如何合理制訂鍋爐的蒸汽吹灰方案
摘要:本文簡要介紹 目前 電站鍋爐吹灰方案的現狀和存在 問題 ,以及應如何合理制訂吹灰方案,首次提出將 工業 用攝像探頭用于監視爐內積灰結渣情況,以使吹灰更具針對性,達到用較小的吹灰成本得到較高的經濟效益。
關鍵詞:燃煤鍋爐 蒸汽吹灰 吹灰方案
前言
電站鍋爐燃用煤質含灰量、硫量較高,運行中容易引起受熱面沾污積灰、結渣、腐蝕和磨損。積灰、結渣一方面將降低受熱面傳熱效率,使爐膛及各級受熱面吸熱量減少,進而導致爐膛出口及各級受熱面進出口煙氣溫度升高,鍋爐效率下降;另一方面沾污積灰會使省煤器、空氣預熱器堵塞,使輔機電耗增加,此外,積灰、結渣還會使受熱面表面溫度增高,導致受熱面管壁超溫和高溫腐蝕甚至爆管;較大的渣塊墜落還會 影響 鍋爐的安全運行,甚至發生人身及設備重大不安全事故。因此,電站鍋爐多采用吹灰器,在運行過程中,對受熱面進行周期性吹掃,使其保持在合適的清潔狀態,以提高運行的安全經濟性。吹灰器有多種型式,本文重點討論蒸汽吹灰器。
1.吹灰方案現狀及存在問題
據考察了解,目前在大多電廠鍋爐蒸汽吹灰方案的制訂方面,是根據鍋爐制造單位所提供的設計說明書中的要求或根據其它已投運電廠類似設備的運行經驗制訂,這些做法實際上可能都帶有盲目性,人為因素起了相當大的作用。因為,鍋爐制造單位在設計鍋爐時,根據設計煤質的特性,結合以往已有經驗,在設備結構方面已采取了必要的技術措施,以防止受熱面沾污積灰、結渣。根據燃用煤質的不同,設計方面采取的技術措施不同,吹灰只是作為一種輔助手段,是對技術措施的補充。如此做法也是不得已而為之,因為爐內燃燒過程是一種極其復雜的物理化學過程,燃煤特性、鍋爐結構、爐內溫度水平、空氣動力工況等因素,都影響受熱面的沾污積灰與結渣狀況。因此,電廠在制訂吹灰方案時,應根據本廠設備的實際運行情況,否則將可能出現一些負面影響,比如:按鍋爐制造單位所提供的設計說明書中的要求,規定每班吹灰1次,但從運行的實際情況看,必要性欠妥。原因是:有些電廠其鍋爐設備運行時沾污積灰輕微,有些電廠其鍋爐設備運行時,部分受熱面區域沾污積灰輕微,部分受熱面區域沾污積灰嚴重,有些電廠機組參與調峰,每天高低負荷區間交替出現,且在高低負荷區間的運行時間也不斷變化。
眾所周知,低負荷運行時,爐內溫度水平相對較低,爐內受熱面上的部分灰渣將自行脫落。而對大多數鍋爐設備來講,爐膛沾污積灰甚至結渣恰恰是影響排煙溫度的主要因素。在這種情況下,無選擇的按規定每班吹灰1次,顯然將導致能源浪費,受熱面管壁磨損減薄,甚至也是導致某些電廠鍋爐受熱面爆管的原因;有些電廠規定每天吹灰1次,且要求吹灰時,鍋爐負荷一般應在額定負荷的75%左右,這樣運行人員基本將吹灰安排在每天上午,在此時間段吹灰,顯然針對性相對較差,能源浪費較多,原因是:一般來講,每天0時至6時左右,鍋爐大都在半負荷或者更低負荷運行,在此期間爐內溫度水平相對較低,爐內受熱面上的大部分灰渣已自行脫落;有些電廠則是由運行人員根據運行情況確定何時吹灰,吹哪一部分受熱面,雖也有一些人為因素,但其針對性比上述情況相對較好;有些電廠根據設備特點,停用或停用部分吹灰器;有些電廠根據設備特點及吹灰器運行情況,適當降低吹灰蒸汽壓力,這些情況也都有一些人為因素,也應進一步進行經濟性評估。
從蒸汽吹灰所用汽源來講,有些設計也存在問題,主要是汽源壓力過高,需通過減壓閥進行減壓,有的設計中,汽源壓力與蒸汽吹灰器設計使用壓力相差將近10倍,這樣一方面能量損失太大,另一方面,一旦發生內漏,將對受熱面的安全運行有較大影響。
2.制訂吹灰方案應考慮的因素
制訂合理的吹灰方案,應綜合考慮吹灰所用蒸汽的能量損耗、吹灰器所用驅動裝置的能量損耗、吹灰器磨損、吹灰后鍋爐效率的提高即吹灰后鍋爐運行時節省的能量,鍋爐運行的安全性以及因吹灰而造成受熱面管壁磨損、管子使用壽命縮短等情況,即將所有因素都折合成經濟成本,這樣經濟成本最小時的吹灰時間間隔即為最佳吹灰周期。由于目前就吹灰對管壁壽命的影響及吹灰器磨損等因素,還難以給出定量關系,即難以折算成經濟成本。本文將主要從如何使吹灰所用蒸汽的能量損耗相對較少,而使吹灰后由于鍋爐效率的提高,所節省的能量相對較多,即主要從能量增益方面,并兼顧考慮受熱面管使用壽命等因素來討論如何制訂吹灰方案。
對于因沾污積灰速度較快又較嚴重,導致設備管壁溫度超溫或其它不安全 問題 ,比如掉大焦塊等的這部分鍋爐設備,制訂吹灰方案時,考慮的首要因素應是運行的安全性,為了設備安全,即使吹灰周期較短、能耗較大,也必須進行吹灰。因為從機組運行的整體 經濟 性考慮,只有保證安全運行才能獲得最大效益。如果為了節省吹灰所用蒸汽能量,而使受熱面管壁溫度經常超溫導致管子使用壽命縮短或經常爆管、使設備因掉大焦塊導致滅火停運或引發其它不安全事故,比如砸壞受熱面管或人身傷亡事故等,都將導致更大的損失。不考慮其它間接損失,僅鍋爐啟動一次所用燃油費用就相當高。當然對于此類設備應在適當時侯對其進行改造,改造前應進行經濟技術評估論證。
責任編輯:電力交易小郭
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