桐梓电厂锅炉吹灰器选型

摘 要：本文对桐梓电厂2×600MW机组工程的锅炉吹灰器选型进行了分析，并对电厂常用吹灰器型式进行了介绍。结论为：本工程推荐采用蒸汽吹灰方式。

关键词：桐梓电厂；吹灰器；型式；蒸汽吹灰

TongZi Power Plant Sootblowers selection

Zhuo Renchun

（Guizhou Huadian Tongzi Electric Power Co.Ltd）

Abstract：This paper TongZi 2x600 MW power plant project of boiler soot-blower are analyzed, and the selection of Power plant used blowing ware type are introduced in this paper. Conclusion: This project is recommended for the steam blowing.

Key words：TongZi Power Plant；sootblowers；type；steam blowing

一、概述

贵州华电桐梓发电有限公司（以下简称桐梓电厂）2×600MW机组工程锅炉采用东方锅炉生产的600MW超临界变压直流炉，型号为DG1900/25.4－II6，锅炉型式为单炉膛、“W”形火焰燃烧、一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、?型露天布置。

目前，同类型机组运行业绩较少，同时考虑到节能减排及华电集团公司的设计优化要求，桐梓电厂的设备选型工作做了较为深入的研究。

二、吹灰型式的选择

2.1锅炉上设置吹灰系统的必要性

锅炉在运行过程中，燃料的燃烧及烟气与介质的换热是一种极其复杂的物理化学过程，受燃料特性、受热面的结构、温度水平及空气动力工况等的影响，燃料燃烧产生的灰分会部分附着在锅炉受热面上，使热阻增加，沉积在锅炉受热面上的积灰层导热系数仅有0.0581～0.116 W/ m2?℃，而锅炉受热面金属管壁的导热系数为46. 5～58.1W/ m2?℃，积灰层的导热系数比金属管壁的导热系数低500～900 倍。锅炉受热面在积灰的情况下，积灰层带来的附加热阻会严重影响锅炉受热面内外介质热量的传递，使受热面的导热能力降低。烟气中的热量不能被受热面内蒸汽良好的吸收，从而造成排烟温度升高，排烟热损失增加(根据试验，排烟温度每升高10℃，排烟热损失增加约0.5%)，锅炉热效率降低。受热面上积灰1mm厚，锅炉热损失就要增加4%～5%。受热面积灰严重形成堵灰时，会增加烟道阻力，使锅炉出力降低，甚至被迫停炉检修，所以，锅炉在运行过程中必须要及时把积灰吹除。迄今还没有真正能够彻底解决锅炉积灰的理论和实践，仅通过锅炉设计和运行调整往往是不能完全解决锅炉积灰的问题的，必须要适当布置吹灰器，在锅炉运行中，对受热面进行吹扫，才能够较好的预防锅炉积灰和受热面腐蚀，以保障锅炉的安全稳定运行。

2.2锅炉常用吹灰技术

1903年戴蒙德动力专业公司制造出了世界上第一台锅炉吹灰器。一百年后随着锅炉容量的增大，技术的进步，吹灰器的制造技术、吹灰技术和吹灰理论也在不断的创新、发展和进步。下面仅就锅炉上常用的几种吹灰技术做一个介绍：

2.2.1 声波吹灰

声波吹灰包括超声波吹灰、声波吹灰、次声波吹灰。声波吹灰器主要是通过压缩气体(空气或蒸汽) 振动膜片或声波发生器，将压缩气体的能量转变为一定频率的声能，声波进入运行锅炉积灰的空间区域内，由于声波在一密闭空间中振动能量的分布是相当均匀有效的，声波的反射使得声压能量场在平面上几乎处处相等。利用声能使粉尘颗粒与空气分子发生振荡，从而阻止粉尘颗粒在受热面上的沉积以及粉尘颗粒之间的粘结，然后再利用烟气的动力及粉尘颗粒的重力，将其带出锅炉，达到清灰的目的。

声波吹灰器的优点主要有以下方面：

（1）结构、系统简单，介质为空气或蒸汽，容易满足，安装方便；

（2）启停方便，运行安全，维护工作量小，容易检修，运行成本较低；

（3）安装部位不受限制；

主要缺点有：

（1）吹灰效果不明显：由于吹灰器设计声波能量不足，灰粒的固有频率差别很大，吹灰器发射的声波频率范围小，与积灰特性不适应，无法使积灰产生共振，对炉膛和对流受热面的结焦、低温段空气预热器的腐蚀和严重堵灰无法清除；

