如何合理制訂鍋爐的蒸汽吹灰方案

2022-08-10 09:03:02 字數 3720 閱讀 7395

電站鍋爐燃用煤質含灰量、硫量較高,執行中容易引起受熱面沾汙積灰、結渣、腐蝕和磨損。積灰、結渣一方面將降低受熱面傳熱效率,使爐膛及各級受熱面吸熱量減少,進而導致爐膛出口及各級受熱面進出口煙氣溫度公升高,鍋爐效率下降;另一方面沾汙積灰會使省煤器、空氣預熱器堵塞,使輔機電耗增加,此外,積灰、結渣還會使受熱面表面溫度增高,導致受熱面管壁超溫和高溫腐蝕甚至爆管;較大的渣塊墜落還會影響鍋爐的安全執行,甚至發生人身及裝置重大不安全事故。因此,電站鍋爐多採用吹灰器,在執行過程中,對受熱面進行週期性吹掃,使其保持在合適的清潔狀態,以提高執行的安全經濟性。

吹灰器有多種型式,本文重點討論蒸汽吹灰器。

1.吹灰方案現狀及存在問題據考察了解,目前在大多電廠鍋爐蒸汽吹灰方案的制訂方面,是根據鍋爐製造單位所提供的設計說明書中的要求或根據其它已投運電廠類似裝置的執行經驗制訂,這些做法實際上可能都帶有盲目性,人為因素起了相當大的作用。因為,鍋爐製造單位在設計鍋爐時,根據設計煤質的特性,結合以往已有經驗,在裝置結構方面已採取了必要的技術措施,以防止受熱面沾汙積灰、結渣。

根據燃用煤質的不同,設計方面採取的技術措施不同,吹灰只是作為一種輔助手段,是對技術措施的補充。如此做法也是不得已而為之,因為爐內燃燒過程是一種極其複雜的物理化學過程,燃煤特性、鍋爐結構、爐內溫度水平、空氣動力工況等因素,都影響受熱面的沾汙積灰與結渣狀況。因此,電廠在制訂吹灰方案時,應根據本廠裝置的實際運**況,否則將可能出現一些負面影響,比如:

按鍋爐製造單位所提供的設計說明書中的要求,規定每班吹灰1次,但從執行的實際情況看,必要性欠妥。原因是:有些電廠其鍋爐裝置執行時沾汙積灰輕微,有些電廠其鍋爐裝置執行時,部分受熱面區域沾汙積灰輕微,部分受熱面區域沾汙積灰嚴重,有些電廠機組參與調峰,每天高低負荷區間交替出現,且在高低負荷區間的執行時間也不斷變化。

眾所周知,低負荷執行時,爐內溫度水平相對較低,爐內受熱面上的部分灰渣將自行脫落。而對大多數鍋爐裝置來講,爐膛沾汙積灰甚至結渣恰恰是影響排煙溫度的主要因素。在這種情況下,無選擇的按規定每班吹灰1次,顯然將導致能源浪費,受熱面管壁磨損減薄,甚至也是導致某些電廠鍋爐受熱面爆管的原因;有些電廠規定每天吹灰1次,且要求吹灰時,鍋爐負荷一般應在額定負荷的75%左右,這樣執行人員基本將吹灰安排在每天上午,在此時間段吹灰,顯然針對性相對較差,能源浪費較多,原因是:

一般來講,每天0時至6時左右,鍋爐大都在半負荷或者更低負荷執行,在此期間爐內溫度水平相對較低,爐內受熱面上的大部分灰渣已自行脫落;有些電廠則是由執行人員根據運**況確定何時吹灰,吹哪一部分受熱面,雖也有一些人為因素,但其針對性比上述情況相對較好;有些電廠根據裝置特點,停用或停用部分吹灰器;有些電廠根據裝置特點及吹灰器運**況,適當降低吹灰蒸汽壓力,這些情況也都有一些人為因素,也應進一步進行經濟性評估。從蒸汽吹灰所用汽源來講,有些設計也存在問題,主要是汽源壓力過高,需通過減壓閥進行減壓,有的設計中,汽源壓力與蒸汽吹灰器設計使用壓力相差將近10倍,這樣一方面能量損失太大,另一方面,一旦發生內漏,將對受熱面的安全執行有較大影響。

