燃煤锅炉吹灰系统运行方式优化

王晓晖, 张 杰

(1. 神华国华孟津发电有限责任公司, 河南洛阳, 471100;2. 浙江国华浙能发电有限公司, 浙江宁波, 3156120)

燃煤锅炉吹灰系统运行方式优化

王晓晖1, 张 杰2

(1. 神华国华孟津发电有限责任公司, 河南洛阳, 471100;2. 浙江国华浙能发电有限公司, 浙江宁波, 3156120)

对比了一台600 MW机组燃煤锅炉采用固定吹灰或选择性吹灰对锅炉安全与经济性的影响，分析了试验数据，提出了锅炉进行选择性吹灰的策略和方案。实践证明：根据各受热面的实际情况，选择不同的吹灰周期可以达到节能降耗的目的。

锅炉； 吹灰方式; 选择性吹灰; 节能

锅炉水冷壁结渣或积灰，会使锅炉蒸发量降低，炉膛出口烟温升高，引起过热汽、再热汽温度升高，过热器、再热器管壁温度升高；水冷壁严重结渣，会引起水冷壁各管或各管屏的吸热量严重不均，甚至会导致水冷壁管壁超温爆管。锅炉烟道各受热面管束积灰，会使过热汽、再热汽温度降低，并使锅炉排烟温度升高，排烟损失增加。若局部积灰，会使过热器、再热器的热偏差增大，影响过热器、再热器的安全。积灰还会增加管束的通风阻力，使引风机的电耗增加，严重时会限制锅炉负荷。因此，受热面积灰、结渣对锅炉运行的经济性和安全性有较大的影响。

受热面积灰后，管壁温度升高；锅炉吹灰后，受热面积灰被清除，管壁温度下降。通过不同负荷下各受热面的管壁温度变化来分析锅炉吹灰系统的布置是否合理、投运方式是否有效，得出不同负荷下各受热面的积灰、结渣的趋势和速率，从而为优化吹灰器的投运方式提供参考。

1 吹灰器布置及吹灰方式

某600 MW机组的锅炉炉膛吹灰器选用IR-3D型短吹，共有90台；过热器、再热器和省煤器部位的受热面选用IK-545型长伸缩式吹灰器共56台；炉前分隔屏部位选用IK-525型长伸缩式吹灰器共4台；空气预热器选用IK-AH500型吹灰器共4台。吹灰器吹灰介质为蒸汽：本体吹灰汽源取自分隔屏出口，空气预热器吹灰汽源取自屏式再热器出口，辅汽作为备用。锅炉右侧吹灰系统布置见图1(左侧锅炉吹灰枪为单数，布置位置与右侧相对应)。

图1 吹灰系统布置图(炉右侧)

神华煤具有低灰、低硫、中高热值、高挥发分、易着火和易燃尽等优点，但其灰熔点温度低，易发生结渣；煤灰碱性氧化物含量高,积灰易板结。燃用神华煤的锅炉受热面极易发生结渣和积灰,具体表现在炉膛及高温受热面结渣比较严重,尾部受热面的积灰比较严重。为减轻受热面的结焦积灰，机组在投运初期采用了每天对所有受热面吹灰两遍的固定吹灰方式。频繁的吹灰造成再热汽温一直偏低，不仅浪费了大量的吹灰蒸汽，增加了运行人员的工作量；而且还削弱了各受热面的金属厚度，减少了锅炉各受热面的运行寿命，对机组的经济性和安全性都不利[1]。

为此将锅炉吹灰方式调整为：每周四对锅炉进行全面吹灰，其他时间由运行人员根据机组运行负荷条件下的汽温、壁温和烟气温度变化趋势判断锅炉各受热面积灰结渣情况而进行有选择的吹灰。吹灰调整后半年，发现同负荷下2号锅炉的排烟温度较3号锅炉偏高15 K左右，且锅炉掉焦次数也明显增多。为查明原因，对2台机组一周内吹灰执行情况进行了统计，见表1。

表1 吹灰执行情况

从表1可以看出：3号锅炉基本上能保证每天对受热面进行一次全面吹灰，空气预热器吹灰也较多；而2号锅炉除了周四按规定全面吹灰以外，其他时段随意性很大，少吹、重复吹现象较严重。对2号锅炉进行一周内每天两遍的连续吹灰后，发现2号锅炉排烟温度逐步下降并接近3号锅炉排烟温度，从而可确定导致2号锅炉排烟温度居高不下的主要原因是锅炉吹灰不足，导致受热面积灰结焦所引起的。

2 吹灰优化试验及结论

2.1 吹灰方式优化的必要性

锅炉运行中，吹灰器的投用次数有一个经济平衡点。选择性吹灰如果能得到有效推广，可明显减少锅炉吹灰次数，提高设备的安全性和经济性；但由于运行人员对各受热面积灰结渣情况的认识和判断缺少明显的依据，再加上运行小指标竞赛的压力，使得运行人员及时、全面吹灰的动力不足，从而会导致运行中锅炉各受热面的吹灰时多时少，缺少一定的规律，不能保证锅炉的经济运行，严重时甚至影响锅炉的安全运行。从经济和安全角度考虑，应该对吹灰器的运行方式进行优化[1]。

