[摘 要]锅炉燃烧工况的好坏，不但直接影响锅炉本身的运行工况和参数变化，而且对整个机组运行的安全、经济均将有着极大的影响，本文介绍了杭钢动力公司锅炉运行中存在的问题，并通过技术改造安装在线清灰装置提高锅炉效率，为企业创造了可观的经济效益。
　　[关键词]锅炉、受热面积灰、在线清灰、吹灰器、效率
　　中图分类号：TK223 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）24-0379-02
　　一、引言
　　杭钢动力公司2台额定蒸发量65t/h的燃气锅炉主要是以高炉煤气和混合煤气为燃料，由于高炉煤气含尘和含水量过高，导致省煤器、预热器、过热器及水冷壁管外部积灰严重，排烟温度上升到220℃，超出设计 60℃，按每升高15℃，热效率损失增加1%计算，每台锅炉热效率损失达4%。平均半年需要清一次灰，清一次灰需要停炉约4天（96小时）。每年2台锅炉清灰4台次，停炉时间约为384小时，损失发电量约475万kwh以上。同时锅炉运行中大量含水煤气进入炉膛，会导致燃烧不稳，严重时甚至熄火停炉。1#炉、2#炉因高炉煤气含水量过高而瞬间灭火停炉，锅炉为此产生的爆燃数量多达数十次，如何提高锅炉效率并保证锅炉安全稳定运行是摆在面前的一道难题。
　　二、锅炉存在问题分析及处理
　　由于高炉煤气中含水汽、含尘量相对偏高，容易使锅炉受热面结灰，造成锅炉热交换能力下降，影响产汽率。同时锅炉运行中大量含水煤气进入炉膛，导致燃烧不稳，严重时产生爆燃现象，使得锅炉的炉门严重变形，危及锅炉的安全运行，为此与高炉协调后要求高炉喷水提前通知机炉岗位，运行人员及时调整，降低负荷，增加锅炉负压，确保大量含水煤气进入锅炉炉膛时锅炉不至于熄火。同时针对受热面积灰的情况，安排工人手工清灰，尽力降低锅炉排烟温度，提高负荷。
　　随着运行时间的累积，锅炉受热面积灰程度日趋严重，人工清灰已无法降低排烟温度，针对这种情况我们考虑安装在线清灰装置，降低排烟温度。目前钢铁厂普遍采用的声波或蒸汽两种吹灰方式，公司组织人员分别赴江阴苏龙发电有限公司及江苏淮安钢铁集团公司对锅炉蒸汽在线清灰及声波在线清灰的使用情况进行了考察。情况如下：
　　1、江阴苏龙发电有限公司装备有四台440吨/时超高温高压煤粉锅炉，该四台锅炉均使用了蒸汽在线清灰装置。蒸汽吹灰器被布置于锅炉的炉膛水冷壁、过热器和再热器上，省煤器上未布置，单只蒸汽吹灰器的有效吹扫半径为1.5--2m，为最大限度地减少吹扫盲点的存在，蒸汽吹灰器的布置数量较多。炉膛蒸汽吹灰器为短吹形式，吹灰器喷嘴直径为25.2mm，分别在炉膛四周的同一标高分层布置，吹扫水冷壁的积灰，水冷壁上开孔以便吹灰器的安装，开孔口径在100mm以内，因此开孔位置需把相邻两根水冷壁管向外弯曲一定位置；水平烟道布置的吹灰器为长吹形式，主要是吹扫炉膛出口过热器管系表面积灰，由于过热器管系布置较密，长吹蒸汽吹灰器分别布置在过热器两侧墙上，通过吹灰器的逐步推入来确保整个管系能够全部吹扫到；长吹吹灰器的喷嘴直径较大，侧墙没有布置各类管束，能够较好实现侧墙开孔位置布置。在使用方面，通过合理布置蒸汽吹灰器的位置可以减少蒸汽吹灰的盲点，吹扫蒸汽压力需控制在1.0MPa以内，以防止损坏管件；在蒸汽吹扫时会造成锅炉负压波动，一般每天进行一次蒸汽吹灰。
　　2、江苏淮安钢铁集团公司热电厂装备有二台65吨/时中温中压高炉煤气锅炉，该二台锅炉均使用了声波在线清灰装置。由于声波吹灰器需Φ275mm左右的孔径供安装，对炉膛水冷壁的改造工作量较大，因此使用单位的锅炉只在锅炉的过热器两侧墙上利用人孔门布置了四只声波吹灰器，未在炉膛、省煤器等部位布置声波吹灰器。为达到吹灰效果，声波吹灰器工作时需要产生一定能量的声波，因此运行时噪音较大，达到150db左右。
