防止鍋爐受熱面爆管的有效辦法和裝置

防備鍋爐受熱面爆管的有效方法和裝置截止當(dāng)前，火力發(fā)電仍舊是生產(chǎn)電能的主要方式。大型火力發(fā)電廠的鍋爐是煤炭的化學(xué)能變換為高溫高壓蒸汽熱能的能量變換設(shè)施。為了實(shí)現(xiàn)能量變換效率，煤粉要在很短的時(shí)間里達(dá)成焚燒過程，煤炭被特意的設(shè)施磨制成極細(xì)的煤粉，焚燒產(chǎn)生的高溫焚燒產(chǎn)物的熱量經(jīng)過一系列的熱互換設(shè)施的受熱面?zhèn)鬟_(dá)給在管道里的水或許水蒸汽。在煙氣里灰粒的直徑大多在10～30μm，這樣細(xì)小的塵埃顆粒因?yàn)閴m埃與管壁之間的分子吸引力、機(jī)械搜羅作使勁、熱泳作使勁及靜電吸引力等使其黏附在受熱面管壁上，1mm的積灰關(guān)于傳熱的阻力大概是鋼鐵資料的50倍，大大降低了傳熱效率。為了潔凈受熱面，傳統(tǒng)使用的蒸汽吹灰裝置，因?yàn)檎羝寤倚枰軌蛴糜谧龉Φ倪^熱蒸汽，在吹灰的同時(shí)正氣夾帶著塵埃顆粒對受熱面管道產(chǎn)生激烈的磨損，以致鍋爐爆管停爐事故。在電廠事故分類中，鍋爐設(shè)施事故占70，而在鍋爐事故中，因磨損而發(fā)生爆管的事故占70，此外，吹灰所使用的過熱蒸汽，在鍋爐尾部受熱面中因?yàn)闊煔鉁囟戎饾u降低而使煙氣濕度增添，以致尾部受熱面發(fā)生低溫腐化。因?yàn)檎羝祷掖嬖诘娜秉c(diǎn)，人們開始追求一種新的清灰裝置。聲波吹灰與NP聲波吹灰器。NP聲波吹灰器利用壓縮空氣在調(diào)制成必定頻次、振幅、聲壓級(jí)的聲波，聲波在流傳過程中擁有繞射、衍射的作用，不只能夠消除管道正面的積灰，對管道反面的、側(cè)面的積灰也能有效地消除，清灰不存死角；因?yàn)槭褂脡嚎s空氣，不影響煙氣濕度，能夠有效地防備管道的酸腐化；不考慮對受熱面吹損，能夠依據(jù)清灰需要設(shè)置啟動(dòng)時(shí)間和間隔時(shí)間，隨時(shí)保持受熱面的潔凈；與同時(shí)存在的旋笛式、膜片式聲波吹灰器對比，更因?yàn)闆]有機(jī)械傳動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)，沒有油潤滑系統(tǒng)，不存在機(jī)械故障、潤滑故障和漏油等，無需常常保護(hù)養(yǎng)護(hù)，提升了裝置的靠譜性；爐內(nèi)安裝，聲音泄露小，對操作環(huán)境無噪聲污染。積灰與清灰1.1鍋爐受熱面積灰及影響因?yàn)槿疾轮泻胁恍腥汲煞?，統(tǒng)稱為灰分，在鍋爐焚燒過程中，灰分被析出，一部分堆積在受熱面上，另一部分隨煙氣帶出鍋爐。堆積在鍋爐受熱面上的灰，有兩種形態(tài)，即積灰和結(jié)渣。所謂積灰，指的是溫度低于灰熔點(diǎn)時(shí)灰堆積物在受熱面上的積聚，一般多發(fā)生在鍋爐爐膛出口至空氣預(yù)熱器段的對流受熱面上。所謂結(jié)渣，指的是融化了的灰粘附在受熱面上，一般多發(fā)生在爐膛、屏式過熱器、爐膛出口等高溫受熱面。積灰、結(jié)渣受物理要素和化學(xué)要素的交替互相作用，生成過程十分復(fù)雜，按積灰、結(jié)渣的特征來分類的方法眾多?，F(xiàn)僅按積灰強(qiáng)度來區(qū)分，可分為松懈性的積灰和粘結(jié)性的積灰，積灰結(jié)渣部位多半發(fā)生在鍋爐出口水平煙道及尾部豎井煙道的受熱面管壁上。1).松懈性積灰對單根受熱面管而言，松懈性積灰發(fā)生在兩個(gè)部位，一是迎向煙氣流的正面上，在煙氣速度很小、飛灰顆粒很細(xì)時(shí)飛灰才會(huì)形成松懈的堆積層，并且為顆粒較大的灰所損壞而減薄。