目前电站锅炉安装的吹灰设备主要是蒸汽吹灰器和声波吹灰器以及激波吹灰器。蒸汽吹灰器为传统吹灰器,目前使用数量最多,由于结构和介质的特点,加上高温环境的影响,吹灰枪管易发生卡涩、失灵、漏汽等现象,设备故障率相对较高,要求维护水平较高;声波吹灰器,由于能量不足(目前最大声能在140分贝左右),与灰粒的固有频率差别很大,与积灰特性不适应,吹灰效果很差,基本上不能除掉已有的积灰,只能在其吹灰时阻止积灰的产生,造成锅炉受热面积灰严重,排烟温度升高,从而大大降低了锅炉热效率。激波吹灰器是新一代除灰技术,利用瞬间生产超音速流体激波(冲击波)的能量,清除锅炉积灰的新型吹灰器。锅炉在运行过程中,受热面积灰、结焦是最常见的现象,沉积在锅炉受热面上的积灰层的导热系数为0.0581~0.116w/㎡·℃,而锅炉受热面金属管壁的导热系数为46.5~58.1w/㎡·℃,积灰层的导热系数比金属管壁的导热系数低500~800倍。因此,在轻度积灰的情况下,积灰层带来的附加热阻也会严重影响锅炉受热面内外热量的传递,使排烟温度升高,锅炉热效率降低,同时积灰进一步导致受热面产生高低温腐蚀,锅炉管爆漏现象频繁,严重时,甚至被迫停炉清洗和爆管,致使运行周期大大缩短。对燃煤锅炉而言,炉膛燃烧水冷壁结焦,高温过热器及再热器挂焦,尾部受热面积灰是常见的不可避免的现象。水冷壁结焦严重时,大渣使冷渣斗蓬住无法排渣;高温过热器和再热器结焦严重时,会使部分受热面间烟气通廊堵死;尾部受热面积灰严重时,会使过热器、再热器、省煤器、空预器传热效率降低,锅炉排烟温度升高,锅炉效率降低;受热面结焦、积灰还会引起受热面超温,加剧受热面腐蚀,缩短受热面寿命,严重时会影响锅炉的正常运行,甚至影响到巡检人员的人身安全。因此,结焦、积灰是燃煤电站锅炉运行中存在的难题,在锅炉设计时均配有一定数量的吹灰器,常用的吹灰器有蒸汽吹灰器、燃气脉冲激波吹灰器、声波吹灰器。下面就以上三种吹灰器的工作原理、技术特点、应用范围发表一下自己的看法。
目前电厂常用的吹灰方式有蒸汽吹灰器,声波吹灰器、脉冲(激波)吹灰器、压缩空气吹灰等等;宽泛的讲,还可以算上水力除灰和机械振打等。神意吹灰器主营锅炉吹灰器,激波吹灰器,燃气脉冲吹灰器等吹灰器。其中电厂所采用的吹灰器90%以上是蒸汽吹灰,在300MW以上的大机组上几乎达到100%;传统的声波吹灰方式整体只占很小的比重,但在小机组上也能占到半壁江山;激波吹灰器在小部分机组的空预器、尾部烟道等有加装应用。激波吹灰器的炉内喷射嘴安装位置要求精确,但随着使用时间的延长,喷射嘴位置就会有变化,就会使局部炉管受到的冲击力过大,如果固定炉管相对位置的管卡受到的冲击力过大,就会振动加剧,管卡与炉管之间出现相对位移,剪切力加大,时间一长就会与管卡相连的炉管大部泄露。火电厂燃煤机组长期运行受热面容易积灰、结焦,造成锅炉空气预热器出现堵塞,轻则使排烟温度升高,热效率降低;严重时将直接影响到锅炉的安全运行。目前火电厂最常用的吹灰方法有蒸汽吹灰、激波吹灰以及传统声波吹灰。
声波吹灰器,最大声能在140dB左右,由于能量不足,与灰粒的固有频率差别很大,与积灰特性不适应,吹灰效果很差,基本上不能除掉已有的积灰,只能在其吹灰时阻止积灰的产生。燃气脉冲激波吹灰器吹灰作用的空间范围、距离都较大,有效克服蒸汽吹灰器需伸缩进退的问题,其强烈的激波和气流冲击作用又能产生远远优于声波吹灰器的吹灰效果。但是该技术也存在一定的不足,首先在锅炉上的应用范围很窄,由于爆燃后极易卷吸高温烟气和燃气泄漏等方面的考虑,目前还只能应用于温度相对较低的尾部烟道下部(如空预器等);其次存在一定的安全隐患,由于工作介质为可燃气体,一旦设计结构不合理,生产质量有问题,都易引起可燃气体的泄漏,从而造成炉膛或环境发生安全事故;第三,系统较为复杂,对控制系统的要求很高。