蒸汽吹灰器对锅炉的影响及解决对策

郑建华

（广州发展南沙电力有限公司，广州 511457）

随着燃煤电站锅炉容量的不断增大,炉膛截面热负荷、水冷壁热负荷、炉膛内最高温度以及对流受热面区的烟温不断增高,受热面的结渣和积灰问题日益突出。为解决此类问题，必须配备一套永久装设的吹灰设备[1]。蒸汽吹灰器主要是利用高压蒸汽的吹扫作用,清除受热面的积灰和结渣,技术较成熟，吹灰用时短，效果好,在火力发电厂中得到了广泛的应用，但由于蒸汽吹灰器也存在着很多缺点和不足[2]，加之生产管理和维护方面的问题，也给锅炉的安全、经济运行带来了的一些不利的影响，必须高度重视。

1 吹灰器对锅炉的影响

1.1 造成锅炉灭火

此类事故多发生在锅炉启动、停机或低负荷运行期间此时炉膛燃烧不稳定，如果运行人员投入的吹灰器的时机、数量不适当，调整风量、风压不及时，就可能造成锅炉灭火，吹掉的大焦块也可能造成锅炉灭火事故[1]。

1.2 吹灰枪机械故障影响锅炉安全

1）枪管烧弯、变形。这类故障主要原因是蒸汽长期冲刷使枪管管壁引起过热，产生塑性变形，强度减小而发生弯曲变形。此外，吹灰枪密封格兰填料过紧，吹灰枪进退卡涩也易使枪管发生弯曲变形。

2）吹灰枪断裂。这类故障主要原因是处于炉膛部位的吹灰器因故障不能退出而被烧断或接头焊口焊接质量不良引起。断裂的枪管坠落后有可能砸坏受热面管排,引发锅炉泄漏；造成捞、碎渣机卡涩,除渣设备不能正常工作[3]。

3）撞销板。这类故障主要原因是吹灰枪在退到设定限位时电机不能及时停下，吹灰器越位再运行，严重时将吹灰枪上撞销机构撞脱，造成下次投枪时提升阀不能开启，枪管干烧变形不能退出。

表1给出了某厂近几个月以来，＃1－＃4炉吹灰系统相继出现的吹灰枪故障情况。

表1 ＃1－＃4炉吹灰系统吹灰枪故障情况

从表中可以看出，该厂的吹灰枪故障主要是撞销板和填料压盖螺杆。

1.3 吹灰器吹损受热面

此类事故是吹灰器造成锅炉事故的主要形式，受热面吹损主要发生在炉膛水冷壁、低温过热器及省煤器吊挂管，局部出现在后屏过热器、再热器中。烟道内对流受热面被吹损的部位一般集中吹灰枪管喷口的某一个固定方向上，一旦该方向上某一根或数根管子首先被吹灰爆破，其他受热面管子也会受影响吹损爆破，造成重大的爆管泄漏事故。根据电厂近几年来每次机组大小修对受热面检查情况看，每次都有150～200多根管子壁厚吹损减薄超标，每次大小修都要更换处理，维修成本很高。

2 故障的原因分析

根据运行经验，吹灰器故障的原因主要体现在以下5个方面。

2.1 生产管理方面的原因

主要是运行人员的操作不当、检修维护人员管理不到位等原因。

2.2 现场运行环境的原因

由于吹灰器都布置在高温炉膛的外侧，所处的环境比较高，且容易受煤粉、灰尘的污染，而露天布置的锅炉还存在风吹雨淋等问题，因此对吹灰器的机械传动机构、电动机、电缆和其他自动控制元件影响很大。

1）高温环境会使传动机械润滑油蒸发、失效，从而使机件卡涩。

2）密封填料、电气元件、电气线路绝缘易发生老化，导致蒸汽泄漏、电路短路、控制信号失灵。

3）环境中的煤粉、灰尘加剧了传动机械部件的磨损，使机件寿命缩短并发生故障。

4）雨雾天气易使电动机、电气元件、传感元件发生故障。

2.3 设计及质量的原因

1）长式吹灰器的枪管初设计使用的是碳钢管，由于碳钢管在耐高温、耐腐蚀方面比较差，容易造成枪管烧坏、腐蚀断裂而掉落炉膛而造成事故；短式吹灰器喷咀中心线离水冷壁管大近（38mm）， 造成水冷壁磨损。

