蒸汽吹灰

2024-06-17

蒸汽吹灰（共3篇）

蒸汽吹灰篇1

引言

锅炉在运行过程中各受热面会不可避免出现积灰结渣等现象,因此锅炉通常配置有不同形式的吹灰器,其作用是清除受热面上的积灰和结焦,维持受热面的清洁。目前,大部分锅炉机组多采用蒸汽吹灰系统,蒸汽吹灰是利用一定压力和干度的蒸汽,从吹灰器的喷嘴高速喷出,对受热面进行吹扫,达到清洁受热面的目的,它是以蒸汽的消耗及蒸汽携带能量的损失为代价,而大多数厂家设计时往往忽视了这一点,过分注重蒸汽吹灰系统的安全性,所以在汽源选择上过于保守,虽保证了安全性却降低了机组经济性。因此在保证锅炉及吹灰系统安全、稳定运行的前提下,合理选择蒸汽吹灰的汽源,对降低机组吹灰过程损耗,提高机组经济性具有十分重要的意义。

1 系统简介

某电厂一期工程为2×600MW机组,锅炉采用英国三井巴布科克公司生产的超临界、单炉膛、一次中间再热、旋流燃烧器前后墙对冲燃烧、平衡通风、固态排渣、露天布置直流炉。蒸汽吹灰系统包括吹灰器、一套减压站、吹灰管道及其固定和导向装置等,吹灰器配置数量及相关参数如表1所示。

蒸汽吹灰系统减温减压站减温水来自于锅炉再热器减温水总管,吹灰系统汽源原设计取自一级过热器出口蒸汽,根据分析优化为低温再热器出口蒸汽。两种汽源在机组各负荷下蒸汽参数如表2所示。

2 汽源现状分析

该电厂锅炉本体蒸汽吹灰系统汽源蒸汽是取自一级过热器出口蒸汽。一级过热器出口的高温高压蒸汽,因为其汽源参数较高,需减温减压后才能供蒸汽吹灰器使用,故存在以下弊端:

1)高温高压的过热蒸汽没有做功就直接减温减压后用于蒸汽吹灰,影响整个机组的经济性。

2)一级过热器出口蒸汽参数较高,对管道和减温减压装置的要求也相应较高,都需要高压管道和阀门,致使设备的初投资相应增加。

3)由于一级过热器出口蒸汽参数较高,而蒸汽吹灰器需要的工作参数较低,不但造成高品质蒸汽浪费,而且减压装置前后压差过大,对阀门冲刷严重,长时间运行易造成阀门内漏。

4)由于一级过热器出口蒸汽参数较高,一旦减温减压站故障,将对受热面的安全性存在威胁。

与一级过热器出口蒸汽相比,利用汽轮机高压缸做完功的再热蒸汽作为蒸汽吹灰汽源,机组的经济性有显著提高,同时由于再热蒸汽参数降低,阀门磨损的问题可大大缓解,而且阀门的选择也不要求等级很高。

再热蒸汽作为吹灰汽源,低温再热器入口蒸汽和出口蒸汽在电厂中都有被采用过,这两种汽源在压力上并无太大差别,但是温度相差比较多,选择低温再热器入口蒸汽主要考虑其具有较高的过热度,而选择出口蒸汽主要考虑其与蒸汽工作温度相近,可以减少吹灰时的减温水甚至取消减温装置。

针对以上的分析以及该厂实际蒸汽吹灰情况,选择低温再热器出口蒸汽作为蒸汽吹灰汽源。

3 汽源优化考虑的因素

进行蒸汽吹灰系统汽源优化的前提是保证蒸汽吹灰器能都安全、稳定地运行,满足锅炉运行中蒸汽吹灰的需要,因此在优化之前必须对影响安全及相关因素进行充分考虑。

1)蒸汽压力。

不同压力的蒸汽吹扫效果差别十分明显,蒸汽压力过高,虽然保证了吹扫结果,吹灰器枪管能够充分得到冷却,保证吹灰器的安全,但是这样不仅多消耗蒸汽,而且增大了对受热面管道的冲损,缩短了受热面使用寿命,甚至可能因此造成爆管事故;反之如果吹灰蒸汽压力过低,则不能有效清除受热面上沉积的灰污,达不到吹灰清污的目的,而且对吹灰器尤其是长吹灰器枪管的冷却效果将大打折扣,造成枪管刚性降低,容易造成枪管前部下垂、枪管弯曲、摆动甚至吹扫受热面。所以从保证蒸汽吹灰工作压力的角度,将汽源优化在低温过热器出口是完全可行的。

