摘 要：筆者結(jié)合鍋爐折焰角積灰的狀態(tài)和燃煤電站工作方式分析了積灰出現(xiàn)的原因，發(fā)現(xiàn)折焰角結(jié)構(gòu)缺陷的存在是積灰產(chǎn)生最直接的原因，而鍋爐煙氣的不均勻流動(dòng)、吹灰裝置低效率工作以及煙道的堵塞使得該部位的灰塵持續(xù)堆積，針對(duì)于此本文就解決鍋爐折焰角積灰的對(duì)策進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐;折焰角積灰;原因分析;對(duì)策研究

火電站鍋爐所使用的燃煤煙氣含量一般在 25% 左右，質(zhì)量較差的燃煤的煙氣含量更高，在長(zhǎng)期的使用過程中鍋爐內(nèi)部勢(shì)必會(huì)積存大量的煙灰，折焰角積灰在燃煤電站中十分常見，如果不能加以解決將直接影響電站生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和安全性，威脅作業(yè)人員的生命安全，因而必須針對(duì)積灰找出恰當(dāng)?shù)慕鉀Q對(duì)策。

1 鍋爐折焰角積灰原因分析。

本文的研究對(duì)象是某燃煤電站9號(hào)鍋爐折焰角斜坡的積灰，該鍋爐選用的燃煤質(zhì)量中上等，高低溫過熱器底部的煤灰厚度均超過一米，且由于長(zhǎng)時(shí)間未對(duì)其進(jìn)行處理導(dǎo)致折焰角積灰的嚴(yán)重性日趨增加。該鍋爐布置在半露天的環(huán)境之下，鍋筒數(shù)量只有一個(gè)在自然循環(huán)下下降和上升，排渣爐為固態(tài)。空氣預(yù)熱器、省煤器以及煙道交錯(cuò)分布在爐膛的尾部，煤粉燃燒器采用當(dāng)前通用的雙通道形式，正四角中間存儲(chǔ)倉(cāng)的煤粉通過熱風(fēng)進(jìn)行傳送。

1.1 實(shí)驗(yàn)分析。

筆者對(duì)該 9 號(hào)鍋爐的運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，研究結(jié)果表明該鍋爐長(zhǎng)時(shí)間在低負(fù)荷狀態(tài)工作，實(shí)際負(fù)荷量與滿負(fù)荷狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷量相差近 20%.此外該鍋爐內(nèi)部煙氣流速不均勻且流速較低，其中下煙道流速在6.5-7.5m/s,上煙道煙氣流速8-9m/s, 上下煙道流速相差在 1.5m/s 左右，與正常 12m/s 的煙氣流速相差甚遠(yuǎn)，煤灰很難被這種低流速的煙氣帶走，此外不均勻的煙氣流速使得折焰角這種邊角落難以被煙氣吹到，進(jìn)而會(huì)造成折焰角的積灰較多。結(jié)合燃煤電站鍋爐運(yùn)行原理和煤灰堆積特點(diǎn)進(jìn)行分析，鍋爐在滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行煤灰往往不宜結(jié)渣，而長(zhǎng)期的低負(fù)荷運(yùn)行也會(huì)使得折焰角處的煤灰日益固化，處理的難度大大提升。

1.2 理論分析。

通過鍋爐折焰角煙氣流動(dòng)壓力分布和回流區(qū)域的模擬發(fā)現(xiàn)燃煤電站的折焰角區(qū)域上部的壓力要明顯小于其他位置，該區(qū)域形成回流，煙氣流流經(jīng)此處時(shí)由于較低的壓力導(dǎo)致流速降低且出現(xiàn)回流現(xiàn)象，氣流所攜帶的飛灰就會(huì)有很多沉降在此處，這是折焰角積灰的來源。為了使積灰自然排出需要將折焰角的斜度坡度設(shè)計(jì)的偏大一些，但是該鍋爐的折焰角坡度卻無法達(dá)到這一要求。吹灰器作為避免煙灰堆積的主要裝置，應(yīng)當(dāng)有足夠的能量讓折焰角的飛灰重新返回?zé)煔饬鲌?chǎng)中，以便于被煙氣帶走，但是該電站原來使用的聲波吹灰能量器對(duì)積灰產(chǎn)生的動(dòng)能較小，折焰角堆積的煤灰無法被聲波帶回氣流中。此外高低溫過熱器之間較短的距離使得飛灰流動(dòng)性大大減弱，為煙塵在折焰角的堆積創(chuàng)造了條件。

2 折焰角積灰處理對(duì)策研究

折焰角積灰現(xiàn)象十分常見，當(dāng)前燃煤電站使用的吹灰裝置無法根本改善鍋爐折焰角積灰的現(xiàn)狀，因而必須要對(duì)吹灰系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新促進(jìn)積灰處理成效和燃煤電站運(yùn)行效率的提升。

