激波吹灰器在电站锅炉吹灰系统的应用

激波吹灰器在电站锅炉吹灰系统的应用

白萍

（大唐西安热电厂陕西鄠邑710302）

摘要：目前火电发电燃煤锅炉在炉膛、水平烟道及尾部烟道均配置不同形式的吹灰器来保证锅炉受热面的清洁。因吹灰效果不佳导致炉内积灰较重，特别是水平烟道及尾部烟道受热面管排积灰严重，积灰后对流换热热阻增加，并使在受热面屏与屏之间形成烟气走廊，造成排烟温度升高，严重影响锅炉机组经济性。提高锅炉受热面的吹灰效果，降低排烟温度，是提高锅炉效率的主要途径之一。

关键词：锅炉；激波；吹灰

1、前言

大唐西安热电厂2×300MW锅炉机组为哈尔滨锅炉厂有限公司制造，型号为HG1025/17.5-YM，2005年12月投产。锅炉水平烟道及后烟道吹灰器原设计为哈尔滨现代科技有限公司脉冲吹灰器，单台炉共布置脉冲吹灰点64个，共使用旋转集箱（XVII8型）6台，每个旋转集箱带6-8支吹灰器，PB3型配气调节控制岛1台。原旋转集箱运行时间长，运行中频繁出现旋转集箱卡涩现象，配气管较长等原因，导致吹灰效果不佳，受热面管排和炉内积灰较重，排烟温度上升，严重影响锅炉机组经济性和锅炉的安全运行，优化改造势在必行。

2、锅炉吹灰系统简介

大唐西安热电厂2×300MW锅炉机组系哈尔滨锅炉厂有限公司制造，型号为HG1025-YM，2005年12月投产，炉内吹灰系统炉膛至屏式在再热器之前采用蒸汽吹灰器。屏式再热器之后至空预器采用爆燃式的脉冲吹灰器。配置PB3型配气调节控制岛1台，乙炔汇流排（5瓶乙炔集气管）一套，设备控制使用DCS控制，现场控制柜内无PLC+触摸屏，共使用旋转集箱（XVII8型）6台，单台炉共布置脉冲吹灰点72个。

经过十年的运行，原吹灰系统存在的主要问题：

1）脉冲吹灰点使用“一拖八”形式，每个旋转集箱引出八根引火管，每个引火管连接两个脉冲灌，系统设计复杂，故障率较高，效果极为不佳；

2）旋转集箱所连接的脉冲吹灰点，火焰导管乱而长、配气时间不易掌握，耗气量过大；

3）旋转集箱及点火系统已更新换代，原集箱由于运行时间长，造成现场经常出现旋转集箱卡涩现象，主要部件无法使用，且目前市面上已无配件更换；

4、原吹灰系统改造的必要性：

锅炉脉冲吹灰器使用超多十年，长期运行过程中，吹灰器分配集箱频繁卡涩、点火不正常等情况，造成吹灰效果不佳，排烟温度上升，严重影响锅炉机组经济性，优化改造势在必行。

5、激波吹灰的基本原理

激波吹灰的基本原理：主要是使预混可燃气（乙炔－空气预混气）在特制的爆燃罐内点火爆燃，产生强烈的压缩冲击波（即爆燃波）并通过喷管导入烟道内，通过压缩冲击波对受热面上的灰垢产生强烈的“先冲压后吸拉”的交变冲击作用而实现吹灰。

爆燃罐每次爆燃通过喷口发射出的爆燃波有两个：首先是爆燃罐内由于爆燃造成的压力骤增而产生的热爆冲击波，而后紧跟着的则是在喷口处由压力骤降造成的物理弱爆而产生的压缩冲击波，两道冲击波之间的间隔只有8～12mS，这种紧邻的双冲击波无疑更加强化了其吹灰效果。

