吹灰器造成鍋爐設備研究

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吹灰器對防止鍋爐受熱面積灰、結焦，避免尾部煙道、空氣預熱器二次燃燒，提高傳熱效率，保證鍋爐機組的安全經濟運行起到了十分重要的作用。目前火電廠的大型燃煤鍋爐大都安裝使用吹灰器或吹灰裝置。在這些吹灰器中，蒸汽吹灰器以其吹灰介質價廉易得、吹灰用時短、吹灰效果顯著等優點得到了廣泛的應用。然而，由于蒸汽吹灰器仍存在很多缺點和不足，以及在生產管理方面存在的問題，導致吹損鍋爐受熱面并造成其它方面的設備事故。為防止此類事故的重復發生，確保鍋爐設備的安全、經濟運行，筆者將對此類事故發生的概況及原因進行介紹和分析。

1吹灰器造成鍋爐設備事故的概況

1.1鍋爐滅火

這類事故大多發生在鍋爐啟動、停機及低負荷運行期間，此時爐膛火焰燃燒不穩定，如果運行人員投入吹灰器的時機、數量不適當，調整風量風壓不及時就有可能造成鍋爐滅火，有時吹落的大焦也有可能造成滅火事故。

1.2鍋爐結焦

這類事故往往發生在爐膛水冷壁及爐膛出口段高溫區域，如果吹灰器投用不及時，就有可能在水冷壁及爐膛出口形成大焦。水冷壁形成的大焦一旦塌落，可能造成鍋爐滅火，砸壞冷灰斗及水冷壁，堵住排渣口，造成停機事故；如果發生在爐膛出口或水平段則會產生煙溫偏差，導致汽溫偏差，或形成煙氣走廊加劇受熱面磨損，增大煙氣阻力，嚴重影響鍋爐機組的安全運行。

1.3其它輔助設備事故

1.3.1吹灰管燒斷后砸壞或卡住碎渣機

這類事故是當在爐膛部位的吹灰器管因故障不能退出而被燒斷后，直接掉落到冷灰斗下部的碎渣機中，卡住或砸壞碎渣機，導致鍋爐不能正常排渣。對于在碎渣機上部設有密封門的鍋爐，還會將密封門同時砸壞。

1.3.2空預器發生堵灰

當空預器吹灰器故障不能及時投運時，有可能造成空預器蓄熱元件堵灰，煙氣阻力增大，吸風機排煙阻力增加，并導致吸風機發生喘振。

1.3.3空預器被吹灰管卡住

當安裝在回轉式空預器轉子上部的吹灰器管及其支托架在運行中發生斷裂落在轉子上時，就會卡住空預器轉子。對于尾部豎井煙道中布置的吹灰器，如果煙道在進入空預器之前沒有進行水平轉向設計，并在垂直煙道下部安裝灰斗，則豎井煙道中的吹灰管因故障發生斷裂，而斷裂的管段恰巧沿豎井中管排的縫隙落下，就會砸壞煙道的支承件、管排的防磨瓦并落到空預器轉子上，卡住轉子。

1.4吹灰器造成受熱面泄漏

1.4.1吹灰管斷裂后砸壞冷灰斗處水冷壁當在爐膛部位的吹灰管焊口斷裂或因故障不能退出被燒斷后，掉落到冷灰斗處的水冷壁上，因吹灰器安裝部位高，落差大，而吹灰管又較重，當落到水冷壁上時，就會砸壞水冷壁管，造成泄漏。

1.4.2吹灰器吹損受熱面

此類事故是吹灰器造成鍋爐事故的主要形式，被吹損的受熱面大多集中在爐膛水冷壁和爐膛出口處煙道的高溫區。如果吹灰器槍管未退出爐膛，吹灰槍噴口固定朝著的某一角度方向上的水冷壁管外壁，該處的水冷壁管被吹灰蒸汽沖刷減薄，直至最終爆破泄漏。在這種情況下，若吹灰槍噴口在事故時的固定方向是垂直朝上或朝下的，則被吹損的水冷壁管數量較少；若事故時噴口的固定方向是朝左或右任何一側，由于蒸汽橫向吹掃多根水冷壁管表面，則被吹損的水冷壁的數量大大增加，多時可達十幾根。

