在一些中小型電廠鍋爐系統(tǒng)中,除塵器常采用文丘里一水膜除塵器,由于設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的一些問題,往往造成除塵效率低于設(shè)計(jì)值、有一些細(xì)小的粉塵隨著煙氣進(jìn)入引風(fēng)機(jī)中。在北方的冬季,由于氣溫比較低,隨煙氣進(jìn)入引風(fēng)機(jī)的水蒸汽會(huì)冷卻凝結(jié),與粉塵混合在一起時(shí)形成粘度很大的灰漿,粘結(jié)在風(fēng)機(jī)葉片及葉輪前、后盤上,形成比較堅(jiān)硬的灰殼并逐漸增厚。當(dāng)部分灰殼在自重和離心力共同作用下脫落時(shí),風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的平衡即被破壞,風(fēng)機(jī)整體會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。引風(fēng)機(jī)積灰振動(dòng)不僅降低機(jī)組的
經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)對(duì)機(jī)組的安全生產(chǎn)也會(huì)造成一定的影響,嚴(yán)重時(shí)甚至需要停爐檢修,防止引風(fēng)機(jī)積灰振動(dòng)成為亟待解決的研究課題。
防止引風(fēng)機(jī)積灰振動(dòng)的途徑有3種:其一是提高麻石水膜除塵器的分離效率,減少粉塵和水滴進(jìn)入引風(fēng)機(jī)的機(jī)會(huì),從根本上解決積灰振動(dòng)問題。但由于水蒸汽會(huì)發(fā)生凝結(jié),同時(shí)也受水質(zhì)、除塵器現(xiàn)有結(jié)構(gòu)及運(yùn)行人員習(xí)慣操作方式等因素的影響,一般很難實(shí)現(xiàn);其二是提高除塵器后煙氣的溫度,使煙氣溫度高于水蒸汽的露點(diǎn),防止在葉片上積灰,但無論是使用煙氣旁路加溫還是使用蒸汽加溫,都需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行較大的改動(dòng),這種辦法既受現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備場(chǎng)地的限制,又受煙氣帶水量的影響,投資也比較大,實(shí)際效果也不理想;其三是允許少量粉塵及水分進(jìn)入引風(fēng)機(jī),而采取一些措施防止在轉(zhuǎn)子上積灰,避免引風(fēng)機(jī)的振動(dòng),這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單,引風(fēng)機(jī)改動(dòng)量小,只要設(shè)計(jì)合理會(huì)取得較好的效果。本文采取的噴嘴吹掃方法就屬此類方法。
吉林省洮南熱電廠有三臺(tái)75t/h的鍋爐,除塵采用水膜除塵器,引風(fēng)機(jī)積灰嚴(yán)重,影響了機(jī)組的正常運(yùn)行,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)由于積灰脫落造成引風(fēng)機(jī)振動(dòng),還存在安全隱患。
基于上述原因,決定對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造,以減輕甚至消除積灰問題。電廠采用由東北電力大學(xué)設(shè)計(jì)研制的“防止引風(fēng)機(jī)積灰與振動(dòng)裝置”,對(duì)鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造,為了對(duì)改造的效果進(jìn)行評(píng)估,分析改造前后引風(fēng)機(jī)各項(xiàng)性能尤其是積灰和振動(dòng),進(jìn)行了試驗(yàn)研究工作。
1 引風(fēng)機(jī)改造前概況
吉林省洮南熱電廠有三臺(tái)75t/h的鍋爐,除塵采用水膜除塵器,該除塵器除塵效率明顯低于設(shè)計(jì)指標(biāo),一些未被分離除掉的細(xì)小粉塵隨著煙氣進(jìn)入引風(fēng)機(jī)中。除塵器的氣、水分離裝置運(yùn)行效果不好,致使一部分微小水滴被煙氣帶入風(fēng)機(jī)中,水分和灰塵混合在一起時(shí),形成粘度很大的灰漿,并粘結(jié)在風(fēng)機(jī)葉片及葉輪前、后盤上,形成比較堅(jiān)硬的灰殼?；覍有纬傻臅r(shí)間短、厚度大,最厚時(shí)可達(dá)30mm左右,而且在測(cè)試中我們發(fā)現(xiàn)積灰大多發(fā)生在葉片的非工作面上,在工作面上積灰較少。當(dāng)灰層脫落時(shí),會(huì)使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的平衡遭到破壞,軸承雙幅振動(dòng)值高達(dá)0.3—0.4mm,最嚴(yán)重時(shí)達(dá)0.6—0.8mm(正常值應(yīng)在0.08mm以下),造成頻繁停機(jī)進(jìn)行人工清灰,嚴(yán)重時(shí)每周都要清灰2～3次,不僅在經(jīng)濟(jì)上造成嚴(yán)重的損失,還在安全上造成隱患,嚴(yán)重時(shí)若不及時(shí)處理可能會(huì)造成“飛車”事故。同時(shí)也大大增加了運(yùn)行人員的維護(hù)工作量。
2 防止引風(fēng)機(jī)積灰振動(dòng)的工作原理及采取措施
2.1 工作原理