这种双重的、强烈的“冲压吸拉”的交变冲击作用是弱爆吹灰器最主要、也是最重要的吹灰机理，但不是弱爆吹灰器的唯一机理，除此之外，弱爆吹灰器还存在另外三种吹灰机理：

●首先是爆燃产生的高温高压气体通过喷口喷射出的高温高速射流的喷射冲击作用，这种机理与传统的喷射式吹灰器的吹灰机理基本相同，不同的是在冲击的同时还伴有高温气体对积灰的热冲击所产生的“热解”作用。

●其次，是爆燃引起受热面的激振，干松积灰和已经被冲击波松脱的高温结渣、低温板结积灰会由于振动产生的强烈的交变惯性力而脱离受热面。

●再次，是爆燃产生的强烈的声波作用，而弱爆吹灰器的振动则是由爆燃产生的，振动的时间很短，一般不足1秒。这与声波吹灰的机理是完全相同的，不同的是这种声波的声级要大得多，也不是长时间连续不停的，而是只持续一个很短的时间。虽然弱爆吹灰器具有较强的吹灰能力，但冲击波的作用距离并非无限的，一个爆燃罐不可能解决全部问题，在实际应用中，还需要根据锅炉受热面积灰的种类、严重程度、受热面的具体布置、烟道尺寸等情况，选择合适型号、合适数量的爆燃罐并进行科学合理的喷口布置，从而组成一个由若干爆燃罐按照一定规则分布的吹灰系统，才能起到吹灰效果、又不会对锅炉受热面、炉墙结构等造成不利的影响。

全分布式集成化激波吹灰器，吹灰器的连接方式采用“一托二”的设计形式，即每个点火支路配有单独的配气柜，最多连接两台吹灰罐。配气混合装置采用调节阀和流量计实现压缩空气及可燃气流量的调节控制、自动配气及吹扫控制、空气和燃气均匀混合控制、燃气管路阻火、并设有防止积水积灰的吹扫风，喷嘴内不产生积灰而堵塞，吹灰效果好，操作简单，运行可靠。

6、改造方案

拆除原脉冲吹灰系统，安装一套激波吹灰系统，对所有吹灰点进行优化组合，采取了多套分布式布置，所有吹灰器的连接方式全部采用“一带二”的设计形式，即每个点火支路只能连接两台吹灰器，采用调节阀和流量计实现压缩空气及可燃气流量的调节。空气与可燃气的流量调整操作简单，运行可靠。配气混合装置具备空气、燃气流量压力调节控制、自动配气及吹扫控制、空气和燃气均匀混合控制、燃气管路阻火、防止气流反冲等功能。吹灰系统中电磁阀应安全可靠，燃气管路需同时配置两个防爆电磁阀，提高系统的安全指数。采用连续放电式点火器，保证点火成功率达到100%。

激波吹灰系统远方控制接入DCS，现场控制柜实现远方、就地控制切换，现场控制柜可操作各支路单独吹灰。吹灰系统可以实现连续自动吹灰，单路自动吹灰，也可设置某路或某几支路不吹灰。控制方式可分为全自动方式、半自动方式、全手动方式可自主切换。当某一路的点火装置、或混合器、或逆止阀、或控气电磁阀、或燃气管路发生故障时，只影响这一路的吹灰作业，其它各路仍可照常工作，提高系统的可靠性。

全分布式集成化激波吹灰器不仅实现了小型化、节能化、和高可靠性，而且将逆止阀、混合器、点火电源、点火头、点火罐、空气滤清器、控气电磁阀、爆炸传感器等众多部件全部进行了小型化、机电热一体化和高可靠性，构成集成配气点火模块。全分布式集成化激波吹灰系统的系统图如下：

7、使用情况

2016年6月进行激波吹灰器改造，投产一年来，锅炉水平烟道及尾部受热面管排无明显积灰，排烟温度下降约3℃，吹灰效果好，操作简单，运行可靠，提高了锅炉运行经济性。

参考文献：

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[3]欧发雄，张庆龙.空气型同频干涉激波清灰技术在锅炉上的应用[J].硫酸工业，2015，（3）：36-37.doi：10.3969/j.issn.1002-1507.2015.03.010