?摘 要：分析現(xiàn)有空預(yù)器清洗方法，結(jié)合電廠實(shí)際使用情況，開發(fā)了新型全伸縮在線空預(yù)器，介紹了設(shè)計(jì)思路。對(duì)電廠空預(yù)器清洗提出了具體操作步驟及注意事項(xiàng)。

　　背景：隨著日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，國家加大了對(duì)各個(gè)行業(yè)的環(huán)保要求。具體到火力發(fā)電行業(yè)，減少二氧化硫及氮氧化合物的排放成為主要問題。2011年11月，環(huán)保部網(wǎng)站發(fā)布了國家環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布的新修訂的《火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》，并于2012年1月1日起實(shí)施。為減少煙氣排放中所含的污染物，火電廠進(jìn)行了煙氣脫硝改造。加裝煙氣脫硝設(shè)施后，空預(yù)器堵塞情況較之前嚴(yán)重，尤其在脫硝投運(yùn)兩三年后，隨著催化劑的失活，堵塞更加頻繁，更加嚴(yán)重。這是因?yàn)槊撓豕に囍?，不可避免的存在氨逃逸，?jīng)化學(xué)反應(yīng)與煙氣中存在的硫氧化物生成ABS(硫酸氫銨)。硫酸氫銨在空預(yù)器中存在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形態(tài)。液態(tài)硫酸氫銨吸附煙氣中的灰分形成灰垢，由于液態(tài)附著力強(qiáng)，附著在空預(yù)器冷端換熱元件上形成堵塞。

　　空預(yù)器堵塞不僅影響傳熱，而且可能因煙道阻力劇增而限制鍋爐出力，而且，積灰的存在使煙氣阻力增加，排煙溫度升高，成為鍋爐安全運(yùn)行的隱患。因此，空預(yù)器清洗成為電廠生產(chǎn)中一個(gè)必須解決的問題。

1.現(xiàn)有空預(yù)器清洗方式

　　常用的空預(yù)器清洗方式有蒸汽吹灰、激波吹灰和聲波吹灰三種方式，具體介紹如下：

　　蒸汽吹灰法是目前主要的吹灰手段，在蒸汽壓力、過熱度能保證的前提下，大多數(shù)情況下能有很好的吹掃效果。但在某些情況下，如煤質(zhì)嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)(如硫分和灰分過高)、氨的逃逸率過高等，則蒸汽吹灰方式無法完全清除堵灰。蒸汽吹灰設(shè)備參見圖一。

1.2?激波吹灰法

　　激波吹灰是通過乙炔和氧氣混合爆燃產(chǎn)生的沖擊波來達(dá)到清除目的。由于脫硝后的空預(yù)器冷端蓄熱元件一般都覆有搪瓷層，這種強(qiáng)烈的沖擊會(huì)對(duì)搪瓷造成傷害，造成剝落，所以一般不推薦采用。激波設(shè)備參見圖二。

1.3?聲波吹灰法

　　聲波吹灰是利用共振原理來清除積灰。形成堵塞的硫酸氫銨呈液態(tài)或膏狀，其固有頻率一般不固定，聲波對(duì)不斷變化的液態(tài)物很難捕捉到共振頻率，目前對(duì)解決頑固性的硫酸氫銨堵塞效果有待驗(yàn)證。聲波設(shè)備參見圖三。

2.可不停爐安裝及在線維護(hù)的新一代空預(yù)器清洗系統(tǒng)

　　傳統(tǒng)的吹灰設(shè)備需要在電廠建設(shè)期間提前安裝好，或者在停爐檢修期間進(jìn)行安裝施工。預(yù)埋在空預(yù)器中的噴嘴或者其他配件一旦發(fā)生故障，則無法及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，只有等到停爐時(shí)才能進(jìn)行維修更換。強(qiáng)行停爐則帶來巨大的停機(jī)起爐損失，而且機(jī)組運(yùn)行期間也不能隨意停機(jī)。

　　經(jīng)過大量的電廠走訪，在了解了吹灰實(shí)際需求及各種現(xiàn)有方法的不便之處后，我們開發(fā)了新一代的可不停爐安裝，可在線維護(hù)的空預(yù)器吹灰系統(tǒng)。