為解決洮南熱電廠引風(fēng)機(jī)積灰振動(dòng)問題,引進(jìn) “防止引風(fēng)機(jī)積灰振動(dòng)裝置”,其工作原理為:對(duì)于機(jī)翼型葉片的風(fēng)機(jī),葉片在工作過程中存在工作面和非工作面。對(duì)于葉片的工作面,運(yùn)行中不會(huì)發(fā)生積灰現(xiàn)象,在除塵器分離效率低時(shí),僅會(huì)發(fā)生磨損;而對(duì)于非工作面,無論除塵器分離效果好壞,都不同程度的存在積灰,這是由于非工作面會(huì)產(chǎn)生一定的渦流區(qū),致使灰塵沉積在葉片上。潮濕的粉塵剛粘附到葉片時(shí)質(zhì)地比較松軟,經(jīng)過一段時(shí)間后,灰中的水分逐漸蒸發(fā)形成了水泥狀堅(jiān)硬的的灰殼,隨著時(shí)間的推移灰殼不斷加厚,致使灰殼的局部脫落,造成風(fēng)機(jī)振動(dòng)。因此,研制的積灰吹掃裝置改變風(fēng)機(jī)葉片非工作面上的渦流區(qū)的流場(chǎng),通過高速氣流的動(dòng)量,將剛剛粘附到葉片上的松軟積灰吹掉,防止其不斷加厚,從而可以避免風(fēng)機(jī)積灰振動(dòng)。
2.2 采取的措施
在引風(fēng)機(jī)上加裝一組噴嘴,利用引風(fēng)機(jī)本身的壓頭將一部分煙氣吸入射流噴嘴組入口,然后再以很高的速度噴射到葉片的非工作面,葉輪每轉(zhuǎn)一周,葉片被依次吹掃一遍,通過氣流連續(xù)吹掃達(dá)到防止粉塵沉積加厚的效果,再循環(huán)的煙氣量可以調(diào)節(jié)。在實(shí)際安裝時(shí),也可以將射流噴嘴組入口端引出風(fēng)機(jī),利用引風(fēng)機(jī)壓頭吸取環(huán)境空氣吹掃。采用后一種形式該裝置還有清除積灰的功能,當(dāng)發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)有積灰時(shí)可以在噴嘴組母管入口加入適量細(xì)砂,人為造成一種磨損的狀態(tài),用高速細(xì)砂撞擊葉片上的積灰,以達(dá)到清灰、防振的目的。
2.3 噴嘴吹掃裝置的主要設(shè)計(jì)參數(shù)
2.3.1 引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范
引風(fēng)機(jī)型號(hào):Y4--73--llNo18D
轉(zhuǎn) 速:960r/min
壓 頭:2790Pa
流 量:169910m3/h
2.3.2 噴嘴出口流速
理論
計(jì)算流速:59.2m/s
實(shí)際流速:68.1 m/s
2.3.3再循環(huán)煙氣量
再循環(huán)煙氣量:0.62 m3/s
3 測(cè)試試驗(yàn)的目的
洮南熱電廠引風(fēng)機(jī)安裝“防止引風(fēng)機(jī)積灰與振動(dòng)裝置”的技術(shù)改造項(xiàng)目,是為了減輕甚至消除本電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)存在的積灰和振動(dòng)問題,改造后性能試驗(yàn)的目的就是鑒定技術(shù)改造后的效果,并對(duì)其進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。
4 引風(fēng)機(jī)改造后運(yùn)行及試驗(yàn)效果
引風(fēng)機(jī)加裝防止積灰和振動(dòng)的裝置后,其積灰現(xiàn)象基本被消除,在改造后一年的運(yùn)行期間,振動(dòng)現(xiàn)象基本消失,經(jīng)測(cè)
定振動(dòng)值已降到0.02—0.04mm的正常范圍內(nèi)。停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)葉片上只有不到1mm的散薄粘灰,自加裝該裝置后沒有發(fā)生因積灰引起的引風(fēng)機(jī)事故。
改造后新風(fēng)機(jī)的其他性能測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果如下:
1)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),在低速運(yùn)行時(shí)擋板開度引風(fēng)機(jī)甲100%,引風(fēng)機(jī)乙50%,除塵器前氧量已達(dá)5%,表明風(fēng)機(jī)的風(fēng)量足夠,并有一定的富裕量。
2) 風(fēng)機(jī)試驗(yàn)過程中,引風(fēng)機(jī)甲(開度100%)的風(fēng)量為169340m3/h,風(fēng)機(jī)全壓為2880Pa。
5 結(jié)論
通過對(duì)洮南熱電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)加裝的“防止引風(fēng)機(jī)積灰和振動(dòng)裝置”的測(cè)試試驗(yàn),得到如下結(jié)論:
1)加裝裝置后引風(fēng)機(jī)積灰現(xiàn)象明顯減輕,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行積灰保持在很薄的厚度,不會(huì)引起引風(fēng)機(jī)的其他事故;
2)引風(fēng)機(jī)振動(dòng)幅度顯著降低,已經(jīng)達(dá)到風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行所允許的范圍;
3)改造后風(fēng)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)仍然可以達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的數(shù)值,沒有影響風(fēng)機(jī)效能的正常發(fā)揮。
