CN110686264A - 一种锅炉烟道高效吹灰系统 - Google Patents

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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
    • F23J3/02—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys

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Abstract

一种锅炉烟道高效吹灰系统，包括锅炉组件，所述锅炉组件尾部设有烟道，所述烟道至上而下分别布置有立式低温过热器、水平低温过热器以及省煤器，利用锅炉尾部余热将锅炉给水进行加热，同时降低尾部烟温，所述锅炉的尾部还设有声波吹灰器。经济效益和安全、环保评价：确保锅炉受热面安全经济运行，防止低温过热器及省煤器吊挂管因吹损管壁减薄爆管事故的发生，降低非计划停运次数，提高设备的健康水平。该吹灰器具有免维护特点，大大减轻检修工作量，节省检修维护费用。

Description

一种锅炉烟道高效吹灰系统
技术领域
本发明涉及发电厂锅炉领域，具体涉及一种锅炉烟道高效吹灰系统。
背景技术
电厂锅炉一般为亚临界自然循环汽包炉，利用锅炉尾部余热将锅炉给水进行加热，同时降低尾部烟温，尾部竖井段一般采用长伸缩式蒸汽吹灰器。
吹灰器对防止锅炉受热面积灰、结焦，避免尾部烟道、空气预热器二次燃烧，提高传热效率，保证锅炉机组的安全经济运行起到了十分重要的作用。目前火电厂的大型燃煤锅炉绝大多数都安装使用蒸汽吹灰装置。长期以来蒸汽吹灰器以其吹灰的介质廉价易得、吹灰用时短、吹灰效果良好等优点得到了广泛的应用。然而，由于蒸汽吹灰器仍存在很多缺点和不足，导致吹损受热面并造成锅炉爆管等设备事故时有发生。
首先炉内受热面在吹灰器区域吹损严重。根据近几年来每次机组大小修对尾部受热面检查情况，每次都有80～100多根管子壁厚吹损减薄超标，每次大小修都要更换处理，维修成本很高，约20万元。特别是近几年来燃煤变差，灰份上升等加剧了尾部烟道磨损，维修成本更加有逐年上升的趋势。
再加上蒸汽吹灰器由于机械磨损、卡涩等情况，导致吹损管子引起泄漏停炉事故。低温过热器及省煤器先后都曾有发生过管子吹损减薄爆管情况，严重影响到机组的安全运行。且省煤器吊挂管靠吹灰枪侧存在吹损减薄，严重部位减薄至3.5mm(原设计管径为φ38×5.5)，因为是联箱管接头，更换工艺困难复杂。
且由于受检查区域条件限制，管排间距较密，检查区域空间狭窄,工作条件恶劣。虽检测人员认真负责，很多区域工具仍无法伸入，无法检测。蒸汽吹灰器平时的操作使用不方便、故障率较高，维护、检修工作量大，备件每年约20万元。使用蒸汽吹灰器，运行成本较高，不经济。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种锅炉烟道高效吹灰系统，以达到提高吹灰效率，有效减少锅炉受热面管子吹损的目的。
本发明采取的技术方案是，提供一种锅炉烟道高效吹灰系统，包括锅炉组件，所述锅炉组件尾部设有烟道，所述烟道至上而下分别布置有立式低温过热器、水平低温过热器以及省煤器，利用锅炉尾部余热将锅炉给水进行加热，同时降低尾部烟温，所述锅炉的尾部还设有声波吹灰器。
进一步的，所述声波吹灰器为钢材质。
进一步的，还包括气源和吹灰器气管，所述气源通过吹灰器气管连接声波吹灰器。
进一步的，所述气管上还设有电磁阀。