2.1?開發(fā)思路

　　現(xiàn)有蒸汽吹灰設(shè)備其槍桿部分為一體式結(jié)構(gòu)，而且多采用鋼制管道，整體長度與空預(yù)器相當(dāng)，一般現(xiàn)場無法提供場地供其完全退出。因其長度限制，需要提前預(yù)埋在空預(yù)器之中?？疹A(yù)器墻壁與吹灰槍之間因考慮密封，也限制了蒸汽吹灰槍的在線維護(hù)檢修。

　　根據(jù)實(shí)際調(diào)研，我們采用低壓力大流量高壓水做為吹灰介質(zhì)，從空預(yù)器底部垂直上噴，從而打透空預(yù)器散熱片之間的積灰，實(shí)現(xiàn)空預(yù)器的清洗。高壓水管道采用高壓軟管，外圍加以可伸縮的鋼制套管做為支撐，實(shí)現(xiàn)噴頭可以沿空預(yù)器直徑方向的移動(dòng)及完全退出。空預(yù)器墻壁加裝可開啟的自動(dòng)門，配合伸縮槍的清洗，可以實(shí)現(xiàn)在線清洗。在不清洗的時(shí)候，伸縮槍可以完全退出，自動(dòng)門關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)空預(yù)器的封閉。

2.2.2?系統(tǒng)原理及配置

　　全伸縮在線清洗系統(tǒng)包含高壓水清洗機(jī)組、全伸縮清洗裝置及控制系統(tǒng)組成。系統(tǒng)原理圖參見圖四。系統(tǒng)的整體參數(shù)如下：

　　型?式：全伸縮式?清洗介質(zhì)：清水

　　工作壓力：最高50Mpa?流?量：最大240L/Min

　　清洗時(shí)間：在線清洗：約240分鐘?離線清洗：約600分鐘

2.2.4高壓水清洗機(jī)組

　　高壓水清洗機(jī)組采用我司制造的200TJ3?型機(jī)組，最高壓力可以達(dá)到280?MPA。在線清洗機(jī)組設(shè)計(jì)壓力最高50MPA?，流量最大可達(dá)240?L/min 。清洗介質(zhì)為清水。高壓水清洗機(jī)組配置美國JETECH高壓泵，動(dòng)力源為電機(jī)。全封閉式不銹鋼水箱具備自動(dòng)補(bǔ)水功能，防止上部溢流造成不安全隱患，進(jìn)水管路在水箱前增加不銹鋼濾網(wǎng)式過濾器，保證進(jìn)水水質(zhì)。該機(jī)組具有如下特點(diǎn)：

　　停機(jī)時(shí)間短，維護(hù)簡單

　　比其他柱塞泵活動(dòng)件少

　　無需特殊工具

　　一般進(jìn)排液腔體無需移動(dòng)---沒有重件

　　從泵前端可以看到所有螺栓

　　“取出式”閥體使得檢查和維護(hù)簡單易行。取出閥體不需松開柱塞。

　　無需斷開膠管與進(jìn)排液腔體連接。

　　2.2.5?全伸縮清洗裝置

　　全伸縮清洗裝置采用三級(jí)伸縮結(jié)構(gòu)，本體采用不銹鋼方管加工制作。動(dòng)力源采用臺(tái)達(dá)伺服電機(jī)做為主動(dòng)力，配套高精度的L型減速機(jī)，為伸縮機(jī)構(gòu)提供強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)槍頭處的噴嘴沿空預(yù)器直徑方向前進(jìn)，從而對(duì)空預(yù)器進(jìn)行清洗。

　　伸縮臂最前端攜帶兩個(gè)高壓水槍管，六個(gè)噴嘴呈Z?字形交叉布置，達(dá)到最佳清洗效果。

　　主要技術(shù)參數(shù)：

　　縮回整體尺寸：3550mm×830mm×1700mm

　　伸出整體尺寸：10750mm×830mm×1700mm

　　最大外形尺寸：330mm×290mm

　　設(shè)備功率：1KW

　　速度可調(diào)范圍：0-43m/min

　　噴槍(標(biāo) 配)：雙槍6噴頭

　　工 作 范 圍:0-7200mm

　　設(shè)備效果如圖六所示，左側(cè)為全縮回狀態(tài)。右側(cè)為全伸出狀態(tài)。

　　2.2.6?控制系統(tǒng)

