降低水冷壁吹灰孔弯管吹灰蒸汽吹损的案例分析

降低水冷壁吹灰孔弯管吹灰蒸汽吹损的案例分析

何时淼

国投钦州发电有限公司    广西壮族自治区钦州市      535000

摘要：本文结合我厂一期东方锅炉厂设计的2×630MW机组和二期上海锅炉厂设计的2×1000MW机组水冷壁多年的防磨防爆检查经验和吹灰器维护经验，浅谈水冷壁炉膛吹灰器孔弯管的维护管理方法，从多个方面讲述吹灰器孔弯管吹损原因和如何降低水冷壁吹灰器孔弯管的吹损，延长水冷壁管的使用寿命。

关键词：水冷壁；炉膛吹灰器；蒸汽；吹损

一、引言

国投钦州发电有限公司四台机组都是单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊结构的Π型锅炉。为了减少水冷壁结焦造成水冷壁受热不均从而导致管子泄露的风险，水冷壁四周布置数量较多的炉膛吹灰器。我厂一二期使用的炉膛吹灰器品牌不同，但整体结构和工作原理是一样的。

炉膛吹灰通过电机驱动枪管旋转进枪，触发提升阀开启把高温高压的蒸汽吹扫至附近水冷壁管壁，把粘附在管壁上的焦块吹落，避免管壁挂焦。但是高温高压的蒸汽是一把双刃剑，在吹扫焦块的同时也对管子造成了吹损。630MW机组单台配备48台炉膛吹灰器，1000MW机组单台配备96台炉膛吹灰器，炉膛吹灰器影响的范围较大，如何在保证清焦的基础上，降低蒸汽对管壁的吹损是我们一直探索的问题。

二、基本情况

近年来，火电厂为控制成本，使用煤种质量有所下降，灰份高、硫份高、易结焦，吹灰器的投用频次也随之逐渐提高。这种情况下，受热面管子的“生存”环境就更加恶劣了，吹灰器蒸汽对管子的吹损程度成加速上升趋势。

水冷壁吹灰孔弯管吹损的直接原因就是吹灰蒸汽长期吹扫导致的，吹损的范围可达到半径1000mm左右，吹损量由中心向外逐渐减轻，靠中心的蒸汽直吹点，吹损成坑状。吹灰器吹扫示意图如图1，管壁吹损情况如下,2、图3所示：

图1吹灰器吹扫

图2靠中心蒸汽直吹点，吹损成坑状     图3 吹损的范围可达到半径1000mm

近年来，针对水冷壁吹灰孔弯管吹损情况进行分析，从我厂一期630MW两台机组炉膛吹灰器孔弯管吹损情况的对比，同时630MW机组和1000MW机组的吹损情况对比，结合设备结构、安装布置、蒸汽压力、吹灰频次等方面进行研究，发现导致吹损的间接原因是多重的：

1、吹灰蒸汽中带水。吹灰器吹灰前需要对管道进行暖管，暖管时间短或放水时间短，都会造成管道内残余冷凝水，在运行吹灰器时蒸汽混合水份从吹灰器枪管喷出，冲刷管壁。此外，吹灰器系统管道因常年未调整，出现管道和支吊架变形，管道正常疏水排不干净，在管道低陷处存有余水，吹灰时也会被蒸汽携带。高压水相比高压蒸汽，对管壁的冲刷力更大。

2、吹灰器提升阀内漏。提升阀内漏是吹灰器最常见的缺陷，因炉膛吹灰每天至少进行一次，提升阀长期频繁开闭，阀芯、阀座密封面频繁受到蒸汽冲刷，会出不可避免地出现吹损情况，造成密封不严，阀门内漏。阀门内漏喷出的蒸汽长时间喷击管壁也能造成管壁损伤。炉膛吹灰器内漏导致水冷壁管吹损泄露的情况时有发生，泄露情况如图4、图5示：

图4 吹灰孔管道泄漏情况         图5水冷壁泄露后造成的吹损范围

3、吹灰器蒸汽起吹时喷嘴与管壁距离过短。根据炉膛吹灰器的设计，吹灰器进枪一定距离后才会触发提升阀开启，蒸汽喷出。根据设计要求，吹灰器蒸汽起吹时喷嘴与管壁距离至少大于38mm（具体根据该型号吹灰器设备说明书要求）。而在长年的设备维护管理过程中，因为检修标准不高、检修工艺不熟和在线检修存在制约等原因，会造成吹灰器喷嘴安装距离过短的情况。吹灰器蒸汽起吹时喷嘴与管壁距离过短，造成的结果就是蒸汽对管壁冲刷力更大。

4、吹灰器喷嘴角度偏斜。吹灰器喷嘴起吹时设计要求蒸汽喷射方向要与螺旋水冷壁管子布置方向水平，但由于在线检修时，水冷壁炉外墙被保温覆盖，人员无法准确判断管子方向，造成了喷头安装角度不对，喷嘴喷射角度与管子不水平。蒸汽气流冲击管子侧面，造成吹损加剧。

