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摘 要：目前，国内老电厂的水力除灰系统普遍存在用水量和耗电量大等问题，造成大量的能源浪费。锅炉除灰系统的多个环节进行技术改造和综合治理，节约大量的生产用水，降低了厂用电率，取得了一定的经济效益。
关键词：锅炉除灰系统节能;治理
因为煤的结渣特性使得辐射受热面和对流受热面易出现结渣和积灰现象，造成主汽温偏低和排烟温度偏高，直接影响机组经济性。为此最终采取优化燃烧调整，加强蒸汽吹灰等方法控制住了结焦和积灰的问题。
一、锅炉除灰系统的节能问题
1.对流受热面存在局部积灰问题。由于煤灰分中碱金属和铁氧化物含量比较高，氧化钙含量最高达到39.62%，所以燃用煤锅炉的对流受热面非常容易发生积灰板结问题。发现在末级过热器和低温过热器部位存在局部积灰板结问题，末级过热器部位出现烧结度比较高、相对比较硬的赭红色灰块，低温过热器局部存在灰色酥松的纵向管间搭桥。这些积灰都会影响到受热面的换热效率。
2.主汽温度偏低。由于屏式过热器的结焦和对流受热面的积灰，造成过热汽温不足。而为了提高过热汽温，需向上调整燃烧器角度，又会造成再热蒸汽的超温。
3.再热器减温水喷水量大。向上调整燃烧器角度，再热器吸热量较设计增加，造成再热蒸汽的超温。而再热器超温后大量投入减温水会影响机组的热效率和经济性。各厂锅炉正常运行中再热器减温水量较大，且根据燃烧调整的不同减温水量偏差较大，一般在20～40 t /h，严重时达到60 t /h 以上，而且受烟气残余旋转的影响还出现左右偏差问题。
4.空气预热器入口烟温偏高。在机组额定负荷下，空气预热器入口烟温设计为360℃，而受结焦积灰的影响，造成锅炉吸热能力下降，实际运行中空气预热器入口平均烟温偏高40～ 80℃，最高达到440℃以上。这必然会影响锅炉的整体热效率。
5.锅炉排烟温度偏高。锅炉排烟温度高于设计值主要出现在高负荷时，在机组额定负荷下，锅炉排烟温度比设计值偏高最多可达30℃，影响了机组运行的经济性。原因是由于空气预热器入口温度偏高造成的，而空预器入口烟温高是由于锅炉受热面吸热效率低造成的。
二、锅炉除灰系统的节能综合治理
1.吹灰器系统改造方案。为解决上述问题，电厂调研后，决定在分隔屏、后屏、末级过热器、低温过热器等没有安装吹灰器的部位加装吹灰器。传统叶轮给煤机、振动给煤机的煤量调速系统采用电磁调速电机（即滑差电机）来调节相应的给煤量。由于滑差电机是通过滑差转速来传递功率的，所以它的机械特性非常软。具体部位分别为分隔屏前后屏之间，分隔屏、后屏之间水平低温过热器并且对锅炉的所有吹灰区域作了防吹损的配套措施，主要是吹灰区域的受热面管子喷涂和加装防磨护罩。
2.加装吹灰器后机组运行情况。分隔屏前后屏之间和分隔屏、后屏之间新加吹灰器每天投入1次，其它与原吹灰器每天程控投运3次（与以前吹灰频率相同），从各参数及就地观察看效果较好。但随时间延长，屏过区域结渣有增加趋势，分析原因主要是分隔屏间及分隔屏、后屏间吹灰器吹灰时间间隔过长，结渣不能及时被清除。将屏过区域吹灰器投运次数由每天1次增加至每天2次，就地观察分隔屏及后屏结渣没有明显增加现象，认为目前的吹灰方式是比较合适的。为充分反映加装吹灰器改善锅炉结渣、积灰的效果，对全燃神华煤工况、掺烧保德煤工况及加装吹灰器后全燃煤工况作了对比分析，由结果可见加装吹灰器后取得较好得效果，加装吹灰器后空预器进口均匀性较好，这说明加装吹灰器后各受热面吸热均匀性提高。分隔屏、后屏过热器受热面温升加装吹灰器后炉膛上部分隔屏、后屏区域受热面的温升明显升高，在分隔屏、后屏区域增加吹灰器后分隔屏、后屏的温升提高到109℃左右，说明增加的吹灰器对清除分隔屏、后屏区域结渣，提高分隔屏、后屏的吸热量效果比较明显。同时通过锅炉55.6 m平台看火孔现场观察吹灰器运行期间，分隔屏、后屏部位的疏松结渣在吹灰蒸汽的作用下大量脱落，吹灰后的受热面比较干净，只有零星的小块结渣存在。末级过热器温升从掺烧前的41℃左右升高到目前的43℃左右，虽然温升只有2℃，没有明显的提高，但是要注意：这是在锅炉烟温平均降低的情况下末级过热器的温升还能有所提高，说明末级过热器的传热效果和吸热能力有很好的提高。
