位（>250℃）布置使用聲波吹灰器或者激波吹灰器，溫度較低的受熱面（<250℃）布置燃氣脈沖吹灰器。這樣高低搭配不但能很好的解決各段受熱面的積灰，而且在能耗方面也做到最低。使各種吹灰器都充分發揮各自的優勢。

下面就以遼寧本溪鍋爐集團典型的爐型加以說明。

全國的鍋爐設備廠家很多，每一家的產品結構上都有不同之處。吹灰器的布置和使用也不是一成不變，需根據每臺鍋爐的實際結構及運行方式，最主要的是要結合灰垢的具體形態，具有針對性地選擇吹灰器。不建議安裝單一模式的吹灰器。以上僅僅是本人的一些拙見，有不妥之處敬請指正。

參考文獻

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[2]趙明泉，等.鍋爐結構與設計[M].哈爾濱工業大學出版社，2017.

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