锅炉受热面积灰影响及清灰方法

摘 要：锅炉受热面积灰降低锅炉热效率，导致锅炉“四管”过热，安全性降低。本文对锅炉受热面积灰的形成以及主要危害进行了阐述，强调了锅炉安装吹灰器的必要性，以及对目前西柏坡发电厂所安装的三类吹灰器：蒸汽吹灰器，声波式吹灰器及燃气激波吹灰器的特点进行了分析对比。

关键词：积灰 蒸汽吹灰 声波式吹

一 锅炉受热面积灰及影响

1锅炉受热面积灰的形成

来煤燃料中含有不可燃成分统称为灰分，在燃烧过程中产生的灰分，一部分沉积在锅炉受热面上，另一部分随烟气带入除尘器。沉积附着在锅炉“四管”的灰，分为两种形态，即积灰和结渣。所谓积灰，指温度低于熔点时灰沉积物在锅炉受热面上的附着沉积。所谓结渣，是指高于熔点熔化了的灰粘附在受热面上，一般多发生在屏式过热器、高温过热器、炉膛出口等高温区域。积灰在物理、化学综合作用下，生成各种形态，按积灰强度来划分，可分为蓬松性的积灰和结渣性的积灰，发生积灰结渣部位多数位于锅炉出口水平烟道、尾部竖井烟道的高温区域。

2锅炉受热面积灰的主要危害

电厂锅炉燃煤多为高灰分、高硫份煤质，在炉膛燃烧中容易引起受热面管子积灰、结渣、腐蚀和磨损。它产生危害一方面使炉膛及各级受热面吸热量减少，大大降低受热面传热效率，进而锅炉各级受热面出口烟气温度升高，锅炉效率大大降低；另一方面积灰会使尾部受热面及空气预热器发生积灰堵塞，使转机电耗增加，此外，积灰、结渣还会使受传热和辐射受阻，导致锅炉四管管壁超温，发生高温区域腐蚀甚至爆管；较大坚硬的大渣块坠落砸伤冷灰斗管排，影响锅炉的安全运行，有时因此发生爆管导致停炉事故。

对火电机组锅炉而言，炉膛燃烧区结焦、辐射、对流 过热器挂渣，尾部受热面附着积灰是不可避免的。大的焦块往往挂在水冷壁上，掉落大的焦块将会使冷灰斗下部干渣机无法排渣，严重时必须停炉处理；过热器挂渣严重时，将会使烟气通廊堵死；尾部烟道积灰严重时，将使空预器蓄热元件堵死。

3锅炉安装吹灰器的必要性

锅炉受热面堆积附着积灰会不同程度的减弱烟气与汽水之间的热量交换，增大烟气流动阻力，使排烟温度上升，降低传热效率，大量运行经验和热力计算表明，锅炉排烟温度每升高20℃，锅炉热效率就会下降1 %，结渣、积灰较多时将严重影响锅炉的正常运行，过热器超温，加速过热器的老化爆漏。焦、渣、积灰长期覆盖受热面设备又会加剧受热面管子的腐蚀、造成四管爆破，严重影响受热面的寿命。

