摘 要：結(jié)焦、積灰是燃煤電站鍋爐運(yùn)行中存在的難題，通常大都安裝使用蒸汽吹灰器，但蒸汽吹灰系統(tǒng)還是存在很多不足，常會(huì)發(fā)生一些問(wèn)題，甚至因此對(duì)鍋爐設(shè)備造成較大的危害。本文對(duì)蒸汽吹灰系統(tǒng)常見問(wèn)題和故障的概況進(jìn)行了總結(jié)，分別就其產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，進(jìn)而從設(shè)計(jì)、制造、安裝等各方面針對(duì)性地提出了一些改進(jìn)方案和建議。

關(guān)鍵詞：蒸汽吹灰 槍管 管道系統(tǒng) 卡澀 故障

中圖分類號(hào)：TK2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（a）-0102-02

結(jié)焦、積灰是燃煤電站鍋爐運(yùn)行中存在的難題，在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)均配有一定數(shù)量的吹灰器，吹灰器對(duì)防止鍋爐受熱面積灰、結(jié)焦，避免尾部煙道、空氣預(yù)熱器二次燃燒，提高傳熱效率，保證鍋爐機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到了十分重要的作用。蒸汽吹灰器以其吹灰介質(zhì)價(jià)廉易得、吹灰用時(shí)短、吹灰效果顯著等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，目前火電廠的大型燃煤鍋爐大都安裝使用蒸汽吹灰器，但蒸汽吹灰系統(tǒng)仍存在很多缺點(diǎn)和不足。

1 蒸汽吹灰系統(tǒng)常見的問(wèn)題及原因分析

1.1 吹灰槍在進(jìn)退中卡澀

（1）吹灰槍進(jìn)退卡澀，主要原因是吹灰槍密封格蘭填料過(guò)緊，吹灰槍不圓或彎曲變形，導(dǎo)致吹灰槍管被墻箱套管或密封板卡住，電機(jī)電流增大熱偶保護(hù)動(dòng)作，使得吹灰器無(wú)法進(jìn)退。

（2）傳動(dòng)機(jī)械如傳動(dòng)鏈條、齒輪箱、跑車、托輪、中間托架軸承等因潤(rùn)滑不良和缺油，受高溫烘烤油質(zhì)失效導(dǎo)致的機(jī)械部位磨損和設(shè)備損壞故障造成的卡澀。

（3）吹灰器槍管通過(guò)水冷壁上的預(yù)留吹灰孔伸進(jìn)爐內(nèi)進(jìn)行吹灰。由于安裝是在鍋爐冷態(tài)下進(jìn)行，吹灰器蒸汽管道的設(shè)計(jì)沒(méi)有從整體上考慮到蒸汽管道的膨脹對(duì)吹灰器產(chǎn)生的附加外力，在這種力的作用下吹灰器會(huì)產(chǎn)生偏斜，造成卡澀、卡死和電機(jī)過(guò)載等故障。

（4）爐內(nèi)支架安裝不好，導(dǎo)致熱態(tài)膨脹后吹灰槍管被支架別住，伸縮一段距離就卡死。

1.2 吹灰槍斷裂

（1）因開閥機(jī)構(gòu)失靈，導(dǎo)致吹灰槍管進(jìn)退時(shí)無(wú)蒸汽對(duì)其冷卻而被高溫?zé)煔飧蔁龜嗔选?/p>

（2）若槍管的材質(zhì)、壁厚選擇不當(dāng)，則易造成槍管的剛度、強(qiáng)度不足，在運(yùn)行中也會(huì)發(fā)生變形、彎曲或斷裂。