　　通过实地考察我们了解到声波在线清灰装置运行时噪声较大（达150db）不符合杭州市环保要求，且需在侧墙上开较大的安装孔，因此声波在线清灰装置不适合在我厂锅炉上使用，故选用蒸汽在线清灰装置。经厂家设计方案并现场指导，2#锅炉于2011年7月首先试安装了在线清灰装置。共安装吹灰器22台，其中炉膛前墙、左墙、右墙各布置4台HXD-4型炉膛吹灰器（附图1），后墙布置2台HXD-4型炉膛吹灰器，共14台；由于安装时需在水冷壁上开孔，而水冷壁管间距无法满足安装需要，故将2根水冷壁管改造为向外弯曲满足内孔为Φ108以便安装；前、左、右墙处上层吹灰器设计位置现场确定为钢梁附近无法安装，故将这6台吹灰器下移1米至梁下方处安装。
　　过热器部位长伸缩吹灰器（附图2）布置在锅炉左墙，共3台；省煤器部位长伸缩吹灰器布置在省煤器左墙，共5台，其中一台水平高度与混合煤气总管一致导致无法安装，与厂家协调后更换为半伸缩式吹灰器；经现场确认后与设计位置冲突的吹灰器适当调整至合适位置安装。所有吹灰器均安装平台、爬梯以便操作和检修。整套吹灰系统采用PLC自动控制，对所有吹灰设备实现自动控制、集中手动或模拟操作程序将按吹灰工艺流程，指挥整个吹灰系统安全运行；同时该PLC系统具备相应设备运行状态显示、故障报警、连锁保护等功能。通过对机炉岗位操作人员的使用培训，在线清灰设备运行稳定（每班对锅炉受热面吹灰一次），锅炉排烟温度控制在设计范围，锅炉满负荷运行时引风机负荷降至60%，运行稳定。
　　由2#锅炉使用状况作为参考，1#锅炉于2012年5月也顺利安装了在线清灰装置。由于场地限制，尾部受热面的吹灰器安装位置及型号2#锅炉有所不同，其中过热器部位长伸缩吹灰器布置在锅炉右墙，共3台；省煤器部位由于厂房阻挡全部改为半伸缩式吹灰器布置在省煤器左墙，共5台；同时对蒸汽及疏水管道、阀门表计进行了相应的优化。
　　三、在线清灰装置运行调整
　　1、吹灰装置运行中发现吹灰用蒸汽管道发生水击，并且经常因蒸汽温度偏低无法满足系统要求，导致吹灰装置无法正常运行。对系统进行检查后发现为蒸汽管道电动疏水阀故障无法正常疏水，更换阀门和疏通堵塞管道后，吹灰装置恢复正常运行。由于电动阀更换为手动阀，故要求运行人员在吹灰装置运行前进行手动疏水，反复试验摸索后确定疏水时间控制在10分钟，温度控制在250℃以上为宜。
　　2、在线吹灰装置投运初期要求每天清灰一次，每次消耗蒸汽约为4.5吨，运行一段时间后锅炉排烟温度保持正常，停炉检修时对锅炉受热面检查发现无积灰现象，经过摸索试验将吹灰时间延长至每48小时一次，同时根据TRT岗位对煤气含尘量的检测，适当调整吹灰时间，保证在线吹灰装置的合理运行。
　　3、由于吹灰装置在运行时蒸汽进入炉膛，负荷过低时影响锅炉正常燃烧，负荷过高时引风机出力不够，经反复试验确定将负荷控制在80%-90%之间进行吹灰锅炉运行最为稳定。同时调整锅炉负压在原有-20至-50pa基础上增加至-120至-150pa，保证锅炉内的高炉煤气能得到充分燃烧，尽可能减少吹灰造成能耗增加，目前锅炉排烟温度稳定在170℃左右，状况良好。
　　四、结束语
　　目前锅炉排烟温度维持在170℃左右，比在线清灰装置使用前的220℃降低了50℃，只比设计高了10℃。通过计算排烟温度每下降15℃，锅炉热效率将上升1%，安装在线清灰后锅炉热效率提高了3.3%，发电能耗下降了20gce/kWh，按年发电量2.1亿kWh计算，可节约标煤4200吨，按标煤价格：0.1145元/千卡技术，可以节约成本0.1145×7000×4200=336.63万元。
　　采用在线清灰后，每年两台锅炉停炉人工清灰的时间减少了16天，增加停炉时间的发电量1.3×24×16=500万kWh；清灰所用的蒸汽由汽机抽汽提供，对机组发电负荷影响为750kWh，按每天90分钟、年350天计算，进行蒸汽吹灰时对发电量的影响为0.075×1.5×350=33.75万kWh；因此采用在线吹灰后可增加发电量465万kWh，按发电利润0.1元/kWh计算，可为我厂创效46.5万元。