（廣東紅海灣發(fā)電有限公司，廣東汕尾市，516600） 蘇駿騰

1 前言

電站鍋爐在運(yùn)行中，燃料燃燒和介質(zhì)換熱是一個(gè)極其復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，而這一進(jìn)程會(huì)受到多方面因素的影響，使得鍋爐燃燒產(chǎn)生的灰分會(huì)部分附著在鍋爐的受熱面上，從而增加熱阻，降低鍋爐金屬管壁的導(dǎo)熱系數(shù)，嚴(yán)重地甚至?xí)斐慑仩t出力降低，不得不停爐檢修，這些都會(huì)給鍋爐的使用運(yùn)行埋下諸多不利因素。

2 吹損影響及其危害分析

現(xiàn)實(shí)中，電站鍋爐的煙道受熱面主要采用懸吊形式的結(jié)構(gòu)，而鍋爐燃燒產(chǎn)生的灰分極易在煙道受熱面上累積，從而增大煙道阻力，降低鍋爐出力，嚴(yán)重時(shí)不得不進(jìn)行停爐檢修。為了解決這一問(wèn)題，我國(guó)電站大量使用了蒸汽吹灰器，雖然它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煙道尾部受熱面灰分的及時(shí)吹掃，但也同時(shí)造成了受熱面周?chē)霈F(xiàn)了吹損問(wèn)題，而這可能會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致尾部煙道管子出現(xiàn)泄露問(wèn)題，給電站的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行埋下諸多風(fēng)險(xiǎn)隱患。

結(jié)合大量的工程實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，尾部煙道管子的吹損主要發(fā)生在稍遠(yuǎn)離吹灰器的管子交叉部位。這是因?yàn)榇祷移髡龑?duì)的第一個(gè)管子為了降低吹損影響，通常都會(huì)加裝防磨瓦，而稍遠(yuǎn)離吹灰器的管子交叉位置一方面沒(méi)采取加裝防磨瓦等保護(hù)措施，另一方面因?yàn)榻徊嫖恢玫慕Y(jié)構(gòu)限制，反而普遍存在不同程度的吹損現(xiàn)象。常見(jiàn)的吹損位置示例見(jiàn)圖1。

圖1 吹損位置示例

3 吹損原因分析

3.1 管子交叉處容易形成吹灰蒸汽的渦流回旋

對(duì)于尾部煙道管子的交叉處，可能同時(shí)受到多股吹灰蒸汽的作用。比如來(lái)自蒸汽吹灰器的直接吹掃作用，以及被交叉處懸吊管反射回來(lái)的吹灰蒸汽，這些吹灰蒸汽會(huì)在交叉部位形成渦流回旋，使得吹掃力量呈現(xiàn)出數(shù)倍增長(zhǎng)，進(jìn)而造成此處易形成嚴(yán)重地吹損問(wèn)題。通過(guò)相關(guān)計(jì)算分析可知，回旋蒸汽的沖擊影響甚至可以達(dá)到蒸汽直吹的數(shù)倍之多，過(guò)大的回旋吹掃力量是造成吹灰器上、下方管排與管子交叉處發(fā)生嚴(yán)重吹損問(wèn)題的直接原因。

3.2 高溫沖刷煙氣作用

在實(shí)際中我們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然吹灰器上、下方的管子都會(huì)出現(xiàn)不同程度的吹損現(xiàn)象，但下方往往更為嚴(yán)重。這是因?yàn)橄路降墓茏硬粌H會(huì)直接受到吹灰蒸汽的影響，同時(shí)還會(huì)受到高溫?zé)煔獾臎_刷作用。高溫?zé)煔鈴纳献韵碌臎_刷使得吹灰氣旋的力量被加大，從而自然就加劇了吹損。與下方管子相比，吹灰器上方的管子僅受吹灰蒸汽的單方面影響，吹灰蒸汽是從下往上進(jìn)行吹掃，必須克服煙道的阻力和自身重力，使得上方管子的吹掃力量明顯會(huì)低于下方管子，這反映到吹損程度上就是上方管子的損傷較輕。

3.3 防磨瓦覆蓋不到位

現(xiàn)實(shí)中，正對(duì)吹灰器的第一根管子受到的吹掃力量最大，絕大部分電站都會(huì)在離吹灰器最近的位置加裝防磨瓦，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)吹損問(wèn)題的應(yīng)對(duì)。而稍遠(yuǎn)離吹灰器的管子及相應(yīng)交叉處，可能會(huì)因沒(méi)加裝防磨瓦的緣故而呈現(xiàn)出不同程度的吹損影響。一般隨著與吹灰器距離的增大，管子受到的吹灰蒸汽沖刷力量會(huì)逐漸減弱，反映到吹損程度上就是損傷的嚴(yán)重程度會(huì)不斷降低。

