循環(huán)流化床(CFB)鍋爐激波吹灰器改造研究

　　鍋爐在生產(chǎn)運行過程中,水冷壁?過熱器?省煤器?預(yù)熱器及煙道等表面的積灰和結(jié)渣不但使鍋爐受熱面?zhèn)鳠釡p弱,鍋爐熱效率降低,減少生產(chǎn)負荷,而且當受熱面積灰和結(jié)渣嚴重時,還可能導致意外停爐,造成重大經(jīng)濟損失?我國于80年代中期開始對聲波除灰器進行研究,于90年代初期在產(chǎn)生高聲強領(lǐng)域取得了突破?聲波除灰主要通過聲能轉(zhuǎn)化機構(gòu)(聲波發(fā)生器)將壓縮空氣或蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為高強度的聲波,通過聲波能量使作用區(qū)域中的空氣分子與灰塵顆粒產(chǎn)生振蕩,破壞和阻止灰塵粒子在換熱表面或粒子之間的結(jié)合,使之始終處于懸浮流化狀態(tài),以便煙氣將其帶走?聲波除灰的易損部件為發(fā)聲器內(nèi)部的機電運動部件,壽命一般能維持1年左右?雖然聲波清灰器操作使用方便,但是有其自身無法克服的缺點和局限?神華寧夏國華寧東發(fā)電有限公司2×330MW循環(huán)流化床鍋爐采用北京儲能激波吹灰器,無蒸汽吹灰,所以激波吹灰是國華寧東公司鍋爐受熱面吹灰的唯一方式?針對神華寧夏國華寧東發(fā)電有限公司激波吹灰系統(tǒng)運行不穩(wěn)定,設(shè)備故障率高,經(jīng)常發(fā)生吹灰器不點火?漏氣等故障,從激光吹灰器設(shè)計?制造?安裝等方面分析故障原因,提出了相應(yīng)的改造方案?

　　1

　　激波吹灰器結(jié)構(gòu)?工作原理及吹灰器存在的問題

　　激波吹灰利用可燃氣體(乙炔)在特殊設(shè)計的燃燒室內(nèi)與空氣混合,充分燃燒后產(chǎn)生一定峰值壓力,并在輸出管路上的噴口處發(fā)射出強烈的沖擊波和聲波?沖擊反復作用在積灰表面上,即使是較硬質(zhì)灰垢,也能使其松動脫落?國華寧東公司使用的激波吹灰器采用樹狀管路串聯(lián)分布式系統(tǒng),系

　　統(tǒng)按64個點設(shè)置,每臺鍋爐32個點,每一套配氣點火裝置帶2個激波罐,運行時所有吹灰器均實現(xiàn)程序控制?主要包括脈沖發(fā)生器?配氣點火裝置?管路系統(tǒng)?供氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五大部分,如圖1所示?其中,脈沖發(fā)生器包括脈沖罐和脈沖導管?脈沖罐安裝在爐墻外側(cè),其出口與脈沖導管連接,脈沖導管穿過爐墻深入爐內(nèi),利用脈沖罐內(nèi)預(yù)混可燃氣爆炸的綜合效應(yīng)清灰?

　　激波吹灰是國華寧東公司目前唯一的吹灰裝置,但整個系統(tǒng)運行并不穩(wěn)定,設(shè)備故障率高,經(jīng)常發(fā)生吹灰器不點火?漏氣等故障,造成檢修人員工作維護量大,有效利用率低下,使煙氣帶走了大量的熱量,不利于機組的穩(wěn)定運行?國華寧東公司激波吹灰器通常發(fā)生如下故障:

　　1)吹灰器廠家將乙炔電磁閥,空氣電磁閥?點火變壓器,控制模塊都集中裝入一個集成盒內(nèi),運行時乙炔電磁閥接頭發(fā)生泄漏,會在集成盒內(nèi)引發(fā)著火或爆炸,嚴重損壞控制模塊和接線?

　　2)乙炔?空氣電磁閥安裝在阻火器和點火器中間,點火爆燃后,回火容易將乙炔?空氣電磁閥損壞?造成吹灰器停運時,乙炔向爐膛泄漏,易在爐膛內(nèi)爆燃,引起爐膛壓力陡增,最高瞬時值可達到1800Pa,影響機組正常運行,嚴重時有可能造成CFB鍋爐爐膛壓力高MFT跳閘?

