炉膛水冷壁管磨损原因分析及对策究竟是什么？

关于吹灰器对炉膛水冷壁管磨损原因分析及对策

刘社社　郑朋刚

陕西省锅炉压力容器检验所

1　前　言

大唐灞桥热电厂两台500t/h的锅炉在定期检验时均发现炉膛吹灰器周围水冷壁管（Φ60×6mm）磨损减薄比较严重，有的吹灰器左侧或右侧沿一定方向、一定高度的管壁被磨损成约8mm宽度的平台，有的吹灰器两侧管壁均有磨损减薄现象，有的吹灰器上下管壁被磨损减薄。吹灰器附近磨损的水冷壁管最少有两三根，最多可达十几根。下面将从吹灰器的原理着手，具体分析吹灰器对水冷壁管磨损减薄的原因，并提出解决办法。

2　吹灰器的工作原理

该电厂采用的是中美合资戴蒙德机械有限公司生产的IR－3D型炉膛蒸汽吹灰器，吹灰行程为267mm，吹灰压力约1.5MPa，有效吹灰半径约2m。

IR－3D型吹灰器为电动吹灰器，由鹅颈阀、吹灰枪与喷嘴、减速传动机构、支撑板及导向杆、电控系统等组成，可近操、远操和程控。吹灰时按下启动按钮，电源接通，减速传动机构驱动前端大齿轮顺时针方向转动，大齿轮带动喷头、螺纹管及后部的凸轮同方向转动，转动一定角度后凸轮的导向槽导入后棘爪和导向杆，凸轮等不再转动而沿导向杆前移，喷头及螺纹管伸出，当螺纹管伸到前极限位置即喷嘴中心距水冷壁向火面38mm时，凸轮脱开导向杆，拨开前棘爪，使喷嘴、螺纹管和凸轮一起再随大齿轮旋转，随之凸轮开启阀门，蒸汽便沿喷嘴喷射，并按圆周方向转动吹灰。完成预定的吹灰圈数后，控制系统使电机反转，喷嘴、螺纹管和凸轮反转，随之阀门关闭。接着凸轮的导向槽导入前棘爪和导向杆，喷头、螺纹管和凸轮停止转动而退至后极限位置，凸轮脱开导向杆，拔开后棘爪继续作逆时针方向旋转，直至电控系统动作，电源断开，凸轮停至起始位置。至此，吹灰器完成了一次吹灰过程。

3　关于吹灰器对水冷壁管磨损减薄的原因分析

3.1　吹灰时蒸汽喷头距水冷壁过近

吹灰器在安装时，由于安装调试不当，使得吹灰器的蒸汽喷嘴距水冷壁过近，即吹灰器在吹灰时喷嘴中心距水冷壁向火面距离小于38mm，由于吹灰器蒸汽喷射压力按喷射距离的平方反比衰减，喷射动能按喷射距离的立方反比衰减，致使此时被吹扫的部位蒸汽压力和蒸汽能量比较大，从而造成该部位的冲刷减薄。

3.2　吹灰器与水冷壁不垂直

吹灰器在冷态安装时和水冷壁能够保证垂直，但是由于安装应力的存在，锅炉在正常工作时炉膛温度高，安装应力消除，水冷壁管向下沿一定方向膨胀，或者安装时未考虑水冷壁管的膨胀量或者考虑不足，致使锅炉正常工作时吹灰器与水冷壁管不垂直，结果在吹灰器附近局部区域内吹灰时蒸汽喷头距水冷壁管距离过近，造成此区域管壁被蒸汽冲刷减薄比较严重。

3.3　吹扫压力过高或吹扫圈数过多(www.xing528.com)

吹灰器正常吹灰时的压力约为1.5MPa。当吹扫压力过高时，由于在工作状态下，水冷壁管的温度较高，材料的强度比较低，此时水冷壁管较室温下有更好的塑性，使得管壁的冲刷磨损变得更加容易。当吹灰圈数设置得过多时，一方面吹扫了水冷壁管上附着的积灰，但多余圈数的吹扫将直接针对管壁，从而使水冷壁管的冲刷磨损加剧。

3.4　冷凝水未疏尽

吹灰蒸汽管道安装时，未留出倾斜角度或角度不足，使蒸汽管道内留有大量冷凝水不能及时疏掉，造成吹灰时雾化的水滴冲蚀水冷壁管，从而使管壁冲蚀减薄。

3.5　吹灰弧度不对

由于安装或其他原因，吹灰器在吹灰时，吹扫的弧度不对，使得某一方位比其他方位更容易受到冲刷磨损。

4　解决方法

4.1　加强运行管理

提高运行人员的工作责任心。运行人员应认真执行锅炉吹灰制度，及时掌握锅炉燃烧工况和吹灰时机，适时调整吹灰参数，避免吹扫压力过高或吹扫圈数过多。加强吹灰器工作的巡回检查，发现问题及时向检修部门汇报，选择时机对吹灰器进行检修和维护。

4.2　认真执行检修制度

（1）检修人员应加强自身的技术知识的学习和业务能力的培养，能够解决吹灰器运行中出现的各种问题。

（2）对运行时发现有问题的吹灰器和水冷壁管磨损减薄部位的吹灰器进行检修或调整，避免蒸汽喷头距水冷壁过近；保证吹灰器与水冷壁管垂直；调整合适的吹灰弧度；保证整个吹灰蒸汽管道应留有合适的倾斜角度，使得管道内的冷凝水能及时疏掉，并在疏水系统中宜采用由温度控制的热力疏水阀，能及时排放接近于饱和蒸汽的水蒸气，确保吹扫介质带有一定的过热度，以提高吹扫效果，同时可避免吹扫蒸汽中含有的冷凝水对水冷壁管及吹灰器蒸汽阀的冲刷损坏。

综上所述，只有加强吹灰器的运行、维护管理，保证吹灰器的正常投入运行，避免对炉膛水冷壁管的磨损减薄和结焦，才能保证锅炉的安全经济运行。