PH余热锅炉音频清灰系统改造实践.pdf

2023.No.8-41-我公司3 000 t/d+6 000 t/d熟料生产线配套建设有16 MW纯低温余热发电系统，该余热发电系统采用“四炉一机”布局，生产线窑尾锅炉均是采用强制循环式余热锅炉，卧式布局，受热面为蛇形光管，水平布置，烟气依次流过两组过热器和四组蒸发器。锅炉在受热面底部装有振打除灰系统。随着锅炉连续运行时间的增长，且振打除灰系统经常故障损坏，振打除灰系统有效运行率逐步降低，锅炉各受热面管束上积灰严重，局部管道出现了结露现象，传热效率大大降低，造成锅炉出力降低，发电量下降明显。因此采取合理有效的方法解决该锅炉受热面管束上的积灰是当前问题的关键，为此，公司决定对2#PH锅炉除灰系统进行改造，在锅炉的过热器侧和蒸发器侧加装音频清灰系统。系统改造后，音频清灰系统可有效地去除2#PH锅炉受热面管束上的积灰，大大提高了锅炉的换热效率，降低锅炉的排烟温度，增加了锅炉的出力，达到了预期目标。1改造前系统运行状况我公司16 MW纯低温余热发电系统于2008年9月正式投入生产运行，其中2#PH锅炉采用盐城锅炉厂生产的卧式强制循环锅炉，锅炉的设计风量为375 000 Nm3/h，额定蒸发量为32.78 t/h，锅炉出口的废气温度为200，主蒸汽温度为308.5，除灰方式采用机械振打的方法。随着锅炉连续运行时间的增长，以及振打除灰系统的故障损坏，振打除灰系统的有效运行率逐步降低，在锅炉内部检查发现，锅炉各受热面管束上积灰严重，局部管道出现了结露现象，传热效率下降，锅炉的排烟温度由原来的平均198 逐步升高至210，锅炉的换热效率也逐步降低。锅炉受热面管束积灰属低温区的松散型积灰，一般是由于分子引力和静电引力的作用形成，在引力的作用下，逐步吸附在管束上，由振打锤的敲击引起管束振动，使积灰脱落。但在实际运行过程中，由于摩擦阻力、系统故障、振打运转率不高等综合因素的作用下，积灰厚度逐步增加，并且部分积灰由于长期清除不掉，松散型的积灰转变为黏结性积灰，积灰明显呈现出层状硬化，更难以清除。因此采取合理有效的方法解决该锅炉受热面管束上的积灰问题，提高锅炉的换热效率，降低锅炉的排烟温度，增加锅炉的出力，是提高发电量、降低生产成本的主要途径。为了减少锅炉受热面的积灰，增强锅炉的热效率，公司需要对2#PH锅炉清灰系统进行改造。2改造方案针对2#PH锅炉受热面管束积灰严重的实际情况，认真梳理了废气的特性和积灰机理，并对现有的除灰方式进行分析讨论，公司决定清灰系统采用高效音频脉冲清灰方式。高效音频清灰疏堵装置是将压缩空气流经音频发声装置，经由喉结式共振腔使声波产生很强的音频波动，再由扩音器放大音频声波进入使用区。音频声波在烟道、炉膛及筒仓内传播，牵动空气或烟气中的灰粒同步振动，在声波振动及反复累计作用下，使微小的灰粒难以靠近积灰面。高效音频也可以使沉积在受热面上的灰尘破坏剥离，从而达到清灰的目的。高效音频清灰器能量足，清灰无死角，有效范围大，清灰效果好。高效音频清灰疏堵装置的技术参数见表1。PH余热锅炉音频清灰系统改造实践郭永强，袁杰，李薛宁，郭慧敏（南阳中联水泥有限公司，河南南阳473000）摘要：针对PH余热锅炉受热面管束上存在的积灰问题进行改造，将机械振打的方式改为音频脉冲清灰方式，所有清灰设备采用全自动微电脑控制柜控制，可实现自动和手动在线清灰。改造后，不仅锅炉换热效率明显提高，余热回收利用效率明显提高，锅炉内部的粉尘也得到了有效清除，降低了废气的排放温度，降低了大气的热污染和出锅炉废气的颗粒物含量，节能减排效果明显。关键词：PH余热锅炉；余热发电；音频清灰装置；在线清灰；换热效率中图分类号：TQ172.688文献标志码：B文章编号：1002-9877（2023）08-0041-02DOI：10.13739/11-1899/tq.2023.08.013-42-2023.No.8表1高效音频清灰疏堵装置技术参数项目技术参数单台音频清仓（清灰）器轴向清灰距离/m0.5单台音频清仓（清灰）器径向清灰距离/m2.9声源频率/Hz3050（可调）声压级/dB169气源类型压缩空气气源压力/MPa0.30.8单台耗气量/（m3/min）0.016声功率/kW30声学特性低频大功率球形波电磁阀耐温/80音频清仓（清灰）器使用寿命主机10年所有清灰设备与全自动微电脑控制系统、压缩空气系统共同组成一套高效音频在线清灰系统。每套音频清灰系统采用一台全自动微电脑控制柜控制，可以自动、手动任意切换，在每一次循环中可以实现单台清灰器的自动运行和手动运行。2#PH锅炉的高效音频清灰系统改造以后，经过一年的使用，系统运行稳定，安全可靠，达到了较好的除灰效果，锅炉的出口风温由改造前的平均210 降为现在的平均193，主蒸汽温度提高了6，锅炉的蒸发量提高2 t/h，锅炉管束上的积灰明显减少，同等情况下发电负荷提高了325 kW。高效音频清灰装置的单体设备以及开孔各吹灰点连接管路的现场情况见图1，安装于锅炉过热器侧及锅炉蒸发器侧的音频清灰装置的现场情况见图2和图3。图1高效音频清灰装置单体设备及各吹灰点连接管路图2锅炉过热器侧的音频清灰装置图3锅炉蒸发器侧的音频清灰装置3改造效果（1）将原来机械振打连续清灰变更为高效音频清灰后，大大改善了锅炉的清灰效果，故障率低，设备损耗小。（2）利用系统富余的压缩空气产生音频的清灰方式，运行成本低，安全性好（激波周期清灰是采用乙炔爆燃产生气流的清灰方式，具有一定的安全隐患）。（3）全程自动化控制，清灰无死角，清灰彻底且免维护，大大减少了设备损耗，降低了运行费用，提高了锅炉的换热效率，增加了锅炉的出力，既达到节能减排的目的，又提高了经济效益。（4）音频清灰产生的音频和声压可控可调，不会对换热器管道产生损害，大大延长了换热管道的使用寿命。（5）通过改造有效降低电站自用电率，减少了设备损耗。在同等情况下有效地去除了2#PH锅炉受热面管束上的积灰，提高了锅炉的换热效率。增加锅炉蒸发量约2.0 t/h，提高发电负荷约325 kW，主蒸汽温度提高6，降低锅炉排烟温度17，吨熟料发电量提高1.3 kWh/t。4结论我公司通过对2#PH锅炉采用音频清灰系统的改造，该台余热锅炉的换热效率有了明显的提高。在节能方面，进一步提高了余热回收利用效率，降低了余热电站的自用电，并减少了设备的磨损，增强了2#PH锅炉设备的使用寿命，降低了企业的熟料生产成本，提高系统发电量。在减排方面，由于锅炉内部的粉尘得到有效清除，降低了废气的排放温度，减少窑尾颗粒物的排放，降低了大气的热污染和出锅炉废气的颗粒物含量。（编辑乔彬）