北极星火力发电网讯:吹灰系统是电站锅炉的重要辅机系统之一,直接影响锅炉的安全经济运行?调兵山发电公司2×300MW锅炉尾部受热面原选用燃气脉冲吹灰器系统,不能有效清除尾部受热面积灰,是造成运行中主汽?再热汽温度偏低及排烟温度升高的主要原因,严重影响锅炉安全经济运行?为此,调兵山发电公司通过技术调研,针对锅炉吹灰系统重新进行设备选型及系统改造,实际改造效果良好,达到了预期目的,对大型CFB锅炉吹灰系统的改造具有借鉴意义?
(文章来源：微信公众号“循环流化床发电” ID：xhlhcfd)
1 运行情况分析
调兵山发电公司新建工程为2台SG-1065/17.5-M804型一次中间再热?自然循环?固态排渣裤衩型双布风板单炉膛大型CFB锅炉,主要由膜式水冷壁炉膛?4台绝热旋风分离器和4条尾部竖井烟道组成?尾部烟道从上到下依次布置有高温过热器?低温再热器?螺旋鳍片管式省煤器和回转式四分仓空气预热器?燃用铁法劣质烟煤,采用炉内石灰石粉干法脱硫?
每台锅炉在尾部受热面及空气预热器共布置58台燃气脉冲吹灰器,用于机组运行和停机后受热面积灰吹扫?投产后,由于实际燃用煤种的发热量低?灰分高且灰熔点低,造成水平及尾部烟道积灰严重,受热面吸热能力降低,排烟温度升高,受布袋除尘器运行温度影响,锅炉被迫降出力运行,机组经济性严重下降?在这种情况下,虽然脉冲吹灰器已投入连续运行,仍起不到相应作用?试验证明,燃气脉冲吹灰器只适用于去除受热面表面松散?干燥的积灰,对已经形成的烧结性积灰无法有效清除?
从近3年的应用效果来看,调兵山公司锅炉采用脉冲式吹灰器,排烟温度一直呈上升趋势,引起排烟热损失偏高,锅炉热效率下降?额定负荷设计排烟温度为136℃,75%负荷设计的排烟温度为130℃,2010年8月能耗试验测试的5种工况排烟温度平均值(修正后)为142℃,到2011年12月,5种工况排烟温度平均值(修正后)已经上升到161℃,根据计算,排烟温度每升高10℃,排烟热损失升高0.54个百分点,若排烟温度升高25℃,将使排烟热损失升高1.3个百分点,发电煤耗相应增加4g/kWh,这是目前发电煤耗偏高原因之一?
在煤耗增加的同时,运行中锅炉尾部受热面积灰?堵灰较为严重,使锅炉出力受限,不能达到额定出力,负荷较高时低温过热器?低温再热器出口烟气超温,2号锅炉曾发生因该部位长时间超温运行,导致省煤器吊挂装置断裂,整组省煤器坍塌?调兵山发电公司对锅炉尾部烟道受热面的积灰情况进行检查,发现布置在烟气温度为700~800℃区域内的高温过热器和低温再热器,其上面的积灰是薄且密实的内灰层和大量松散的外灰层;布置在烟气温度为600~700℃的再热器和过热器,其上面积灰大多为松散的沉积物;在尾部烟道受热面,烟气温度在600℃以下区域内,大多为松散的积灰?
2 吹灰器工作原理
在锅炉设计时均配有一定数量的吹灰器,常用的有蒸汽吹灰器?燃气脉冲激波吹灰器?
2.1 蒸汽吹灰器
蒸汽吹灰器的工作原理是利用高参数蒸汽流经连续变化的旋转喷头高速喷出,产生较大的冲击力吹掉受热面上的积灰,随烟气被带走,沉积的渣块破碎脱落?蒸汽吹灰器吹灰是一种较为传统的吹灰方式,利用高参数蒸汽直接吹扫锅炉受热面,有效清除了受热面上的积灰及壁面的挂渣,对灰熔点低?结渣性强的灰有很好的清除效果?
2.2 燃气脉冲激波吹灰器
燃气脉冲吹灰器的工作原理是在特定的容器中将可燃气体和空气以适当的比例混合,经过高频点火产生爆燃,瞬间产生巨大的声能以及大量高速?高温气体,并以冲击波的形式撞击?冲刷管束受热面,使其表面的积灰溅起,随烟气一起被带走?
3 运行效果分析
调兵山发电公司2×300MWCFB锅炉尾部烟道安装的燃气脉冲吹灰装置,自2009年投产以来,吹灰效果较差,受热面积灰严重,排烟温度较高,锅炉热效率远低于设计值;夏季排烟温度达190℃,危及布袋除尘器安全运行,锅炉被迫降低负荷运行;燃气脉冲吹灰器运行时存在安全隐患,系统复杂,对控制系统的要求较高?工作介质为乙炔可燃气体,极易发生气体泄漏,检修隔离困难,曾发生过小型爆燃事故,危及机组安全运行;没有固定气源,需定期更换乙炔瓶,特别是夜间人工更换工作量大,不能保证吹灰工作正常进行?
锅炉受热面积灰所带来的最直接问题就是锅炉换热效率降低?由于锅炉受热面严重积灰,致使炉内受热面的传热及换热效率受到影响,锅炉换热效率下降直接表现为烟温升高,超过各设备的允许温度,影响锅炉安全运行,使锅炉不得不降低负荷运行;另一方面,因为换热效率下降,蒸汽的过热吸收热量变少,使得锅炉出口的蒸汽温度降低,特别是再热蒸汽温度降低(正常运行时,最低温度仅为510℃),使整个机组的安全经济运行受到影响,增大了锅炉排烟损失,降低了锅炉热效率,使整个机组热经济性下降,造成严重的经济损失?
蒸汽吹灰系统蒸汽来源稳定充裕,对于较难吹扫积灰或需要连续吹扫清灰的情况较为适宜,蒸汽吹灰系统与本体运行伴生相随,运行中吹灰压力方便调整?蒸汽吹灰所采用的汽源从再热蒸汽来,通过管道输送至各吹灰器?吹灰器可以布置于炉内各个部分,能够对水平烟道?尾部竖井及炉膛进行吹灰,牢固耐用,适用于各种恶劣的工况下,可以用于清除锅炉捕渣管?过热器区域?对流区域及省煤器区域内的积灰,还可以用于清除炉顶和空气预热器的结灰?
经过考察调研,蒸汽吹灰器比较适合调兵山公司的生产实际需求,决定将燃气脉冲吹灰器改成蒸汽吹灰器,以提高吹灰效果,降低排烟温度和供电煤耗,保证锅炉安全运行,在运行中保持受热面清洁和热量有效传递,进一步提高锅炉效率?降低辅机电耗?
4 技术改造
4.1 改造方案
为保证锅炉机组满负荷高效运行,考察国内外大型CFB锅炉吹灰装置吹灰效果,结合调兵山发电公司燃用煤质成灰特性,决定将燃气脉冲吹灰器改造为蒸汽吹灰器?按照传统设计改造,伸缩式蒸汽吹灰器占用空间较大,但是锅炉厂房已固定,均是依照原脉冲吹灰器紧凑贴墙设计安装,承重平台外展空间有限,蒸汽吹灰几乎不能在现有条件下实现,原脉冲吹灰器停止运行时筒型布置方式如图1所示?调兵山发电公司结合CFB锅炉炉内脱硫效率高?炉膛温度低的固有特性,采用非对称倒宝塔型蒸汽吹灰器布置方式,以减少厂房变化,解决了蒸汽吹灰器在大型CFB锅炉改造应用安装问题?
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