高能脉冲吹灰系统在南屯电厂的应用

朱宏磊 蒋鹏飞 周斌

1. 煤炭工业济南设计研究院有限公司，山东 济南 250031；2. 兖矿集团济三煤矿，山东 济宁 272169；3. 临沂矿业集团王楼煤矿，山东 济宁 272113

高能脉冲吹灰系统在南屯电厂的应用

朱宏磊1蒋鹏飞2周斌3

1. 煤炭工业济南设计研究院有限公司，山东 济南 250031；2. 兖矿集团济三煤矿，山东 济宁 272169；3. 临沂矿业集团王楼煤矿，山东 济宁 272113

本文简要介绍了锅炉尾部受热面积灰的危害、吹灰系统分类和各种吹灰系统的工作原理，并重点论述了新型吹灰系统——高能脉冲吹灰器的具体作用机理。通过其现场实际应用，使得电厂经济效益显著提高。

电厂；吹灰系统；经济效益

power plant; soot blower system; economic benefit

前言

众所周知，在锅炉运行过程中，如果尾部受热面上产生积灰，将对锅炉的安全稳定运行产生不同程度的影响。一方面积灰使烟道通流面积减小，造成烟气流速增加，烟道阻力增大，并引起引风机负荷升高，增加厂用电率，另一方面积灰附着使换热热阻增加，减弱烟气与工质之间的热交换，使排烟温度升高，降低锅炉热效率。理论计算和运行经验表明，当锅炉排烟温度上升10℃，锅炉热效率就会降低1%。当燃用低热值劣质燃料，如煤矸石、煤泥等时，锅炉受热面积灰、结焦加剧，严重时将影响锅炉的正常运行。多年来，为了解决此问题，锅炉吹灰器陆续研制并得以应用。

1 锅炉吹灰系统

按照吹灰介质的不同，吹灰器可分为水吹灰器、蒸汽吹灰器、压缩空气吹灰器、声波吹灰器及脉冲吹灰器。按照吹灰装置工作方式不同，吹灰器可分为喷射式吹灰器、振动式吹灰器及钢珠吹灰器；喷射式吹灰器按结构及工作方式又可分为长臂伸缩旋转式吹灰器、半伸缩旋转式吹灰器及固定旋转式吹灰器。目前，比较常见的锅炉吹灰器有机械蒸汽式、声波式、燃气高能脉冲式三大类。

1.1 蒸汽吹灰器

蒸汽吹灰是利用高温高压的过热蒸汽，从吹灰器喷嘴高速喷出，对积灰受热面进行吹扫，以达到清除积灰的目的。

1.2 声波吹灰器

声波吹灰是利用金属膜片在压缩空气的作用下产生具有一定声压和频率的声波，锅炉受热面的积灰在声波的作用下处于松动和悬浮状态，易被有一定速度的烟气带走，达到清理受热面积灰的目的。

1.3 燃气高能脉冲吹灰器

燃气高能脉冲吹灰是近几年新开发出的锅炉吹灰技术，其原理是空气和燃气在一特殊的容器中混合，经高频点火产生爆燃，体积急剧膨胀，生成高温、高压的爆燃气体。该爆燃气体在一个特殊结构的罐体内得到加强和加速，蓄积了极高的能量，并从喷嘴以冲击动能、热能和声能的形式进入炉内，作用在锅炉受热面的积灰层上，使积灰脱落，被烟气带出炉外。燃气高能脉冲吹灰的具体作用机理如下：

1）机械冲击作用

混合气体经点火爆炸燃烧后，体积瞬间发生急剧膨胀，产生很高的压力（0.3MPa～1MPa）和速度（300m/ s～350m/s），经喷嘴进入炉内，以冲击波的形式作用于受热面部件表面积灰，使积灰脱落飞扬。同时，受热面管子产生振动，使附着在管子表面的积灰破裂、脱落。其作用类似机械振打，但其效果远比机械振打强，且作用时间极短（毫秒级），对受热面无任何损坏。这种作用特别适用于粉末结层积灰。