5、吹灰蒸汽过高。设备厂家首次启动推荐的吹扫压力为1-1.5Mpa，但是由于吹灰器提升阀经过多次检修和更换新阀后，提升阀压力控制盘位置变化，导致实际吹灰压力变化，因单台吹灰器无压力检测设备，实际吹灰压力长期无法监测、或者忽略，若压力过高就会造成管壁长期受高压蒸汽吹损。

三、处理及防范措施

目前市场及行业上，为了防止水冷壁吹损和腐蚀大多采用水冷壁喷涂的措施，即采用超音速电弧喷涂技术，使用含有较高的Ni和Cr元素的合金丝材质在水冷壁表面进行喷涂防磨涂层，涂层设计硬度HRC≥32，使用寿命25000小时。但是该方法在防止吹灰蒸汽吹损方面只是治标不治本，在吹灰蒸汽长期高压吹扫下，涂层减薄较快，防磨效果并不理想。

从根本原因入手解决根源问题才能保证设备的稳定性。需从根源上多举措、长期维护管理才能起到较好的效果。

1、保证吹灰器暖管质量。适当延长暖管时间，保证吹灰蒸汽管道温度，减少因温度低形成的冷凝水。同时，暖管时疏水时间也应延长，排尽冷凝水。

2、改善吹灰管道疏水系统。吹灰管道布置应呈轻微倾斜向下，有利于余水沿管道流至管道系统最底部，沿疏水管排尽。但由于管道年久欠修，管道、支吊架变形，疏水不能自然流尽，更换变形管道，调整支吊架，恢复管道原貌，可减少管道藏水。

3、减少吹灰器提升阀内漏现象。吹灰器内管测温是检查提升阀是否内漏的有效手段之一，为了最大程度的避免因提升阀内漏导致管子吹损，要求吹灰跟踪人员和巡检人员每天在该台吹灰器吹灰结束一个小时之后对内管进行测温，排查内漏情况。发现内漏情况及时更换。

4、吹灰器安装、试运时注意进枪距离。利用机组检修机会，在炉内外对吹灰器进枪距离进行调整，并标记位置，以便在日后在线更换枪管时能准确安装在合适位置。

5、吹灰器喷头喷嘴需从炉内调整。因吹灰器起吹时，从炉外无法看到炉内的喷嘴角度，所以在线安装喷嘴的工艺质量很难保证。只有利用机组检修机会，在炉内对吹灰器喷嘴角度进行调整，并标记位置，日常维护才能“照本宣科”。

6、新提升阀需进行调压后才进行安装。因新购提升阀的厂家不一样或出厂时压力控制盘未整定，可能导致压力不一。记录现有压力正常的提升阀压力控制盘的位置（从下或从上旋转到该位置的齿数），在更换新提升阀前，检查调整压力控制盘齿数。在试运时加装压力表，观察确认吹灰压力，由此才能保证吹灰压力不过高。

四、总结

改进维护方法，优化设备运行方式是设备管理者的职责。为了杜绝吹灰器蒸汽吹损对受热面管子造成泄漏情况，可从以下几点进行改进：

1、细化检修工艺，加强检修质量。吹灰器设备结构简单，非重要主、辅设备，所以常常受到忽略，设备检修工艺和质量把控不严，久而久之就出现大问题。依据说明书结合日常出现问题，编写切合现场实际的文件包、质检卡，做好检修质量把控。

2、细化吹灰器维护定期工作。做好定期工作能极大减少设备故障率，但如果把多项定期工作糅合一起进行，工作人员的惰性会让定期工作进行的不彻底、不仔细。把定期工作细化，并专项开展，能提高工作人员的专注度，为此，可把吹灰器定期工作表细分为：阀门测温表、内枪管测温表、吹灰器连接部件检查表、外枪管测厚表、吹灰器定期加油脂表。

3、严格执行吹灰器日常维护纪律。吹灰器发生故障，特别是枪管卡涩、吹灰器提升阀无法闭合等缺陷对管子的伤害极大，必须用极短时间处理完成。为此，遵守维护纪律很重要。纪律要求：

1）吹灰时，跟踪人员必须始终在场，确认吹灰器退到位后方可进行下一台吹灰器吹灰。

2）吹灰器发生故障时，维护人员必须在接到通知后15分钟内到场处理。

4、做好培训，提高工作人员检修技能。结合常见设备故障，定期进行理论学习和现场实操，提升人员检修技能。

参考文献

[1]丛锡龙,袁德权,王鹏辉等.锅炉吹灰系统常见故障及处理措施探析[J].中国设备工程,2022(13):162-163.

[2]关日新,王汶彬.发电企业机组蒸汽吹灰系统智能优化[J].企业管理,2021(S2):52-53.

[3]孙海佳.锅炉本体蒸汽吹灰器故障及处理[J].现代工业经济和信息化,2021,11(01):121-122.