鍋爐吹灰系統(tǒng)常見故障及處理措施探析

叢錫龍，袁德權(quán)，王鵬輝，李彥龍

（華電電力科學(xué)研究院有限公司，浙江 杭州 310030）

鍋爐在長時間運(yùn)行過程中，爐內(nèi)各級受熱面上會出現(xiàn)積灰、結(jié)焦情況，其不僅會引起換熱效率降低，鍋爐排煙溫度升高，影響鍋爐熱效率，而且當(dāng)受熱面積灰、結(jié)焦現(xiàn)象嚴(yán)重時會致受熱面金屬超溫甚至爆管等情況。吹灰器能夠有效處理鍋爐受熱面上的污垢，保證受熱面的傳熱能力，因而其運(yùn)行可靠性直接關(guān)系到鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 概述

由于鍋爐各級受熱面功能不同，布置的吹灰器類型存在一定區(qū)別。根據(jù)調(diào)查，在鍋爐爐膛主要是布置蒸汽吹灰器，而對流受熱面大多情況下是布置伸縮式蒸汽吹灰器，固定回轉(zhuǎn)式吹灰器多布置在空氣預(yù)熱器內(nèi)，而聲波吹灰系統(tǒng)和脈沖吹灰系統(tǒng)常布置在空預(yù)器和脫硝系統(tǒng)中。鍋爐蒸汽吹灰系統(tǒng)一般由蒸汽減壓站、管道系統(tǒng)、吹灰器本體和程序控制設(shè)備組成。蒸汽吹灰器從結(jié)構(gòu)上看也有很多種類，如簡單噴嘴式、固定回轉(zhuǎn)式、伸縮式（長、短）、擺動式等。

本文針對監(jiān)督區(qū)域內(nèi)8家火電企業(yè)，共計52臺機(jī)組，進(jìn)行吹灰系統(tǒng)運(yùn)行可靠性研究。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)52臺機(jī)組均配置了蒸汽吹灰系統(tǒng)，主要用于爐膛、各級受熱面吹灰；其中有10臺機(jī)組配置了聲波吹灰系統(tǒng)，14臺機(jī)組配置了脈沖式吹灰系統(tǒng)，聲波、脈沖吹灰器主要應(yīng)用在脫硝區(qū)域、空預(yù)器系統(tǒng)吹灰。吹灰器主要設(shè)備廠家統(tǒng)計情況見表1。

表1 吹灰器統(tǒng)計表

2 吹灰系統(tǒng)常見故障

通過對監(jiān)督區(qū)域內(nèi)火電企業(yè)吹灰系統(tǒng)的檢查發(fā)現(xiàn)，鍋爐吹灰系統(tǒng)整體投入率基本可達(dá)到98%以上，吹灰器的投入對緩解受熱面積灰和結(jié)焦起到有效作用，近3年未發(fā)生因吹灰系統(tǒng)原因?qū)е碌臋C(jī)組非計劃停機(jī)事件。但是，由于吹灰器在長期使用過程中受環(huán)境和檢修維護(hù)等因素的影響，會發(fā)生各種類型的問題，根據(jù)對吹灰器一年內(nèi)運(yùn)行統(tǒng)計，總結(jié)歸納出5類常見問題，分別是：吹灰系統(tǒng)槍管變形卡澀、吹灰器閥門內(nèi)漏、吹灰器區(qū)域受熱面吹損減薄、吹灰器系統(tǒng)管道積水問題和吹灰系統(tǒng)疏水未得到有效利用。各火電企業(yè)吹灰系統(tǒng)共性問題類型情況見圖1。

圖1 吹灰器系統(tǒng)各類問題占比圖

2.1 吹灰器槍管變形卡澀問題

吹灰器槍管變形、卡澀一方面是由于吹灰系統(tǒng)檢修安裝工藝不符合要求，例如吹灰槍密封格蘭填料過緊，吹灰槍不圓或彎曲變形，導(dǎo)致槍管被墻箱套管卡住，焊口的焊接和熱處理及焊后槍管的平直度、同心度等方面存在質(zhì)量問題情況，另外槍管的材質(zhì)、壁厚選擇不當(dāng)以及吹灰器運(yùn)行操作不當(dāng)?shù)纫矔斐纱祷移鳂尮軗p壞，例如吹灰器發(fā)生故障時運(yùn)行人員未能及時發(fā)現(xiàn)、處理，或是在吹灰器過程中吹灰壓力控制不當(dāng)，吹灰器本體冷卻介質(zhì)不夠，冷卻效果較差等。

上述情況均會導(dǎo)致吹灰器長時間停留在爐內(nèi)高溫區(qū)域內(nèi)而發(fā)生槍管吹損、變形，吹灰器槍管變形現(xiàn)場圖片見圖2。

圖2 吹灰器槍管變形現(xiàn)場圖

2.2 吹灰器閥門內(nèi)漏問題

吹灰器閥門出現(xiàn)內(nèi)漏，一方面是因為吹灰蒸汽管道未經(jīng)過吹洗或水沖洗，造成雜物或鐵銹卡澀提升閥，另一方面是吹灰器在長期投運(yùn)，流體閃蒸和汽蝕等因素對閥芯及閥座長時間沖刷、腐蝕造成閥門內(nèi)漏。火電企業(yè)在檢修期間應(yīng)對吹灰器閥門及法蘭結(jié)合面經(jīng)過研磨處理，保證嚴(yán)密不漏，同時需要防止管道內(nèi)垃圾進(jìn)行吹灰系統(tǒng)對吹灰器各閥門部件進(jìn)行損壞，應(yīng)定期對吹灰系統(tǒng)各管道進(jìn)行蒸汽或者水沖洗，保證管道內(nèi)部整潔。