2.制訂吹灰方案應考慮的因素制訂合理的吹灰方案,應綜合考慮吹灰所用蒸汽的能量損耗、吹灰器所用驅動裝置的能量損耗、吹灰器磨損、吹灰後鍋爐效率的提高即吹灰後鍋爐執行時節省的能量,鍋爐執行的安全性以及因吹灰而造成受熱面管壁磨損、管子使用壽命縮短等情況,即將所有因素都折合成經濟成本,這樣經濟成本最小時的吹灰時間間隔即為最佳吹灰週期。由於目前就吹灰對管壁壽命的影響及吹灰器磨損等因素,還難以給出定量關係,即難以折算成經濟成本。

本文將主要從如何使吹灰所用蒸汽的能量損耗相對較少,而使吹灰後由於鍋爐效率的提高,所節省的能量相對較多,即主要從能量增益方面,並兼顧考慮受熱面管使用壽命等因素來討論如何制訂吹灰方案。對於因沾汙積灰速度較快又較嚴重,導致裝置管壁溫度超溫或其它不安全問題,比如掉大焦塊等的這部分鍋爐裝置,制訂吹灰方案時,考慮的首要因素應是執行的安全性,為了裝置安全,即使吹灰週期較短、能耗較大,也必須進行吹灰。因為從機組執行的整體經濟性考慮,只***安全執行才能獲得最大效益。

如果為了節省吹灰所用蒸汽能量,而使受熱面管壁溫度經常超溫導致管子使用壽命縮短或經常爆管、使裝置因掉大焦塊導致滅火停運或引發其它不安全事故,比如砸壞受熱面管或人身**事故等,都將導致更大的損失。不考慮其它間接損失,僅鍋爐啟動一次所用燃油費用就相當高。當然對於此類裝置應在適當時侯對其進行改造,改造前應進行經濟技術評估論證。

3.制訂吹灰方案時應進行的工作吹灰過程是用一定量的蒸汽能量消耗來改善受熱面的清潔程度,以提高換熱效果,吹灰週期較短即吹灰次數較多,會影響受熱面的壽命,並帶來不必要的能量消耗,但吹灰週期過長,又會使排煙溫度公升高,使執行經濟性變差。因此根據鍋爐運**況存在一最佳吹灰週期,按此進行吹灰,將使能量損耗最小。

這可通過專項試驗確定,如不進行專項試驗,也可通過簡單計算對電廠所制訂的吹灰週期進行初步經濟性評估。從主要能量方面考慮,除特殊情況外,乙個吹灰週期內,因吹灰而使鍋爐裝置執行增加的能量收益,應大於或至少應等於吹灰所用蒸汽消耗的能量。如不滿足此條件,則說明電廠制訂的吹灰方案有待進一步改進。

為了使吹灰方案更加合理,更適合電廠的實際執行,制訂吹灰方案時應進行下列工作:1)進行鍋爐燃燒優化調整,尋求合理的執行方式,以減輕受熱面積灰和結渣的速度和程度。2)在鍋爐燃燒優化調整的基礎上,對鍋爐裝置進行專項試驗,通過試驗,了解不同負荷情況下,鍋爐各受熱面的沾汙積灰特性,以及達到平衡時的沾汙積灰程度,執行時間,排煙溫度、蒸汽溫度及減溫水量變化數值及規律,輔機電耗變化情況等,並計算此執行區間內,由於沾汙積灰引起的能量變化。

