空預器吹灰器吹掃軌跡及運行方式的優化策略淺析

【摘 要】本文討論的機組鍋爐為2*300MW，根據空預器的實際吹灰狀況進行了分析，對通常狀況下的空預吹灰器所具有的技術特點進行了討論。對其蒸汽耗能量和吹掃現象進行了綜合分析，改造了普通空氣吹灰器中的掃管構造，把吹灰器改成半伸縮試，并對吹掃運動方式實施了相應的優化。

【關鍵詞】空預器；吹灰器；吹掃軌跡；運動方式

現在市場上出售的吹灰器有蒸汽吹灰器、水力吹灰器，其中利用聲波進行吹灰、還有的除灰形式是應用氣體燃燒，這些還得到了認可，但并沒有把其作為市場吹灰的主要銷售產品。主要就是對空氣預熱器進行應用，應用蒸汽進行吹灰這就不會出現第二次燃燒。現在電廠中發生的事故大多是因為有灰塵在空預器的受熱面上，它有著較低的導熱系數，升高了排煙的溫度，鍋爐的經濟性能就相對降低。所以，對吹灰路徑實施合理布置，對吹灰效果進行提升，這是空預器主要設計理念。

1.某電廠在空預器吹灰器投運方面的規定

此電廠機組鍋爐為2*300MW，其中放置兩臺回轉預熱器在每臺鍋爐中，其對暖風進行加熱應用的方式是將風引進預熱器中，空預器在受熱之后其可以達到每分鐘0.9轉，轉子的內外直徑分別是1473毫米、5683毫米[1]。此電廠對空預器進行了規定，規定其在投運之后，吹灰器一定要與基本要求相吻合：

其一，在對裝置進行清掃時，一定要對壓損值進行保證，其為半伸縮式清掃裝置。

其二，將吹灰單介質蒸汽安裝在所有空預器的熱端，將雙介質的設置在冷端，其設備的熱壓值一定要在規定范圍內進行設置。

其三，其中熱蒸汽與高水壓為預熱器的介質。

其四，不能回收利用吹掃介質，這樣就會消耗能源，所以要嚴格要求蒸汽耗能、高壓水耗能。

其中熱端吹灰器的蒸汽要求為0.78MPa，蒸汽溫度為310℃，耗器量為每小時2.6噸，吹掃時間為140分鐘；冷端吹灰要求與熱端要求一樣。

此電廠較為關注吹灰器的節能，明確規定了吹掃路徑，對受熱面吹掃一定要徹底；以減少耗能為基礎，設計空預器吹灰器，并分析其技術：

1.1吹灰器所具有的技術特性

現在空預器為半伸縮式，其中有單管和耙管兩種槍管類型，其都存在著優缺點。

單管形式槍管結構不是非常的復雜，又布置了非常少的噴嘴，這樣就不需要太多的能量消耗，可以很方便的對其進行維護和安裝。可是，在受熱的外圈有著非常大的轉速，單管式槍管只有一個噴嘴，所以內外吹掃時間一樣，可是卻有很大的吹掃面積，這樣其外面的受熱面積吹掃就不會全面，其效果也不佳[2]。

耙式槍管有著較為繁雜的結構特點，其噴嘴的布置方式是沿旋轉軌跡切線進行設置，這樣就可以反復的吹掃外圈，具有非常好的吹掃效果。可是，因為有較多的噴嘴這樣就加大了耗能，對內圈應用耙式進行吹掃經常會出現過度現象致使消耗更多的能量。

1.2空預器吹灰器的吹掃形式

根據吹掃方式進行劃分可以分為步進式與勻速遞進式兩種，其中步進式應該停留的時間要超過空預器轉動一周所用的時間，其對步進距離的要求不能太遠，如果不依據要求設置，其在受熱面積就會出現沒有吹掃的現象。對步進式實施控制的手段為應用計數器。對步進的距離進行合理安排，這樣吹掃的效果非常好。其勻速遞進式吹掃其前進速度非常慢，需要較長的時間進行吹掃，不能對外圈進行吹掃。如果是耙式槍管，那么就會出現較大的耗能。這時就需要對齒輪箱進行設計，其一定要是低速的。從經濟上考慮，進步式較為常用。