2)蒸汽过热度。

为了保证吹灰工作正常,吹灰蒸汽需要有一定的过热度,最好在80℃以上,如果吹灰蒸汽过热度不高,不仅可能使蒸汽在吹灰器中凝结,而且蒸汽进入炉膛后,使局部烟气急剧冷却,低温蒸汽在炉内受热汽化,体积膨胀,使燃烧动力场发生变化,燃烧收到影响,炉膛负压摆动,当遇到煤质较差时,容易造成炉膛灭火。另外如果过热度降低,会增加烟气中含湿量,使烟气露点温度升高,增加结露的可能性,从而增大省煤器和空预器堵灰和腐蚀现象。

机组在400MW负荷和600MW负荷区域内,低温再热器出口压力远远低于一级过热器出口压力,从过热度的角度考虑,采用低温再热器的蒸汽作为蒸汽吹灰汽源比采用一级过热器出口蒸汽具有更高的过热度,因此蒸汽的过热度完全能满足要求。

4 汽源优化后预期效益

1)粗略计算节电量。

查找焓值表可以得出:蒸汽参数在20MPa、425℃时的蒸汽焓值为3100kJ/kg左右;蒸汽参数在3.5MPa、300℃时的蒸汽焓值为2900kJ/kg左右。

假设每分钟长吹灰器的蒸汽耗量平均约为438kg/min,炉膛吹灰器的蒸汽耗量为40kg/min,空预器吹灰器的蒸汽耗量为1500kg/min。

电厂每天进行长杆吹灰1次,每班进行空预器吹灰1次(每天3班),由此可知:

每天吹灰耗汽量=长吹灰器蒸汽耗量×长吹灰器个数+炉膛吹灰器的蒸汽耗量×炉膛吹灰器的个数+空预器吹灰器的蒸汽耗量×空预器吹灰器个数×吹灰次数。

用低温再热汽源比用过热汽源节省能量34252×200=6850400kJ=1903kWh;

全年节省电量:1903×365=694595kWh。

2)对吹灰汽源进行改造后,调节阀设备维护费用大大减少。

原来调节阀前后蒸汽压差幅度达20～22MPa,对调节阀造成严重汽蚀、冲刷,使用低温再热汽源时,压力不到一级过热汽源的20%。由于吹灰过程中需要不断的投停吹灰器,调节阀动作频繁,锅炉吹灰时调节阀的动作幅度达2～3次/min,对调节阀造成损耗,平均1a左右就要更换一次,改造后每年可节约修理费用3万元左右。

5 结语

通过上述分析可以看出,在保证系统吹灰系统满足的前提下,锅炉吹灰汽源由一级过热蒸汽汽源改造为低温再热蒸汽汽源后,节约了高品质的蒸汽,减少了蒸汽损失,提高机组运行的经济性,进而提高了电厂的节电效益。除此之外,汽源优化改造后还减少阀门泄漏可能性,进而大大降低了设备维护检修的成本,为同类机组的改造提供了借鉴,为电厂的节能减排奠定了一定的理论基础。

摘要：目前,大型锅炉吹灰大多采用蒸汽吹灰方式,吹灰汽源大部分采用高品质蒸汽,蒸汽压力较高,运行中出现了一些影响机组运行安全性和经济性的问题,并且降低了机组的效率,因此,应寻求一些改进措施以减少高品质蒸汽的损耗,提高机组蒸汽利用率。针对目前某发电厂蒸汽吹灰系统存在的高品质蒸汽浪费的问题,提出以再热蒸汽汽源作为蒸汽吹灰汽源的方法,并进行分析,结果表明:采用再热蒸汽吹灰汽源的经济性非常明显。

关键词：吹灰系统,汽源改造,再热蒸汽,效益

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蒸汽吹灰篇2

一、工作原理

伸缩式吹灰器的工作原理是从伸缩旋转的吹灰枪管喷嘴中喷出蒸汽, 连续不断的冲击、清洗受热面。吹灰枪由电动装置旋转式送入锅炉内, 喷嘴到位后, 吹灰蒸汽阀门开启, 喷嘴顺时针旋转吹灰;吹灰完成后, 吹灰枪退出炉膛, 蒸汽阀门关闭, 吹灰枪继续动作。如图1、2所示。

