（国家能源集团谏壁发电厂 江苏镇江 212006）
摘要：1000MW机组塔式锅炉在进行尾部受热面吹灰时，多次发生塌灰现象。本文通过对影响塔式锅炉受热面积灰的因素进行了分析，找出引发受热面塌灰的原因，提出了相应的预防塌灰措施。防止因塌灰，导致的严重后果，提升机组低负荷运行的安全性。
关键词：受热面积灰；吹灰；塌灰；预防
1设备概述
某厂2×1000MW机组，锅炉采用上海锅炉厂引进Alstom-Power Boiler Gmbh公司技术制造的塔式锅炉型号为SG3040/27.56-5XX，为超超临界参数、直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、四角切圆燃烧方式。
其燃烧后烟气流向顺次为一级过热器（屏管）、三级过热器、二级再热器、二级过热器、一级再热器、省煤器和一级过热器（悬吊管）、脱硝装置、空气预热器。在各受热面中，除三级过热器、二级再热器和省煤器为顺流布置外，都是逆流布置（图一 所示）。围绕炉膛四周的炉管组成蒸发受热面（水冷壁）并兼具炉墙作用。
2塌灰的现象及危害
2.1塌灰的现象
某日，早班负荷640 MW，执行省煤器受热面吹灰器，在吹灰过程中，当第一对吹灰器进入炉内时，中间点过热度先下降后上升，受热面烟温波动大，主、再蒸汽都发生明显扰动，部分管壁金属温度有超温现象，炉膛负压出现波动。
2.2塌灰的危害
通过曲线找出塌灰前、后对应数据（表一、表二 所示）的变化，可以看出塌灰时相应参数变化的剧烈程度。
发生塌灰事件时，大量积灰塌落，会影响烟气正常流动。导致过热度、受热面烟气温度瞬间发生大幅波动；影响主、再热汽温的变化，导致汽温超限，减温水大幅调整；相对应的受热面管壁温度超温，严重时导致超温爆管泄漏；炉膛压力大幅波动，导致汽引调节剧烈，影响汽引安全运行；塌灰严重时，甚至会影响煤粉着火，导致炉膛灭火事故。
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图一 烟气在塔式锅炉受热面中流向示意图
表一 塌灰前后烟温及过热度变化相应数据表
3尾部受热面塌灰的原因
3.1受热面积灰
受热面积灰指的是低于灰熔点的灰粒聚集在受热面管束的外表面，一般发生在对流受热面。 按照积灰层强度，可分为黏结性积灰和松散性积灰两类。黏结性积灰的形成是碱金属硫酸盐 等活性颗粒黏附在管束外表面并与烟气中某些成分产生化学反应所致，其特性是随着烟气流速增大，质地愈发坚硬紧密，抗压强度可以达到20MPa，极难被清除；松散性积灰则是因为细小的中性灰粒沉积在管束外表面，其过程为物理过程，灰层疏松，机械强度低，容易被清除【2】。因此，锅炉塌灰一般是受热面管束外表面上聚集的松散性积灰受到扰动瞬间塌落形成的 。受热面积灰程度主要受到烟气流速、飞灰浓度、管径、管束布置方式、管排数量等因素的影 响 。
3.2尾部受热面塌灰
塔式炉汽水系统的有别于∏炉型的结构特点决定，尾部烟道处飞灰因为受重力的影响，速度较∏炉型的要低，而且塔式炉的尾部烟道受热面主要积灰部位在背面（图二 所示），而不是∏炉型的迎风正面，更导致了积灰加剧。
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图二 不同烟气流速下受热面积灰程度
同时本炉省煤器采用顺列布置，与错列布置相比，顺列布置对省煤器的积灰不利。错列管束管子纵向节距小，气流扰动越大，气流冲刷管子背风面的作用越强，管子积灰越少。而顺列管束，除了第一排管子外，烟气冲刷不到其余管子的正面和背面，只能冲刷管子的两侧，不论管子正面和背面均可能发生严重积灰，但顺列布置有助于吹灰，对积灰的清除有利。
当受热面的积灰层达到一定程度，遇到机组进行吹灰时烟气流速突然变大，促使积灰层积聚的作用力不足以对抗破坏积灰层沉积的作用力时，受热面积灰脱落。受热面管排间的大量积灰受扰瞬间向四周洒落，进一步加剧烟气流场扰动，形成雪崩式的链式反应。积灰在从上部受热面向下方滑落的过程中，动量增加，从而带动下方受热面的积灰层整体塌落，形成塌灰。
4尾部受热面塌灰的预防
根据上述分析，塌灰主要发生在尾部受热面烟道低负荷吹灰时。因此，在低负荷时，应做好对尾部受热面塌灰的预防工作。
低负荷时，加仓选用灰分较低的煤种，减少灰量的生成，减轻尾部受热面积灰程度。
低负荷时，适当增加尾部受热面吹灰次数。
若长期负荷低，不满足吹灰条件，应汇报值长申请加负荷吹灰，此时，吹灰时做好塌灰事故预想。必要时，投油进行吹灰。
当进行第一组吹灰器吹灰时，适当降低吹灰蒸汽压力，防止大面积塌灰，引起参数大幅变化。
为防止塌灰引起主、再汽温、过热度等参数的剧烈变化。准备吹灰时，适当降低主、再热汽温；将减温水门开出，且有一定余量；适当调整燃烧器摆角。吹灰时，注意烟温的变化，一旦发生塌灰，及时进行调整，防止造成受热面管屏超温；塌灰结束，及时回调相关参数，防止调整不及时，造成参数的大幅波动。
6）为防止尾部受热面积灰、磨损严重。目前，增加部分受热面声波吹灰器，运行中应加强对相应设备的检查维护，尽量将压缩空气压力提高至声波吹灰压力上限，保证声波吹灰的效果。
5结语
从目前来看，机组负荷波动大，由于电网容量大，火电机组低负荷运行，深度调峰越来越频繁。当尾部受热面积灰严重时，塌灰的几率愈来愈高，塌灰引起的严重后果应当重视。在日常机组运行维护中，应当做好尾部受热面塌灰的预防工作。
参考文献
[1]1000MW超超机组运行培训教材（锅炉分册）
[2]岑可法，樊建人，池作和，等．锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算［Ｍ］．北京：科学出版社，1994．
作者简介：
顾小星（1983-），男，江苏南通，工程师，主要从事火力发电厂机组的运行维护工作。email：gxx1234gxx@163.com。