垃圾焚烧炉中激波吹灰器腐蚀堵灰问题探讨

潘海东

摘 要：文章通过对垃圾焚烧炉激波吹灰器腐蚀堵灰的原因分析，阐明了激波吹灰器产生腐蚀、堵灰的危害，提出了在应用此类吹灰器时应注意的相关问题以及相应的防范措施，有效的控制了锅炉尾部受热面的积灰，为锅炉安全稳定运行提供了很好的借鉴经验。

关键词：激波吹灰器；锅炉；积灰；腐蚀

中图分类号：TK229. 9 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）02-0046-02

1 概 述

在火力发电厂中锅炉的尾部受热面普遍产生积灰，使烟气阻力增加，排烟温度升高，严重影响锅炉的正常运行。对于垃圾焚烧炉而言，其危害更为突出，它不但影响锅炉受热面的传热，直接导致锅炉热效率下降，更为严重的是这种积灰的腐蚀性更强，当积灰达到一定程度后，会引起换热管束腐蚀爆管堵塞，造成重大经济损失。为此，垃圾焚烧厂都会采用各种形式的吹灰装置，以解决锅炉尾部烟道的积灰以及安全运行问题。

目前常用的吹灰器按照其吹灰的原理可以分为蒸汽吹灰、声波吹灰、振打清灰、激波（脉冲）吹灰。以上几种吹灰方式中，除了激波吹灰是近年来新崛起的一项技术，其他各种清灰方法已应用多年，其优缺点也已被前人总结，而脉冲式吹灰器的各种缺陷尚有待总结。在本文中，通过对垃圾焚烧炉激波吹灰器腐蚀、堵灰的原因分析，阐明了激波吹灰器产生腐蚀的应对及防范措施，为此类吹灰器的安全稳定运行提供了参考。

2 激波吹灰器的工作原理

激波吹灰器利用乙炔（或煤气、天然气、液化石油气等常用气体燃料），在特殊设计的脉冲罐中燃烧，并在输出管上的喷口处发射出冲击波，通过冲击波的作用使受热面上的积灰脱落。可燃气体与空气，在经过各自的流量測控系统后进行均匀混合，然后送入燃烧室中燃烧。脉冲燃烧是利用不稳定燃烧气体在高湍流状态下，产生压缩波，形成动能声能、热能。这种燃烧速度较快，燃烧产生的气体压力被限制在一定的范围之内（小于0.6 MPa），在输出管的喷口处发射冲击波能将被污染受热面上的颗粒、松散物、粘合物、灰的沉积物除去，达到降低锅炉尾部排烟温度，提高锅炉热效率，同时也可避免锅炉尾部受热面（烟道）产生二次再燃烧事故。

3 腐蚀堵灰的原因分析

由于除灰效果好、配置安全可靠、自动化程度高、经济效益高等特点，激波吹灰技术被越来越多的垃圾发电厂使用。然而激波吹灰器在使用1年左右后，吹灰器的喷管、脉冲罐、以及与脉冲罐连接的部分管路内，会源源不断地产生酸性积水和板结积灰，酸性积水甚至将吹灰罐体腐蚀破孔。

对于产生这种现象的原因，过去有多种说法：有的说是空气中的水分凝结产生的；有的说是乙炔与空气爆燃后燃烧产物中的水蒸汽冷凝产生的；还有的说是吹灰器爆燃射流把脉冲罐内抽成真空、引起炉内烟气倒灌造成的。

实际上上述这些说法都不正确。吹灰器安装示意图，如图1所示。

下面，结合图1对这种现象的真实原因说明如下：

在激波吹灰器不吹灰期间（一个吹灰点吹灰一次通常不到1 min，绝大部分时间都处于待命状态），没有气流进入脉冲罐内，由于喷管与烟道是联通的，此时每个脉冲罐及其喷管、进气管路内的静压，等于其喷口所处烟道截面的静压（通常是负压）。

在这种情况下，炉内烟气由于温度高、密度小，而脉冲罐及其部分连接管路内的气体温度低（等于或略高于环境温度）、密度大，二者之间会通过喷管发生自然对流（如图1所示）：炉内的高温烟气会通过喷口进入喷管内，沿着喷管的上沿进入脉冲罐内，并在脉冲罐内上升；与此同时，脉冲罐及其部分连接管路内的气体，以及被罐壁、管壁冷却的烟气，则会在罐内下降，最终沿着喷管的下沿回到炉内。