二、存在问题分析

1. 吹损受热面

锅炉受热面吹损事故是吹灰器造成锅炉爆管、停炉事故的主因。造成受热面吹损的原因如下。

(1) 吹灰器运行轨迹未按360°旋转角度对受热面吹扫, 只按小角度吹灰, 吹扫受热面的某一固定位置。

(2) 吹灰器吹扫时出现卡涩, 使吹灰蒸汽长期吹扫固定点而泄漏。

(3) 吹灰器枪头蒸汽喷口距离水冷壁的距离过小, 长久运行出现枪头附近管束爆管。

(4) 吹灰器壁箱直接焊在水冷壁鳍片上, 在工作中, 焊缝受力产生疲劳, 使吹灰器整体下垂倾斜, 造成吹灰器喷管角度与水冷壁管不垂直, 蒸汽直接冲刷水冷壁管, 引起水冷壁管吹损。

(5) 运行人员巡检、监测不到位, 没有及时发现管束泄漏, 致使连环爆管事故发生。

2. 泄漏

吹灰器泄漏主要发生在套管、空气阀、进汽法兰、垫子、启闭机构、填料、安全阀、进汽阀盖等部位。泄漏后不但会产生巨大噪声, 而且积灰不能及时清除导致炉膛长期高温, 形成熔融渣、焦块, 影响锅炉安全、高效运行;大量泄漏的蒸汽和冷凝水严重锈蚀吹灰器螺纹管、提升阀等部件。若发生内漏, 吹灰器停运后仍向炉内喷射蒸汽, 使受热面某一部位长期受冲刷减薄而爆破, 同时浪费大量蒸汽。

3. 结渣堵灰

吹灰器作用不到位, 使管束附着灰渣不能及时清除而堆积成“灰墙”, 最终将管束间隙封堵、烟道负压增高、风机电流增大、带不动负荷, 严重影响锅炉安全、高效运行。

4. 卡涩、过载、过流

吹灰器各转动部件长期运行后频繁出现卡涩、过载、过流等问题。这类问题占吹灰器总故障20%以上。如不及时处理, 枪管可能在炉膛内烧坏、砸坏水冷壁而爆管或者落在渣池中卡住捞渣机、吹爆炉管, 其原因如下。

(1) 吹灰枪管自重、热胀冷缩频繁运行、机件强度不足等问题导致的变形, 使其不能正常转动。

(2) 螺纹槽内杂物多使运动受阻, 导致电机过载。

(3) 内管填料过紧造成电机过载。

(4) 吹灰蒸汽压力、温度等参数设计不合理。

(5) 高温环境使传动机械润滑油蒸发, 环境中的煤粉、灰尘造成机件卡涩。

(6) 导轨磨损产生凹槽, 磨擦阻力增加, 喷管进退卡住, 电动机过载导致保护动作。

5. 无法退出

吹灰器枪头进入炉膛后枪头不能正常退出是吹灰器常见故障。若不及时处理极易出现烧坏枪头、砸坏水冷壁、卡住冷渣机等事故。其原因如下。

(1) 吹灰器卡涩。

(2) 行程开关及控制回路故障。

(3) 吹灰枪头连接不当。

(4) 传动失效。

(5) 吹灰器枪管选材不当, 刚度强度达不到要求, 进而出现卡涩等。

(6) 入口导入阀开度不足。

6. 启动失败

这种故障约占吹灰器总故障的15%以上, 原因如下。

(1) 送电开关未合好, 控制回路、断路器异常断开。

(2) 电动机本身出现故障。

(3) 电器元件故障。

(4) 仪表控制逻辑出现故障。

(5) 恶劣天气和环境导致电动机、电气元件、传感器等部件发生故障。

7. 吹灰器壁箱及套管裂纹

吹灰器壁箱及套管裂纹是其常见故障, 如不及早处理, 会留下重大安全隐患, 可能漏气伤人。引发此类故障原因如下。

(1) 锅炉热态时, 吹灰器随水冷壁管向下移动将产生差胀。

(2) 吹灰器在使用中, 使焊缝受到交变应力, 产生疲劳, 出现裂纹。

(3) 吹灰器座架套管是不锈钢材料, 壁箱是炭钢材料, 属异种钢焊接, 导致焊缝处应力增加, 促使裂纹发生。

8. 腐蚀

吹灰器腐蚀问题非常常见, 主要发生位置在吹灰器内外裸露部件、连接件接头处、垫片的外层金属、压盖、吹灰器进汽管线及疏水管线, 尤其是金属焊口等位置。造成腐蚀的原因主要如下。

