摘 要：分析现有空预器清洗方法，结合电厂实际使用情况，开发了新型全伸缩在线空预器，介绍了设计思路。对电厂空预器清洗提出了具体操作步骤及注意事项。
关键词：空预器;吹灰;清洗;注意事项。
背景：随着日益严重的环境污染问题，国家加大了对各个行业的环保要求。具体到火力发电行业，减少二氧化硫及氮氧化合物的排放成为主要问题。2011年11月，，并于2012年1月1日起实施。为减少烟气排放中所含的污染物，火电厂进行了烟气脱硝改造。加装烟气脱硝设施后，空预器堵塞情况较之前严重，尤其在脱硝投运两三年后，随着催化剂的失活，堵塞更加频繁，更加严重。这是因为脱硝工艺中，不可避免的存在氨逃逸，经化学反应与烟气中存在的硫氧化物生成ABS(硫酸氢铵)。硫酸氢铵在空预器中存在气态、液态和固态三种形态。液态硫酸氢铵吸附烟气中的灰分形成灰垢，由于液态附着力强，附着在空预器冷端换热元件上形成堵塞。[1]
空预器堵塞不仅影响传热，而且可能因烟道阻力剧增而限制锅炉出力，而且，积灰的存在使烟气阻力增加，排烟温度升高，成为锅炉安全运行的隐患。因此，空预器清洗成为电厂生产中一个必须解决的问题。
1.现有空预器清洗方式
常用的空预器清洗方式有蒸汽吹灰、激波吹灰和声波吹灰三种方式，具体介绍如下：
蒸汽吹灰法是目前主要的吹灰手段，在蒸汽压力、过热度能保证的前提下，大多数情况下能有很好的吹扫效果。但在某些情况下，如煤质严重偏离设计(如硫分和灰分过高)、氨的逃逸率过高等，则蒸汽吹灰方式无法完全清除堵灰。蒸汽吹灰设备参见图一。
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1.2 激波吹灰法
激波吹灰是通过乙炔和氧气混合爆燃产生的冲击波来达到清除目的。由于脱硝后的空预器冷端蓄热元件一般都覆有搪瓷层，这种强烈的冲击会对搪瓷造成伤害，造成剥落，所以一般不推荐采用。激波设备参见图二。
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1.3 声波吹灰法
声波吹灰是利用共振原理来清除积灰。形成堵塞的硫酸氢铵呈液态或膏状，其固有频率一般不固定，声波对不断变化的液态物很难捕捉到共振频率，目前对解决顽固性的硫酸氢铵堵塞效果有待验证。声波设备参见图三。
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2可不停炉安装及在线维护的新一代空预器清洗系统
传统的吹灰设备需要在电厂建设期间提前安装好，或者在停炉检修期间进行安装施工。预埋在空预器中的喷嘴或者其他配件一旦发生故障，则无法及时进行维护，只有等到停炉时才能进行维修更换。强行停炉则带来巨大的停机起炉损失，而且机组运行期间也不能随意停机。
经过大量的电厂走访，在了解了吹灰实际需求及各种现有方法的不便之处后，我们开发了新一代的可不停炉安装，可在线维护的空预器吹灰系统。
2.1 开发思路
现有蒸汽吹灰设备其枪杆部分为一体式结构，而且多采用钢制管道，整体长度与空预器相当，一般现场无法提供场地供其完全退出。因其长度限制，需要提前预埋在空预器之中。空预器墙壁与吹灰枪之间因考虑密封，也限制了蒸汽吹灰枪的在线维护检修。
根据实际调研，我们采用低压力大流量高压水做为吹灰介质，从空预器底部垂直上喷，从而打透空预器散热片之间的积灰，实现空预器的清洗。高压水管道采用高压软管，外围加以可伸缩的钢制套管做为支撑，实现喷头可以沿空预器直径方向的移动及完全退出。空预器墙壁加装可开启的自动门，配合伸缩枪的清洗，可以实现在线清洗。在不清洗的时候，伸缩枪可以完全退出，自动门关闭，实现空预器的封闭。[2]
2.2 系统原理及配置
全伸缩在线清洗系统包含高压水清洗机组、全伸缩清洗装置及控制系统组成。系统原理图参见图四。系统的整体参数如下：
型 式：全伸缩式 清洗介质：清水
工作压力：最高50Mpa 流 量：最大240L/Min
清洗时间：在线清洗：约240分钟 离线清洗：约600分钟
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2.2.1 高压水清洗机组
