对电站锅炉尾部烟道管子吹损问题的探讨

（广东红海湾发电有限公司，广东汕尾市，516600） 苏骏腾

1 前言

电站锅炉在运行中，燃料燃烧和介质换热是一个极其复杂的物理化学过程，而这一进程会受到多方面因素的影响，使得锅炉燃烧产生的灰分会部分附着在锅炉的受热面上，从而增加热阻，降低锅炉金属管壁的导热系数，严重地甚至会造成锅炉出力降低，不得不停炉检修，这些都会给锅炉的使用运行埋下诸多不利因素。

2 吹损影响及其危害分析

现实中，电站锅炉的烟道受热面主要采用悬吊形式的结构，而锅炉燃烧产生的灰分极易在烟道受热面上累积，从而增大烟道阻力，降低锅炉出力，严重时不得不进行停炉检修。为了解决这一问题，我国电站大量使用了蒸汽吹灰器，虽然它可以实现对烟道尾部受热面灰分的及时吹扫，但也同时造成了受热面周围出现了吹损问题，而这可能会进一步导致尾部烟道管子出现泄露问题，给电站的安全经济运行埋下诸多风险隐患。

结合大量的工程实践调查发现，尾部烟道管子的吹损主要发生在稍远离吹灰器的管子交叉部位。这是因为吹灰器正对的第一个管子为了降低吹损影响，通常都会加装防磨瓦，而稍远离吹灰器的管子交叉位置一方面没采取加装防磨瓦等保护措施，另一方面因为交叉位置的结构限制，反而普遍存在不同程度的吹损现象。常见的吹损位置示例见图1。

图1 吹损位置示例

3 吹损原因分析

3.1 管子交叉处容易形成吹灰蒸汽的涡流回旋

对于尾部烟道管子的交叉处，可能同时受到多股吹灰蒸汽的作用。比如来自蒸汽吹灰器的直接吹扫作用，以及被交叉处悬吊管反射回来的吹灰蒸汽，这些吹灰蒸汽会在交叉部位形成涡流回旋，使得吹扫力量呈现出数倍增长，进而造成此处易形成严重地吹损问题。通过相关计算分析可知，回旋蒸汽的冲击影响甚至可以达到蒸汽直吹的数倍之多，过大的回旋吹扫力量是造成吹灰器上、下方管排与管子交叉处发生严重吹损问题的直接原因。

3.2 高温冲刷烟气作用

在实际中我们经常会发现，虽然吹灰器上、下方的管子都会出现不同程度的吹损现象，但下方往往更为严重。这是因为下方的管子不仅会直接受到吹灰蒸汽的影响，同时还会受到高温烟气的冲刷作用。高温烟气从上自下的冲刷使得吹灰气旋的力量被加大，从而自然就加剧了吹损。与下方管子相比，吹灰器上方的管子仅受吹灰蒸汽的单方面影响，吹灰蒸汽是从下往上进行吹扫，必须克服烟道的阻力和自身重力，使得上方管子的吹扫力量明显会低于下方管子，这反映到吹损程度上就是上方管子的损伤较轻。

3.3 防磨瓦覆盖不到位

现实中，正对吹灰器的第一根管子受到的吹扫力量最大，绝大部分电站都会在离吹灰器最近的位置加装防磨瓦，从而实现对吹损问题的应对。而稍远离吹灰器的管子及相应交叉处，可能会因没加装防磨瓦的缘故而呈现出不同程度的吹损影响。一般随着与吹灰器距离的增大，管子受到的吹灰蒸汽冲刷力量会逐渐减弱，反映到吹损程度上就是损伤的严重程度会不断降低。

3.4 吹灰压力和频率设置不当

在实际工作中也发现，不同电站即使锅炉的型号和工况都类似，但检修中却发现烟道管子尾部受热面的吹损量却存在很大程度的不同。这主要是因为吹灰压力和频率设置不当造成的。吹损问题比较严重地电站，其吹灰压力一般设置地都相对较高，而吹损问题较轻的电站，吹灰压力都设置较低。过高的吹灰压力会增大吹灰蒸汽的冲刷力，进而给管子造成的损伤也较大。此外，有的电站的吹灰频率过高，过于频繁的吹灰会让管子受热面受到较长时间的连续冲刷作用，这自然也会加剧吹损。比如有的电站将吹灰频率设置为每班1次，甚至在吹灰结束后都没实际确认吹灰器是否真实推出，那么其管子受损情况自然比那些吹灰频率仅为每天1次的电站严重地多。

3.5 结构设计不合理

以上对电站锅炉尾部烟道管子发生吹损的原因进行了多方面的分析，但那些都不是最根本的原因。事实上，导致吹损的最根本原因是结构设计不合理造成的。锅炉内部各种管路的纵横交叉，大大限制了吹灰蒸汽的作用范围，为了达到将灰分充分吹除的效果，有必须增大吹灰器的数量和吹扫力量，使得吹损问题很难从根本行得到切实解决。此外，在进行结构设计和安装时没有充分考虑吹损影响，比如缺乏加装必要的防吹挡板，这也在一定程度上造成了吹损问题始终没能得到有效控制。

4 应对措施探讨

4.1 加装防磨瓦

针对吹损问题，一个最简单的应对措施就是加装防磨瓦。可以结合电站锅炉的实际运行情况，针对易发生吹损或吹损量较大的位置加装防磨瓦，从而实现对吹损的有效预防。这里需要提及的一点是，防磨瓦不是加装的越多越好，有的电站在解决锅炉管子吹损问题时的思路就是在出现损伤的位置加装防磨瓦，这种不从根本上解决问题的方式可能会陷入恶性循环，对锅炉的传热效率造成极大程度的影响。

4.2 加装防吹挡板

考虑到悬吊管结构会反射吹灰蒸汽，并进一步和直吹蒸汽流形成气流回旋，增大吹扫力量。可以在悬吊管两侧的管排上加装一个防吹挡板。采用这种方法时，值需要在管组的第一个管子上加装即可，其他管子不用单独加装，即可以起到防吹作用，又不会过多影响到烟气通道的横截面。

4.3 合理设置吹灰参数

首先，应对同类型电站尤其是吹损问题较轻的电站进行走访调研，并结合自身的运行情况进行规律摸索和总结，进而得到最佳的吹灰参数。比如在不影响吹灰效果的前提下，吹扫力量应该越小越好，吹灰频率应越低越好。其次，应结合电站锅炉的实际运行情况，尤其是尾部烟道受热面附着的灰分量情况，合理设置吹灰频率和决定投用的吹灰器数量，即由原先的按计划执行吹灰操作改为匹配吹灰需求执行操作。

4.4 更新除灰技术手段

传统的蒸汽吹灰除灰范围有限，具有投资大、能耗高且对锅炉管子受热面会造成损伤等缺陷。在这种情况下，应加强对新一代除灰技术的研究开发和应用工作。比如声波除灰技术就具有作用范围大、除灰无死角、结构紧凑、投资小等优点，而且还能依据电站锅炉的运行情况对声波频率进行自适应调节，进而达到最佳的除灰效果。