2.1 吹灰系統(tǒng)發(fā)展和選擇。

吹灰系統(tǒng)可以對(duì)燃煤電站鍋爐折焰角的積灰進(jìn)行二次揚(yáng)塵，受熱面的積灰以及結(jié)塊的煤渣在吹灰器的作用下偏離原本的位置流動(dòng)到爐膛底部后最終排出。吹灰器是鍋爐吹灰系統(tǒng)的核心，以蒸汽為動(dòng)力的吹灰器出現(xiàn)時(shí)間最早，吹灰槍是蒸汽吹灰器的動(dòng)力裝置，這種早期吹灰器具有結(jié)構(gòu)可伸縮的特點(diǎn)。在科技發(fā)展的推動(dòng)下人們研究出了動(dòng)力更強(qiáng)的聲波吹灰器，它可以利用聲波發(fā)生器將鍋爐內(nèi)的高溫水蒸氣或者壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為聲波并將其作用于需要除灰的位置，從而引起積灰與氣體分子之間的撞擊，煤灰粒子無法與煤爐受熱表面的化學(xué)分子結(jié)合后黏在表面，空氣中流動(dòng)的煙塵很容易被氣流所帶走。燃?xì)饷}沖激波吹灰是目前為止最先進(jìn)也是最有效的折焰角除灰技術(shù)。

2.2 燃?xì)饷}沖激波吹灰優(yōu)勢(shì)。

將常規(guī)空氣氣體與可燃性氣體在專業(yè)的氣體混合罐進(jìn)行充分融合之后將其引入脈沖罐內(nèi)后點(diǎn)火，脈沖罐中的氣體體積不斷膨脹后形成一個(gè)高溫高壓的環(huán)境，脈沖罐打開后噴嘴會(huì)產(chǎn)生熱、聲以及動(dòng)力混合的沖擊波能量，折焰角在這種高強(qiáng)度的沖擊波之下被沖散后被氣流帶出鍋爐。燃?xì)饷}沖激波吹灰技術(shù)有效解決了聲波吹灰力量不足的問題，與傳統(tǒng)的吹灰技術(shù)相比其設(shè)備成本較低操作簡(jiǎn)單且技術(shù)難度較低，除灰效率和成效都可以得到有效的保證，除此之外投資成本以及風(fēng)險(xiǎn)性都優(yōu)于聲波除灰和蒸汽除灰技術(shù)，在未來的燃煤電站發(fā)展中擁有十分廣泛的應(yīng)用空間。安裝燃?xì)饷}沖激波吹灰裝置是解決煤爐折焰角積灰的有效措施。

2.3 吹灰器的安裝及成效驗(yàn)證。

脈沖發(fā)生器是否合理將直接對(duì)燃?xì)饷}沖激波技術(shù)的實(shí)施成效產(chǎn)生影響，在安裝之前需要對(duì)鍋爐爐體的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)，從而確保爐體與脈沖發(fā)生器的匹配性，以便于充分利用沖擊波的能量對(duì)受熱面的積灰進(jìn)行處理。根據(jù)所研究鍋爐的規(guī)模總共可以設(shè)置 12 臺(tái)吹灰器和吹灰噴口，其中鍋爐的過熱段總共可設(shè)置 4 臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)短噴口的脈沖吹灰器，分別安裝在鍋爐的前端和后段，折焰角的積灰在這幾臺(tái)吹灰器的共同作用下可以得到良好的解決。預(yù)熱段和省煤段應(yīng)選用長(zhǎng)噴口的平衡對(duì)吹型吹灰器，其中省煤段需要 6 臺(tái)吹灰器，空氣預(yù)熱段對(duì)吹灰的要求較低安裝 2 臺(tái)即可。

該燃煤電站自吹灰裝置進(jìn)行改進(jìn)后，吹灰效率得到了大幅提高，其中折焰角積灰厚度由之前 1m 左右下降到 10cm 左右，電站安全事故得到了有效的控制。在投入使用期間內(nèi)燃?xì)饷}沖激波吹灰系統(tǒng)尚未發(fā)生嚴(yán)重的設(shè)備故障，投資成本以及后期的維護(hù)成本都與預(yù)期值相符。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煙氣流速的均勻、鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行、折焰角結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理以及吹灰裝置偏低的動(dòng)能都會(huì)導(dǎo)致鍋爐折焰角煤灰的大量堆積。目前燃?xì)饷}沖激波吹灰技術(shù)已經(jīng)在實(shí)踐中證明了其突出的優(yōu)勢(shì)，燃煤電站要加快吹灰系統(tǒng)的更新進(jìn)程，通過提高二次揚(yáng)塵的有效性，確保燃煤電站的穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)電站的健康持續(xù)發(fā)展。

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