李 斌 王旭東

（國能浙江舟山發(fā)電有限責任公司，浙江 舟山 316012）

0 前言

目前，國內(nèi)反應(yīng)器催化劑清灰方式主要還是以蒸汽吹灰為主，但這種模式會導致頻繁出現(xiàn)催化劑吹損現(xiàn)象。針對這種隱患，引入一種新的吹灰模式是必然趨勢。通過應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，聲波清灰器可將動力氣體的動量和沖量轉(zhuǎn)換為幅射聲波的波動能量，以解決設(shè)備沖刷磨損問題。經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，聲波清灰器屬于本質(zhì)安全型的設(shè)備。

1 存在問題以及解決方案

1.1 設(shè)備概況

某電廠#3鍋爐是由上海鍋爐廠制造的亞臨界壓力中間一次再熱控制循環(huán)汽包爐，共布置24只長行程伸縮式吹灰器（IK17-IK40）。汽源抽出點來自分隔屏出口集箱，吹灰蒸汽壓力為18.02 MPa，吹灰蒸汽溫度為465 ℃。

#4鍋爐是由上海鍋爐廠制造的超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐，共布置22只（PS-SL型）長伸縮式吹灰器（低溫再熱器位置16 只，省煤器位置6 只）。

1.2 存在問題

2臺爐尾部煙道受熱面蒸汽吹灰器存在的問題如下：1） 爐內(nèi)受熱面吹灰器區(qū)域明顯存在吹損現(xiàn)象。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一個檢修周期，部分受熱面的防磨瓦磨損嚴重，需要更換。甚至存在部分無法加裝防磨瓦的區(qū)域，嚴重影響機組的安全運行。2） 長時間使用蒸汽吹灰器不僅操作（使用）不方便、相對故障率高，而且會帶來大量維護和檢修工作。3） 使用蒸汽吹灰器的運行、維修成本較高。

1.3 解決方案

為了解決以上問題，對同系統(tǒng)相關(guān)發(fā)電廠的脈沖式吹灰、次聲波吹灰以及聲波吹灰等吹灰方式進行調(diào)研、比較可知，可以在鍋爐尾部煙道部位加裝聲波吹灰器。這種吹灰方式可以達到甚至超出蒸汽吹灰器的吹掃效果。因此，決定對#3、#4爐尾部煙道的吹灰器加裝共振腔式聲波吹灰器，并保留蒸汽吹灰器。

1.4 聲波吹灰器特點

聲波吹灰器的特點如下：1） 不會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動故障和振動疲勞斷裂，長期運行無須調(diào)整、檢查和維護。2） 可以適用于任何爐型、任何溫度范圍和任何部位，包括各種過熱器、再熱器、省煤器、空氣預熱器和爐膛水冷壁。3） 可以以間歇方式巡回投用。初始設(shè)置為每6 h清灰1次，每次每組（或每臺）清灰5 min，間隔1 min。4） 在爐墻附近的球體徑向輻射直徑為3 m～4 m，前方軸向距離輻射為8 m～12 m。聲波吹灰器技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 #3、#4爐聲波吹灰器技術(shù)參數(shù)

2 尾部煙道聲波吹灰器改造實施情況

2.1 #3鍋爐改造實施情況

利用#3機組C級檢修機會開展尾部煙道聲波吹灰器改造工程。#3鍋爐后煙井保留原蒸汽吹灰系統(tǒng)，以滿足鍋爐尾部受熱面運行清灰要求。聲波吹灰器安裝在后煙井低溫過熱器和省煤器兩側(cè)墻以及前墻，分別在標高為48.9 m、46.1 m、43.2 m、40.4 m、37.1 m和33.4 m的地方每層兩側(cè)墻各布置2臺，后墻布置4臺，每層共計8臺（共6層，共計48只聲波吹灰器）。

2.2 #4鍋爐改造實施情況

利用#4機組A修機會開展#4鍋爐尾部煙道加裝聲波吹灰器改造工程。#4鍋爐后煙井原設(shè)計有蒸汽吹灰器，現(xiàn)保留原蒸汽吹灰系統(tǒng)，以滿足鍋爐尾部受熱面運行清灰要求。聲波吹灰器安裝在后煙井低溫再熱器和省煤器上部的蒸汽吹灰器兩側(cè)，分別在標高50.19 m、42.09 m的地方每層水平布置各4 臺；側(cè)墻每只蒸汽吹灰器附近布置1臺；在后墻標高為41.85 m、47.18 m、49.43 m和53.4 m的地方每層水平布置4臺，共計46臺聲波吹灰器（布置情況分別如圖1～圖4所示）。

圖1 省煤器上部51.8 m層聲波吹灰器布置圖（長吹11、12和13附近）

圖4 省煤器上部41.85 m層聲波吹灰器布置圖（長吹19、20和21附近）

3 聲波吹灰器投運后性能測試

3.1 #3爐聲波吹灰器使用情況

#3爐聲波吹灰器投運試驗分為2個階段，通過采集試驗數(shù)據(jù)來判斷聲波吹灰器的應(yīng)用情況。第一階段為聲波吹灰器與蒸汽吹灰器分別投運，試驗結(jié)果見表2。第二階段為聲波吹灰器持續(xù)投運，蒸汽吹灰器間隔投運，試驗結(jié)果見表3。

圖2 后煙井55.4 m層聲波吹灰器布置圖（長吹9、10附近）

圖3 省煤器上部47.18 m層聲波吹灰器布置圖（長吹4、5和6附近）

表2 #3爐聲波吹灰器不同負荷段的投運試驗參數(shù)