二 锅炉受热面主要清灰方式及存在的问题

1蒸汽吹灰器

国内外蒸汽锅炉受热面吹灰广泛采用蒸汽吹灰的原因主要是由于低压蒸汽取汽简单可靠，另一方面，蒸汽吹灰能起到“立竿见影”的效果，特别是受热面上粘结附着的灰渣、熔融蓬松灰渣都能有效地被清除。它是工作原理利用低压蒸汽喷射流的动能，直接喷射至受热面表面，冲击动压瞬间高达到2000Pa，大量的灰渣迅速地被落，受热面吹灰效果显著，因此，在燃煤机组中常采用旋转式长短杆蒸汽吹灰器。但是，蒸汽吹灰也有它不利的一面。1蒸汽耗量较大，例如我公司#1—4炉省煤器每台机组安装了4台吹灰器，每台每天运行6分钟，每台耗汽量72.8kg/min，总耗汽量为1750kg。4台300MW机组锅炉一共安装400多台蒸汽吹灰器，按吹灰程序顺序执行吹灰，全面吹灰每台机组一次约需3小时，总耗汽量约220～400t，使锅炉给水和补给水费用大大提高；2排烟中的增加水蒸气含量，尾部烟道中管排容易发生积灰粘结和低温腐蚀，烟气末端的空气预热器蓄热元件更容易积灰堵塞，虽然可以在运行中进行在线冲洗，但效果大打折扣，使空预器压差偏高，紧急情况下不得不采取停炉冲洗方式清灰；3蒸汽射流速度高，不断卷吸周围含尘高温烟气，直接冲刷到锅炉受热面管排上，长期吹灰致使受热面磨损减薄而发生爆管；4炉膛蒸汽吹灰器的有效吹扫半径多为1.5～2.0米，吹扫面积有一定局限，常常存在吹扫不到的区域死角。为了满足受热面清灰的要求，西柏坡电厂每台300MW机组布置了100多台长、短杆蒸汽吹灰器，初投资较大。

2燃气激波吹灰器

燃气激波吹灰器的工作原理，是利用空气和可燃气体在一固定的容器中混合，经过高频点火，产生剧烈燃烧，利用瞬间产生的巨大振动和大量高温高速气体，以冲击波的巨大能量振荡、撞击和冲刷锅炉受热面管排，使其表面积灰脱落飞溅，由烟气排出，较大硬块被冲击破碎。

1）其技术性能主要优点是：冲击能量大，应用于于松散性积灰和适合于粘结性积灰、结焦和堵灰的清除。整个系统简单，没有转动机械，运行程序全自动化。操作简单，不需要经常维护。结构尺寸适中，易用于空间区域尺寸小的位置。

2）其技术性能主要缺点是：（1）需要周期性更换供气装置。（2）运行成本高。（3）垂直冲刷面清灰效果好，水平管组清灰效果较差，存在吹灰死角。（4）长期冲刷易使受热面变薄或变形，影响正常运行。（5）有严重的安全隐患。

3声波式吹灰器

1）声波式吹灰器的原理是将高压浓缩空气或蒸汽通过金属膜片、旋笛、发声共振腔或其它发生器产生很强的声音，声波在烟道或炉膛内传播，使烟气中的灰粒发生共振，并按一定频率改变积灰边界层的纵向压力梯度，依靠声波振动反复振击作用，使受热面上微少的灰粒沉积和积灰面上的灰尘受到破坏而剥离，从而清除积灰的效果。

2）其技术性能主要优点是：结构简单性能可靠，操作控制方便；无吹扫介质冲刷受热面，运行安全，维修简单，维护费用低。声波产生的穿透力可以到达其它吹灰装置不易达到的区域，在作用范围内可以不留死角。运行成本低廉。

3）其技术性能主要缺点是：（1）机械活动部件组合较多来产生声波，由于活动部件较多，所以极易损坏，运行中容易出现操作困难、发声可靠性不强等现象。（2）产生的声能能量较低，由于现有吹灰器主要产生线性频率，不能够与锅炉产生的所有灰垢的固有频率产生共振，从而产生清灰不彻底，并影响了其适用的范围。

三 结论

锅炉四管管排积灰导致锅炉效率降低，易引起锅炉爆管，导致经济性和安全性下降。锅炉受热面一般采用多种吹灰器综合吹灰，在运行过程中，对管排进行定期吹扫，使其保持在合适的清洁状态，提高了运行的安全经济性。在西柏坡发电厂300MW机组锅炉蒸汽吹灰器主要应用于锅炉炉膛、燃气激波吹灰器主要应用于旋转式空气预热器以及尾部煙道中布置的低温过热器、低温再热器和省煤器，且上述吹灰效果较好。而应用于低温过热器、低温再热器的声波式吹灰器吹会效果较差，应须进行改进以提高吹灰效果。

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