摘 要：筆者結合鍋爐折焰角積灰的狀態(tài)和燃煤電站工作方式分析了積灰出現(xiàn)的原因，發(fā)現(xiàn)折焰角結構缺陷的存在是積灰產(chǎn)生最直接的原因，而鍋爐煙氣的不均勻流動、吹灰裝置低效率工作以及煙道的堵塞使得該部位的灰塵持續(xù)堆積，針對于此本文就解決鍋爐折焰角積灰的對策進行了研究。

關鍵詞：電站鍋爐;折焰角積灰;原因分析;對策研究

火電站鍋爐所使用的燃煤煙氣含量一般在 25% 左右，質(zhì)量較差的燃煤的煙氣含量更高，在長期的使用過程中鍋爐內(nèi)部勢必會積存大量的煙灰，折焰角積灰在燃煤電站中十分常見，如果不能加以解決將直接影響電站生產(chǎn)的經(jīng)濟性和安全性，威脅作業(yè)人員的生命安全，因而必須針對積灰找出恰當?shù)慕鉀Q對策。

1 鍋爐折焰角積灰原因分析。

本文的研究對象是某燃煤電站9號鍋爐折焰角斜坡的積灰，該鍋爐選用的燃煤質(zhì)量中上等，高低溫過熱器底部的煤灰厚度均超過一米，且由于長時間未對其進行處理導致折焰角積灰的嚴重性日趨增加。該鍋爐布置在半露天的環(huán)境之下，鍋筒數(shù)量只有一個在自然循環(huán)下下降和上升，排渣爐為固態(tài)。空氣預熱器、省煤器以及煙道交錯分布在爐膛的尾部，煤粉燃燒器采用當前通用的雙通道形式，正四角中間存儲倉的煤粉通過熱風進行傳送。

1.1 實驗分析。

筆者對該 9 號鍋爐的運行狀況數(shù)據(jù)進行了分析，研究結果表明該鍋爐長時間在低負荷狀態(tài)工作，實際負荷量與滿負荷狀態(tài)標準負荷量相差近 20%.此外該鍋爐內(nèi)部煙氣流速不均勻且流速較低，其中下煙道流速在6.5-7.5m/s,上煙道煙氣流速8-9m/s, 上下煙道流速相差在 1.5m/s 左右，與正常 12m/s 的煙氣流速相差甚遠，煤灰很難被這種低流速的煙氣帶走，此外不均勻的煙氣流速使得折焰角這種邊角落難以被煙氣吹到，進而會造成折焰角的積灰較多。結合燃煤電站鍋爐運行原理和煤灰堆積特點進行分析，鍋爐在滿負荷狀態(tài)下運行煤灰往往不宜結渣，而長期的低負荷運行也會使得折焰角處的煤灰日益固化，處理的難度大大提升。

1.2 理論分析。

通過鍋爐折焰角煙氣流動壓力分布和回流區(qū)域的模擬發(fā)現(xiàn)燃煤電站的折焰角區(qū)域上部的壓力要明顯小于其他位置，該區(qū)域形成回流，煙氣流流經(jīng)此處時由于較低的壓力導致流速降低且出現(xiàn)回流現(xiàn)象，氣流所攜帶的飛灰就會有很多沉降在此處，這是折焰角積灰的來源。為了使積灰自然排出需要將折焰角的斜度坡度設計的偏大一些，但是該鍋爐的折焰角坡度卻無法達到這一要求。吹灰器作為避免煙灰堆積的主要裝置，應當有足夠的能量讓折焰角的飛灰重新返回煙氣流場中，以便于被煙氣帶走，但是該電站原來使用的聲波吹灰能量器對積灰產(chǎn)生的動能較小，折焰角堆積的煤灰無法被聲波帶回氣流中。此外高低溫過熱器之間較短的距離使得飛灰流動性大大減弱，為煙塵在折焰角的堆積創(chuàng)造了條件。

2 折焰角積灰處理對策研究

折焰角積灰現(xiàn)象十分常見，當前燃煤電站使用的吹灰裝置無法根本改善鍋爐折焰角積灰的現(xiàn)狀，因而必須要對吹灰系統(tǒng)進行創(chuàng)新促進積灰處理成效和燃煤電站運行效率的提升。