2）热清洗作用

当高温燃气射向积灰层时，可以使积灰软化，黏结强度降低，在高压气流吹扫下，灰层破碎脱落。

3）声波辐射作用

当爆燃气体进入炉内时，产生较大的声响，是能量以声能释放出来的体现。由运行实验可知，在距离喷嘴轴线6m～7m处，其声压级仍保持在160dB以上，声波频率为35Hz～205Hz，且以低频为主。而目前常规采用的声波吹灰装置在距离喷嘴轴线1m处的声压级只能达到150dB～156dB，声波频率为200Hz～250Hz。由于本装置所产生的声波频率低、能量大，因此进入炉膛后不易衰减，以辐射状向炉膛的各个方向传播并形成多次反射，使沉积物产生声疲劳而松散、破裂、脱落。

2. 现场应用分析

燃气高能脉冲吹灰在南屯电厂应用以来取得了良好的运行效果，该系统除具有蒸汽吹灰和声波清灰的功能外，还具有热清洗功能，能量大，既适合于松散性积灰又适合于黏结性积灰，结焦和堵灰的清除；能量强度和喷口的方向，形状易于调整，对于不同类型的积灰和不同形状的工作面都有最佳的适应性；整个系统简单，结构尺寸小，易用于空间尺寸小的位置，无转动机械，运行程序全自动化。操作简单，可靠性高，不需要经常维护。

（1）正常情况下，锅炉运行周期约3个月，每年小修4次，使用燃气脉冲吹灰器后，锅炉运行周期延长至5～6个月，小修次数从4次减少到2次，小修所用的人力、物力再加之重新点火一应费用达5万元左右，则可直接节省人民币10万元左右。

（2）260t/h锅炉（50MW机组）按每年减少2次小修计算，每次5天，2次共需10天，使用燃气脉冲吹灰器后，50MW机组每年可增加10天运行时间。按80%负荷计算，10天可发电：50000×0.8×24×10=9600000（kwh）。南屯电厂主要为科澳铝业公司供电，按济宁市普通工业电价每度0.62元计算，10天发电量合人民币0.62×9600000=595.20（万元）。

3. 结语

如今，循环流化床锅炉技术日趋成熟、完善，各电站循环流化床锅炉运行质量，不能仅仅凭运行周期的长短来给以辨别，而应该紧跟国家战略决策，更加注重能耗、厂用电率、污染物排放量等各项运行指标，坚持发展与节能同步，开发与节约并举。诚然，节能降耗，降低厂用电率和污染物排放量的目标不可能一步到位，这就要求我们不断引进和推广节能新技术、新工艺，加强组织领导，严格责任管理，强化节能意识，把节约能源这项基本国策落到实处。

[1] 刘俊然. 燃气高能脉冲吹灰装置的性能及其应用[J]. 机械工程与自动化, 2005（10）

[2] 程清武, 程清果, 李东雄等. 吹灰器选型对循环流化床锅炉经济性影响分析[J]. 电力学报, 2008（4）

[3] 潘亚林. 燃气高能脉冲吹灰装置在锅炉上的应用[J]. 新疆电力,2003（1）

Application of High Energy Pulse Soot Blower System in Nantun Power Plant

Zhu Honglei1Jiang Pengfei2Zhou Bin3
1. Coal Industry Jinan Design &Research Co.,Ltd，Jinan 250031，China；2. Jining No.3Coal Mine, Yanzhou Mining(Group）Co.,Ltd，Jining 272169,China；3. LinYi Mining Group WangLou Coal Mine，Jining 272113,China

The thesis briefly describes the hazard of tail heating surface stacking ash, kinds of soot blower system and how it to works, especially introduce the action of one new soot blower system - high energy pulse soot blower system. Through practical application, making the power plant economic efficiency improved significantly.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.012

朱宏磊（1978－ ），男，山东邹城人，毕业于中国矿业大学，获工学硕士学位，现任职于煤炭工业济南设计研究院有限公司，工程师。