SCD－Ⅲ型声波吹灰器在广州石化热电站锅炉上的应用、缺陷与改进 摘要：本文论述了SCD－Ⅲ型声波吹灰器在广州石化热电站锅炉上的应用效果，分析了该吹灰器的优点及缺陷，并提出改进。
关键词：锅炉 声波吹灰器 应用 缺陷 改进
前言：
锅炉的炉内燃烧过程是一种极其复杂的物理化学过程，由于受燃煤特性、受热面的结构、炉内温度场水平及空气动力工况等因素影响，造成受热面积灰与结渣，使锅炉出力下降。我国动力用煤多使用低品位劣质煤， 锅炉燃煤多变且灰份有不断升高、热值有不断降低的趋势，这加剧了受热面的积灰结焦过程。仅仅通过锅炉设计和运行调整，往往是不能解决炉内积灰结焦问题的。吹灰器是电厂锅炉不可缺少的重要附件之一，其使用的合适与否，直接影响着锅炉安全经济运行。
目前，国内外在锅炉受热面采用的吹灰器主要有：伸缩旋转式吹灰器、振动除灰器、钢珠吹灰器、弯管式吹灰器、水力吹灰器、声波吹灰器等。
１ 声波吹灰器的除灰原理
传统吹灰器普遍存在机械卡涩，热态进退困难，行程开关失灵等现象。声波吹灰器作为一种新研制的吹灰方式，近年来已得到广泛的应用。其除灰机理是通过声波发生器，将一定强度、频率的声波作用于锅炉本体内各种可能积灰结焦的空间。使锅炉内处于高声强高声场范围之内的空气分子及烟灰颗粒产生震荡。在声波震荡的反复作用下，积灰受到声疲劳效力的循环作用，从而破坏了烟灰颗粒与受热面以及颗粒之间的结合，使烟灰颗粒处于悬浮或流化状态，在烟气流的作用下被带走，达到除灰目的。同样，在声波疲劳效应的作用下，焦渣粒子间的结合力变弱，间隙增大，并逐渐断裂为小快自行脱落。 ２ SCD－Ⅲ型声波吹灰器在广州石化总厂热电站4号锅炉上的应用及其缺陷
2.1声波吹灰器的布置
广州石化总厂热电站共有4台WGZ/220/9.8-13型锅炉，锅炉烟道部分烟气和工质进出口设计温度见表一。1~3号炉分别于1990年、1991年建成投产；４号炉于1998年7月建成投产，其吹灰器采用SCD－Ⅲ型声波吹灰器。该吹灰器采用低压蒸汽作为介质，蒸汽参数为 0.6MPa，170℃，取自电站连排扩容器汽平衡母管。吹灰器布置方式见图一。整个吹灰系统分为6个分系统（如图一），共56台声波吹灰器，其中高温省煤器烟气入口20台，低温省煤器烟气入口19台，低温省煤器下部17台。运行方式为：每个分系统每天分别运行5分钟。整个吹灰过程全部实现程控，无须手动操作，大大节约了操作的人力和时间。 序号 | 项目 | 烟气进口℃ | 烟气出口℃ | 工质进口℃ | 工质出口℃ |
1 | 转向室 | 591 | 570.7 | 329.6 | 335 |
2 | 高温省煤器 | 570.7 | 424.9 | 234 | 277.7 |
3 | 高温空预器 | 424.9 蜗轮副 | 332.7 | 207.7 | 326.3 |
4 | 低温省煤器 | 332.7 | 271.9 | 215 | 234透镜设计 |
5 | 中温空预器 | 271.9 | 181.8 | 90.6 | 207.7 |
6 | 低温空预器 | 181.8 | 134.2 | 30 | 90.6 |
| | | | | |
表一、锅炉烟道部分烟气和工质进出口设计温度值（额定负荷）
2.2 SCD－Ⅲ型声波吹灰器的应用效果
