陳海持

摘 要：吹灰操作是電站鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中需要考慮的問(wèn)題。建立回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器折算壓差模型，使用某330MW燃煤電站現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果顯示，模型能夠直觀地反映空預(yù)器受熱面積灰狀況，并指出原有的吹灰策略缺乏依據(jù)，存在過(guò)吹和吹灰不及時(shí)的現(xiàn)象，研究成果對(duì)指導(dǎo)電站運(yùn)行人員進(jìn)行合理的吹灰操作有實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 折算壓差 清潔因子

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）005-046-02

1 前言

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是位于鍋爐尾部煙道的低溫受熱面，相比于管式空氣預(yù)熱器，回轉(zhuǎn)式空預(yù)器具有結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省鋼材與場(chǎng)地，安裝布置方便等優(yōu)點(diǎn)，因而在大型電站鍋爐中被廣泛采用。但是由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，造成容易發(fā)生積灰，過(guò)量的積灰將造成傳熱惡化，增大阻力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成受熱面堵塞，使鍋爐出力下降甚至造成停爐事故。

實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，相比于鍋爐的其他受熱面，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的運(yùn)行狀況受積灰影響更為明顯，而且需要進(jìn)行更多的吹灰，因此及時(shí)的對(duì)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器受熱面進(jìn)行吹灰清掃操作，對(duì)維持其正常運(yùn)行是非常重要的。傳統(tǒng)的吹灰操作是按照運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，定時(shí)定量進(jìn)行吹灰，同時(shí)，在必要的時(shí)候可根據(jù)運(yùn)行人員憑借經(jīng)驗(yàn)對(duì)吹灰頻率進(jìn)行微調(diào)。這種吹灰方式主觀因素影響大，缺乏可操作性。不適當(dāng)?shù)拇祷页藭?huì)消耗大量的蒸汽，造成熱量浪費(fèi)外，還會(huì)損傷受熱面，縮短其壽命。因此空預(yù)器受熱面積灰狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)優(yōu)化吹灰操作是非常有必要的。

監(jiān)測(cè)積灰狀態(tài)的核心是受熱面清潔因子的計(jì)算，本文結(jié)合空預(yù)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了清潔因子計(jì)算模型，使用某燃煤電站330MW鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示該模型能反映空氣預(yù)熱器積灰狀態(tài)，同時(shí)指出了現(xiàn)有吹灰策略存在過(guò)吹和吹灰不及時(shí)現(xiàn)象。

2 折算壓差模型

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，空預(yù)器吹灰前后煙氣溫度變化不大，利用傳熱特性來(lái)計(jì)算清潔因子難以反映積灰狀態(tài)。回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的結(jié)構(gòu)決定了，積灰后，其流通截面變小，煙氣流速加快，受熱面壁面粗糙度變大，流動(dòng)阻力增加。因此，通過(guò)流動(dòng)特性計(jì)算清潔因子是可行的。

3 模型驗(yàn)證和分析

某330MW燃煤電廠使用兩臺(tái)型號(hào)為L(zhǎng)AP10320/2300的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，每臺(tái)空預(yù)器均配有兩臺(tái)吹灰器，一臺(tái)位于煙氣入口（蒸汽），一臺(tái)位于煙氣出口（雙介質(zhì)）。每臺(tái)吹灰器上均配有半伸縮式吹槍?zhuān)褂眠^(guò)熱蒸汽或過(guò)熱蒸汽和高壓水作為吹灰介質(zhì)。運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，每個(gè)運(yùn)行班（6個(gè)小時(shí)）吹灰兩次。

從機(jī)組歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中隨機(jī)抽取一天的數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，選取該日期前后各5天中計(jì)算得到的最小折算壓差作為空預(yù)器在清潔狀態(tài)下的折算壓差進(jìn)行清潔因子計(jì)算。一天中清潔因子的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖1，可以發(fā)現(xiàn)，在清潔因子較小，即積灰比較嚴(yán)重的時(shí)候進(jìn)行吹灰，清潔因子有較為明顯的上升，之后慢慢回落。在清潔因子較大的情況下，回落速度較快，之后隨著積灰增加，空預(yù)器受熱面上的灰被煙氣帶走的速率增加，飛灰落到受熱面上的速率和被帶走的速率趨于一致，積灰速率變慢，清潔因子下降趨勢(shì)減緩，模型計(jì)算結(jié)果基本符合預(yù)期。

研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的吹灰策略并不經(jīng)濟(jì)，出現(xiàn)了吹灰過(guò)多和積灰嚴(yán)重時(shí)不及時(shí)吹灰現(xiàn)象。從圖1可以看出，在1：25和2：54進(jìn)行的兩次吹灰時(shí)間間隔過(guò)短，此時(shí)受熱面積灰較少，吹灰效果并不明顯；8：22和13：20的兩次吹灰則由于吹灰時(shí)間間隔較長(zhǎng)，受熱面上積灰較多，吹灰前后清潔因子有較大的提高，吹灰效果明顯，但是空預(yù)器長(zhǎng)時(shí)間工作在積灰嚴(yán)重的工況下，可能從某些方面影響了機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，受到各種不穩(wěn)定因素的作用以及熱工參數(shù)測(cè)量設(shè)備存在較大測(cè)量誤差，盡管加入了取平均等濾波處理，計(jì)算清潔因子存在小范圍的波動(dòng)和部分異常的變化趨勢(shì)仍不可避免，需要對(duì)模型進(jìn)一步完善。同時(shí)在積灰監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，如何建立安全經(jīng)濟(jì)的吹灰規(guī)程也是需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。

4 結(jié)論

折算壓差模型可以幫助運(yùn)行人員直觀地監(jiān)測(cè)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器受熱面的積灰狀態(tài)，指導(dǎo)其進(jìn)行安全經(jīng)濟(jì)的吹灰，避免過(guò)吹，造成蒸汽浪費(fèi)和設(shè)備磨損或吹灰不及時(shí)，影響設(shè)備運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 閻維平，陳寶康，梁秀俊，等.電站鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器積灰監(jiān)測(cè)模型的研究[J].動(dòng)力工程，2002，22（2）：1708-1710.