（3）焊口的焊接和熱處理及焊后槍管的平直度、同心度等方面存在質(zhì)量問(wèn)題，則易造成運(yùn)行中吹灰槍管焊口斷裂、吹灰槍管卡澀并最終燒斷。

1.3 進(jìn)汽閥故障

（1）進(jìn)汽閥密封面不嚴(yán)，造成內(nèi)漏。密封面不嚴(yán)有3種原因：一是密封面制造質(zhì)量不良，出現(xiàn)裂紋或損傷；二是密封面檢修質(zhì)量不良，研磨的粗糙度未達(dá)到要求或密封面研磨偏斜，造成內(nèi)漏；三是蒸汽管道內(nèi)有焊珠及銹皮等雜物殘留，吹灰時(shí)雜物沖入汽閥時(shí)，被卡在結(jié)合面處。

（2）閥桿填料過(guò)緊、閥門彈簧損壞、閥瓣脫落、閥桿彎曲等，最終造成閥門的啟閉機(jī)構(gòu)不靈活、開關(guān)不嚴(yán)，引起進(jìn)汽閥內(nèi)漏。

1.4 吹灰系統(tǒng)管道存在的問(wèn)題

（1）管道疏水不暢。

（2）管道上的閥門關(guān)不嚴(yán)，使得汽水腐蝕管道；減壓閥質(zhì)量差，調(diào)節(jié)性能差，不能滿足壓力調(diào)節(jié)的需要。

（3）吹灰管道布置不夠合理，管道系統(tǒng)熱膨脹過(guò)大，使與吹灰器閥門連接的管道沒(méi)有足夠的柔性，使吹灰器承受不合理應(yīng)力。

（4）所選吹灰用蒸汽過(guò)熱度太低甚至沒(méi)有過(guò)熱度，不僅沒(méi)有好的吹灰效果，還可能會(huì)導(dǎo)致積灰更嚴(yán)重。

2 吹灰系統(tǒng)故障對(duì)鍋爐設(shè)備的危害

2.1 吹灰器吹損受熱面

此類事故是吹灰器造成鍋爐事故的主要形式，被吹損的受熱面大多集中在爐膛水冷壁和爐膛出口處煙道的高溫區(qū)。如果吹灰器機(jī)械卡澀，進(jìn)汽閥故障，造成吹灰器在某一區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間朝某一個(gè)固定的方向上吹掃，該處的水冷壁管被吹灰蒸汽沖刷減薄，直至最終爆破泄漏。

2.2 吹灰槍砸壞受熱面管排

吹灰槍斷裂，燒斷的槍管墜落后有可能砸壞受熱面管排，因吹灰器安裝部位高，落差大，而吹灰管又較重，當(dāng)落到水冷壁上時(shí)，就會(huì)砸壞水冷壁管，造成泄漏引發(fā)鍋爐泄漏；造成撈、碎渣機(jī)卡澀，除渣設(shè)備不能正常工作。

2.3 空預(yù)器被吹灰管卡住

當(dāng)安裝在回轉(zhuǎn)式空預(yù)器轉(zhuǎn)子上部的吹灰器管及其支托架在運(yùn)行中發(fā)生斷裂落在轉(zhuǎn)子上時(shí)，就會(huì)卡住空預(yù)器轉(zhuǎn)子。對(duì)于尾部豎井煙道中布置的吹灰器，如果煙道在進(jìn)入空預(yù)器之前沒(méi)有進(jìn)行水平轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)，并在垂直煙道下部安裝灰斗，則豎井煙道中的吹灰管因故障發(fā)生斷裂，而斷裂的管段恰巧沿豎井中管排的縫隙落下，就會(huì)砸壞煙道的支承件、管排的防磨瓦并落到空預(yù)器轉(zhuǎn)子上，卡住轉(zhuǎn)子?？疹A(yù)器嚴(yán)重堵灰，將引起引風(fēng)機(jī)喘振，損壞設(shè)備。風(fēng)、煙系統(tǒng)阻力增大，風(fēng)機(jī)電耗增加，鍋爐出力下降。