　　控制系統(tǒng)采用西門子200?系列PLC，配合西門子SMART?系列觸屏作為人機(jī)交互界面。伺服電機(jī)控制采用臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)槍頭的精準(zhǔn)控制，最小行走控制精度可以達(dá)到毫米級(jí)。通過人機(jī)界面，可以實(shí)現(xiàn)行走速度，步進(jìn)距離，停留時(shí)間等各種控制參數(shù)的設(shè)置。

　　全伸縮清洗裝置控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械伸縮臂以下三種模式動(dòng)作：1.往復(fù)清洗模式(仿人工清洗)。2.步進(jìn)清洗模式。3.直接進(jìn)給模式。不管清洗裝置工作在什么模式下，動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)可以通過兩個(gè)方法獲得：第一，觸摸屏組態(tài)按鈕。(軟件)。第二，DCS遠(yuǎn)程控制。

　　設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下，觸摸破面板將實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行情況及控制器采集到的各種參數(shù)。

3全伸縮在線清洗裝置與傳統(tǒng)吹灰槍優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

4在線清洗運(yùn)行需注意的事項(xiàng)

　　投運(yùn)在線水沖洗時(shí)的機(jī)組負(fù)荷應(yīng)大于90%，越高負(fù)荷對(duì)機(jī)組的影響越小。

　　進(jìn)行空預(yù)器清洗時(shí)需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，以避免對(duì)機(jī)組運(yùn)行造成不良影響。

　　首先需要疏通煙道排污口，切換管路閥門至合適位置等，以防煙道堵塞，清洗下來的灰無法及時(shí)排除，造成空預(yù)器管壁負(fù)重過大。正式清洗前可先短時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性沖洗，檢查機(jī)組運(yùn)行情況正常后，再正常沖洗。

　　沖洗時(shí)，應(yīng)對(duì)煙道底面及支吊架進(jìn)行監(jiān)視，預(yù)防沖下的灰垢沉積板結(jié)造成煙道及支吊架損壞。沖洗過程中檢修人員隨時(shí)疏通空預(yù)器底部疏水排灰管，防止堵塞。若排煙溫度過低，可及時(shí)調(diào)整沖洗側(cè)煙氣流量，提高煙溫。若持續(xù)下降，則應(yīng)停止沖洗。

　　沖洗中及沖洗后，觀察空預(yù)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流、空預(yù)器阻力、排煙溫度、煙道排污情況及除塵器運(yùn)行是否正常。觀察和記錄高壓水沖洗時(shí)間、壓力、空預(yù)器沖洗前后機(jī)組負(fù)荷、煙氣和空氣側(cè)壓差、送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)電流、爐膛壓力、熱風(fēng)和排煙溫度等參數(shù)。沖洗時(shí)，應(yīng)監(jiān)視高壓清洗機(jī)組的運(yùn)行，機(jī)組本身有各種保護(hù)，實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警及停機(jī)，但應(yīng)在故障報(bào)警時(shí)及時(shí)決定是否停止沖洗再排除故障.

　　清洗中需要重點(diǎn)關(guān)注兩個(gè)參數(shù)：

　　(一)流量：注意檢查溢流口溢流量，溢流量明顯加大時(shí)，說明噴嘴可能堵塞，應(yīng)更換或疏通被堵塞噴嘴。

　　(二)壓力：沖洗壓力達(dá)不到額定壓力時(shí)，可能噴嘴磨損導(dǎo)致孔徑變大或噴嘴掉落，應(yīng)更換新噴嘴。

　　一般情況下應(yīng)進(jìn)行多次沖洗，即使在觀察到空預(yù)器阻力不再持續(xù)下降時(shí)，最好仍沖洗一到兩次。換熱元件沖洗的越干凈，兩次沖洗間隔的周期越長。該清洗機(jī)組可以在線伴隨性沖洗，也可以在停爐時(shí)進(jìn)行清洗。不同電廠可以根據(jù)自身空預(yù)器的運(yùn)行狀況進(jìn)行相應(yīng)的沖洗，運(yùn)行良好的空預(yù)器是機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行中一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。

5總結(jié)

　　本文分析了現(xiàn)有幾種空預(yù)器清洗的方法的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)電廠實(shí)際使用情況，提出了新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了新型的空預(yù)器清洗成套設(shè)備。對(duì)電廠空預(yù)器清洗提出了具體的注意事項(xiàng)。