进一步的，所述气源为除灰压缩空气或杂用压缩空气。
进一步的，所述系统还包括PLC控制箱，所述PLC控制箱内安装有DCS系统，所述PLC控制箱用于远程控制声波吹灰器的运作。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)经济效益和安全、环保评价：确保锅炉受热面安全经济运行，防止低温过热器及省煤器吊挂管因吹损管壁减薄爆管事故的发生，降低非计划停运次数，提高设备的健康水平。该吹灰器具有免维护特点，大大减轻检修工作量，节省检修维护费用。
(2)蒸汽吹灰器维护备件费用：现有蒸汽吹灰器维护工作量较大，每年每台机组吹灰器维护更换备件费用约20万元，随着设备的逐步老化，单台机组检修维护费用也逐年上升。
(3)管子吹灰吹损费用：每次C修更换吹损减薄管段100根，(每根管两个焊口)，换管焊口费用约12万元，管子备件费用约8万元，共20万元。
(4)声波吹灰器改造后，能有效吹扫炉内受热管排且不对炉管产生任何冲刷磨损。安装便利、高效能、免维护等特点，解决了锅炉采用传统吹灰技术所存在的、难以解决的弊端，提供一种有效的、安全的、经济的技术措施。
附图说明
图1为本发明吹灰系统整体框图。
图2为本发明吹灰系统控制框体。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例
结合图1和图2所示，一种锅炉烟道高效吹灰系统，包括锅炉组件，所述锅炉组件尾部设有烟道，所述烟道至上而下分别布置有立式低温过热器、水平低温过热器以及省煤器，利用锅炉尾部余热将锅炉给水进行加热，同时降低尾部烟温，所述锅炉的尾部还设有声波吹灰器。
声波吹灰的基本原理是利用声波能量对管子上积灰结渣产生振荡悬浮流化作用、高速剥离作用和振动疲劳破碎作用，使积灰从受热面剥落、落入灰斗或被烟气带出烟道。与传统蒸汽吹灰技术相比，声波吹灰有以上特点：在声波有效范围内彻底除灰。由于声波具有反射、衍射、绕射的特性,无论受热面管排如何布置,只要在声波有效作用范围内,声波总可以清除管排间及管排背后的积灰,除灰彻底,蒸汽吹灰器是直射作用，气流达不到的地方形成死角死区。
短间隔巡回投用,连续保持受热面清洁。一般单台声波吹灰器1次工作时间为15～30s,停运30～120min，如此循环反复，可连续保持受热面清洁，有效保持甚至提高锅炉热效率、降低排烟温度。而蒸汽吹灰，即便是1次/班，也难以保证尾部受热面连续保持清洁。
受热面无机械损伤，声波依托高温烟气为介质来传播，使烟气中的灰粒在声波能量作用下发生质点位移，从而使灰粒难于附着在管壁上，达到除灰的目的。这不同于蒸汽吹灰的直接冲刷，不存在对受热面管壁的机械损伤。
声波吹灰装置设备简单，结构紧凑，安装方便，操作便利，故障率极低，基本属于免维修。无潮湿介质进入炉内，不会加剧低温受热面腐蚀及空气预热器堵灰。发声介质为压缩空气，节约了蒸汽资源，运行成本低。不受锅炉启、停限制，启炉即可投入运行，停炉后仍可继续运行。控制方面由于控制对象只有气管路的电磁阀，控制回路简要可靠。
声波吹灰器材料选用特种钢材，可耐1050℃高温，在850℃可长期正常使用。尾部设计最高烟气温度为739℃，此区域最高温度仍在声波吹灰器正常工作温度范围内。尾部区域飞灰已无粘性，声波吹灰器对于此种松灰具有良好的作用效果。声波吹灰器对动力气源的质量要求不高，空气压力4～8kg/cm2，单支吹灰器流量为每1.2～2.4标准立方米，可使用除灰压缩空气或杂用压缩空气作为声波吹灰动力气源。声波吹灰器的炉外配置比蒸汽吹灰器简单、占空间小得多，而且不需要平台和支架，在膜式管壁的部位，不必做让管改造，就可以安装声波清灰器。