如果吹灰槍管已退出爐膛，則被吹損的受熱面主要是環繞吹灰孔四周的水冷壁管，一般數量較少，多為一根或兩根，被吹損的部位多在靠近吹灰孔的內側。

煙道內對流受熱面被吹損的部位一般集中在高溫區、吹灰槍管噴口的某一個固定的方向上，一旦該方向上的某一根或數根管子首先被吹損爆破，其爆口方向又朝向其它的受熱面管子，若不及時停爐，則其它受熱面管子也會相繼被吹損爆破，造成重大損失。

2吹灰器造成鍋爐設備事故的原因

吹灰器造成鍋爐設備事故的原因是多方面的，主要有生產管理、生產環境以及設計、制造、安裝方面的原因，而從吹灰設備本身來說又有機械和電氣控制故障方面的原因。

2.1生產管理方面的原因

2.1.1運行管理

(1)運行人員沒有認真執行鍋爐吹灰制度；

(2)在吹灰過程中沒有及時調整好鍋爐燃燒工況，或吹灰時機掌握不準確；

(3)在吹灰過程中不認真巡視檢查吹灰設備，沒有發現存在的設備缺陷并及時反饋到檢修部門處理。

2.1.2檢修管理

(1)檢修人員檢修質量不高，設備帶病運行，存在事故隱患；

(2)檢修人員沒有認真巡視檢查運行中的設備，并及時發現和消除設備缺陷；

(3)吹灰設備缺陷太多，沒有及時處理，使吹灰器投入率低。

2.1.3技術管理

(1)對設備存在的技術問題沒拿出有針對性的解決辦法，技術指導力度不夠；

(2)對檢修質量把關不嚴，要求不高；

(3)對吹灰設備重視不夠，生產技術力量薄弱。

2.1.4物資管理

(1)備品配件質量不合格，入庫驗收把關不嚴；

(2)缺少必要的備品配件儲備，不能及時向生產提供備品配件，影響吹灰設備的恢復與投入。

2.2生產現場環境方面的原因

火電廠鍋爐設備大都為露天布置，而吹灰器則都位于鍋爐高溫爐膛和煙道的外側，所處環境溫度高，易受煤粉、灰塵的污染和風吹雨淋，因而對吹灰器的機械傳動機構、電動機、電纜和其它自動控制元件影響很大。高溫環境會使傳動機械潤滑油蒸發、失效，從而使機件卡澀；密封填料、電氣元件、電氣線路絕緣易發生老化，導致蒸汽泄漏、電路短路、控制信號失靈；環境中的煤粉、灰塵加劇了傳動機械的磨損，使機件壽命縮短并發生故障；雨霧天氣易使電動機、電氣元件、傳感元件發生故障等等。

2.3吹灰器設計方面的原因

2.3.1吹灰器傳動機械設計不當

傳動機械是保障吹灰槍管順利進出爐膛或煙道的重要機件。目前鍋爐吹灰器大都采用電動的蝸輪、蝸桿、齒輪、齒條或鏈輪、鏈條傳動方式，采取何種傳動方式主要根據機組的運行要求來決定。如果設計不當，則易發生傳動機械故障，造成吹灰器損壞。

2.3.2吹灰槍管材料選擇不當

吹灰槍管是直接與高溫煙氣或火焰相接觸的，若材料的耐熱性差，則易發生變形、彎曲甚至燒斷，若槍管的壁厚選擇不當，則易造成槍管的剛度、強度不足，在運行中也會發生變形、彎曲或斷裂。

2.3.3電氣控制系統設計不當

目前大型鍋爐吹灰器大都采用自動或半自動控制系統進行操作，如果控制系統的設計不適合、不配套，則易造成吹灰程序混亂、控制系統失靈、電氣元件燒毀等故障。

2.4設備制造質量問題

吹灰槍管焊口的焊接及熱處理不當是造成吹灰器事故的重要原因之一。大型鍋爐伸縮式吹灰器的吹灰槍管一般都較長，從幾米到十幾米不等，而吹灰槍管大部分都是由不銹鋼、耐熱合金鋼和碳鋼等幾種不同材料、不同壁厚的異種鋼管焊接而成的，焊口的焊接和熱處理質量及焊后槍管的平直度、同心度等都直接影響吹灰器的運行狀態及使用壽命。如果存在這方面的質量問題，則易造成運行中吹灰槍管焊口斷裂、吹灰槍管卡澀并最終燒毀。

