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循环流化床锅炉激波吹灰器使用问题与改进策略

来源:能源与环境 作者:欧阳连燚
发布于:2021-03-23 共2755字

  摘要:龙安热电1号、2号锅炉激波吹灰器投运8个月后,发现大部分吹灰器存在回火、能量不足、堵管等问题,造成尾部受热面积灰严重,不但影响了受热面的换热效率,甚至出现塌灰等不安全事件,采取了一定的技术改造,已取得了明显成效,供今后吹灰器改造、选型参考借鉴。

  关键词:激波吹灰; 堵管; 借鉴;

  1 概况

  福建省福能龙安热电有限公司(以下简称为公司)1号、2号锅炉为HX150/13.7-Ⅱ1型锅炉,是华西能源股份有限公司生产的高温超高压、自然循环、固态排渣、单汽包、无中间再热循环流化床(CFB)锅炉,额定蒸发量为150 t/h,额定蒸汽温度540℃,额定压力13.7 MPa.主要结构由炉膛、高温绝热分离器、自平衡"U"形回料器和尾部对流烟道组成。

锅炉

  为了减少受热面的积灰,该公司1号、2号锅炉尾部烟道受热面均布置有北京储能生产的激波吹灰器,每台炉均布置24个激波吹灰点,其中高温过热器前2个、低温过热器前2个、低温过热器后4个、省煤器8个、空预器8个;点火控制系统配置12套,即点火控制系统与发生罐采用"一拖二"形式。气源为瓶装的乙炔,乙炔压力要求0.02 MPa~0.15 MPa,压缩空气压力要求0.3 MPa~0.6 MPa,其作用范围约40 m2~60 m2.

  2 存在问题

  该公司1、2号锅炉激波吹灰器分别于2017年3月和4月份投运。在正常情况下,每个班激波吹灰器运行1次(每天3次),运行8个月后,经常出现吹灰器工作不正常现象,尾部受热面积灰越来越严重,经过加强吹灰频率和改变乙炔与空气配比后效果还是不佳,甚至还出现受热面塌灰的现象。专业人员到相关兄弟单位进行调研,并组织人员多次到现场排查、检测,发现该公司1号、2号锅炉激波吹灰器存在以下3个问题:

  (1)乙炔管路存在回火、积炭等现象,存在火灾安全隐患。

  (2)燃烧气体能量不足,部分发生罐出现堵灰。

  (3)设置在高温过热器前的激波吹灰器工作不稳定,经常性出现哑炮或多响炮问题。

  3 原因分析

  3.1 乙炔管路回火、积炭问题分析

  (1)由于整套乙炔充气管道均未设置阻火器,当点火器工作后,燃烧的乙炔气体沿管路下行,从不严密法兰处喷出。

  (2)目前乙炔充气控制电磁阀为球阀,经常出现卡塞现象,造成进入混合器的乙炔量和压缩空气量的配比难于控制,过量的乙炔无法完全燃烧,导致管道积碳。

  3.2 脉冲发生罐积灰、堵灰问题分析

  (1)由于燃气分配口至2个发生罐之间的距离设计安装不一致,导致脉冲气体通过2个发生罐的阻力和流量不同,造成同一侧的2个喷射口产生紊流,长期运行后,上扬的飞灰积集在喷射口,最后造成喷射口发生罐堵塞。

  (2)现场配置的混合器设备性能差,未能使空气和乙炔充分混合,导致燃烧的气体能量不稳定。

  (3)控制系统管段布置位置比脉冲发生罐低,消耗了燃烧气体的部分动能。

  (4)燃气引出管水平管段偏长,容易造成凝结水和残余物质遗留在管子中。

  3.3 激波吹灰器工作不稳定问题分析

  (1)吹灰器在进行充气期间,由于高达800℃的高温烟气反窜或导热作用下,导致部分乙炔提前燃烧。

  (2)高温过热器左、右两侧吹灰器的发生罐距离远,阻力差别大,导致阻力较小的发生罐先工作,另一侧阻力较大的发生罐后工作或不工作。

  4 改造措施

  4.1 乙炔管路回火、积炭解决措施

  (1)在每台炉的吹灰器乙炔总管上各增设1个阻火器。

  (2)将"一拖二"的2个脉冲发生罐接引管重新改装,使分配口至2个发生罐进口的距离一致,保证流体进入2个反应罐的阻力一致。

  (3)将乙炔进气调节球阀更换为针形阀,确保乙炔控制量更加稳定。

  (4)进一步优化乙炔母管压力调整,每次吹灰前,保证乙炔站开启2个乙炔罐接入乙炔母管,将乙炔母管压力控制在0.12 MPa~0.15 MPa[1].

