王军波，李安岳
华能山东发电有限公司白杨河发电厂，山东 淄博 255200
摘要：锅炉尾部烟道积灰问题是火力发电厂运行中的常见问题，影响机组的长期稳定运行，甚至烟道支架结构的安全性。因此，在机组停机检修机会时，经常进行尾部烟道冲灰工作，一般冲灰工作均由人工完成，效率低、质量得不到保证且存在一定安全隐患，故本文在分析锅炉尾部烟道积灰原因及锅炉结构后，提出了一种新型的锅炉尾部烟道冲灰技术，通过改造原有的消防水管路及尾部烟道吹灰器提升阀，利用吹灰器进行尾部烟道冲灰工作，改造方案效果良好，实现了高效、安全、自动冲灰。
关键词：尾部烟道；积灰；冲灰；吹灰器
1 锅炉概况
华能山东发电有限公司白杨河发电厂DG2016/17.4—π12型号锅炉为亚临界参数自然循环汽包锅炉，配两台300MW抽汽凝气式汽轮机。锅炉设计为单炉膛、π型布置、一次中间再热、平衡通风、半露天布置、钢构架、燃煤、固态排渣、四角切圆燃烧、尾部双烟道。受热面和空预器处安装有吹灰器，以清除积灰。尾部烟道断面布置图如图1所示。
本系统吹灰器由上海克莱德贝尔格曼机械有限公司供货。吹灰器汽源取自后屏过热器入口集箱（参数18.2Mpa、441℃）左右开孔φ76x10管路引出。经两阀门进入锅炉本体吹灰器源减压站减至2.82Mpa。左右两侧尾部烟道各有25只长伸缩吹灰器，为了保持锅炉各级受热面的清洁，提供了足够数量的炉膛吹灰器及用来吹扫过热器、再热器及省煤器的长伸缩式吹灰器，分布在炉膛、水平烟道、空气预热器、SCR反应器、后竖井及省煤器区域。
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2 积灰原因分析
2.1锅炉积灰主要有以下几种情况：
2.1.1高温粘结灰：主要发生在烟温较高区域的炉膛和高温对流受热面上，在温度高于700一800℃以上的烟气区域内，易熔化合物会在管子表面发生凝结，并形成碱金属和钙的粘结沉淀层。
2.1.2粘结灰：一般发生在空气预热器及其以后的冷段，是由于灰分粒子中的大量碳粒子吸附了烟气中的硫酸根、亚硫酸根及水，形成粘结性很强的含硫酸根的碳粒子，并沉积或冷凝在受热面上，然后和烟气中的气态灰分粒自发生发应，形成以硫酸钙为基质的硬结水泥状焦渣，还可能与受热面作用，生成牢固的硫酸亚铁等腐蚀性物质。
2.1.3积灰：在对流段、空气预热器、省煤器、除尘器等烟道各部位均有沉积，在炉内的积灰中占有的比例最大，约60%以上，主要是颗粒小于30μm 的飞灰粒子所产生的物理沉积，成干松状态，粘接力很小，易于清除，但是热阻很大，对锅炉的环热效率影响也很明显。
2.2积灰原因
2.2.1对比我厂入厂煤煤质特性分析数据可以得出，锅炉燃烧使用的煤质灰分高导致积灰增多，对比表如表1所示。
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2.2.2当锅炉负荷偏低时，由于烟道截面积是一定的，故导致烟速降低，从而加剧了折焰角及尾部烟道的积灰。对于燃煤锅炉，当烟气流速在8-10m/s以上时，迎风面上不易产生灰粒沉积，而当烟气流速低于2.5-3m/s时，迎风面上也会产生较多积灰。
2.2.3温度对积灰的影响
烟气温度主要影响飞灰的特性，如化学成分和物理状态；管壁温度则主要影响气相物质(挥发相、酸蒸汽、水蒸汽等)的凝结；而两者都将影响积灰层的粘性，进而影响积灰的形成。