2.5設備安裝問題

2.5.1吹灰器安裝過程中，未嚴格按設計要求安裝，如未考慮爐膛和其它受熱面的膨脹量或考慮不足，使吹灰管與受熱面發生碰撞、磨擦或與受熱面的安全距離不足；吹灰器后部未考慮預翹，不能保證熱態時吹灰管前端向下傾斜，排除管內冷凝水，使吹灰管長期受腐蝕而損壞。

2.5.2吹灰蒸汽管道安裝時，未留出傾斜坡度或坡度不足，使蒸汽管道內存有大量冷凝水，造成吹灰時霧化的水滴沖蝕受熱面或引起受熱面熱應力變化而縮短使用壽命。

2.5.3對微正壓、正壓或脈動正壓燃燒的鍋爐，吹灰器的爐墻接口箱均設計有密封風口，如果安裝時不加裝密封風口，則會使含飛灰的煙氣從吹灰槍管噴嘴倒入吹灰槍管內，造成吹灰槍管噴嘴堵塞，致使在吹灰過程中，槍管內蒸汽不流動或流量不足，吹灰槍管得不到有效冷卻而被燒毀。

2.6機械故障

2.6.1吹灰器進汽閥故障

(1)進汽閥密封面不嚴，造成內漏，在該吹灰器停止正常吹灰后，仍向爐內噴射蒸汽，使受熱面某一部位長期受沖刷減薄而爆破。而密封面不嚴有3種原因：一是密封面制造質量不良，出現裂紋或損傷；二是密封面檢修質量不良，研磨的粗糙度未達到要求或密封面研磨偏斜，造成內漏；三是蒸汽管道內有雜物殘留，如焊藥、焊珠及銹皮等，在吹灰時，雜物沖入汽閥時，被卡在結合面處。

(2)進汽閥彈簧斷裂或失效，使吹灰器退出運行后，閥芯不能返回密封狀態，造成進汽閥內漏。

(3)進汽閥開關機械卡澀，不能有效關閉進汽閥。

2.6.2吹灰器變速傳動機械故障

傳動機械故障主要原因是潤滑不良，機構缺油；機件強度不足，產生變形或損壞。

2.6.3吹灰槍故障

(1)吹灰槍彎曲、變形，主要原因是吹灰管長期過熱、過燒產生塑性變形；蒸汽長期沖刷使其管壁減薄，強度減小發生彎曲變形。

(2)吹灰槍斷裂，主要原因是吹灰管接頭焊口焊接質量不良，或熱處理不當造成焊口斷裂；吹灰槍長時間不能退出爐膛被高溫燒毀發生斷裂。

(3)吹灰槍進退卡澀，主要原因是吹灰槍密封格蘭填料過緊，或吹灰槍彎曲變形。

2.7電氣部分故障

2.7.1行程開關失靈，主要原因是行程開關因密封不良進汽、進水、進灰使觸點接觸不良，造成吹灰器進到位后不能及時返回，吹灰槍被燒壞。

2.7.2電動機故障，主要是電機絕緣不良，電機軸承損壞等原因造成吹灰槍不能及時退出爐膛。

2.7.3控制回路故障，主要包括控制線路斷路、短路，接線端子脫落、松動，繼電器燒毀，壓力信號開關失靈等故障，造成吹灰器不能正常退出而燒壞。

綜上所述，因吹灰器造成鍋爐設備事故的原因是多方面的，應針對各方面的原因分別制訂相應的對策，逐步加以解決，避免因此所造成的各類事故和不安全現象，特別是針對電廠內正在使用中的吹灰器，應加強設備運行、維護管理，保證吹灰器的正常投入，提高吹灰器投入率，確保鍋爐設備的安全經濟運行。