远射程水力吹灰器在华能德州电厂的应用

远射程水力吹灰器在华能德州电厂的应用远射程水力吹灰器在华能德州电厂的应用 [ 日期:2005-06-22 ] [ 来自:华能德州电厂 ]

华能德州电厂#5、#6机组投产初期锅炉结焦严重，通过一系列的综合治理锅炉结焦程度明显减轻，但对机组的安全运行仍有威胁。在无法彻底解决结焦问题的情况下，只有被动采取去除水冷壁上的结焦的办法来防止结焦影响机组安全。而除掉锅炉水冷壁结焦的一种有效手段就是吹灰，本文介绍了该厂应用的一种新型吹灰除焦方式—远射程水力吹灰器，从设备系统布置、原理、应用情况等几个方面进行了阐述。现场使用情况表明，该型水力吹灰器对除掉炉膛受热面的结焦效果比较明显，有效地解决了结焦对锅炉安全稳定运行的影响。

关键词:水冷壁结焦吹灰器

1 德州电厂锅炉设备情况

华能德州电厂三期660MW机组#5、#6锅炉是德国BBP公司设计的亚临界汽包炉，设计煤种为低挥发份贫煤，采用自然循环、π型背靠背布置、一次中间再热、单炉膛、前后墙对冲燃烧方式、尾部烟气挡扳调温、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、露天布置，锅炉的制粉系统采用双进双出冷一次风机正压直吹式系统。

炉膛宽度23120mm，炉膛深度15600mm，水冷壁下集箱标高为3900mm，前墙、后墙炉顶管中心标高分别为69354mm、67800mm，在标高36.7m至53.7m区域采用内螺纹管，在标高17.0m至38.5m范围内铺设有卫燃带。

锅炉燃烧系统按双进双出冷一次风机正压直吹式系统设计。在炉膛前墙、后墙上分别分三层布置有24只旋流式DS燃烧器，煤粉和空气从前后墙送入，在炉膛中呈对冲燃烧。由于设计原因，自2002年下半年投运以来，#5、#6锅炉锅炉结焦

严重。因掉焦引发锅炉灭火4次、捞渣机严重损坏3次、水冷壁损坏7次均导致机组非计划停运。初期一次掉焦停炉，炉膛内可清理出大约200吨炉焦。由于结焦原因直接或间接引起的非停时间2242小时、耗燃油1879吨、耗除盐水13580吨。

为保证锅炉的安全运行，在防止结焦上，各方面做了大量工作，采取多种措施，如在运行调整、煤种变化、入炉煤中加入添加剂等外在因素方面，及对卫燃带前后进行了两次改造等内在因素方面做工作。虽然以上措施的采取，炉内温度有所降低，结焦状况有了明显改善，考虑到锅炉燃烧的稳定性与热负荷的分布，炉内保留一定面积的卫燃带是必须的，但结焦问题未能从根本上得到解决，虽然因结焦引起机组停运次数明显减少，但并没有杜绝掉焦造成水冷壁和捞渣机的损坏，依然威胁着机组的安全运行。在不能从根本上解决结焦情况下，电厂被动采取及时清理炉墙挂焦方法，决定在#5、#6锅炉的炉膛内增设远射程水力吹灰器，以便及时清除结焦，减少水冷壁挂焦量，避免大型焦块脱落对水冷壁和捞渣机的损坏。

2003年电厂经过广泛收资，充分了解了当前各种吹灰器的应用情况，选用了德国CLYDE技术，在锅炉的炉膛前后墙和两侧墙上共布置12台德国克莱德贝尔格曼机械有限公司制造的12台WLB90(WATER LANCE BLOWER 90)型吹灰器。该型吹灰器已在国内8台200MW-800MW机组锅炉上安装使用，使用情况比较理想。#6炉水力除焦设备已于2003年11月投运，经过一段时间的使用，初步解决了卫燃带上结焦清除的难题，挂焦量明显减少，基本不影响机组稳定运行，再没有发生因结焦原因引起停炉事件。