(1) 吹灰器停用后蒸汽母管带压。吹灰器停运后管内蒸汽慢慢冷凝时产生负压, 炉内烟气会被吸入蒸汽管道腐蚀管壁。

(2) 泄漏。

(3) 疏水效果不好。

(4) 吹灰器停运后, 如蒸汽喷口不能垂直向下排出积水, 会导致此处腐蚀。

9. 疏水系统不畅

疏水系统时间设置不合理、疏水不畅、疏水进入烟道及炉膛冲刷磨损管束、积灰结渣等问题导致吹灰器不能投用, 严重时发生停炉、爆管等事故。

三、解决措施

1. 加强管理

(1) 建立并严格执行吹灰器管理及运行制度, 及时调整好锅炉吹灰时的燃烧工况、避免跑正压时烟气对吹灰器造成的影响, 把握好吹灰时机, 认真巡检、及时发现吹灰器缺陷。

(2) 及时消除缺陷、避免扩大化, 加强检修质量管理, 提高吹灰器的检修质量、可靠性和投入率, 消除设备带病运行隐患。

(3) 严把检修质量关, 及时针对不同问题提出可靠解决措施。

(4) 加强设备备品配件质量控制, 备好日常常用易损易耗件, 严把备品配件入库验收关。

(5) 加强运行人员对锅炉运行参数的监控, 及时发现异常情况。

2. 完善疏水系统

(1) 解决疏水问题, 完善疏水程序, 根据吹灰器疏水管的管径调整疏水时间, 避免疏水不充分而导致吹灰过程带水吹灰。

(2) 优化系统结构, 确保每台吹灰器吹灰前都能充分疏水。

(3) 认真检查系统管路, 避免冷凝水滞留死区, 在疏水系统中安装温控疏水阀, 及时排放不合格的水蒸气以确保吹扫效果。

(4) 调整好疏水管道的倾斜角度, 减少疏水死角的积存。

3. 修订吹灰器程序

(1) 适当提高引风机炉膛负压, 以适应流量的增加。

(2) 总管充分暖管疏水, 并调节汽温汽压使蒸汽具有约10℃以上的过热度。

(3) 吹灰器前分支管线暖管、疏水。

(4) 从炉膛最下层的吹灰器开始, 按烟气流动方向依次进行吹扫。

(5) 切断总汽源、疏水、恢复正常炉膛负压。

4. 提高机械部分和电气部分可靠性

建议采用平稳、坚固、耐磨、可靠且调整方便的齿条传动, 最大限度减少吹灰器整体拆卸;传传动部件宜采用三头螺杆及特制青铜材料螺母, 保证其平稳灵活, 减少卡涩现象发生;齿轮箱与行走箱宜采用分隔式布置, 降低热损;齿轮箱可采用进口润滑脂, 延长使用寿命;提升吹灰器配套电动机、电气元件以及线路的附防护等级。提高传动轴固定销强度;在吹灰器的进汽管上安装测温热电偶, 接入DCS以便及时判断提升阀内漏情况;提高吹灰器套管强度, 减少卡涩等问题。

5. 优化系统设计

加装分路隔绝阀, 便于检修;采用分层独立供汽的方式供汽来提高吹灰系统的机动性;管路上采用多种形式补偿器进行吹灰器补偿, 降低管路热应力;管路压力和流量裕度应提高到10%。

6. 提高设备安装、检修质量

吹灰器安装过程中严格按设计要求安装。检修过程安排技术人员全程跟踪指导, 控制好检修工艺, 提高检修质量。

7. 保持吹灰器运行参数稳定

控制好蒸汽参数, 减少蒸汽参数不稳定对吹灰器设备本身造成的性能、质量影响;注意提升阀调压盘的开度, 避免压力无法满足高效吹灰的要求。

8. 加强定期工作

定期执行吹灰器的检查、保养、维修工作, 保障锅炉的经济运行。

四、结语

伸缩式蒸汽吹灰器是煤粉炉上经常使用的重要辅助设备, 对维持锅炉安全、稳定、经济运行, 起着十分重要的作用。做好吹灰器的安装、检修、维护、管理工作十分重要。

摘要：介绍了伸缩式蒸汽吹灰器的工作原理, 详细阐述了伸缩式蒸汽吹灰器在应用中存在的问题, 分析其产生的原因, 提出了解决措施, 为保障锅炉安全、平稳、高效运行奠定基础。