2.3 吹灰器區(qū)域受熱面吹損減薄問題

吹灰器區(qū)域受熱面吹損減薄主要是由于以下幾種情況：（1）吹灰器安裝時噴口中心距離受熱面太近，且安裝撓度未考慮鍋爐膨脹沒有預(yù)留上昂角度。（2）吹灰器運(yùn)行操作不規(guī)范，在吹灰工作結(jié)束后未及時退出吹灰器，導(dǎo)致長時間吹損鍋爐受熱面。（3）鍋爐吹灰器蒸汽帶疏水吹損其周圍鍋爐受熱面,由于吹灰介質(zhì)中的疏水會增加吹灰汽源的質(zhì)量，使吹灰器的吹掃范圍更加集中作用。（4）受熱面未安裝防磨護(hù)瓦或護(hù)瓦安裝工藝不佳運(yùn)行中脫落、翻轉(zhuǎn)、錯位。吹灰器區(qū)域受熱面吹損見圖3。

圖3 水冷壁受熱面吹損現(xiàn)場圖

2.4 吹灰器系統(tǒng)管道存在積水問題

吹灰器系統(tǒng)管道存在積水主要是由于吹灰器管道布置不合理，吹灰支管較多，端部冷卻點較多造成蒸汽易冷凝，且并聯(lián)布置的吹灰器分支端部無疏水口，直接導(dǎo)致在端部冷卻后的積水無法疏走，各支管沖壓后只能通過吹灰器吹灰?guī)ё叻e水。

2.5 吹灰系統(tǒng)疏水未得到有效利用問題

檢查發(fā)現(xiàn)有12家火電企業(yè)吹灰系統(tǒng)疏水均直接外排，未對熱能進(jìn)行二次利用，影響機(jī)組整體運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。針對上述情況需結(jié)合現(xiàn)場系統(tǒng)實際情況，開展吹灰系統(tǒng)疏水利用研究，對疏水熱量和工質(zhì)進(jìn)行回收，例如將水質(zhì)合格的疏水回收至低壓加熱器或除氧器等，回收疏水中熱量，進(jìn)而提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

3 結(jié)語

吹灰系統(tǒng)是鍋爐重要的輔助設(shè)備，鍋爐吹灰器能夠有效地清除鍋爐受熱面的結(jié)渣和積灰，使受熱面保持良好的傳熱效果。其運(yùn)行可靠性直接關(guān)系到鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此火電企業(yè)應(yīng)注重對吹灰系統(tǒng)的日常維護(hù)與定期檢修，保證吹灰系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。針對鍋爐吹灰系統(tǒng)，建議采取以下措施：

（1）加強(qiáng)鍋爐吹灰過程運(yùn)行管理。吹灰器工作期間，一旦發(fā)生吹灰器卡澀、電源、吹灰汽源故障等情況，確保吹灰器完全退出至爐外，同時在吹灰整個過程中要根據(jù)鍋爐負(fù)荷要求，保證吹灰壓力、流量等參數(shù)合適，確保吹灰器槍管內(nèi)有足夠的冷卻介質(zhì)，從而盡量避免吹灰器在爐內(nèi)高溫區(qū)域過長時間停留。

（2）加強(qiáng)鍋爐吹灰系統(tǒng)檢修，在吹灰器合金部件檢修安裝前復(fù)查材質(zhì)是否正確，對吹灰器閥門及法蘭結(jié)合面經(jīng)過研磨處理，保證嚴(yán)密不漏。及時對破損槍管進(jìn)行檢修、更換，避免出現(xiàn)破損，延長使用壽命。為防止管道內(nèi)垃圾進(jìn)行吹灰系統(tǒng)對吹灰器各閥門部件進(jìn)行損壞，應(yīng)定期對吹灰系統(tǒng)各管道進(jìn)行蒸汽或者水沖洗，保證管道內(nèi)部整潔。對于聲波吹灰器應(yīng)加強(qiáng)對空壓機(jī)干燥系統(tǒng)的檢修，定期進(jìn)行排水，降低壓縮空氣濕度。同時定期更換聲波吹灰器膜片，清理聲波清灰器主體，防止感應(yīng)電流產(chǎn)生誤動。

（3）在鍋爐停運(yùn)期間，加強(qiáng)吹灰器安裝角度檢查，對存在吹損位置吹灰器安裝角度進(jìn)行調(diào)整。通過溫度遠(yuǎn)傳測點實時監(jiān)控疏水溫度。根據(jù)每次檢修防磨防爆檢查情況，針對易發(fā)生吹灰器吹損區(qū)域的受熱面加裝足夠的防磨護(hù)瓦，且護(hù)瓦安裝工藝嚴(yán)格把關(guān)，防止發(fā)生護(hù)瓦脫落、翻轉(zhuǎn)、錯位現(xiàn)象。

（4）加強(qiáng)吹灰系統(tǒng)疏水管道檢查，對容易出現(xiàn)蒸汽泄漏的空氣閥、進(jìn)汽閥蓋及墊子、槍管密封填料、提升閥加強(qiáng)巡檢，發(fā)現(xiàn)漏汽后及時檢修消除。對疏水管道坡度不足的位置進(jìn)行改造，結(jié)合現(xiàn)場情況，優(yōu)化吹灰器分支管道布置路線，在分支管端部設(shè)置疏水管道并匯集到疏水總管，及時對疏水閥進(jìn)行檢修維護(hù)，保證設(shè)備安全可靠，延長疏水時間，保證疏水徹底。