2.4 吹灰器故障造成鍋爐受熱面結(jié)焦、積灰

當(dāng)吹灰器因故障投入率過(guò)低時(shí)，造成鍋爐受熱面結(jié)焦，積灰得不到及時(shí)清理，有可能會(huì)造成水冷壁結(jié)大焦，當(dāng)大焦一旦脫落，可能會(huì)造成鍋爐滅火，損傷冷灰斗水冷壁，堵住落渣口，造成停爐事故。其次，影響鍋爐傳熱，有可能造成鍋爐局部管壁超溫，長(zhǎng)時(shí)間超溫會(huì)造成管壁過(guò)熱爆管。再次，鍋爐水平煙道和尾部煙道積灰不能及時(shí)清理，會(huì)使煙氣阻力增大，使局部管壁磨損加劇，引發(fā)受熱面漏泄。

3 改進(jìn)方案和建議

鑒于吹灰器故障會(huì)對(duì)鍋爐造成較大危害，下面針對(duì)蒸汽吹灰系統(tǒng)的不足和問(wèn)題提出一些改善方案和建議。

3.1 槍管設(shè)計(jì)方面

（1）伸縮式吹灰器的槍管由幾段不同厚度的管子焊接而成。吹灰槍管是直接與高溫?zé)煔饣蚧鹧嫦嘟佑|的，若材料的耐熱性差，則易發(fā)生變形、彎曲甚至燒斷。首先根據(jù)煙溫、介質(zhì)溫度選定適宜材質(zhì)和厚度的管長(zhǎng)，端部噴嘴的大小、數(shù)量和布置可以更靈活，避免吹損受熱面。噴嘴太大意味著對(duì)受熱面的吹刷力就大，如果槍管至受熱面的距離較小，噴嘴就不能太大，應(yīng)該選用較小噴嘴；煙溫高時(shí)又要求有足夠的蒸汽流量，可以增加噴嘴數(shù)量，如下圖1示意。簡(jiǎn)單舉個(gè)例子，一般吹槍配2個(gè)噴嘴，但當(dāng)用2個(gè)φ32 mm噴嘴可能吹損受熱面時(shí)，可改用4個(gè)φ22.5 mm噴嘴。（如圖1）

（2）固定旋轉(zhuǎn)式吹灰器吹灰管固定不移動(dòng)，吹灰效果不如伸縮式吹灰器，且由于吹灰管一直置于煙氣中，耐熱管材在700 ℃使用已難以保證安全，所以一般不推薦使用。但若受安裝空間限制，僅能安裝固旋吹灰器，那么槍管噴嘴的數(shù)量、位置和大小要根據(jù)受熱管排的布置、母管蒸汽流量做出最佳選擇，方案的優(yōu)劣直接影響到吹灰效果的好壞。噴嘴數(shù)量和大小受蒸汽流量限制，噴嘴的位置主要取決于管排布置，多數(shù)情況下所要求的噴嘴數(shù)量都不少，為了吹掃干凈都會(huì)最大程度的利用蒸汽流量。標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)只會(huì)采用一種規(guī)格的噴嘴，但事實(shí)上越靠近槍管頂部噴嘴所分配到的蒸汽流量越小，導(dǎo)致受熱面吹掃不均，局部蒸汽浪費(fèi)局部卻不足。我們可以采用從槍管根部到頂部噴嘴逐步放大的設(shè)計(jì)方式來(lái)更充分地利用蒸汽，達(dá)到更佳的吹灰效果。

（3）回轉(zhuǎn)式空預(yù)器所配蒸汽吹灰器一般為步進(jìn)或步退式，每步步距不變，每步停留時(shí)間也相同。但事實(shí)上外圓部分線速度大內(nèi)圓部分線速度小，越靠近周邊的受熱面需要吹掃更多。所以我們應(yīng)該在外圓吹掃時(shí)設(shè)定更密的步距或更長(zhǎng)的停留吹掃時(shí)間，在內(nèi)圓吹掃時(shí)設(shè)定較疏的步距或較短的停留吹掃時(shí)間。

