欧阳连燚

（福建省福能龙安热电有限公司 福建福鼎 355200）

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。

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（φ159 mm）中间位置开1 个孔，加装1 个（φ28 mm×200 mm）的管子，管子交错布置有9 个φ6 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。

表1 激波吹灰器改造前后乙炔耗量统计对比表 单位：瓶

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。