?摘 要：分析現有空預器清洗方法，結合電廠實際使用情況，開發了新型全伸縮在線空預器，介紹了設計思路。對電廠空預器清洗提出了具體操作步驟及注意事項。
背景：隨著日益嚴重的環境污染問題，國家加大了對各個行業的環保要求。具體到火力發電行業，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，環保部網站發布了國家環境保護部和國家質量監督檢驗檢疫總局聯合發布的新修訂的《火電廠大氣污染排放標準》，并于2012年1月1日起實施。為減少煙氣排放中所含的污染物，火電廠進行了煙氣脫硝改造。加裝煙氣脫硝設施后，空預器堵塞情況較之前嚴重，尤其在脫硝投運兩三年后，隨著催化劑的失活，堵塞更加頻繁，更加嚴重。這是因為脫硝工藝中，不可避免的存在氨逃逸，經化學反應與煙氣中存在的硫氧化物生成ABS(硫酸氫銨)。硫酸氫銨在空預器中存在氣態、液態和固態三種形態。液態硫酸氫銨吸附煙氣中的灰分形成灰垢，由于液態附著力強，附著在空預器冷端換熱元件上形成堵塞。
空預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，成為鍋爐安全運行的隱患。因此，空預器清洗成為電廠生產中一個必須解決的問題。
1.現有空預器清洗方式
常用的空預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，大多數情況下能有很好的吹掃效果。但在某些情況下，如煤質嚴重偏離設計(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生的沖擊波來達到清除目的。由于脫硝后的空預器冷端蓄熱元件一般都覆有搪瓷層，這種強烈的沖擊會對搪瓷造成傷害，造成剝落，所以一般不推薦采用。激波設備參見圖二。
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或膏狀，其固有頻率一般不固定，聲波對不斷變化的液態物很難捕捉到共振頻率，目前對解決頑固性的硫酸氫銨堵塞效果有待驗證。聲波設備參見圖三。
2.可不停爐安裝及在線維護的新一代空預器清洗系統
傳統的吹灰設備需要在電廠建設期間提前安裝好，或者在停爐檢修期間進行安裝施工。預埋在空預器中的噴嘴或者其他配件一旦發生故障，則無法及時進行維護，只有等到停爐時才能進行維修更換。強行停爐則帶來巨大的停機起爐損失，而且機組運行期間也不能隨意停機。
經過大量的電廠走訪，在了解了吹灰實際需求及各種現有方法的不便之處后，我們開發了新一代的可不停爐安裝，可在線維護的空預器吹灰系統。
2.1?開發思路
現有蒸汽吹灰設備其槍桿部分為一體式結構，而且多采用鋼制管道，整體長度與空預器相當，一般現場無法提供場地供其完全退出。因其長度限制，需要提前預埋在空預器之中。空預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檢修。
根據實際調研，我們采用低壓力大流量高壓水做為吹灰介質，從空預器底部垂直上噴，從而打透空預器散熱片之間的積灰，實現空預器的清洗。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，實現噴頭可以沿空預器直徑方向的移動及完全退出。空預器墻壁加裝可開啟的自動門，配合伸縮槍的清洗，可以實現在線清洗。在不清洗的時候，伸縮槍可以完全退出，自動門關閉，實現空預器的封閉。
2.2.2?系統原理及配置
全伸縮在線清洗系統包含高壓水清洗機組、全伸縮清洗裝置及控制系統組成。系統原理圖參見圖四。系統的整體參數如下：
型?式：全伸縮式?清洗介質：清水
工作壓力：最高50Mpa?流?量：最大240L/Min
清洗時間：在線清洗：約240分鐘?離線清洗：約600分鐘
2.2.4高壓水清洗機組