  (5)进一步优化压缩空气压力,每次吹灰前检查母管的乙炔压力后,通过减压阀调整压缩空气压力,一般控制为乙炔压力的1.5倍~2倍。

  (6)优化程控吹灰顺序,将吹灰顺序由"从左到右"改为"从上到下",即吹灰顺序从左高温过热器-左低温过热器-左省煤器-左空气预热器-右高温过热器-右低温过热器-右省煤器-右空气预热器改为,左高温过热器-右高温过热器-左低温过热器-右低温过热器-左省煤器-右省煤器-左空气预热器-右空气预热器。

  4.2 发生罐积灰、堵灰问题解决措施

  (1)将原有混合器更换为新型混合器,新型混合器分为两级混合装置:一级为精混装置;另一级为二级再混点火加速装置[2].这保证了空气与乙炔精度混合,减小了乙炔的损耗,提高系统稳定性,同时具有均混和防冲击波反向冲击的作用,改造后管路示意图见图1(虚线部分为改造部分)。

  图1 激波吹灰器混合器改造管路示意图 

  (2)将各点火控制系统管段改接至脉冲发生罐上部位置,同时将混合器竖直布置改为水平布置,不但缩短了燃气管道至发生罐的距离,同时提高了燃烧气体的势能。

  4.3 激波吹灰器不能正常工作的改造措施

  (1)在脉冲发生罐与烟道连接处加装1道隔离风。

  (2)在吹灰器引发罐底部与烟道连接弯头垂直处(159 mm)中间位置开1个孔,加装1个(28 mm×200 mm)的管子,管子交错布置有9个6 mm的小孔,管子气源引至附近的压缩空气母管;当乙炔充气时,开启压缩空气,让引发罐底部与烟道连接管充满压缩空气作为隔离风,防止热烟气外窜提前引燃乙炔。

  5 效益分析

  5.1 投资费用

  1台炉吹灰器优化改造费用大约9万元,其中需要材料费用4万元,施工费用5万元。

  5.2 投资效益

  (1)吹灰器改造前,每次吹灰后排烟温度只下降1℃~2℃;而吹灰器改造后,每次吹灰后排烟温度可下降约3℃~5℃。因此,同样工况每次吹灰结束后,吹灰器改造后排烟温度可降低2.5℃。正常情况下,该公司锅炉炉膛温度为900℃,则锅炉效率大约提高2.5/900=0.28%.吨汽煤耗按122 kg、每台锅炉产汽量按80万t计算,则每年每台锅炉可以节省201 t标煤。若标煤价800元/t计算,则每年每台炉可节约燃料费用16.08万元。

  (2)经统计1个月的乙炔用量,发现同样每个班进行吹灰1次、每天吹灰3次的情况下,吹灰器优化改造前1台炉乙炔用量是4.1瓶/d,改造后1台炉乙炔用气量2.8瓶/d(详见表1)。乙炔费用按90元/瓶,锅炉每年运行小时数按6 700 h计算,则每年每台锅炉可节约乙炔费用3.27万元。

  综上所述,该公司1号、2号炉激波吹灰器优化改造,投资省、效益可观,每年大约可节约费用约38.7万元,6个月就可回收成本;同时可有效避免受热面塌灰等不安全事件的发生。

  6 结论与建议

  (1)激波吹灰器控制部分与脉冲引发器按一体设计,优先采用采取"一拖一"形式。

  (2)激波吹灰器点火控制管段设置位置比脉冲发生罐高,可增加吹灰效果。

  (3)乙炔和空气混合器是激波吹灰器的核心部分,建议采用两级混合。

  (4)设置在高温过热器的吹灰器,在其喷管和发生罐出口处布置隔热装置,可有效杜绝可燃气体未达到预期值就爆燃,从而达到稳定、有效的吹灰效果。

  参考文献

  [1]刘增辉。脉冲激波吹灰技术在高、低温受热面上的应用[J].水利电力机械,2006,28(8):14-16.

  [2] 洪文仪。激波吹灰器的研究与应用[J].机电工程技术,2014,43(8):136-138.

作者单位:福建省福能龙安热电有限公司
原文出处:欧阳连燚.150t/h循环化流化床锅炉激波吹灰器运行分析改造[J].能源与环境,2021(01):47-48.
相关标签:锅炉论文
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