（2）设备运行时间长，电机易烧坏，维护费用高；

（3）投资费用高：初投资比蒸汽吹灰器高2倍以上；

（4）噪音大：其噪音声压级范围为120～160dB，大大高于《工业企业噪音控制设计规范》的要求。

声波吹灰器具有一定的清灰效果，但是结合以上因素，目前已有相当比例的装置被其它形式的吹灰器所取代。

2.2.2 燃气激波吹灰

燃气激波除灰技术是利用一组适当强度的激波，反复作用于积灰表面上，从而将积灰或灰垢击落。首先将可燃气体预混，可燃气体被点燃后，在特殊设计的燃烧室中快速燃烧，产生所要求的峰值压力，由输出管喷口向积灰表面发射出激波和高速射流；这种激波式运行的高能、高加速度、“干”燃气流及激波反复地作用在积灰表面上，能有效地清除积灰和硬质灰垢。

燃气激波波吹灰器的优点主要有以下方面：

（1）吹灰介质蓄能多，释放能量和有效吹灰空间大；

（2）吹灰时间短见效快，硬灰软灰均可有效去除，不留死角；

（3）吹灰介质温度高，受热面干燥腐蚀减轻，再积灰速度放慢，吹灰间隔时间长；

（4）各种炉型都适用，操作简单方便，最适宜装于锅炉尾部低温段烟道各受热面。

主要缺点有：

（1）由于受到金属许用应力的限制，不能应用于烟气温度高于700℃以上的区域；

（2）对承压受热面有一定冲击：燃气吹灰器的气体爆燃产生的激波对距离较近的受热面产生一定的冲击力；

（3）燃料燃爆产生激波时会产生震动，激波喷口与炉墙连接处密封具有较高要求，尤其是正压锅炉的高温段；

（4）燃爆后极易卷吸高温烟气，对炉膛负压扰动稍大，对燃用无烟煤的W炉来说，易产生燃烧不稳定的情况。虽然激波吹灰目前已从单纯的空预器发展到对流受热面，但在炉膛内的使用还受到一定的限制；

（5）存在一定的安全隐患：由于所使用的燃料多为可燃气体，如果燃爆装置及系统设计不合理，容易发生安全事故；

（6）吹灰方案设计因炉型和积灰类型不同而异，系统设计技术难度大；

2.2.3 蒸汽吹灰

多年以来，蒸汽吹灰一直是锅炉吹灰的主流，至今仍然占据着吹灰器市场比较大的份额，目前在我国电站锅炉和工业锅炉上应用最多。它的工作原理是：利用具有一定压力和一定干度的蒸汽，从吹灰器喷口高速喷出，对积灰受热面进行吹扫，以达到清除积灰的目的。

蒸汽吹灰具有明显的优点，主要体现在以下方面：

（1）蒸汽来源方便、充裕；

（2）对结渣性强、粘性大的积灰吹灰效果显著；

（3）可安装于高温区域，如炉膛、高温过热器、高温再热器等。

但从另一个方面来说，由于其应用最广，因此反映的问题也比较多，主要体现在：

（1）除灰范围受限：蒸汽流必须直接作用于受热面才能得到预期效果，而锅炉内各种管道、管束、漏斗、斜面的存在，大大限制了蒸汽喷嘴活动范围，所以尽管设计了伸缩、旋转等复杂的运动方式，仍难以覆盖整个炉体所有积灰区域；

（2）投资大：由于一次设备和控制系统复杂，伸缩式吹灰器必须设有安装平台，致使其体积庞大，控制系统昂贵，设计、制造与安装的一次性投资很高；

（3）耗能高，维护费用大：蒸汽吹灰器所使用的介质来源于高温高压蒸汽，再进行减压，耗掉了锅炉部分能量。

2.3三种吹灰器性能、经济比较

表1 比较表

三、结语

综合上述三种锅炉常用吹灰技术的优缺点、性能和经济性比较，并且考虑到超临界“W”火焰锅炉宽度大的特点及燃用煤质灰分高的特点，虽然蒸汽吹灰技术有初投资大，系统复杂等缺点，但由于蒸汽吹灰一直是锅炉吹灰的主流，技术成熟可靠，吹灰介质来源方便、充裕，吹灰效果良好，并可安装在高温区域等优点，因此，本工程采用蒸汽吹灰技术。

参考文献

[1]《工业企业噪音控制设计规范》 GBJ87-85.

[2] 王厚华.《传热学》[B].重庆：重庆大学出版社，2006.

作者简介：卓仁春(1984.09)，男，汉族，重庆市长寿人，工程师，本科，就职于贵州华电桐梓发电有限公司，从事火电厂锅炉相关方面的工作。

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