高压水清洗机组采用我司制造的200TJ3 型机组，最高压力可以达到280 MPA。在线清洗机组设计压力最高50MPA ，流量最大可达240 L/min 。清洗介质为清水。高压水清洗机组配置美国JETECH高压泵，动力源为电机。全封闭式不锈钢水箱具备自动补水功能，防止上部溢流造成不安全隐患，进水管路在水箱前增加不锈钢滤网式过滤器，保证进水水质。该机组具有如下特点：
停机时间短，维护简单
比其他柱塞泵活动件少
无需特殊工具
一般进排液腔体无需移动---没有重件
从泵前端可以看到所有螺栓
“取出式”阀体使得检查和维护简单易行。取出阀体不需松开柱塞。
无需断开胶管与进排液腔体连接。
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2.2.2 全伸缩清洗装置
全伸缩清洗装置采用三级伸缩结构，本体采用不锈钢方管加工制作。动力源采用台达伺服电机做为主动力，配套高精度的L型减速机，为伸缩机构提供强大的驱动，驱动枪头处的喷嘴沿空预器直径方向前进，从而对空预器进行清洗。
伸缩臂最前端携带两个高压水枪管，六个喷嘴呈Z 字形交叉布置，达到最佳清洗效果。
主要技术参数：
缩回整体尺寸：3550mm×830mm×1700mm
伸出整体尺寸：10750mm×830mm×1700mm
最大外形尺寸：330mm×290mm
设备功率：1KW
速度可调范围：0-43m/min
喷枪(标 配)：双枪6喷头
工 作 范 围:0-7200mm
设备效果如图六所示，左侧为全缩回状态。右侧为全伸出状态。
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2.2.3 控制系统
控制系统采用西门子200 系列PLC，配合西门子SMART 系列触屏作为人机交互界面。伺服电机控制采用台达伺服驱动进行控制，可以实现枪头的精准控制，最小行走控制精度可以达到毫米级。通过人机界面，可以实现行走速度，步进距离，停留时间等各种控制参数的设置。
全伸缩清洗装置控制系统可以实现机械伸缩臂以下三种模式动作：1.往复清洗模式(仿人工清洗)。2.步进清洗模式。3.直接进给模式。不管清洗装置工作在什么模式下，动作的实现可以通过两个方法获得：第一，触摸屏组态按钮。(软件)。第二，DCS远程控制。
设备运行状态下，触摸破面板将实时显示运行情况及控制器采集到的各种参数。
3全伸缩在线清洗装置与传统吹灰枪优缺点对比 ![]()
4在线清洗运行需注意的事项
投运在线水冲洗时的机组负荷应大于90%，越高负荷对机组的影响越小。
进行空预器清洗时需要做好相应的准备工作，以避免对机组运行造成不良影响。
首先需要疏通烟道排污口，切换管路阀门至合适位置等，以防烟道堵塞，清洗下来的灰无法及时排除，造成空预器管壁负重过大。正式清洗前可先短时间进行实验性冲洗，检查机组运行情况正常后，再正常冲洗。
冲洗时，应对烟道底面及支吊架进行监视，预防冲下的灰垢沉积板结造成烟道及支吊架损坏。冲洗过程中检修人员随时疏通空预器底部疏水排灰管，防止堵塞。若排烟温度过低，可及时调整冲洗侧烟气流量，提高烟温。若持续下降，则应停止冲洗。
冲洗中及冲洗后，观察空预器驱动电机电流、空预器阻力、排烟温度、烟道排污情况及除尘器运行是否正常。观察和记录高压水冲洗时间、压力、空预器冲洗前后机组负荷、烟气和空气侧压差、送风机和引风机电流、炉膛压力、热风和排烟温度等参数。冲洗时，应监视高压清洗机组的运行，机组本身有各种保护，实现故障报警及停机，但应在故障报警时及时决定是否停止冲洗再排除故障。[3]
清洗中需要重点关注两个参数：
(一)流量：注意检查溢流口溢流量，溢流量明显加大时，说明喷嘴可能堵塞，应更换或疏通被堵塞喷嘴。
(二)压力：冲洗压力达不到额定压力时，可能喷嘴磨损导致孔径变大或喷嘴掉落，应更换新喷嘴。
一般情况下应进行多次冲洗，即使在观察到空预器阻力不再持续下降时，最好仍冲洗一到两次。换热元件冲洗的越干净，两次冲洗间隔的周期越长。该清洗机组可以在线伴随性冲洗，也可以在停炉时进行清洗。不同电厂可以根据自身空预器的运行状况进行相应的冲洗，运行良好的空预器是机组稳定运行中一个不可缺少的环节。
5总结
本文分析了现有几种空预器清洗的方法的优缺点，针对电厂实际使用情况，提出了新的产品设计思路，设计了新型的空预器清洗成套设备。对电厂空预器清洗提出了具体的注意事项。
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