1.3計算分析吹灰器的對蒸汽的消耗

計算例子為此電廠空預器的熱端。假如空預器吹灰器為直管式，0.55千瓦是其電機，其中槍管就有每分鐘1.44米的走速，總共行走902毫米，噴嘴一共有5個，150毫米的直徑。步進的間距為75毫米。因為空預器有每分鐘0.9轉的轉速，這樣轉子就要54秒才能轉動一周。在每步都停留55秒，這樣就需要12分鐘的吹掃時間，這比此電廠的要求低很多。

通過計算界面有每秒0.109千克的耗能，每臺吹灰器每小時都要耗能2.01噸。

根據上述的討論，要對吹灰器的噴嘴進行重新設計，這樣蒸汽就會達到規定的耗能。與此同時，還可以把吹灰器的速度相應的減小，對步進的距離進行相應縮小，使吹掃能夠達到更好的效果。

2.改進設計空預器吹灰器

2.1對吹掃方式進行選擇

在此電廠中應用蒸汽進行吹灰清掃時，其中冷熱段就有相同的吹掃條件，可以一起進行考慮。在對冷端吹灰器進行使用時還要將其轉到高壓水模式，因為高壓水有著非常小的射流，這有很大的不同和蒸汽吹掃方式。假如吹掃方式為勻速增加，在吹掃過程中蒸汽吹掃速度高于高壓水吹掃，這樣空預器中的后熱部分才會被覆蓋，想要對各種物體進行吹掃就要應用變電機。變電機不但價格昂貴，具有非常大的體積，這就需要吹灰器給其留有大的空間讓其安裝，并且還要改變吹灰器的構造，但設計成本就會隨之增加。如果在吹掃時應用步進式，在高壓水進行吹掃時，要對其進行適當的調適，否則受熱面積就會被吹掃路徑所掩蓋。步進式需要的電機為常規的，可以隨時對其進行操作，不用對其結構進行更改，成本不高[3]。

此電廠的齒輪箱速度較低，其吹灰器有每分鐘0.09米的走速。

2.2改進吹灰器中的槍管

吹灰器中的直管形式對蒸汽的耗能要求不高，可以沒有良好的吹掃效果。耙式具有很好的吹灰能力，可需要大量的蒸汽。就空預器吹灰器轉動過程來講，里圈比外圈的轉速低，這樣就會更好的吹掃外圈。所以，可以將一定數量的噴嘴布置在吹灰槍的前端，后邊布置的噴嘴要比前端的多，對外圈增加吹掃力度，這樣就可以在保證吹掃效果的過程中最少耗能。

2.2.1設計蒸汽槍管

將噴嘴布置在槍管的前后兩端，應用的行程為1072.5毫米。將個1個噴嘴設置在前排，將2個噴最放在后端。每一步都要有55秒的停留，對有關區域實施反復吹掃。經測試吹掃過程應用了111分鐘，和此電廠規定的吹掃時間吻合。

其吹灰器每小時耗能為1.22噸，其與此電廠的要求相比耗能較低。

2.2.2設計高壓水槍管

噴嘴的布置與形成和蒸汽槍管設計相同，在高壓水槍管設計時，前端需要4個噴嘴，后端需要6噴嘴，也在每步間有55秒停留[4]。吹灰其需要405分鐘的吹掃時間，其也吻合與電廠規定。因為可以對受熱面積實施反復清掃，其效果非常顯著。

其高壓水的耗能量為每小時9.015噸，比電廠要求的耗能量低些。

3.結語

改進電廠的空預器吹灰器之后，這樣此電廠的設備就達到了使用要求，并且吹灰效果也非常的顯著。其中吹灰其對能量的消耗對要求的減少了53%。在這項工程，吹灰器的改進完全符合設計要求。

【參考文獻】

[1]韓升.燃煤電廠SCR反應裝置數值模擬及優化研究[D].南京理工大學，2010.

[2]謝紹冬，馮清秀，曾淑華等.鍋爐吹灰器噴嘴焊接自動化生產線設計[J].制造業自動化，2014，（23）：122-125.

[3]郜建松，孟慶凱，孫志欽等.提高氣體吹灰器吹灰效果的方法[J].煉油技術與工程，2012，42（9）：32-36.

[4]杜正春，王延延，王毅等.獲取電力系統運行方式的多平衡機潮流模型[J].電力系統自動化，2014，（16）：41-46，87.