3.4 吹灰壓力和頻率設(shè)置不當(dāng)

在實(shí)際工作中也發(fā)現(xiàn)，不同電站即使鍋爐的型號(hào)和工況都類(lèi)似，但檢修中卻發(fā)現(xiàn)煙道管子尾部受熱面的吹損量卻存在很大程度的不同。這主要是因?yàn)榇祷覊毫皖l率設(shè)置不當(dāng)造成的。吹損問(wèn)題比較嚴(yán)重地電站，其吹灰壓力一般設(shè)置地都相對(duì)較高，而吹損問(wèn)題較輕的電站，吹灰壓力都設(shè)置較低。過(guò)高的吹灰壓力會(huì)增大吹灰蒸汽的沖刷力，進(jìn)而給管子造成的損傷也較大。此外，有的電站的吹灰頻率過(guò)高，過(guò)于頻繁的吹灰會(huì)讓管子受熱面受到較長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)沖刷作用，這自然也會(huì)加劇吹損。比如有的電站將吹灰頻率設(shè)置為每班1次，甚至在吹灰結(jié)束后都沒(méi)實(shí)際確認(rèn)吹灰器是否真實(shí)推出，那么其管子受損情況自然比那些吹灰頻率僅為每天1次的電站嚴(yán)重地多。

3.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

以上對(duì)電站鍋爐尾部煙道管子發(fā)生吹損的原因進(jìn)行了多方面的分析，但那些都不是最根本的原因。事實(shí)上，導(dǎo)致吹損的最根本原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成的。鍋爐內(nèi)部各種管路的縱橫交叉，大大限制了吹灰蒸汽的作用范圍，為了達(dá)到將灰分充分吹除的效果，有必須增大吹灰器的數(shù)量和吹掃力量，使得吹損問(wèn)題很難從根本行得到切實(shí)解決。此外，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安裝時(shí)沒(méi)有充分考慮吹損影響，比如缺乏加裝必要的防吹擋板，這也在一定程度上造成了吹損問(wèn)題始終沒(méi)能得到有效控制。

4 應(yīng)對(duì)措施探討

4.1 加裝防磨瓦

針對(duì)吹損問(wèn)題，一個(gè)最簡(jiǎn)單的應(yīng)對(duì)措施就是加裝防磨瓦?？梢越Y(jié)合電站鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況，針對(duì)易發(fā)生吹損或吹損量較大的位置加裝防磨瓦，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)吹損的有效預(yù)防。這里需要提及的一點(diǎn)是，防磨瓦不是加裝的越多越好，有的電站在解決鍋爐管子吹損問(wèn)題時(shí)的思路就是在出現(xiàn)損傷的位置加裝防磨瓦，這種不從根本上解決問(wèn)題的方式可能會(huì)陷入惡性循環(huán)，對(duì)鍋爐的傳熱效率造成極大程度的影響。

4.2 加裝防吹擋板

考慮到懸吊管結(jié)構(gòu)會(huì)反射吹灰蒸汽，并進(jìn)一步和直吹蒸汽流形成氣流回旋，增大吹掃力量。可以在懸吊管兩側(cè)的管排上加裝一個(gè)防吹擋板。采用這種方法時(shí)，值需要在管組的第一個(gè)管子上加裝即可，其他管子不用單獨(dú)加裝，即可以起到防吹作用，又不會(huì)過(guò)多影響到煙氣通道的橫截面。

4.3 合理設(shè)置吹灰參數(shù)

首先，應(yīng)對(duì)同類(lèi)型電站尤其是吹損問(wèn)題較輕的電站進(jìn)行走訪(fǎng)調(diào)研，并結(jié)合自身的運(yùn)行情況進(jìn)行規(guī)律摸索和總結(jié)，進(jìn)而得到最佳的吹灰參數(shù)。比如在不影響吹灰效果的前提下，吹掃力量應(yīng)該越小越好，吹灰頻率應(yīng)越低越好。其次，應(yīng)結(jié)合電站鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況，尤其是尾部煙道受熱面附著的灰分量情況，合理設(shè)置吹灰頻率和決定投用的吹灰器數(shù)量，即由原先的按計(jì)劃執(zhí)行吹灰操作改為匹配吹灰需求執(zhí)行操作。

4.4 更新除灰技術(shù)手段

傳統(tǒng)的蒸汽吹灰除灰范圍有限，具有投資大、能耗高且對(duì)鍋爐管子受熱面會(huì)造成損傷等缺陷。在這種情況下，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)新一代除灰技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工作。比如聲波除灰技術(shù)就具有作用范圍大、除灰無(wú)死角、結(jié)構(gòu)緊湊、投資小等優(yōu)點(diǎn)，而且還能依據(jù)電站鍋爐的運(yùn)行情況對(duì)聲波頻率進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到最佳的除灰效果。