高壓水清洗機組采用我司制造的200TJ3?型機組，最高壓力可以達到280?MPA。在線清洗機組設計壓力最高50MPA?，流量最大可達240?L/min 。清洗介質為清水。高壓水清洗機組配置美國JETECH高壓泵，動力源為電機。全封閉式不銹鋼水箱具備自動補水功能，防止上部溢流造成不安全隱患，進水管路在水箱前增加不銹鋼濾網式過濾器，保證進水水質。該機組具有如下特點：
停機時間短，維護簡單
比其他柱塞泵活動件少
無需特殊工具
一般進排液腔體無需移動---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簡單易行。取出閥體不需松開柱塞。
無需斷開膠管與進排液腔體連接。
2.2.5?全伸縮清洗裝置
全伸縮清洗裝置采用三級伸縮結構，本體采用不銹鋼方管加工制作。動力源采用臺達伺服電機做為主動力，配套高精度的L型減速機，為伸縮機構提供強大的驅動，驅動槍頭處的噴嘴沿空預器直徑方向前進，從而對空預器進行清洗。
伸縮臂最前端攜帶兩個高壓水槍管，六個噴嘴呈Z?字形交叉布置，達到最佳清洗效果。
主要技術參數：
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
設備功率：1KW
速度可調范圍：0-43m/min
噴槍(標 配)：雙槍6噴頭
工 作 范 圍:0-7200mm
設備效果如圖六所示，左側為全縮回狀態。右側為全伸出狀態。
2.2.6?控制系統
控制系統采用西門子200?系列PLC，配合西門子SMART?系列觸屏作為人機交互界面。伺服電機控制采用臺達伺服驅動進行控制，可以實現槍頭的精準控制，最小行走控制精度可以達到毫米級。通過人機界面，可以實現行走速度，步進距離，停留時間等各種控制參數的設置。
全伸縮清洗裝置控制系統可以實現機械伸縮臂以下三種模式動作：1.往復清洗模式(仿人工清洗)。2.步進清洗模式。3.直接進給模式。不管清洗裝置工作在什么模式下，動作的實現可以通過兩個方法獲得：第一，觸摸屏組態按鈕。(軟件)。第二，DCS遠程控制。
設備運行狀態下，觸摸破面板將實時顯示運行情況及控制器采集到的各種參數。
3全伸縮在線清洗裝置與傳統吹灰槍優缺點對比
4在線清洗運行需注意的事項
投運在線水沖洗時的機組負荷應大于90%，越高負荷對機組的影響越小。
進行空預器清洗時需要做好相應的準備工作，以避免對機組運行造成不良影響。
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排除，造成空預器管壁負重過大。正式清洗前可先短時間進行實驗性沖洗，檢查機組運行情況正常后，再正常沖洗。
沖洗時，應對煙道底面及支吊架進行監視，預防沖下的灰垢沉積板結造成煙道及支吊架損壞。沖洗過程中檢修人員隨時疏通空預器底部疏水排灰管，防止堵塞。若排煙溫度過低，可及時調整沖洗側煙氣流量，提高煙溫。若持續下降，則應停止沖洗。
沖洗中及沖洗后，觀察空預器驅動電機電流、空預器阻力、排煙溫度、煙道排污情況及除塵器運行是否正常。觀察和記錄高壓水沖洗時間、壓力、空預器沖洗前后機組負荷、煙氣和空氣側壓差、送風機和引風機電流、爐膛壓力、熱風和排煙溫度等參數。沖洗時，應監視高壓清洗機組的運行，機組本身有各種保護，實現故障報警及停機，但應在故障報警時及時決定是否停止沖洗再排除故障.
清洗中需要重點關注兩個參數：
(一)流量：注意檢查溢流口溢流量，溢流量明顯加大時，說明噴嘴可能堵塞，應更換或疏通被堵塞噴嘴。
(二)壓力：沖洗壓力達不到額定壓力時，可能噴嘴磨損導致孔徑變大或噴嘴掉落，應更換新噴嘴。
一般情況下應進行多次沖洗，即使在觀察到空預器阻力不再持續下降時，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。該清洗機組可以在線伴隨性沖洗，也可以在停爐時進行清洗。不同電廠可以根據自身空預器的運行狀況進行相應的沖洗，運行良好的空預器是機組穩定運行中一個不可缺少的環節。
5總結
本文分析了現有幾種空預器清洗的方法的優缺點，針對電廠實際使用情況，提出了新的產品設計思路，設計了新型的空預器清洗成套設備。對電廠空預器清洗提出了具體的注意事項。