电力论文
摘要：龙安热电1号、2号锅炉激波吹灰器投运8个月后，发现大部分吹灰器存在回火、能量不足、堵管等问题，造成尾部受热面积灰严重，不但影响了受热面的换热效率，甚至出现塌灰等不安全事件，采取了一定的技术改造，已取得了明显成效，供今后吹灰器改造、选型参考借鉴。
关键词：激波吹灰； 堵管； 借鉴；
1 概况
福建省福能龙安热电有限公司（以下简称为公司）1号、2号锅炉为HX150/13.7-Ⅱ1型锅炉，是华西能源股份有限公司生产的高温超高压、自然循环、固态排渣、单汽包、无中间再热循环流化床（CFB）锅炉，额定蒸发量为150 t/h,额定蒸汽温度540℃，额定压力13.7 MPa.主要结构由炉膛、高温绝热分离器、自平衡"U"形回料器和尾部对流烟道组成。
为了减少受热面的积灰，该公司1号、2号锅炉尾部烟道受热面均布置有北京储能生产的激波吹灰器，每台炉均布置24个激波吹灰点，其中高温过热器前2个、低温过热器前2个、低温过热器后4个、省煤器8个、空预器8个；点火控制系统配置12套，即点火控制系统与发生罐采用"一拖二"形式。气源为瓶装的乙炔，乙炔压力要求0.02 MPa~0.15 MPa,压缩空气压力要求0.3 MPa~0.6 MPa,其作用范围约40 m2~60 m2.
2 存在问题
该公司1、2号锅炉激波吹灰器分别于2017年3月和4月份投运。在正常情况下，每个班激波吹灰器运行1次（每天3次），运行8个月后，经常出现吹灰器工作不正常现象，尾部受热面积灰越来越严重，经过加强吹灰频率和改变乙炔与空气配比后效果还是不佳，甚至还出现受热面塌灰的现象。专业人员到相关兄弟单位进行调研，并组织人员多次到现场排查、检测，发现该公司1号、2号锅炉激波吹灰器存在以下3个问题：
（1）乙炔管路存在回火、积炭等现象，存在火灾安全隐患。
（2）燃烧气体能量不足，部分发生罐出现堵灰。
（3）设置在高温过热器前的激波吹灰器工作不稳定，经常性出现哑炮或多响炮问题。
3 原因分析
3.1 乙炔管路回火、积炭问题分析
（1）由于整套乙炔充气管道均未设置阻火器，当点火器工作后，燃烧的乙炔气体沿管路下行，从不严密法兰处喷出。
（2）目前乙炔充气控制电磁阀为球阀，经常出现卡塞现象，造成进入混合器的乙炔量和压缩空气量的配比难于控制，过量的乙炔无法完全燃烧，导致管道积碳。
3.2 脉冲发生罐积灰、堵灰问题分析
（1）由于燃气分配口至2个发生罐之间的距离设计安装不一致，导致脉冲气体通过2个发生罐的阻力和流量不同，造成同一侧的2个喷射口产生紊流，长期运行后，上扬的飞灰积集在喷射口，最后造成喷射口发生罐堵塞。
（2）现场配置的混合器设备性能差，未能使空气和乙炔充分混合，导致燃烧的气体能量不稳定。
（3）控制系统管段布置位置比脉冲发生罐低，消耗了燃烧气体的部分动能。
（4）燃气引出管水平管段偏长，容易造成凝结水和残余物质遗留在管子中。
3.3 激波吹灰器工作不稳定问题分析
（1）吹灰器在进行充气期间，由于高达800℃的高温烟气反窜或导热作用下，导致部分乙炔提前燃烧。
（2）高温过热器左、右两侧吹灰器的发生罐距离远，阻力差别大，导致阻力较小的发生罐先工作，另一侧阻力较大的发生罐后工作或不工作。
4 改造措施
4.1 乙炔管路回火、积炭解决措施
（1）在每台炉的吹灰器乙炔总管上各增设1个阻火器。
（2）将"一拖二"的2个脉冲发生罐接引管重新改装，使分配口至2个发生罐进口的距离一致，保证流体进入2个反应罐的阻力一致。
（3）将乙炔进气调节球阀更换为针形阀，确保乙炔控制量更加稳定。
（4）进一步优化乙炔母管压力调整，每次吹灰前，保证乙炔站开启2个乙炔罐接入乙炔母管，将乙炔母管压力控制在0.12 MPa~0.15 MPa[1].