3.2 制造工藝方面

（1）焊接工藝的優(yōu)化并嚴(yán)格執(zhí)行，確保焊后槍管的平直度、同心度，焊后探傷比例可適當(dāng)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（2）車間組裝時(shí)對(duì)前部槍管的預(yù)抬量合適，使槍管行進(jìn)時(shí)更穩(wěn)定，同時(shí)避免槍管行進(jìn)過(guò)程中與受熱面距離太小甚至觸碰；組裝完畢后須在車間試運(yùn)，測(cè)量槍管晃動(dòng)量，降低槍管近距離吹掃受熱面的可能。

3.3 管道系統(tǒng)方面

（1）為了保證疏水，吹灰管道至少應(yīng)有4%的斜度，同時(shí)還應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng)吹灰器疏水暖管時(shí)間，避免吹灰時(shí)蒸汽帶水。疏水不良致使吹灰前管道尚有積水，也會(huì)使蒸汽變成飽和甚至未飽和。

（2）調(diào)壓閥的正確選用是吹灰管道設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵一環(huán)，直接影響到整個(gè)管道系統(tǒng)的安全性，因?yàn)榻^大多數(shù)管閥附件都是根據(jù)調(diào)閥后壓力溫度進(jìn)行材質(zhì)選型。

（3）與吹灰器閥門連接部分的管道沒(méi)有足夠的柔性，吹灰提升閥就會(huì)承受了不合理的外力。解決措施是考慮布置或增加膨脹節(jié)。對(duì)于較短的爐膛吹灰器，可將其與管道系統(tǒng)連接的鋼管改為不銹鋼的金屬軟管，以增加其柔性。

3.4 吹灰蒸汽汽源的合理選用

過(guò)熱蒸汽應(yīng)更適合作為吹掃介質(zhì)，因其離開噴嘴進(jìn)入大氣后的膨脹量大于飽和蒸汽。若在鍋爐高溫?zé)煔鈪^(qū)域用濕蒸汽或飽和蒸汽作吹掃介質(zhì)，在蒸汽射流中受高溫?zé)煔庾饔?，水滴蒸發(fā)，到達(dá)污染層表面時(shí)，不能產(chǎn)生吹掃作用。

總之要確保吹灰蒸汽有一定的過(guò)熱度，才能達(dá)到較好的吹灰效果。但溫度過(guò)高又不能對(duì)高溫段的吹灰管作很好的冷卻，以至于槍管一直處在接近允許溫度上限的狀態(tài)下，易發(fā)生彎管。

（1）吹灰閥前壓力的合規(guī)調(diào)試

另外，每個(gè)吹灰器需要通過(guò)進(jìn)汽閥的微調(diào)達(dá)到其合適的吹灰壓力，忽略這步工作，就可能吹損受熱面。對(duì)于高溫區(qū)，對(duì)吹灰蒸汽的流量有要求，需設(shè)定一個(gè)報(bào)警壓力值，用低于此壓力的蒸汽開始吹掃，很可能還會(huì)使槍管受熱變形。

3.5 安裝要求方面

（1）安裝時(shí)吹灰管中心定位要準(zhǔn)，尤其對(duì)套管長(zhǎng)度較長(zhǎng)的吹灰器定位要尤其細(xì)心，保證不偏心，避免吹灰管被套管卡住。調(diào)整支吊架使預(yù)熱器吹灰套管與吹灰槍套管同心度偏差小于2 mm。

（2）同一半伸縮式吹灰器槍管的兩個(gè)爐內(nèi)支撐架安裝時(shí)必須保證在同一直線上，安裝時(shí)應(yīng)考慮鍋爐膨脹量，確保熱態(tài)時(shí)吹灰管呈水平狀態(tài)。

（3）空預(yù)器吹灰器槍管長(zhǎng)度一般會(huì)留點(diǎn)余量，常因安裝人員疏忽而錯(cuò)誤連接，發(fā)生許多墻箱套管尺寸不到位，導(dǎo)致吹灰行程退不到位和受熱面中心部位吹不到，在安裝與調(diào)試中必須加以重視。

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