表3 #3爐聲波吹灰器不同負荷段的投運試驗參數(shù)

通過分析表2的試驗數(shù)據(jù)可知，在機組負荷相同的情況下，當尾部煙道分別采用聲波吹灰器和蒸汽吹灰器時，尾部煙道的煙溫降低大約15 ℃，整體數(shù)據(jù)顯示聲波吹灰器好于蒸汽吹灰器。通過分析表3的試驗數(shù)據(jù)可知，在聲波吹灰器持續(xù)投運后，間隔一段時間投運蒸汽吹灰器作為補充，對提高尾部煙道受熱面換熱效率有一定幫助。

結(jié)合2次吹灰試驗可知，聲波吹灰器對低溫過熱器區(qū)域清灰效果明顯。原蒸汽吹灰需要每隔2 d吹掃1次，但在聲波吹灰持續(xù)投運作用下，可將蒸汽吹灰間隔頻次延長至5 d吹掃1次。調(diào)整后可以保證吹灰效果，從而有效降低受熱面吹損風險。

通過上述試驗可知，聲波吹灰可延緩受熱面的吹損，使用成組面對面布置，實現(xiàn)迭加，從而增強清灰的效果。可將聲波吹灰作為正常吹灰手段，但是考慮當入爐煤種特性變差或長時間高負荷投運時，運行人員應(yīng)適當投運蒸汽吹灰器，通過兩者互補交叉投運的方式來調(diào)整間隔投運蒸汽吹灰器的時間，確保尾部煙道受熱面的清潔，提高受熱面換熱效率，減少受熱面的吹損，從而保證機組安全地運行。

3.2 #4爐聲波吹灰器使用情況總結(jié)

新裝的46臺聲波吹灰器分別布置在#4爐尾部豎井煙道低溫過熱器和省煤器各個區(qū)域。該試驗跟#3爐試驗過程一致，分為2個階段。第一階段為聲波吹灰器與蒸汽吹灰器分別投運，蒸汽吹灰器按照定期工作執(zhí)行，試驗結(jié)果見表4。第二階段為聲波吹灰器持續(xù)投運，試驗聲波吹灰器持續(xù)投運，尾部蒸汽吹灰器IK12-21由原來間隔時間調(diào)整為7 d吹掃1次，試驗結(jié)果見表5。

通過分析表4的試驗數(shù)據(jù)可知，當#4爐尾部煙道采用聲波吹灰器時，尾部煙道進出口煙溫和蒸汽吹灰器基本持平，可見聲波吹灰器能達到蒸汽吹灰器的效果。通過分析表5的試驗數(shù)據(jù)可知，當聲波吹灰器持續(xù)投運時，能較好地維持尾部煙道受熱面的換熱效率，在增加蒸汽吹灰器的吹灰頻次后，尾部煙道煙溫及排煙溫度變化不大。

表4 #4爐聲波吹灰器不同負荷段的投運試驗參數(shù)

表5 #4爐聲波吹灰器不同負荷段的投運試驗參數(shù)

結(jié)合2次吹灰試驗可知，在煙氣流和聲波的疊加作用下，進一步加大對管排中后部的沖刷作用，提高整個受熱面清灰力度。同時，聲波吹灰器的作用范圍大約為8 m，可有效輻射積灰區(qū)域（聲波吹灰器對尾部煙道區(qū)域清灰效果明顯）。在聲波吹灰器連續(xù)投運的情況下，也可將蒸汽吹灰間隔頻次延長至7 d吹掃1次，并留有一定裕量。聲波吹灰器也可以有效緩解受熱面蒸汽吹損問題，將聲波吹灰作為正常吹灰手段。

4 結(jié)語

該文通過試驗得出以下3個結(jié)論：1）基于#3、#4爐聲波吹灰器改造實例以及試驗結(jié)果可知，#3鍋爐在聲波吹灰器持續(xù)投運下，蒸汽吹灰間隔頻次可以延長至5 d吹掃1次，如果再延長蒸汽吹灰吹掃時間將影響受熱面換熱效果。#4爐在聲波吹灰器連續(xù)投運的情況下，將蒸汽吹灰間隔頻次延長至7 d吹掃1次，聲波吹灰仍能有效控制受熱面換熱效果。通過實際運行發(fā)現(xiàn)，蒸汽吹掃間隔仍有較多裕量，可調(diào)整至10 d。2）2臺鍋爐聲波吹灰器布局得到優(yōu)化。#3鍋爐爐后寬度方向布置4 臺，后煙井布置2 臺，#4鍋爐爐后寬度方向布置4 臺，在尾部煙道前墻標高為50.19 m、42.09 m的地方水平各布置4臺，后煙井深度方向布置3 臺。2臺爐子的聲波吹灰器基本都布置在尾部煙道側(cè)墻靠近前部以及后墻位置，使整體的軸向距離可全面覆蓋尾部煙道前部范圍。這種布局很好地解決了因聲波吹灰器軸向清灰距離以及受熱面管排阻擋帶來的能量末端衰減而導致前墻中心部位清灰效果不足的難題。3）結(jié)合上述的試驗結(jié)果以及應(yīng)用情況可知，利用機組調(diào)停機會，將進入#3、#4鍋爐尾部煙道內(nèi)部，調(diào)查前墻低溫過熱器、省煤器受熱面各層積灰情況，進一步論證聲波吹灰器投運的實際效果。根據(jù)實際積灰情況考慮下次計劃檢修時是否需要在#3鍋爐尾部煙道前墻增加2層受熱面聲波吹灰器（6～8臺），為機組運行受熱面吹灰優(yōu)化提供參考。