电站回转式空气预热器积灰监测模型

陈海持

摘 要：吹灰操作是电站锅炉安全经济运行中需要考虑的问题。建立回转式空气预热器折算压差模型，使用某330MW燃煤电站现场采集的数据进行验证。结果显示，模型能够直观地反映空预器受热面积灰状况，并指出原有的吹灰策略缺乏依据，存在过吹和吹灰不及时的现象，研究成果对指导电站运行人员进行合理的吹灰操作有实际意义。

关键词：回转式空气预热器 折算压差 清洁因子

中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-046-02

1 前言

回转式空气预热器是位于锅炉尾部烟道的低温受热面，相比于管式空气预热器，回转式空预器具有结构紧凑，节省钢材与场地，安装布置方便等优点，因而在大型电站锅炉中被广泛采用。但是由于其结构的特殊性，造成容易发生积灰，过量的积灰将造成传热恶化，增大阻力，严重时会造成受热面堵塞，使锅炉出力下降甚至造成停炉事故。

实践发现，相比于锅炉的其他受热面，回转式空气预热器的运行状况受积灰影响更为明显，而且需要进行更多的吹灰，因此及时的对回转式空气预热器受热面进行吹灰清扫操作，对维持其正常运行是非常重要的。传统的吹灰操作是按照运行规程规定，定时定量进行吹灰，同时，在必要的时候可根据运行人员凭借经验对吹灰频率进行微调。这种吹灰方式主观因素影响大，缺乏可操作性。不适当的吹灰除了会消耗大量的蒸汽，造成热量浪费外，还会损伤受热面，缩短其寿命。因此空预器受热面积灰状态监测对优化吹灰操作是非常有必要的。

监测积灰状态的核心是受热面清洁因子的计算，本文结合空预器的结构特点，建立了清洁因子计算模型，使用某燃煤电站330MW锅炉运行数据进行验证，结果显示该模型能反映空气预热器积灰状态，同时指出了现有吹灰策略存在过吹和吹灰不及时现象。

2 折算压差模型

运行经验表明，空预器吹灰前后烟气温度变化不大，利用传热特性来计算清洁因子难以反映积灰状态。回转式空预器的结构决定了，积灰后，其流通截面变小，烟气流速加快，受热面壁面粗糙度变大，流动阻力增加。因此，通过流动特性计算清洁因子是可行的。

3 模型验证和分析

某330MW燃煤电厂使用两台型号为LAP10320/2300的回转式空气预热器，每台空预器均配有两台吹灰器，一台位于烟气入口（蒸汽），一台位于烟气出口（双介质）。每台吹灰器上均配有半伸缩式吹枪，使用过热蒸汽或过热蒸汽和高压水作为吹灰介质。运行规程规定，每个运行班（6个小时）吹灰两次。

从机组历史数据库中随机抽取一天的数据对模型进行验证，选取该日期前后各5天中计算得到的最小折算压差作为空预器在清洁状态下的折算压差进行清洁因子计算。一天中清洁因子的计算结果见图1，可以发现，在清洁因子较小，即积灰比较严重的时候进行吹灰，清洁因子有较为明显的上升，之后慢慢回落。在清洁因子较大的情况下，回落速度较快，之后随着积灰增加，空预器受热面上的灰被烟气带走的速率增加，飞灰落到受热面上的速率和被带走的速率趋于一致，积灰速率变慢，清洁因子下降趋势减缓，模型计算结果基本符合预期。

研究发现，现有的吹灰策略并不经济，出现了吹灰过多和积灰严重时不及时吹灰现象。从图1可以看出，在1：25和2：54进行的两次吹灰时间间隔过短，此时受热面积灰较少，吹灰效果并不明显；8：22和13：20的两次吹灰则由于吹灰时间间隔较长，受热面上积灰较多，吹灰前后清洁因子有较大的提高，吹灰效果明显，但是空预器长时间工作在积灰严重的工况下，可能从某些方面影响了机组运行的安全性和经济性。

锅炉在运行过程中，受到各种不稳定因素的作用以及热工参数测量设备存在较大测量误差，尽管加入了取平均等滤波处理，计算清洁因子存在小范围的波动和部分异常的变化趋势仍不可避免，需要对模型进一步完善。同时在积灰监测的基础上，如何建立安全经济的吹灰规程也是需要进一步研究的问题。

4 结论

折算压差模型可以帮助运行人员直观地监测回转式空气预热器受热面的积灰状态，指导其进行安全经济的吹灰，避免过吹，造成蒸汽浪费和设备磨损或吹灰不及时，影响设备运行。

参考文献：

[1] 陈宝康.电站锅炉受热面污染监测及优化吹灰的理论与实验研究[D].保定：华北电力大学动力工程学院，2004.

[2] 阎维平，陈宝康，梁秀俊，等.电站锅炉回转式空气预热器积灰监测模型的研究[J].动力工程，2002，22（2）：1708-1710.