这种自然对流过程是源源不断的，对流的动力等于从喷管中心到脉冲罐进气管的水平管之间的高度差乘以炉内烟气与罐内气体之间的密度差。

由于脉冲罐及其部分连接管路的壁温远远低于酸露点，又由于烟气内含有大量的水蒸汽及一定量的HCl、SO2、SO3，当烟气进入脉冲罐及其部分连接管路内部后，就会在其内壁结酸露，这就是激波吹灰器内源源不断地产生酸性积水的根本原因。

由于烟气内含有一定的飞灰，进入脉冲罐及其部分连接管路内的烟气中的飞灰就会粘结在酸露上，从而在罐壁、管壁上形成湿灰，时间久了还会由于石膏化反应形成板结灰垢，这就是激波吹灰器内堵灰的根本原因。

4 腐蚀堵灰的危害

激波吹灰器内积水积灰的主要危害有如下几点。

4.1 严重降低吹灰器的寿命

由于酸露水的高腐蚀性，对垃圾焚烧炉而言，在南方地区，吹灰器的整体寿命一般仅有2 a左右，在北方地区也很难超过4 a。而能够彻底解决这一问题的吹灰器，其使用寿命可达到10 a以上。

4.2 严重影响吹灰器的工作可靠性

经常会由于喷管堵塞、进气管路堵塞而导致吹灰器打不响（哑炮），进而影响吹灰效果和锅炉的正常运行。

4.3 严重增加吹灰器的维护维修工作量和费用

据一些现场人员反映，严重的时候每一两天就要到锅炉上补焊吹灰器系统腐蚀产生的漏洞和炸开的裂口（腐蚀减薄后吹灰时炸裂）。

4.4 腐蚀锅炉尾部受热面

由于末级省煤器、烟风空预器等部位烟温较低，顺着喷管滴落炉内的酸露水，在下落过程中难以被完全蒸发掉，就会滴落在换热管上，一方面腐蚀换热管，另一方面在换热器上形成湿灰和板结灰，进而堵塞换热器。

4.5 导致过热器、省煤器爆管和烟风空预器漏风

在爆燃吹灰时，脉冲罐和喷管内的一些板结积灰颗粒和一些湿灰颗粒，会随着爆炸射流一起高速喷射到换热管上，对换热管束形成高速冲刷磨损，类似于喷砂。久而久之，就会磨薄喷口所对部位的换热管，导致爆管。

5 吹灰器的改造

5.1 改造方法

防止结酸露是防止吹灰器腐蚀与堵塞的根本原因。在找到激波吹灰器系统内积水积灰、腐蚀堵灰的真正原因后，解决方法也就比较简单了。只要在锅炉运行期间，向每一个吹灰点喷管内通风就可以了。通过对国内优秀吹灰器厂家的交流及对部分垃圾发电厂的吹灰器使用效果考察，现将吹灰器改造如下：

在吹灰罐至炉墙外侧的出口管处增加一路风幕装置，如图2所示：增加密封风机一台，在原来的喷吹管上用砂轮机切三道口（深度为喷吹管的一半即可），同时在三道切口外部套一套管（比原喷吹管直径约长5～6 cm即可），将套管两端密封焊接在原喷吹管上，同时在套管上开DN20的小孔，此小孔接入密封风机出口母管。

5.2 工作原理

密封风机启动，外部空气从DN20管口处进入风幕装置，空气从三道切口进入喷吹管，保证三道风幕，然后进入炉内。当激波吹灰工作时，脉冲力度远远大于风幕装置密封风的风压，可直接进入炉内，保证吹灰效果；当激波吹灰不工作时，密封风一直供应，三道风幕保证炉内烟气不进入罐体，避免结酸露。

激波吹灰器加装风幕装置改造后，运行稳定，未见发生腐蚀及堵塞现象，说明吹灰器的改造是极其成功的。

6 结 语

激波吹灰器喷吹口加装风幕装置后，可以极大的降低人工维护费用及劳动强度；同时几乎未出现结酸露现象，避免了对吹灰罐及各管道的腐蚀；喷吹管口未见积灰，堵塞的现象从未有出现过，减少了对受热面管壁的冲刷。此方法值得借鉴与推广。

参考文献：

[1] 周俊虎，靳彦涛，杨卫娟，等.电站锅炉吹灰优化的研究应用现状[J].热力 发电，2003，（4）.

[2] 程清武，程清果，李东雄.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，（2）.

[3] 何鹏.锅炉吹灰器技术比较与选型[J].安徽电气工程职业技术学院学 报，2012，（1）.