當(dāng)煤粉細(xì)度和鍋爐負(fù)荷不變，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)固的條件下，這一薄層將在必定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到動(dòng)態(tài)均衡；另一個(gè)積灰部位是在受熱面管的反面，也是積灰最為嚴(yán)重的地方。因?yàn)槭軣崦婀艿姆疵嫣幱跓煔鉁u流區(qū)，形成松懈的楔形積灰，并與受熱面管一同組成流線型，所以，不會(huì)增添煙氣的流動(dòng)阻力。2).粘結(jié)性積灰它主假如在受熱面管子的正面形成，并迎著煙氣流成梳形狀生長，它不像松懈性積灰那樣到了必定的積灰程度就停止了生長，而是隨時(shí)間的增添而增添。積灰嚴(yán)重時(shí)在受熱面管間搭橋，擁塞煙氣通道，增添煙氣流動(dòng)阻力，鍋爐不得不被迫減負(fù)荷或停爐清灰。鍋爐受熱面積灰是不行避省得廣泛現(xiàn)象。受熱面積灰后使傳熱熱阻增添，管內(nèi)工質(zhì)的吸熱量減少，排煙溫度高升。據(jù)計(jì)算，鍋爐排煙溫度每高升10℃，鍋爐熱效率約降低0.5個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于一臺(tái)300MW機(jī)組鍋爐損失標(biāo)準(zhǔn)煤若干噸（要計(jì)算一下）。同時(shí)，因受熱面積灰使管壁金屬超溫，對鍋爐安全運(yùn)轉(zhuǎn)造成威迫，所以，鍋爐吹灰勢在必行。1.2傳統(tǒng)清灰方式及存在的問題國內(nèi)外蒸汽鍋爐受熱面吹灰寬泛采納蒸汽吹灰的原由之一是因?yàn)榈蛪赫羝墨@取比較簡單，其二是，蒸汽吹灰能起到“立竿見影”的成效，特別是粘結(jié)強(qiáng)度高的灰渣、熔融灰渣都能有效地被消除。它是利用蒸汽射流的動(dòng)能，直接作用于灰渣的表面，沖擊動(dòng)壓可達(dá)到2000Pa，灰渣可快速地被吹離受熱面，排煙溫度即吹即降，有特別“顯然”的吹灰成效，所以，旋轉(zhuǎn)式長短干蒸汽吹灰器在吹灰領(lǐng)域仍舊占著統(tǒng)治地位?？墒?，蒸汽吹灰也有它不利的一面。1).蒸汽耗量大蒸汽吹灰介質(zhì)壓力一般1.5MPa、＞150℃，耗汽量30～100kg/min。比如，省煤器一般安裝4臺(tái)吹灰器，每臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)6分鐘，每臺(tái)耗汽量73kg/min，總耗汽量為1752kg。一臺(tái)300MW機(jī)組鍋爐安裝100多臺(tái)蒸汽吹灰器，按吹灰程序次序履行吹灰，全面吹灰一次約需3小時(shí)，總耗汽量約60～100t，要增添鍋爐昂貴的補(bǔ)給水量約1，使水辦理設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)花費(fèi)提升；2).增添排煙中水蒸氣含量，使尾部受熱面簡單積灰和腐化，特別是處于末級(jí)的空氣預(yù)熱器受熱面更簡單積灰擁塞，有時(shí)不得不斷爐清灰；3）.旋轉(zhuǎn)伸縮式吹灰器的構(gòu)造復(fù)雜，工作條件差，易磨易損件多，所以維修花費(fèi)高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，以10年為一周期，蒸汽吹灰維修花費(fèi)比壓縮空氣吹灰高約70；4）.蒸汽射流速度高，不斷卷吸四周含塵高溫?zé)煔猓苯記_洗到金屬受熱面上，以致受熱面磨損很嚴(yán)重而爆管，5）.特別是過熱器部位的長伸縮式吹灰器簡單卡澀，退不出來，吹損受熱面管道。6).吹灰時(shí)成效很顯然，一旦停止吹灰，受熱面上又很快積灰，這與蒸汽吹灰留有死角和不完全相關(guān)。因沿被吹掃管子長度和周界的不平均吹掃，殘留的部分積灰是進(jìn)一步積灰的基礎(chǔ)，同時(shí)蒸汽也使灰粒簡單粘到管子上，吹灰后一般3小時(shí)左右又恢復(fù)到吹灰前的積灰狀態(tài)，排煙溫度也漸漸恢復(fù)到吹灰前的水平，所以擁有“短期效應(yīng)”的特色。