热水锅炉尾部受热面灰垢形成原因及解决方案

张亚峰

摘 要

目前，随着国内经济稳定长足的发展，节能减排工作已势在必行，全国大多数冬季采暖地区已开展集中供热项目。大吨位的热水锅炉由于采用模式壁结构，有着受热面大、密封好、效率高等优点，深受供热单位的垂青。但采暖供热所用的热水锅炉尾部受热面容易造成积灰，严重时影响锅炉出力及热效率，这一直是个较难彻底解决的问题，本文对采暖供热锅炉尾部受热面灰垢形成的原因及解决方法进行了解析。

关键词

灰垢;尾部受热面;吹灰器

中图分類号： TK227                     文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 43

每年随着冬季的到来，我国北方各地陆续开始采暖供热，在实践运行中发现，一些采暖锅炉运行一到两个月以后，锅炉尾部受热面积灰非常严重（夏季检修时已经将受热面的积灰清扫干净），排烟温度很高，查其原因，是由于尾部受热面积灰严重，导致排烟温度高、锅炉出力小、热效率低，严重的时候，受热面堵塞，引风抽力不够，锅炉无法正常运行。

1 造成短时间内锅炉尾部受热面积灰的原因

1.1 锅炉运行的原因

间断运行是造成尾部受热面积灰的重要原因之一。

北方的采暖锅炉季节性很强，尤其是供热初期和末期，外网热负荷较低，一些供热单位采用锅炉间断运行的供热方式，根据室外气温定时启动锅炉，此种间断供热的运行方式易造成锅炉启动时回水温度已经很低，尤其是锅炉启动的前一两个小时内，炉膛温度无法短时间内达到一定高的温度，炉膛温度低直接导致排烟温度过低，使烟气在锅炉尾部与温度较低的回水进行换热时，排烟温度低于烟气中水蒸气的凝结点（称为露点），烟气中水蒸气随着结露生成液态露水。由于温度较低，烟气的体积随着温度的下降而缩小，锅炉尾部烟气流速很低，烟气中的粉尘与受热面的露水结合，粘在受热面上。随着锅炉的连续运行、炉膛温度、排烟温度升高，导致潮湿的积灰中水分蒸干后变成坚硬的灰垢（灰壳），反复间断的启动锅炉，恶性循环，最终尾部受热面积灰的情况会越来越严重。

个别单位为了解决管网的水力失调问题，采用大流量、低温差的运行方式，人为地提高热力系统的循环水量，造成锅炉实际循环水量大大超过额定循环水量，此运行方式不但增加锅炉的循环阻力，而且造成锅炉进出水温差较小、出水温度低、炉膛温度低的现象，此运行方式也是造成锅炉尾部低温运行的原因之一。

1.2 清灰不及时

为了提高换热系数，锅炉尾部受热面常采用的多组横向错排布置，错排布置虽然可以提高换热效率，但对于清除受热面上的积灰却带来了很大的困难。

人工清灰只能清除第一、第二层管道上的积灰，至于每组受热面中间的管道几乎无法清理。

没有安装自动、半自动清灰装置，或者安装了，但是没有使用、或者使用不及时。

2 锅炉尾部受热面积灰的危害

由于灰垢的热阻很大，是铁的200—400倍，所以灰垢会降低受热面的热传递，导致锅炉排烟温度升高、降低锅炉出力及热效率，造成能源浪费、耗煤量增加。

积灰会导致尾部受热面烟气流通截面积变小，需加大引风机运行频率，致使耗电量增加。严重时，会导致引风量减小而锅炉无法正常运行。

同时排烟温度过低会导致受热面低温腐蚀。低温腐蚀是造成受热面管壁变薄的主要原因。尾部积灰潮湿后不但对管道存在酸性腐蚀，同时而且还会产生电化学腐蚀，电化学腐蚀也是使一些焊口处出现腐蚀变薄、强度下降的主要原因，大大缩短了锅炉的使用寿命，易爆管，威胁锅炉的安全运行。

3 清除尾部受热面积灰的方式——安装吹灰器

目前国内的锅炉吹灰器基本上采用四种方式，即蒸汽吹灰器、声波吹灰器、燃气脉冲吹灰器、空气激波吹灰器。

在实际应用中，声波吹灰器、激波吹灰器在烟气温度较高的受热面吹灰效果较好（该段部位受热面积灰多为干燥的粉末状），但是在最后一组受热面，吹灰效果不理想。尤其是在空气预热器、省煤器中（铸铁翅片式、错排钢管式），对于已经形成的坚硬的灰垢几乎没有任何作用，且存在很大的死角。

燃气脉冲吹灰器通过燃气爆燃的冲击波形式震荡、撞击，虽然对锅炉尾部低温受热面的坚硬的灰垢有很好的清除作用，但是它的运行成本较高。根据吹灰的点位不同。2-4天就需要更换乙炔。且不能做到全自动控制。

从能耗、吹灰效果、适用范围等多方面考虑，根据各种除灰器的特点及锅炉的受热面的实际情况、各部位灰垢的特性，本人建议：对于经常采用间歇供热的锅炉，尾部受热面的吹灰装置应采用两种不同的吹灰器相结合的方式布置，即：尾部烟气温度较高的部位（>250℃）布置使用声波吹灰器或者激波吹灰器，温度较低的受热面（<250℃）布置燃气脉冲吹灰器。这样高低搭配不但能很好的解决各段受热面的积灰，而且在能耗方面也做到最低。使各种吹灰器都充分发挥各自的优势。

下面就以辽宁本溪锅炉集团典型的炉型加以说明。

全国的锅炉设备厂家很多，每一家的产品结构上都有不同之处。吹灰器的布置和使用也不是一成不变，需根据每台锅炉的实际结构及运行方式，最主要的是要结合灰垢的具体形态，具有针对性地选择吹灰器。不建议安装单一模式的吹灰器。以上仅仅是本人的一些拙见，有不妥之处敬请指正。

参考文献

[1]中国特种设备检测研究院.锅炉能效.环保测试报告.层燃锅炉.

[2]赵明泉，等.锅炉结构与设计[M].哈尔滨工业大学出版社，2017.

[3]车德福，庄正宁，等.锅炉[M].西安交通大学出版社2010.