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气能激波吹灰器解决折焰角积灰的塌灰问题——转发送书《锅炉事故案例分析七十篇》 环保锅炉

发布日期:2021-07-20 20:00:06浏览次数:

项目背景

某市热电厂煤粉炉折焰角积灰问题严重,并出现过两次塌灰灭炉事故。特别是更换煤种后,灰分增加,积灰问题更加严重,停炉检查折焰角部位积灰如图所示:

折焰角积灰

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折焰角积灰的现象及危害

水平烟道折焰角上的烟道底部经常性沉积大量细灰,不仅积灰的速度快,而且折焰角处的积灰厚度可达到1米~1.5米,有时甚至更高,形成一道灰墙,如果不及时清除一道灰墙,当灰墙达到一定的厚度和高度;会使炉膛出口处烟气流通截面积变小,造成烟气流量减少,炉膛压力升高,锅炉尾部受热面吸热量减少。折焰角前部的积灰也因自重或者受到烟气气流的冲击极有可能发生向炉膛内大量的塌落,散落的灰虽不致造成炉膛温度的急剧下降;不仅严重影响的锅炉效率,而且对锅炉的稳定运行始终是一个潜在的威胁因素。还可造成其它两方面的影响:一方面从折焰角落入炉内的大量积灰随着下落逐渐扩散,可能阻挡炉膛的火焰辐射,屏蔽煤火检的正常检测;一方面,严重时,它直接冲击炉膛火焰中心,阻挡风粉的混合,导致燃烧恶化甚至灭火。

2

造成折焰角积灰的原因

2.1

结构方面的因素:折焰角本身的流场结构影响

由于折焰角的存在,炉膛出口折焰角下部的烟气在该处发生急剧转向,形成明显的回流区。计算结果表明:回流区沿高度方向速度分布很不均匀,烟道的中上部位速度高,靠近折焰角水冷壁处的烟气流速很低;随着折焰角倾角的增大,回流区中心位置后移,回流区的高度减小。因此,回流区和贴壁低速区是造成折焰角斜坡积灰的重要原因。

2.2

运行方面的因素

锅炉带负荷与烟气流速直接相关,当锅炉负荷低于额定负荷时,烟气流速也会相应降低,烟气流速低也会加剧烟气中积灰的沉积。

燃煤灰分也会影响烟气中的细灰含量,灰分高时,灰浓度大,积灰情况也会随之加剧。

2.3

缺少给力的吹灰措施

折焰角的积灰一直以来都是吹灰的一个难点。其关键在于设备的选型与吹灰器的安装位置和运行方式都息息相关。下文重点分析吹灰器的选型及设计方案。

3

吹灰器的选型与分析

3.1

蒸汽吹灰器

蒸汽吹灰器也是一种传统的清灰方式,依靠高温蒸汽强大的动能释放,直接对受热面进行喷吹。蒸汽吹灰器大量应用在电力行业的大型机组。

优点:可以直接对受热面进行吹灰,适应性强,对结焦结渣灰,粘性灰的效果也很好。

缺点:1)设备易卡涩,故障率高,对维护要求较高,所以只有专业维护才能对设备良好运行的保障,这也是蒸汽吹灰器在电力行业小机组以及其他行业应用较少的原因。2)对吹灰部位管道有吹损,必须要采取。

3.2

声波吹灰器

声波吹灰器是近年发展起来的吹灰器,在水泥厂余热锅炉也有着广泛的应用。声波吹灰的原理是依靠声波的振动带动烟气中积灰的振动,然后积灰随烟气带走。

优点:1)声波相对没有方向性,属于无死角清灰,每个位置和角度都能收到声波振动的效果。2)只需要压缩空气即可产生声波,设备运行安全性好。3)耗电量可以忽略不计,运行成本低。

缺点:声波吹灰器振动清灰受灰特性的影响较大,比如粘性灰,声波振动起来的难度就大一些。对于结焦性粘灰,效果比较弱。只适合浮灰。

针对本项目来说,声波吹灰器只能对积灰产生震动,能量较小,对于堆积在斜坡上的积灰基本上无法产生二次扬尘的作用,导致堆灰无法被烟气带走。(参见 岑可法、樊建人,池作和,等 锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损原理和计算(第一版)【M】. 北京:科学出版社,1998.)

3.3

燃气激波吹灰器

燃气激波吹灰器是燃气(一般用乙炔)和空气按一并比例配比好,通过点火器点火,在激波发生罐中发生微爆炸,从而产生冲击波,作用在受热面积灰上,将积灰清理干净。

优点:1)吹灰力度大,喷口对应位置吹灰效果非常好。

缺点:1)因为喷口固定,方向性强,存在吹灰盲区。2)运行成本高,乙炔作为微爆的燃料,消耗量较大。3)有安全隐患,存在哑炮,回火等现象。4)如果安装角度或位置不当,有出现过损坏炉墙的现象。直吹部位有吹损。

针对本项目来说,燃气激波吹灰器的局限性是,吹灰方向性强,存在吹灰死角,吹灰效果不彻底。同时还存在故障率高,存在哑炮、回火、积碳等问题,运行成本也比较高。

3.4

气能激波旋转吹灰器

气能激波旋转吹灰器为河北诚毅专利技术产品。历经七年,经过五次升级,共获得五项实用新型专利(含审核通过,待办证),一项发明专利(审核中)。并获得衡水市科技进步奖,河北省科技型企业荣誉。

优点:1)气能激波强度大,吹灰效果好。2)喷头可旋转,可以无死角吹灰。3)运行只需要压缩空气即可,而且消耗量非常小,运行成本几乎可以忽略不计。4)设备只需要压缩空气,实现了本质安全。5)吹灰位置不固定,对管道没有吹损。6)吹灰强度可根据现场情况调整,灵活性强。7)设备故障率低,系统免维护运行。

缺点:几乎没有缺点。只对气源压力有要求,建议0.6-0.7Mpa,一般工厂的压缩站空气可满足要求。单点每次激波释放仅需要0.6-0.7MPa的压缩空气0.12立方,成本仅为0.075元(按电费1元/kwh 计)。根据积灰情况,每个班可以循环吹灰1-2次即可。

4

项目实施

在当前折焰角位置的斜坡上部,各安装一台气能激波旋转吹灰器,每台炉共计两台气能激波旋转吹灰器及一台自动电气控制柜。安装位置见附图示意位置。

折焰角吹灰器布点图

施工现场照片如下:

气能激波吹灰器控制箱

气能激波吹灰器安装现场

气能激波吹灰器安装现场

气能激波吹灰器安装现场

气能激波吹灰器安装套筒

5

气能激波吹灰器改造的效果及结论

通过对该部位的吹灰器改造,定期吹灰,一般一个班(8小时)吹一次即可。这样折焰角部位积灰不能大量留存,不会出现“灰坝”现象。也就杜绝了塌灰灭炉的情况。

根据项目改造结果,该设备完全能够解决折焰角积灰问题,且该设备投资额低,设备维护量小,运行成本低,控制灵活。是为最简洁的解决方案。

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