2.2 吹灰试验

受热面污染会影响传热效果，而通过吹灰可以有效降低污染，从而使得受热面的壁温上升[2]。为了寻找锅炉受热面在不同负荷下污染的规律，从而摸索出锅炉的最优吹灰方式，在保持负荷、风量、摆角都不变的前提下分阶段、分时间进行了吹灰器投运试验，通过监视管壁壁温的变化，分析不同负荷下受热面的污染积灰程度和速度，得到了各受热面的最佳吹灰周期。具体数据见表2～表4。

表2 后屏过热器受热面吹灰前后温差 K

表3 屏式再热器受热面吹灰前后温差 K

表4 末级再热器及末级过热器受热面吹灰前后温差 K

同时，还进行了600 MW负荷下的吹灰试验，根据机组带满负荷后大屏的平均温升(大约65 K)和满负荷下吹灰后的温降，确认了满负荷下锅炉的结焦速度。试验数据见表5及表6。

表5 56 m层打焦孔测量大屏温度及大屏结焦情况

表6 45 m层看火孔处测量炉膛温度 ℃

2.3 试验结果分析

对以上试验数据进行分析，可得出以下结论：

(1) 11、12、13、14、15、16号吹灰枪处受热面较易积灰，在间隔吹灰时间达到或超过12 h后，管壁温度变化较大，所以需每隔12 h进行吹灰。吹灰时间可以安排在白班和中班执行。

(2) 5、6、7、8、17、18、19、20、45、46、47、48、49、50号吹灰枪处受热面不易积灰，在间隔吹灰时间达到32 h后，壁温才会出现明显变化，所以每天吹灰一遍即可。考虑到该部位吹灰时对负荷有一定的要求，可以安排在白班或中班执行。

(3) 1、2、3、4、9、10号吹灰枪处受热面位于折焰角部位容易结焦，所以吹灰频率也不易太低。通过试验可以看出：在间隔吹灰时间达到15 h后，壁温并没有出现明显变化，同时由于此处吹灰枪对汽温有较大的影响，所以吹灰可每天一次，吹灰时间安排在负荷较高的白班或者中班执行。

(4) 尾部烟道区域不易积灰，此受热面处吹灰枪(21～32，50～56)可两天吹灰一遍，吹灰时间适宜安排在负荷较低的夜班执行。

(5) 锅炉炉膛及炉膛出口在高负荷阶段结焦速度较快，在连续带满负荷达到2～3 h后增加炉膛两层短吹，其他负荷段短吹每天全部投用一次即可。在夏、冬季高负荷期可适当增加炉膛及炉膛出口处受热面的吹灰，而在低负荷阶段则可适当减少炉膛及炉膛出口处受热面的吹灰。

3 吹灰方式优化后的节能效果

优化以后的吹灰方式，不仅避免了机组吹灰时存在的多吹或少吹的各种不安全因素，还有效地减少了锅炉的能耗，取得了一定的节能效果[2]。

新的吹灰方式相比于选择性吹灰避免了锅炉吹灰不足，保证了锅炉的安全运行，相较于固定次数吹灰，每两天可减少投运长吹25台。吹灰蒸汽参数为：压力2.0 MPa、温度435 ℃、焓3.35 MJ/kg，吹灰枪的蒸汽用量为95 kg/min，单根吹灰枪的投运时间为8 min，锅炉效率为94%左右，优化方式下共可节省能耗67 712 MJ，折算成标煤为2.305 t。所以，优化后的吹灰方式每台机组每天可节省标煤1.153 t，按机组年运行300 d计算，4台机组每年可以节省标煤1 383 t。

4 结语

吹灰试验是在不同的时间间隔下投入吹灰枪，监视吹灰枪投入后各受热面的壁温变化情况，从而发现锅炉各受热面的污染规律，寻找出了一套适合各台锅炉的吹灰枪投运方式。

炉内的结渣积灰情况与锅炉运行工况、煤种变化、制粉系统运行以及锅炉吹灰投用情况等密切相关，从试验的角度及实际工作经验对吹灰优化工作进行了摸索和总结，如果能通过安装一些测点来监测受热面的污染度，通过计算控制吹灰器的投入，可使得吹灰器的投入更加经济和有效。

[1] 卫平宝. 超临界锅炉机组吹灰程控的优化[J]. 安徽电力,2009,26(4):51-54.

[2] 高正阳,宋玮,孙小柱,等. 电站锅炉吹灰优化中运行参数与污染对熵产的协同作用规律[J]. 华北电力大学学报：自然科学版,2009,36(6):47-52.

Optimization on Sootblowing Mode of a Coal-fired Boiler

Wang Xiaohui1, Zhang Jie2

(1. Shenhua Guohua Mengjin Power Generation Co., Ltd., Luoyang 471100, Henan Province, China; 2. Zhejiang Guohua Zheneng Power Generation Co., Ltd., Ningbo 315612, Zhejiang Province, China)

By comparing the effects of fixed sootblowing and selective sootblowing mode on safety and economy of a 600 MW coal-fired boiler, the option of selective sootblowing mode was recommended based on analysis of relevant test data. It has been found that, to reduce the energy consumption of the boiler, different sootblowing periods are to be adopted according to actual situation of various heating surfaces.

boiler; sootblowing mode; selective sootblowing; energy saving

2014-11-24

王晓晖(1978—)，男，工程师，主要从事电厂运行管理和技术管理工作。

E-mail: yipco98@126.com

TK223.27

A

1671-086X(2015)04-0268-05