為便於計算,可採用如下簡化方案:假定每次吹灰後受熱面的清潔程度相同;每一計算過程所考慮的時間段從前次吹灰剛剛結束至排煙溫度再次達到吹灰前的溫度水平為止所執行的時間,不考慮吹灰所用時間;認為從吹灰結束至排煙溫度重新達到吹灰前溫度水平的這段時間內排煙熱損失的變化速度是線性的,即這段時間內鍋爐效率的變化是線性的;鍋爐負荷穩定、燃燒工況穩定。這樣鍋爐在這段執行時間內,由於吹灰所帶來的能量增益,;輔機電耗變化可通過輔機電流變化計算。

對鍋爐裝置區域性受熱面吹灰所帶來的能量增益計算與前述原理相同。3)確定吹灰所用蒸汽引起的能量損耗,包括蒸汽能量損耗、吹灰器驅動機構能耗、吹灰器磨損,由於後兩項能耗相對較小,初步計算時可只考慮蒸汽能量損耗,蒸汽能量損耗可根據每只吹灰器的蒸汽耗量計算得到。4)將上述各項能量折算成標準煤量,對其增益和損耗進行比較,並適當考慮吹灰對受熱面管壁使用壽命的影響,確定不同負荷執行時的吹灰週期。

並將確定吹灰週期時所用引數作為基準引數,以便隨著裝置運**況的變化對吹灰週期進行適時調整。在上述工作的基礎上,如能安裝工業用攝像探頭(配冷卻保護裝置,並可自由旋轉),定時伸進爐內,使執行人員能對爐內各部分的沾汙積灰情況有直觀了解,更有針對性的進行吹灰,其效果將更好。一般來講,全面吹灰一次,在吹灰過程剛結束時,因裝置不同,鍋爐排煙溫度可比吹灰前降低15℃左右,鍋爐效率提高約1個百分點左右。

此後隨著執行時間的增加,受熱面重新被沾汙積灰、甚至結渣,排煙溫度又進一步公升高,經過若干小時,排煙溫度就又達到吹灰前的溫度水平,此時有些鍋爐裝置可能出現隨著執行時間的進一步增加,排煙溫度基本不變或公升高速度非常緩慢的情況,即進入一種自平衡狀態,在這種情況下,吹灰還是不吹,以及何時吹灰,不僅要考慮能量增益,還要綜合考慮吹灰對蒸汽引數及管壁壽命的影響,更要考慮對執行安全性的影響,此時便可使用工業用攝像探頭對爐內積灰情況進行觀察。如通過工業用攝像探頭觀察得知,爐內沾汙積灰比較均勻,無大焦塊形成,不會影響執行安全。再從執行引數看,暫時不吹灰能量損耗也較小,那麼,從延長管壁壽命來考慮,就可將吹灰間隔延長,否則就應進行吹灰。

對於尾部受熱面吹灰,則主要根據能量增益和執行引數決定。

4.迄今為止,僅通過設計技術手段以及執行調整手段還不能完全解決受熱面的沾汙積灰與結渣,受熱面吹灰仍然是電廠鍋爐執行過程中不可卻少的乙個環節。因此,其方案是否合理,將直接影響鍋爐執行的安全性和經濟性,根據裝置特點,制訂切實可行的吹灰方案意義重大。

合理吹灰可使鍋爐受熱面相對清潔,降低排煙溫度,提高鍋爐效率,降低輔機電耗、減少發生執行事故,達到用較小的吹灰成本得到較高的經濟效益。

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熱電鍋爐系統及界區蒸汽吹掃方案

編制 審核 審定 批准 2012年9月 目錄第一部分.鍋爐本體吹掃方案 3 一 編制依據 3 二 吹掃目的 3 三 組織機構 3 四 吹掃前應具備的條件 3 五 吹管前應完成的試驗 4 六 吹管的控制引數計算 5 七.吹管的臨時系統 5 八 衝管方法及合格標準 6 九 吹洗操作注意事項及安全措施 9...