在高温烟气条件下(>800 ) ℃，飞灰颗粒温度接近其熔点，其粘性较强，容易在换热面上粘附而发生烧结，从而加重积灰现象。
在低温烟气条件下，飞灰处于凝固状态，在沉积过程中将不会发生烧结，积灰层疏松多孔，容易被清除；但当烟气温度进一步降低，酸蒸汽或水蒸汽发生凝结，积灰特性将发生较大变化。
2.2.4受热面的布置形式
尾部烟道受热面布置形式可分为顺列布置和错列布置两种，不同形式下烟气流动示意图如图2所示。
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对于顺列布置的管束，由于管子的背风面不易受到灰粒的冲刷，烟气对背风面几乎没有扰动，所以易在管束背面形成一个涡流区，烟尘很容易在此处积聚。同时顺列布置的管束在第二排以后，即使迎风面，也不容易受到冲刷而积灰，而对于错列布置的管束，由于管子的背风面也较易受到灰粒的冲刷，烟气有一个折向流动，破坏了管子背风面的涡流区，灰尘一旦在此处积聚马上被气流冲走。因此，在背风面的积灰程度就较轻。
3 冲灰改造方案
改造消防水管路，以我厂#6炉为例，从B侧消防水母管引出一路冲洗水管路，从炉后绕至A侧，在A、B两侧均再引出四路管路至尾部烟道长伸缩吹灰器旁，焊接阀门，用以控制冲洗水流量。
改造吹灰器提升阀，利用吹损的提升阀，用气焊切割，保留其与吹灰器套管连接的法兰，焊接进水管并在进水管头部车丝。进水阀门与进水管通过橡胶软管连接，一头接法兰盘，一头接活结。
安装方式如同安装提升阀一样，将焊接好的进水法兰固定并用螺栓上紧，需要冲灰时，开启进水阀门，冲洗水即通过软管流入吹灰器套管，开启吹灰器，冲洗水就会随枪管一同进入尾部烟道，由于枪管是旋转进入尾部烟道，枪管内的冲洗水如同蒸汽吹灰时，往复旋转冲洗尾部烟道受热面。
4 改造效果
通过对消防水管道及吹灰器提升阀进行改造，安装好法兰后，由热工人员强制吹灰器逻辑，即可实现了高效、安全、无死角的自动冲灰。
（1）这种冲灰方式摆脱了炉内温度的影响，以往当炉内温度降到40℃以下时，才可以进行人工冲灰，现在只需要炉内温度低于60℃，即可进行冲灰，降低了作业要求，改善了工人的作业环境。同时改变了以往需要人工接水龙带一层一层进入尾部烟道冲灰的繁琐程序，以往需要四-五人三天才能完成的冲灰工作，通过改进后，两个小时即可完成，大大缩短了检修时间。
（2）由于人工冲灰不可避免会留有死角，残留的积灰与水混合后附着在受热面上，经高温烟气烧结成硬块，更不易去除，同时降低受热面的传热效率，使排烟温度升高。
（3）通过无死角、大水量冲灰，冲灰效果较以往得到了提升，使受热面的光洁度提高，当机组再次运行时，可在3-4个月内，使受热面不易发生灰粒的自然堆积，保证了传热效率，降低了排烟温度，提高了锅炉的热效率。同时，在冲灰过后进行受热面防磨防爆检查时，如果发现受热面出现麻点等情况，则可以判定该处存在一定量的磨损，可提前进行处理，保证锅炉运行安全。
（4）通过改进冲灰技术，提高了安全系数，冲灰水量及效果也得到了保证，为厂节省了检修费用。
5 结语
尾部烟道积灰问题严重影响电厂的安全经济运行。通过对消防水管路及吹灰器提升阀的改造，在不添加新设备的情况下，摆脱了人工对炉内温度的要求，实现了高效、安全、无死角的自动冲灰。节省了检修时间，节约了检修费用，冲灰后可在较长时间内保证机组尾部烟道受热面的换热效率，以最经济的方式解决了尾部烟道冲灰问题，为其他电厂遇到类似问题提供了解决方案。