3.碎渣机在实际运行中发现，碎渣机主要存在以下问题：由于碎渣机设计的破碎粒度过大，不易排出;当碎渣机遇有过硬的焦块，滚轴的转矩大于配重铁块的转矩时，配重铁块被抬起，焦块便不经破碎直接进入灰沟，经造成灰沟或灰浆泵的入口堵塞，甚至出现硬焦块卡在灰浆泵叶轮的流道内，造成排灰管路严重振动或被迫切换灰浆泵运行而在灰浆泵前池人口加装间隙不但需要定期清理，而且还增大了主灰沟的排灰阻力;有时碎渣机内进入杂物造成碎渣机的滚轴卡住时，配重铁便起不到保护作用，只能靠电动机电气回路保护动作，这不但危害电动机的安全，而且再次启前需要对电动机进行测量绝缘而延误启动时间。碎渣机改造后破碎粒度减小，主灰沟排灰畅通，而且碎渣机的破碎能力增强，当遇有过硬的焦块或其他杂物时，为保护电动机保险销子先剪断，硬焦块或杂物可通过碎渣机的检查孔清除，更换保险销后即可重新启动。同时也不会再出现大焦块进人到灰沟或灰浆泵的前池造成堵塞现象，所以取消了加装在灰浆泵前池入口的铁算子，进行一步减少了主灰沟的排灰阻力。
锅炉在燃烧煤时，面对结焦严重的问题，进行吹灰器的改造，在適当的位置加装吹灰器，优化吹灰，提高受热面清理的水平，加强受热面的传热效果，提高锅炉效率和机组效率，降低发电煤耗，事实分析证明，可以达到节能降耗的目的。另外，在机组的完全、稳定运行上的收益更是很大，可以避免结焦严重造成受热面的损坏和砸伤，避免由于过热器受热面吸热不好造成运行调节困难，减少再热器超温带来的减温水投退热冲击等一系列问题。
参考文献
[1]冯俊凯，沈幼庭，杨瑞昌.锅炉原理及计算（第三版）.北京：科学出版社.2017.
[2]郭延秋.大型火电机组检修实用技术丛书锅炉分册.北京：中国电力出版社.2018.
[3]尹民权.锅炉四管爆漏原因探讨水冷壁篇.电力安全技术，2019，（5）.
关键词：锅炉除灰系统节能;治理
因为煤的结渣特性使得辐射受热面和对流受热面易出现结渣和积灰现象，造成主汽温偏低和排烟温度偏高，直接影响机组经济性。为此最终采取优化燃烧调整，加强蒸汽吹灰等方法控制住了结焦和积灰的问题。
一、锅炉除灰系统的节能问题
1.对流受热面存在局部积灰问题。由于煤灰分中碱金属和铁氧化物含量比较高，氧化钙含量最高达到39.62%，所以燃用煤锅炉的对流受热面非常容易发生积灰板结问题。发现在末级过热器和低温过热器部位存在局部积灰板结问题，末级过热器部位出现烧结度比较高、相对比较硬的赭红色灰块，低温过热器局部存在灰色酥松的纵向管间搭桥。这些积灰都会影响到受热面的换热效率。
2.主汽温度偏低。由于屏式过热器的结焦和对流受热面的积灰，造成过热汽温不足。而为了提高过热汽温，需向上调整燃烧器角度，又会造成再热蒸汽的超温。
3.再热器减温水喷水量大。向上调整燃烧器角度，再热器吸热量较设计增加，造成再热蒸汽的超温。而再热器超温后大量投入减温水会影响机组的热效率和经济性。各厂锅炉正常运行中再热器减温水量较大，且根据燃烧调整的不同减温水量偏差较大，一般在20～40 t /h，严重时达到60 t /h 以上，而且受烟气残余旋转的影响还出现左右偏差问题。
4.空气预热器入口烟温偏高。在机组额定负荷下，空气预热器入口烟温设计为360℃，而受结焦积灰的影响，造成锅炉吸热能力下降，实际运行中空气预热器入口平均烟温偏高40～ 80℃，最高达到440℃以上。这必然会影响锅炉的整体热效率。
5.锅炉排烟温度偏高。锅炉排烟温度高于设计值主要出现在高负荷时，在机组额定负荷下，锅炉排烟温度比设计值偏高最多可达30℃，影响了机组运行的经济性。原因是由于空气预热器入口温度偏高造成的，而空预器入口烟温高是由于锅炉受热面吸热效率低造成的。