（5）进一步优化压缩空气压力，每次吹灰前检查母管的乙炔压力后，通过减压阀调整压缩空气压力，一般控制为乙炔压力的1.5倍~2倍。
（6）优化程控吹灰顺序，将吹灰顺序由"从左到右"改为"从上到下",即吹灰顺序从左高温过热器-左低温过热器-左省煤器-左空气预热器-右高温过热器-右低温过热器-右省煤器-右空气预热器改为，左高温过热器-右高温过热器-左低温过热器-右低温过热器-左省煤器-右省煤器-左空气预热器-右空气预热器。
4.2 发生罐积灰、堵灰问题解决措施
（1）将原有混合器更换为新型混合器，新型混合器分为两级混合装置：一级为精混装置；另一级为二级再混点火加速装置[2].这保证了空气与乙炔精度混合，减小了乙炔的损耗，提高系统稳定性，同时具有均混和防冲击波反向冲击的作用，改造后管路示意图见图1（虚线部分为改造部分）。
图1 激波吹灰器混合器改造管路示意图
（2）将各点火控制系统管段改接至脉冲发生罐上部位置，同时将混合器竖直布置改为水平布置，不但缩短了燃气管道至发生罐的距离，同时提高了燃烧气体的势能。
4.3 激波吹灰器不能正常工作的改造措施
（1）在脉冲发生罐与烟道连接处加装1道隔离风。
（2）在吹灰器引发罐底部与烟道连接弯头垂直处（159 mm）中间位置开1个孔，加装1个（28 mm×200 mm）的管子，管子交错布置有9个6 mm的小孔，管子气源引至附近的压缩空气母管；当乙炔充气时，开启压缩空气，让引发罐底部与烟道连接管充满压缩空气作为隔离风，防止热烟气外窜提前引燃乙炔。
5 效益分析
5.1 投资费用
1台炉吹灰器优化改造费用大约9万元，其中需要材料费用4万元，施工费用5万元。
5.2 投资效益
（1）吹灰器改造前，每次吹灰后排烟温度只下降1℃~2℃；而吹灰器改造后，每次吹灰后排烟温度可下降约3℃~5℃。因此，同样工况每次吹灰结束后，吹灰器改造后排烟温度可降低2.5℃。正常情况下，该公司锅炉炉膛温度为900℃，则锅炉效率大约提高2.5/900=0.28%.吨汽煤耗按122 kg、每台锅炉产汽量按80万t计算，则每年每台锅炉可以节省201 t标煤。若标煤价800元/t计算，则每年每台炉可节约燃料费用16.08万元。
（2）经统计1个月的乙炔用量，发现同样每个班进行吹灰1次、每天吹灰3次的情况下，吹灰器优化改造前1台炉乙炔用量是4.1瓶/d,改造后1台炉乙炔用气量2.8瓶/d（详见表1）。乙炔费用按90元/瓶，锅炉每年运行小时数按6 700 h计算，则每年每台锅炉可节约乙炔费用3.27万元。
综上所述，该公司1号、2号炉激波吹灰器优化改造，投资省、效益可观，每年大约可节约费用约38.7万元，6个月就可回收成本；同时可有效避免受热面塌灰等不安全事件的发生。
6 结论与建议
（1）激波吹灰器控制部分与脉冲引发器按一体设计，优先采用采取"一拖一"形式。
（2）激波吹灰器点火控制管段设置位置比脉冲发生罐高，可增加吹灰效果。
（3）乙炔和空气混合器是激波吹灰器的核心部分，建议采用两级混合。
（4）设置在高温过热器的吹灰器，在其喷管和发生罐出口处布置隔热装置，可有效杜绝可燃气体未达到预期值就爆燃，从而达到稳定、有效的吹灰效果。
参考文献
[1]刘增辉。脉冲激波吹灰技术在高、低温受热面上的应用[J].水利电力机械，2006,28（8）：14-16.
[2] 洪文仪。激波吹灰器的研究与应用[J].机电工程技术，2014,43（8）：136-138.