2）由于吹灰器厂家设计时过分强调了吹灰效果，带来了受热面管子的严重吹损。同样，为了强调吹灰效果，吹灰蒸汽设计压力偏高。从锅炉受热面普遍受到吹损的情况看，珠江电厂锅炉吹灰蒸汽压力偏高，如尾部烟道低温过热器和低温再热器处，从喷嘴处喷出的高速流动的蒸汽带着灰粒冲刷受热面管子，管子的磨损速度极快。此外，炉膛吹灰器与水冷壁的垂直度偏差过大，这样吹灰蒸汽偏向夹角小的一侧吹扫，而另一侧吹扫较为轻微，夹角小的一侧的水冷壁管吹损很快。

3）吹灰枪本身的质量也会造成事故的发生，比如枪管的焊接质量及焊后枪管的同心度、平直度等都直接影响到吹灰器的运行状况及使用寿命，如果存在这方面的原因，都会造成吹灰器在运行中发生枪管焊口断裂，吹灰枪管卡涩并烧毁。

2.4 吹灰器的安装问题

1）吹灰器安装过程中，未严格按设计要求安装，如炉膛和其他受热面的膨胀量考虑不足，使吹灰枪管与受热面碰撞、磨擦或与受热面安装距离不足;吹灰器后部未考虑预翘，不能保证热态时吹灰管向下倾斜，排除管内冷凝水，使枪管长期腐蚀而损坏。

2）吹灰蒸汽管道安装时，未留出倾斜坡度或坡度不足，使蒸汽管道内留有大量冷凝水，造成吹灰时雾化的水滴冲蚀受热面或引起受热面热力变化而缩短使用寿命。

3）锅炉在运行过程中可能会产生微正压运行，吹灰器炉墙接口处应安装密封风口，如果安装过程中密封风口不安装，则会使含飞灰的烟气从吹灰枪口喷咀倒流吹灰枪管内，造成吹灰枪管喷咀堵塞，致使吹灰过程中，枪管内蒸汽不流动或流量不足，吹灰枪管得不到有效冷却而烧毁。

2.5 电气故障的原因

1）每次吹灰枪投运时撞击前/后限位开关，随着撞击次数不断累加，限位开关及撞销老化、松动、磨损，造成运行中有失灵情况。撞销机构一旦脱落或失灵，造成下次投枪时提升阀不能开起，枪管干烧变形不能退出。

2）后限位开关坏。由于后限位开关失去保护作用，吹灰枪电机未断电，造成跑车越位运行，直致撞销机构撞到填料压盖螺杆或后端板才停止。

3）接触器坏。当吹灰枪撞击限位开关后由于接触器故障造成电机未及时断电，或由于接触器卡涩以及因有瞬间的剩磁保持吸合使得接触器不能及时切电，造成跑车越位再运行。若是接触器卡涩，则越位再运行时间将较长，电机将过载；若是剩磁，则由于时间较短，电机很快自行停下，不过载、不发信号。

4）电缆磨损造吹灰枪断电，跑车停止运行。

5）电动机故障或控制回路故障。

3 防范对策

吹灰器对锅炉产生的影响的原因是多方面的，应对症下药分别制订相应的对策，逐步加以解决，珠江电厂针对吹灰器会造成锅炉事故的原因从以下几个方面入手，提出了具体的解决方法。

3.1 吹灰系统的运行方式方面

1）从连续性吹采用间断性吹灰方式，一次吹不完，可暂停程序，待负荷和汽温允许时，接着继续往下进行，以避免炉内因某部位长期不吹灰而引起严重结焦或长期吹灰吹损受热面。

2）在锅炉排烟温度允许的情况下，尽量减少吹灰器的投运次数，如尾部烟道受热面处的吹灰器，现在每天投运1～2次，通过对燃烧状况的调整和改善，使进一步减少吹灰器投运次数。