二、锅炉除灰系统的节能综合治理
1.吹灰器系统改造方案。为解决上述问题，电厂调研后，决定在分隔屏、后屏、末级过热器、低温过热器等没有安装吹灰器的部位加装吹灰器。传统叶轮给煤机、振动给煤机的煤量调速系统采用电磁调速电机（即滑差电机）来调节相应的给煤量。由于滑差电机是通过滑差转速来传递功率的，所以它的机械特性非常软。具体部位分别为分隔屏前后屏之间，分隔屏、后屏之间水平低温过热器并且对锅炉的所有吹灰区域作了防吹损的配套措施，主要是吹灰区域的受热面管子喷涂和加装防磨护罩。
2.加装吹灰器后机组运行情况。分隔屏前后屏之间和分隔屏、后屏之间新加吹灰器每天投入1次，其它与原吹灰器每天程控投运3次（与以前吹灰频率相同），从各参数及就地观察看效果较好。但随时间延长，屏过区域结渣有增加趋势，分析原因主要是分隔屏间及分隔屏、后屏间吹灰器吹灰时间间隔过长，结渣不能及时被清除。将屏过区域吹灰器投运次数由每天1次增加至每天2次，就地观察分隔屏及后屏结渣没有明显增加现象，认为目前的吹灰方式是比较合适的。为充分反映加装吹灰器改善锅炉结渣、积灰的效果，对全燃神华煤工况、掺烧保德煤工况及加装吹灰器后全燃煤工况作了对比分析，由结果可见加装吹灰器后取得较好得效果，加装吹灰器后空预器进口均匀性较好，这说明加装吹灰器后各受热面吸热均匀性提高。分隔屏、后屏过热器受热面温升加装吹灰器后炉膛上部分隔屏、后屏区域受热面的温升明显升高，在分隔屏、后屏区域增加吹灰器后分隔屏、后屏的温升提高到109℃左右，说明增加的吹灰器对清除分隔屏、后屏区域结渣，提高分隔屏、后屏的吸热量效果比较明显。同时通过锅炉55.6 m平台看火孔现场观察吹灰器运行期间，分隔屏、后屏部位的疏松结渣在吹灰蒸汽的作用下大量脱落，吹灰后的受热面比较干净，只有零星的小块结渣存在。末级过热器温升从掺烧前的41℃左右升高到目前的43℃左右，虽然温升只有2℃，没有明显的提高，但是要注意：这是在锅炉烟温平均降低的情况下末级过热器的温升还能有所提高，说明末级过热器的传热效果和吸热能力有很好的提高。
3.碎渣机在实际运行中发现，碎渣机主要存在以下问题：由于碎渣机设计的破碎粒度过大，不易排出;当碎渣机遇有过硬的焦块，滚轴的转矩大于配重铁块的转矩时，配重铁块被抬起，焦块便不经破碎直接进入灰沟，经造成灰沟或灰浆泵的入口堵塞，甚至出现硬焦块卡在灰浆泵叶轮的流道内，造成排灰管路严重振动或被迫切换灰浆泵运行而在灰浆泵前池人口加装间隙不但需要定期清理，而且还增大了主灰沟的排灰阻力;有时碎渣机内进入杂物造成碎渣机的滚轴卡住时，配重铁便起不到保护作用，只能靠电动机电气回路保护动作，这不但危害电动机的安全，而且再次启前需要对电动机进行测量绝缘而延误启动时间。碎渣机改造后破碎粒度减小，主灰沟排灰畅通，而且碎渣机的破碎能力增强，当遇有过硬的焦块或其他杂物时，为保护电动机保险销子先剪断，硬焦块或杂物可通过碎渣机的检查孔清除，更换保险销后即可重新启动。同时也不会再出现大焦块进人到灰沟或灰浆泵的前池造成堵塞现象，所以取消了加装在灰浆泵前池入口的铁算子，进行一步减少了主灰沟的排灰阻力。
锅炉在燃烧煤时，面对结焦严重的问题，进行吹灰器的改造，在適当的位置加装吹灰器，优化吹灰，提高受热面清理的水平，加强受热面的传热效果，提高锅炉效率和机组效率，降低发电煤耗，事实分析证明，可以达到节能降耗的目的。另外，在机组的完全、稳定运行上的收益更是很大，可以避免结焦严重造成受热面的损坏和砸伤，避免由于过热器受热面吸热不好造成运行调节困难，减少再热器超温带来的减温水投退热冲击等一系列问题。
参考文献
[1]冯俊凯，沈幼庭，杨瑞昌.锅炉原理及计算（第三版）.北京：科学出版社.2017.
[2]郭延秋.大型火电机组检修实用技术丛书锅炉分册.北京：中国电力出版社.2018.
[3]尹民权.锅炉四管爆漏原因探讨水冷壁篇.电力安全技术，2019，（5）.