在炉内将声波吹灰器主体喇叭部份焊接在墙管密封膜板上，炉外安装吹灰器气管，每支吹灰器气管加装电磁阀。
通过在锅炉尾部烟道多个面安装本发明的吹灰系统后形成左右、前后吹灰器对应吹扫，提高了吹灰效率，且对旧的蒸汽吹灰器进行替换操作简单，耗费的成本低，但是长期受益大。就地安装PLC控制箱，系统接入DCS系统，实现“就地/远控”长周期全自动化控制系统。
使用声波吹灰，有效减少锅炉受热面管子吹损，避免每次机组A、C、修都要更换吹损管子。声波吹灰器所产用的声波气体的动能转为辐射能，避开了锅炉本体设备的特征频率，仅对灰垢作用强烈而无损炉本体设备。在炉内没有运动机构，不存在炉运行的机械故障。基本属于免维护产品，无需检修和维护，从而大大地减少运行、检修工作量。对比蒸汽吹灰所用蒸汽，声波吹灰所用的气源为压缩空气，生产成本低，达到节能效果。
进一步的，所述声波吹灰器为钢材质。
进一步的，还包括气源和吹灰器气管，所述气源通过吹灰器气管连接声波吹灰器。
进一步的，所述气管上还设有电磁阀。
进一步的，所述气源为除灰压缩空气或杂用压缩空气。
进一步的，所述系统还包括PLC控制箱，所述PLC控制箱内安装有DCS系统，所述PLC控制箱用于远程控制声波吹灰器的运作。
在锅炉尾部烟道竖井水平低温过热器和立式低温过热器左右侧墙原12台蒸汽吹灰器附近安装声波吹灰器，布置方式如下：在锅炉尾部烟道标高33.2米层(省煤器)，35.8米层(省煤器)，40米层(水平低温过热器)，43.5米层(水平低温过热器)，46.7米层(立式低温过热器)布置声波吹灰器。具体布置情况为：33.2米层，其中左右侧墙均布8支，后墙中间位置布置1支，前墙中间位置布置1支(注：前墙位置实为标高32.9米)；35.8米层，其中左右侧墙均布8支，后墙中间位置布置1支，前墙中间位置布置1支；40米层，其中左右侧墙均布8支，后墙中间位置布置1支，前墙中间位置布置1支；43.5米层，其中左右侧墙均布8支，后墙中间位置布置1支，前墙中间位置布置1支(注：前墙位置实为标高43.2米)；46.7米层，其中左右侧墙均布8支，后墙中间位置布置1支。总共49支。安装后形成左右、前后吹灰器对应吹扫。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锅炉烟道高效吹灰系统，其特征在于，包括锅炉组件，所述锅炉组件尾部设有烟道，所述烟道至上而下分别布置有立式低温过热器、水平低温过热器以及省煤器，利用锅炉尾部余热将锅炉给水进行加热，同时降低尾部烟温，所述锅炉的尾部还设有声波吹灰器，所述声波吹灰器对烟道的积灰结渣产生振荡悬浮流化作用，使积灰从受热面剥落、落入灰斗或被烟气带出烟道。
2.根据权利要求1所述的吹灰系统，其特征在于，所述声波吹灰器为钢材质，所述钢材质耐受温度大于800℃。
3.根据权利要求1所述的吹灰系统，其特征在于，还包括气源和吹灰器气管，所述气源通过吹灰器气管连接声波吹灰器。
4.根据权利要求3所述的吹灰系统，其特征在于，所述气管上还设有电磁阀，所述电磁阀固定安装在气管上，用于实现气管的打开和闭合。
5.根据权利要求1所述的吹灰系统，其特征在于，所述气源为除灰压缩空气或杂用压缩空气。
6.根据权利要求4所述的吹灰系统，其特征在于，还包括PLC控制箱，所述PLC控制箱与所述电磁阀电连接，所述PLC控制箱内安装有DCS系统，所述PLC控制箱用于远程控制声波吹灰器的运作。
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