3）要求运行单元长加强对吹灰督促检查，保证每班按规程要求能完整地吹完一遍程序, 并记录吹灰器台号。加强吹灰过程的管理，避免人为造成的事故。

4）加强吹灰过程的监控，发现吹灰枪故障报警，及时通知检修人员处理。

3.2 技术措施方面

1）炉膛水冷壁的吹灰器吹灰区域里（约1.5×1.5m）采取喷涂技术措施，以进一步加强受热面的抗磨性。

2）锅炉尾部受热面（立式低温过热器、水平低温过热器、省煤器吊挂管）吹灰器对应的地方设置不锈钢防磨瓦。

3）在锅炉尾部烟道标高35.8m、40m、43.5m、46.7m四层左右侧墙及后墙中间位置（立式低温过热器、水平低温过热器、省煤器，尾部竖井段）共布置安装声波吹灰器，每层9台，其中左右侧墙均布8台，后墙中间位置布置1台，布置方式如图1、图2所示。这种吹灰器利用声波激烈而快速变化的振动对积灰垢在受热面的附着状态产生分离，使结垢疲劳断裂和破碎，这样积灰和结垢在声波的作用下，从受热面剥离面被带出烟道。

图1 声波吹灰器布置实物图

图2 吹灰器布置示意图

3.3 设备管理维护方面

1）定期调整炉膛吹灰器的起吹点，每15个月将吹灰器的起吹点旋转180°，避免吹灰器长时间对着一个地方吹。

2）检查吹灰器墙箱安装情况，保证吹灰器水冷避的垂直偏差在允许的范围内。

3）吹灰器的机械传动部分每半年就全面检查润滑油质情况，有必要时取样检测，避免缺油、油质不合格的情况下运行，保证机械部分不卡涩。

4）每周检查长吹灰枪盘根情况，避免吹灰枪因盘根漏汽缺汽运行，造成枪管弯曲卡涩。

5）将长吹灰枪管由原来的碳钢管改成不锈钢枪,提高枪管的抗高温、抗腐蚀性能。

6）每月定期检测吹灰器行走控制电缆、限位开关位置、接触器等电控元件，发现问题及时更换或修复。

7）每次大、小修中，重点检查炉膛吹灰器喷嘴中心到水冷壁面的距离，将原来距离水冷壁面38mm的调整为44～45mm，经过运行，证明此距离能够保证吹灰效果，并能降低水冷壁磨损量。以#4炉为例，2004年A修中，水冷壁因吹灰磨损超标的有138根管，经过调整后到2009年C修中，因吹灰器磨损超标的不到100根，因此效果是较明显的。

8）对吹灰蒸汽压力进行定期测量、调整，由于吹灰枪的运行时间长或因检修工作，造成部分吹灰枪蒸汽压力变化，因此要求大、小修中必须全面调整吹灰压力，有更换提升阀的必须对此吹灰枪进行压力测量、调整。

9）利用停炉或大小修机会，仔细检查受热面的磨损情况，做好记录，通过数据比较分析，是否需要对此吹灰枪进行调整或更换。

10）每次大小修，成立“四管”防磨防爆检查小组，重点检查吹灰器区域中的受热面，发现问题及时处理。

4 结论

珠江电厂装设了蒸汽吹灰器。多年运行结果显示,蒸汽吹灰器具有吹扫效果彻底、操作简单灵活等优点,可以满足珠江电厂四台炉水冷壁及过热器、再热器、省煤器部位的清灰需要。然而，由于蒸汽吹灰器也时常发生故障，对锅炉的安全稳定运行带来了一定的影响。通过分析，吹灰器故障原因是多方面的，主要有生产管理、运行环境及设计、安装方面的原因，而对于吹灰设备本身而言，又有机械和电气控制故障方面的原因。因此，应针对不同方面的原因分别制订相应的对策,加强技术改造，对吹灰器进行合理布置，做好设备运行、 维护和管理，即使消除不安全因素。

[1]黄莺,曹勇,崔占忠.锅炉吹灰器使用情况及研究[J].黑龙江电力,2003(2).

[2]马生亮.吹灰器造成锅炉设备事故的原因[J].新疆电力技术,2009(2).

[3]白冰,张爱军,杨国春等.蒸汽吹灰器对锅炉设备运行的影响及其管理[J].华北电力技术,2009增刊1.