4号炉自1998年7月建成投产便开始使用SCD－Ⅲ型声波吹灰器。经过近两年的运行，吹灰效果较好，特别是同1号炉比较（1号炉使用机械吹灰器）。在停炉期间检查吹灰范围内的省煤器管束，发现其积灰极少，多数管束外表面仍很光滑，比1号炉省煤器积灰明显减少。该吹灰器没有电机，不仅节约了成本，还减少了维修工作
2.3 SCD－Ⅲ型声波吹灰器的缺陷
4号炉在投产不到两年的时间内，“四管”爆裂事故共发生两起，皆为省煤器管爆裂。
（1）1999年7月低温省煤器爆管，爆口位于烟气入口端，破口处正对吹灰器，该吹灰器已经明显磨损，磨损主要是在吹灰器出口端及出口处溅锥，磨损原因主要是声波吹灰器的声波强度过大，导致吹灰器受损，进而损坏省煤器。
（2）2000年1月高温省煤器爆管，爆口位于烟气入口端（即转向室）。爆管原因主要是因为吹灰器的设计和安装不合理。由于吹灰器及蒸汽管都处于转向室内，烟气温度高达560~580℃，而蒸汽管和吹灰器处于经常停运的状态，没有足够的介质冷却，因此极易变形引起损坏。蒸汽管的安装设计为：一端固定在炉墙上，烟道内侧的另一端利用管托托住。由于高温变形，烟道内侧的蒸汽管端滑出管托，使整条管道与省煤器管发生碰撞，将吹灰器撞脱，蒸汽管内蒸汽直吹省煤器管，导致变薄爆管。另：吹灰器与蒸汽管设计为螺纹连接，已保证汽密性，但安装人员施工时图方便，蒸汽管与吹灰器间利用点焊固定，不仅增大了蒸汽的泄漏量，而且使得吹灰器安装不牢固，极易造成脱落，最后导致省煤器管减薄爆裂。
（3）2000年4月检查4号炉吹灰器，发现低温省煤器处吹灰器两条蒸汽管在炉墙固定处发生断裂，6个分系统吹灰器共20条蒸汽管，除去断管不计，其余各条管均有不同程度的变形，并全部脱离管托。变形最大的是高温省煤器（转向室内）4条蒸汽管，该处原有20台吹灰器，脱落了7台。主因是由于该处烟气温度高，工作环境恶劣。为防止蒸汽再次吹损省煤器，只能停运该层全部吹灰器，待修复后投运。
（4）从图一中可看出，低温省煤器共56台吹灰器，但安装全无任何规律，有的一条管上有2台吹灰器，有的则为3台。体现了该吹灰器从设计到安装施工直到验收都存在一系列的缺陷。
防止烟气走廊引起磨损的措施
烟气走廊的形成 在布置锅炉对流管束时，因为管束不能碰到炉墙，所以管束和炉墙之间应留有一定的间隙，该间隙即所谓的烟气走廊，在烟气走廊内烟气速度有很大的提高，比如烟气流速平均为12m/s，在走廊处最高烟速可增至30m/s。因此在烟气走廊边缘处的管束受到烟气的磨损也最大 过去我们经常采用防止烟气走廊附近管束磨损的方法只是在管子外部增加防磨瓦 今天掌握了另外几种防磨措施 1、就是在烟气走廊的进出口均匀增加梳形管以
达到使烟气走廊中烟气流速降低的作用 2、还有改变防磨瓦的加装方位3、在两排弯头间加装阻力栅 4、采用护帘 就是在烟气走廊处采用将整排弯头包起来的护帘 这几种方式都是以前未曾接触过的 必须附图才可以更好的明白
省煤器和过热器管子磨损随壁温的变化
以前从来没听说过这种讲法，浙大的教授们做了试验，该试验在15~550℃ 壁温范围内进行，飞灰颗粒碰撞管壁的速度为17米/秒，颗粒为0.2~0.5mm的河沙，其浓度为14g/m3，试样为100mm长的省煤器和过热器管子。试验表明管子表明的氧化膜随着温度升高，强度增加，因此磨损量反而降低，在更高的温度下才越过最低点而上升。对于省煤器管其材料为20号钢，磨损最低的温度在350℃左右，对于过热器管材料为铬钼钒合金钢磨损最低的温度为380~400℃。由于氧化膜的密度大于金属管的密度，会在运行时产生温度热应力，同时由于氧化膜和金属管的热膨胀系数不同，当温度继续升高时，磨损量又会有所增加