有的鍋爐焚燒易積灰結(jié)渣煤時(shí)，每日吹灰兩三次也難以保證過熱蒸汽不超溫、管壁金屬溫度低于報(bào)警值，所以，給鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)帶來好多困難；7).一般蒸汽吹灰的有效吹掃半徑約為1.5～2.0米，吹掃面積有限，留有吹掃不到的死角。為了知足連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，一臺(tái)300MW機(jī)組的鍋爐需要部署100多臺(tái)長短桿蒸汽吹灰器，投資較大。與蒸汽吹灰對比，吹灰介質(zhì)為壓縮空氣，吹灰器的構(gòu)造差不多，但長處許多。不用耗鍋爐補(bǔ)給水，壓縮空氣也簡單獲?。灰蚩諝庵兴謽O少，不會(huì)造成空氣預(yù)熱器冷端堵灰；壓縮空氣系統(tǒng)為低溫低壓，維修方便；但初投資較大，必要裝備專用空氣壓縮機(jī)。比如，一臺(tái)862t/h的蒸汽鍋爐，安裝了長短桿旋轉(zhuǎn)伸縮式壓縮空氣吹灰器，若每24小時(shí)吹灰3次，共9小時(shí)18分鐘，耗壓縮空氣40900m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前用壓縮空氣作為吹灰介質(zhì)的鍋爐約占40。對大容量鍋爐吹灰的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表示，采納壓縮空氣吹灰比蒸汽吹灰更加有益。在美國500MW機(jī)組以上鍋爐采納壓縮空氣吹灰約占60，我國小容量鍋爐采納壓縮空氣吹灰的比率較大，或許在鍋爐尾部受熱面省煤器、空氣預(yù)熱器的局部地區(qū)才采納壓縮空氣吹灰。鍋爐排污水或高壓水擁有較高的沖擊力，對強(qiáng)粘結(jié)的硬灰特別有效，但對鍋爐焚燒影響大，煙氣含水蒸汽量增添，管壁受熱沖擊，簡單龜裂爆管。用于小容量鍋爐尾部受熱面吹灰。小鋼珠從尾部煙道頂部播撒下來，鋼珠與受熱面管互相碰撞，將積灰從受熱面上打擊下來，并隨煙氣帶走。需要安裝一套鋼珠收集裝置，并且鋼珠的消耗量很大，此刻已極少使用。用機(jī)械振動(dòng)(打擊)的方法使受熱面管振動(dòng)，積灰離開管壁后被煙氣流帶走。一般在電除塵器上使用，也可用鍋爐尾部受熱面，但機(jī)械部分簡單磨損無效。1.3脈沖波清灰利用可燃?xì)怏w，如甲烷、氫氣、乙炔等高反響性能的燃料在特制容器中點(diǎn)火爆燃，產(chǎn)生的超音速脈沖波從出口高速噴出，消除受熱面上的積灰。我國在10年前發(fā)現(xiàn)隨外國入口鍋爐帶有燃?xì)饷}沖波清灰裝置，經(jīng)消化汲取，此刻已有十多家企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營這類清灰裝置，有必定的清灰成效。但要特別當(dāng)心可燃?xì)怏w在運(yùn)輸、儲(chǔ)藏中的安全及在使用中失控爆炸；要控制脈沖波的強(qiáng)度，不然設(shè)施受損、連結(jié)零件松動(dòng)、保溫資料零落，噪音大，有的在1000米之外還可以聽到爆炸聲。1.4聲波清灰綜上所述，因?yàn)閭鹘y(tǒng)清灰器存在不一樣程度的問題，怎樣找到更好的吹灰器，節(jié)儉有限的能源，向來是這一領(lǐng)域內(nèi)廣大工程技術(shù)人員為之奮斗的目標(biāo)。利用壓縮空氣位能在特別設(shè)施中調(diào)制成聲能，作用于受熱面上的積灰，達(dá)到了清灰的目的，正是這一奮斗目標(biāo)的表現(xiàn)。聲波清灰在我國近十年來獲取快速的發(fā)展，達(dá)波電力設(shè)施有限企業(yè)集眾家之長，在聲波清灰