2.1 吹灰系統(tǒng)發(fā)展和選擇。

吹灰系統(tǒng)可以對燃煤電站鍋爐折焰角的積灰進行二次揚塵，受熱面的積灰以及結塊的煤渣在吹灰器的作用下偏離原本的位置流動到爐膛底部后最終排出。吹灰器是鍋爐吹灰系統(tǒng)的核心，以蒸汽為動力的吹灰器出現(xiàn)時間最早，吹灰槍是蒸汽吹灰器的動力裝置，這種早期吹灰器具有結構可伸縮的特點。在科技發(fā)展的推動下人們研究出了動力更強的聲波吹灰器，它可以利用聲波發(fā)生器將鍋爐內(nèi)的高溫水蒸氣或者壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為聲波并將其作用于需要除灰的位置，從而引起積灰與氣體分子之間的撞擊，煤灰粒子無法與煤爐受熱表面的化學分子結合后黏在表面，空氣中流動的煙塵很容易被氣流所帶走。燃氣脈沖激波吹灰是目前為止最先進也是最有效的折焰角除灰技術。

2.2 燃氣脈沖激波吹灰優(yōu)勢。

將常規(guī)空氣氣體與可燃性氣體在專業(yè)的氣體混合罐進行充分融合之后將其引入脈沖罐內(nèi)后點火，脈沖罐中的氣體體積不斷膨脹后形成一個高溫高壓的環(huán)境，脈沖罐打開后噴嘴會產(chǎn)生熱、聲以及動力混合的沖擊波能量，折焰角在這種高強度的沖擊波之下被沖散后被氣流帶出鍋爐。燃氣脈沖激波吹灰技術有效解決了聲波吹灰力量不足的問題，與傳統(tǒng)的吹灰技術相比其設備成本較低操作簡單且技術難度較低，除灰效率和成效都可以得到有效的保證，除此之外投資成本以及風險性都優(yōu)于聲波除灰和蒸汽除灰技術，在未來的燃煤電站發(fā)展中擁有十分廣泛的應用空間。安裝燃氣脈沖激波吹灰裝置是解決煤爐折焰角積灰的有效措施。

2.3 吹灰器的安裝及成效驗證。

脈沖發(fā)生器是否合理將直接對燃氣脈沖激波技術的實施成效產(chǎn)生影響，在安裝之前需要對鍋爐爐體的各項參數(shù)進行確認，從而確保爐體與脈沖發(fā)生器的匹配性，以便于充分利用沖擊波的能量對受熱面的積灰進行處理。根據(jù)所研究鍋爐的規(guī)模總共可以設置 12 臺吹灰器和吹灰噴口，其中鍋爐的過熱段總共可設置 4 臺標準短噴口的脈沖吹灰器，分別安裝在鍋爐的前端和后段，折焰角的積灰在這幾臺吹灰器的共同作用下可以得到良好的解決。預熱段和省煤段應選用長噴口的平衡對吹型吹灰器，其中省煤段需要 6 臺吹灰器，空氣預熱段對吹灰的要求較低安裝 2 臺即可。

該燃煤電站自吹灰裝置進行改進后，吹灰效率得到了大幅提高，其中折焰角積灰厚度由之前 1m 左右下降到 10cm 左右，電站安全事故得到了有效的控制。在投入使用期間內(nèi)燃氣脈沖激波吹灰系統(tǒng)尚未發(fā)生嚴重的設備故障，投資成本以及后期的維護成本都與預期值相符。

3 結語

綜上所述，煙氣流速的均勻、鍋爐低負荷運行、折焰角結構設計的不合理以及吹灰裝置偏低的動能都會導致鍋爐折焰角煤灰的大量堆積。目前燃氣脈沖激波吹灰技術已經(jīng)在實踐中證明了其突出的優(yōu)勢，燃煤電站要加快吹灰系統(tǒng)的更新進程，通過提高二次揚塵的有效性，確保燃煤電站的穩(wěn)定運行，促進電站的健康持續(xù)發(fā)展。

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