３ SCD－Ⅲ型声波吹灰器在广州石化总厂热电站2号锅炉上的应用及其缺陷
2号炉1999年10月大修时，将原有的机械式吹灰器全部更新为SCD－Ⅲ型声波吹灰器。吹
灰器在布置方式上与4号炉不同，减少了省煤器层的吹灰器个数，在一、二级空气预热器烟气入口端增加了16台，炉膛及过热器区域增加了16台。具体布置见表二。由于炉膛及过热器区域温度极高，另增加了一条冷却汽管保护吹灰器，以免吹灰器被高温烟气烧坏，冷却汽介质与吹灰介质相同，皆取自连排扩容器汽平衡母管，参数同4号炉。控制方式与4号炉基本相同。
序号 | 安装部位 | 数量 | 备注 |
1 | 炉膛下部（18米标高） | 8 | 每墙2支 |
2 | 电机传动 炉膛上部（23米标高） | 4 | 两侧墙各1，前墙2支 |
3 | 高温过热器 | 2 | 两侧墙各1 |
4 | 低温过热器 | 2 | 两侧墙各1 |
5 | 高温省煤器烟气入口 | 9 | 3条管，每管3支 |
6 | 高温空预器烟气入口 | 6 | 3条管，每管2支 |
7 | 低温省煤器烟气入口 | 8 | 4条管，每管2支，甲乙侧各4支 |
8 | 低温省煤器下部 | 6 | 半有源rfid甲乙侧各3支，2条管，其中1条管有2支 |
9 | 中温空预器烟气入口 | 10 | 甲乙侧各5支，3条管，中间管有1支 |
| | | |
表二、SCD－Ⅲ型声波吹灰器在2号炉的布置
该吹灰器仍然存在与4号炉相同的缺陷，但主要问题表现在设计方面。吹灰器设计问题如下：
碱性脱漆剂（1）吹灰器产生的声波强度过大，以至极易磨损吹灰器本体的出口部位，且炉膛部位的吹灰器会对炉膛内火焰气流造成扰动。
2号炉自大修后试运该吹灰器时，发现炉膛燃烧极不稳定，火焰忽明忽暗，炉膛负压变化过大且不稳定，因此该吹灰器一直未能正常使用，并造成了浪费。
（2）吹灰器及其炉内管道安装的设计不周到，这点基本与4号炉相同，存在吹灰器零件脱落、蒸汽管道变形等问题。
2000年3月，由于吹灰器出口溅锥脱落，造成一级省煤器管被吹破引起爆裂。停炉时检查炉内吹灰器蒸汽管道，发现较多已变形，内侧管道失去支撑。暂时未发现有吹灰器脱落。
4 SCD－Ⅲ型声波吹灰器的改进
针对上述缺陷，提出了以下改进方法，以保障声波吹灰器的正常运行：
（1aaaaaaaaaaaaaaaaaa）降低声波吹灰器出口的声波强度。在吹灰蒸汽总管上加装减压阀降低蒸汽压力，从而减少吹灰器发出的声波强度，不仅可以避免吹灰器本体磨损，还可保护省煤器管不致被吹薄而爆裂，或联系厂方改变吹灰器内部结构。
（2）加固吹灰器及其蒸汽管道的安装。加强原有吹灰器与管道的焊接，将原来点焊后剩余的部位全部焊牢，或改为螺纹管连接，不但加固了吹灰器，而且可以消除蒸汽泄漏的缺点。矫正或更换已变形的管道，并采用管夹对焊的方式，将烟道内侧的蒸汽管道压在管托上，可彻底消除由于管道变形而带来的危害。
5 结束语
综上所述，说明SCD－Ⅲ型声波吹灰器在220t/h锅炉上的应用仍不够成熟，在设计和安装等方面还存在一定的缺陷，但是通过上面的改进措施，可以使该吹灰器的应用更为可靠，不仅消除对省煤器管的危害，还可充分发挥其吹灰范围广、清灰彻底、免用电机节能、操作简单、维修量小等优点，从而进一步保证电站锅炉机组的安全经济运行。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议