2 WLB90型远射程水力吹灰器的原理

2.1 吹灰器工作原理

的区域，效率远比一般吹灰器高，冷水流冲击到炉膛的沉积物上，会产生很大的温度应力，使所

沉积的灰焦产生龟裂，另外水流可渗透到灰焦的缝隙中，然后受热蒸发，由于汽化速度很快，相当于一个微型的爆炸，将灰焦松动，最后借助于水流的冲击力将灰焦冲掉。 WLB90型远射程水吹灰器布置于炉膛四周的水冷壁上，将高压水流喷射到炉膛对面和相邻的角落。通过喷头在左右和上下方向上改变角度，使水流在对面墙上近似方形的区域里留下一条或多条齿型的轨迹(图1)，可清洗近400m2

图1 WLB型远射程水力吹灰器吹扫轨迹

2.2 远射程水吹灰器的特点

以前国内的吹灰器多以蒸汽或压缩空气为介质，对燃用一些结焦不强的煤种很合适，而对那些粘度很高、较难清除的积灰、结焦则显得力不从心。新式的吹灰器以水为介质，由于水相对于灰渣的温度差大，在灰渣缝隙中猛烈汽化时可将灰渣松动，而且水流的动量比蒸汽大的多，可以轻松将灰渣冲掉，吹灰效果比较好。

远射程水吹灰器在工作时一次可吹扫炉膛近400m2的区域，效果远比一般吹灰器高，使系统大大简化，也节约了投资及以后运行和维护费用。

由于新型远射程水吹灰器只需要在水冷壁合适的区域开一个孔就可将对面水冷壁全部清洗干净，所以系统布置起来灵活性很大。由于吹灰时的水流轨迹都是由软件设计的，修改非常方便，因此可以根据实际运行效果灵活地进行调整。

WLB90远射程水力吹灰器的投运，对锅炉运行参数、卫燃带和水冷壁管的影响是必然的，通过掌握的资料分析，不会造成大的问题。

通过已经在各地成功使用的该型吹灰器的投运情况看，只要保证一定的投入条件，如要求锅炉负荷在80%以上，适当增大炉膛负压至70,100Pa,水吹灰器不会对

炉膛内正常燃烧工况产生影响。但是,由于炉内结焦、积灰的脱落，对于汽包水位有一定影响，同时偶尔会影响到机组的负荷。

2.3 吹灰时水流均匀对水冷壁影响小

对于WLB30型吹灰器，由于是将水流喷射到炉膛的对面，整个区域内水流行程相差不多，所以吹扫比较均匀，吹扫过程不需要调整水压。

关于水流对水冷壁的损伤问题，主要担心冷水流喷射到水冷壁上温度应力过大，造成水冷壁管表面龟裂，对此，德国贝尔格曼公司作了针对性的试验。他们首先在SK85型和WLB30型两种吹灰器共同工作的水冷壁区域内安装了许多热电偶，然后记录了各吹灰器在吹扫前后的电热偶的温差。对SK85型吹灰器不同的喷口尺寸下温差如下表。对于WLB30型水吹灰器，清洗前后的热电偶的最大温差为5度,这可以说明新型远射程水吹灰器的清洗效果比较均匀，对水冷壁表面的温度影响小。

附表:测量记录

管口尺寸(mm) 最小温差(Co ) 最大温差(Co)

4 11 142

5 12 213

6 13 168

注:温差较大的是水流直接喷射到热电偶上引起的

德国Welsweiler电厂的锅炉从1975年开始安装SK85型水吹灰器，1991年电厂对SK85型水吹灰器工作区域内3.0×1.5m2的水冷壁进行了探伤检测，结果未发现任何裂纹。这说明经过每天投运3次，共17年的运行，SK85型水吹灰器未使水冷壁因温度应力产生裂纹。如前所述，WLB型远程水吹灰器对水冷壁表面温度的影响远比SK85型小，所以不存在使水冷壁产生龟变的危险。

3 德州电厂远射程水力吹灰器布置方案