　　3)吹灰器控制模塊單一,無通用性,每一路控制模塊都與現(xiàn)場的每一路吹灰器一一對應(yīng),不能靈活應(yīng)用?如果控制模塊上一個繼電器損壞,就須將整個控制模塊換掉,且不能用其他路的控制模塊代替,只能從廠家購買新的這一路的控制模塊,目前備品備件局限于廠家原裝備件,價格較貴,維護成本高?

4)　　原吹灰器的電纜線芯采用多股軟線,多股軟線絕緣表皮長時間暴露在高溫的空氣中氧化嚴重,老化快,絕緣表皮老化后其中的軟線會相互接觸,造成吹灰器回路短路,導致吹灰器工作異常,無法達到吹灰的目的?

　　5)吹灰器的管路系統(tǒng)包括乙炔電磁閥和空氣電磁閥,廠家將乙炔電磁閥和空氣電磁閥裝入密封盒子中進行密封,防止吹灰器回火引起的爆炸損壞控制模塊和點火變壓器,但在實際運行中,吹灰器回火經(jīng)常損壞電磁閥,更換電磁閥十分不便,每次更換都需要將原來的密封盒子拆掉,維護工作量大,維修成本高?

　　6)單臺鍋爐吹灰器設(shè)置為32個控制模塊串聯(lián)接線,且所有控制模塊只有一組電源供電,每當后一路吹灰器運行,前一路的吹灰器繼電器也必須動作?國華寧東公司使用24VDC繼電器,運行過程中隨著吹灰器動作數(shù)量增加,繼電器的增多,使繼電器工作電壓下降,導致最后幾路吹灰器電壓降至10V左右,無法滿足繼電器的吸合電壓,從而導致吹灰器不動作,無法達到吹灰的目的?

　　2

　　激波吹灰器改造方案

　　鑒于國華寧東公司吹灰器的運行情況,不能滿足機組穩(wěn)定經(jīng)濟運行的要求,因此對吹灰器進行改造?改造方案如下:

　　1)去除吹灰器集成盒,在每路吹灰器就地增加一個控制箱,將點火變壓器?控制模塊?繼電器裝到控制箱內(nèi),使電?氣分離,減少漏氣爆炸的風險?吹灰器改造后如圖2所示?

　　2)在吹灰電磁閥后加裝阻火器,混合氣體通過點火器點火后進入脈沖罐,阻火器能有效阻止火從脈沖罐返回電磁閥,很好的保護了乙炔?空氣電磁閥的安全?阻火器位置如圖3所示?

　　3)將控制模塊進行改造,通過繼電器組合來實現(xiàn)模塊功能,如果繼電器損壞,只需更換損壞的單個繼電器,無需將整塊控制模塊更換?通過插拔即可更換繼電器,省去了更換整個控制模塊帶來的大量拆線?接線工作?組合繼電器如圖4所示?

　　4)用普通雙電磁閥組合代替原空氣電磁閥,用普通雙電磁閥組合加節(jié)流元件代替原乙炔電磁閥?改造后,即使雙電磁閥中的一個電磁閥損壞也不影響吹灰器運行,且更換電磁閥方便,維護工作量降低?備件也不需從原廠家購買,選擇性更多,降低了維護成本?

　　5)重新更換吹灰器電纜,電纜線芯采用單股銅線代替多股軟線?控制電源電纜與工作電源電纜單獨鋪設(shè)?采用多路電源供電,將32路吹灰器分成3組電源供電,這樣有效地改善了電壓下降的問題,使空預(yù)器吹灰器的繼電器能夠正常動作,達到吹灰的目的?

　　3

　　激波吹灰器改造后效果

　　2012年1月至6月2#爐吹灰器改造前半年時間內(nèi)更換吹灰器控制模塊4塊,乙炔管路專用電磁閥7個,壓縮空氣管路專用電磁閥6個,2012年7月份2#爐吹灰器改造后至2013年2月份繼電器無損壞,乙炔管路和壓縮空氣管路通用電磁閥共更換8個?

　　4

　　結(jié)語

　　吹灰器經(jīng)過多方面改造后,故障率明顯降低,同時有效延長了設(shè)備的使用壽命,降低了維護工作量和維護成本?吹灰器穩(wěn)定工作,能夠良好地清除鍋爐受熱面上的積灰和結(jié)渣,有效地降低了鍋爐尾部的排煙溫度,使鍋爐受熱達到穩(wěn)定,為機組運行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性奠定了基礎(chǔ)?

　　文獻信息

　　李聰,王赫妍,馬桂楠,李忱,高慶忠. 循環(huán)流化床(CFB)鍋爐激波吹灰器改造研究[J]. 沈陽工程學院學報(自然科學版),2016,02:159-162.