关键词：锅炉,吹灰器,爆管,措施

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蒸汽吹灰篇3

山西大唐国际运城发电有限责任公司一期工程安装两台600MW亚临界控制循环汽包锅炉。锅炉吹灰器采用上海克莱德贝乐格曼机械有限公司生产的蒸汽吹灰器。吹灰器分为短杆 (V04炉膛吹灰器) 、长杆 (PS-SL长伸缩式吹灰器、PS-SB半伸缩式吹灰器) ;每台炉短杆有100只, 分布在燃烧器下层22支, 燃烧器上层78支, 主要吹扫水冷壁;PS-SL长伸缩式吹灰器共30支, 主要吹扫水平烟道和尾部低过部分;PS-SB半伸缩式长杆吹灰器有10只, 吹扫尾部省煤器部位。PS-SB半伸缩式双杆吹灰器有4只, 吹扫空预器。短杆吹灰器吹灰压力0.8 MPa~1.0MPa, 长杆吹灰器吹灰压力1 MPa~1.5MPa, 半伸缩式长杆吹灰器吹灰压力0.8 MPa~1.0MPa。每只长杆吹灰器完成一次吹灰需10分钟、短杆需2分钟、空预器吹灰热端需18分钟、冷端需36分钟。

2 蒸汽吹灰对锅炉受热面吹损情况

2013年2月22日, 1号炉后屏再热器右数第一排向火面第一根管 (63米处) 爆漏, 爆口边缘长度360mm, 宽度40mm, 对爆口边缘进行测厚及邻近管段蠕胀测量, 最薄为0.7mm, 无明显蠕胀。分析原因为吹灰器吹损致漏。

2013年5月19日2号机停机检修, 受热面检查中发现水平低过悬吊管管夹部位多处吹损, 分析原因为吹灰器吹损, 拉排补焊3120余处。

2013年8月23日~10月28日, 1号机组A级检修, 受热面检查过程中发现因吹灰器原因导致后屏过热器管、后屏再热器、末级过热器、水冷壁管、水平低过悬吊管管夹部位多处吹损。

3 原因分析

3.1 吹灰蒸汽湿度大, 过热度不足, 原吹灰前程控疏水180秒, 实际吹灰疏水温度在200℃左右, 刚达到吹灰压力1.5MPa饱和温度201℃, 部分管道系统温度下降致饱和温度以下, 存在蒸汽带水现象;吹灰疏水管管径过小, 在设定疏水时间内疏水不完全。另外, 从后屏过热器背火面吹损情况来看, 管壁呈密集坑点, 经分析为吹灰蒸汽含水过高, 管壁内外300~400℃急剧交变温差使后屏再、后屏过管产生热疲劳典型特征, 水的动能很大, 所以蒸汽带水对受热面管子的吹损非常迅速。

3.2 吹灰频次过高, 两台机组自2007年9月、11月投产以来, 截至2013年5月份一直坚持每天白班一次全面吹灰 (长吹、半长吹、短吹) 的频次。虽然控制了锅炉结焦、积灰但也导致了受热面管吹损。这种吹灰频次存在弊端, 未针对受热面积灰、负荷高低、煤质、负荷情况进行吹灰频次的优化。

3.3 吹灰压力过高。随着锅炉运行时间的增加, 产生受热面磨损、腐蚀增加, 管子表皮氧化皮剥蚀, 吹灰枪对受热面管的吹损加剧, 原有吹灰压力过高, 应针对性降低吹灰压力。

3.4 部分吹灰枪附近管防磨措施不到位。

3.5 炉膛部分短杆吹灰器启吹角度及启吹点未调整到位。

4 采取的措施

4.1 修订吹灰逻辑

4.1.1 在进行锅炉吹灰时, 检测吹灰主汽电动门开, 当长吹、半长吹、短吹疏水温度小于240℃时, 开启对应疏水电动门;当以上吹灰疏水温度大于260℃时, 关闭对应疏水电动门。

4.1.2 长吹、半长吹、短吹疏水温度均不小于230℃时, DCS吹灰画面显示“吹灰程序投入允许”后, 运行人员方可允许启动吹灰程控, 吹灰程控疏水时间180秒。

4.1.3 吹灰疏水温度已经在逻辑中予以设定限定, 但在实际吹灰前应进行确认, 严禁疏水温度未达到而进行吹灰。

4.1.4 吹灰过程中, 必须满足吹灰疏水温度规定, 若疏水温度低, 对应疏水电动门联动不正常, 必须手动干预。

4.2 规范吹灰操作流程

4.2.1 吹灰投入方法:锅炉吹灰前, 选主蒸汽吹扫→远方手动→检查所有疏水电动门开启→开吹灰主汽电动门→选远方自动→吹灰调门切手动控制, 提高吹灰压力至1.9MPa进行疏水→当疏水温度均在110℃及以上时吹灰主汽调门切自动位置→选远方手动进行吹灰。