600MW火电厂吹灰器常见故障分析与解决方案

600MW 火电厂吹灰器常见故障分析与解决方案

机械二部 李 锦

摘要： 针对火电厂常用吹灰器在使用中发现的部分机械、电气故障，分析了故障的原因，并提出部分缺陷的处理方法和如何维护吹灰器的一些良好实践。

关键词：锅炉；泄漏；卡涩；对策

1. 前言

随着我国电力工业的发展，汽轮发电机组不断向大型化方向发展，电站锅炉炉膛（烟道）的宽度越来越大，为了清除布置在其中的屏式过热器、对流过热器、再热器和其他热交换器上的结灰和结渣，提高热效率、降低燃料消耗、保证锅炉满负荷，长周期的正常运行，需要较长行程的吹灰器来满足实际的需要。通过对吹灰器结构及常见故障的了解和熟悉，可极大的保障吹灰器的安全稳定运行。

2. 吹灰器的作用与原理

2.1吹灰器的作用

吹灰器能有效的清除锅炉受热面的结渣和积灰，是受热面保持良好的受热效果，因此在火电厂的锅炉设计中，总在锅炉的各个受热面上布置不同类型的吹灰器，如一般在炉膛短行程吹灰器，在对流受热面布置伸缩式吹灰器，在回转式空预器（或脱硫系统中的烟气换热器）布置专门的吹灰器。

2.2吹灰器传动原理

炉膛吹灰器结构设计巧妙，紧凑，它的减速机传动系统有电动机、蜗轮箱和一组开始传动齿轮及驱动销和螺纹管等组成，吹灰器的旋转和伸缩运动最终通过两个驱动销和螺纹管来完成。螺纹管伸缩时不旋转，旋转时不伸缩。驱动销用定位乱栓固定在末端大齿轮的内孔内，起到内螺牙的作用。驱动销用硬质合金钢制成，不仅耐磨性好，而且减少了传动中的卡涩现象，同时也易于更换。电气控制机构位于吹灰器后端，控制箱内装有行程开关，行程开关由蜗轮轴传动的齿轮控制，改变主控制齿轮上撞销的位置，可调整吹扫的圈数和吹灰角度。

长伸缩式吹灰器采用单电机驱动通过齿轮变速箱实现进退运动。电机端部为大法兰，直接与跑车连接，通过位于主齿轮箱外部的一级齿轮变速后，将运动传给主齿轮箱。跑车内的主减速机构是一蜗杆蜗轮，蜗轮轴驱动末级正齿轮带动主传动轴，主传动轴两端的行走齿轮分别于与梁两侧的齿条啮合，使吹灰器向前或向后移动，蜗轮轴同时驱动伞齿轮使吹灰枪旋转。

3. 故障分析

平圩电厂自建厂以来，无论是亚临界锅炉还是超临界锅炉在长时间的运行中也经常发生吹灰器的故障。总结这些故障发生的原因进行分类，可看出由于设计、环境、管理和维护等方面的问题都会造成吹灰器发生故障，主要表现在以下几个方面。

3.1 轴承问题

由于吹灰器基本上都处于室外环境中，下雨及潮湿的气候会使其零部件较易腐蚀，因为装在炉膛吹灰器的阀门上的单向阀有的失去了原来的作用，相反在吹灰时，蒸汽却从单向阀中泄露出来，一方面蒸汽在潮湿气候的作用下，会在轴承箱内积水，使轴承会因为失去润滑而生锈；另一方面墙箱孔和枪体有间隙，在吹灰时或炉膛打正压时，就会有灰露出来，而灰也会落入轴承箱内，灰在潮气和蒸汽的共同作用下，结成垢并积在轴承箱里，既加大了轴承生锈的可能，又使轴承的滚动收到了更大的阻力，最终使枪管的旋转力矩增大，电机无法驱动，造成了卡涩。其危害有二：一是烧坏枪管，二是吹爆水冷壁。

3.2 阀门问题

平圩电厂的锅炉为负压锅炉，因此在每台炉膛吹灰器的阀门上都安装了单向阀，当停止吹灰后，从装在吹灰器阀门上的单向阀进入的空气流经内管和吹灰枪，阻止炉膛烟气进入吹灰器或从吹灰器内清除倒灌的炉膛烟气，此种空气称之为卸烟空气。单向阀在吹灰器运行时，能防止吹灰介质喷出，进入大气或伤人。但是现实中许多单向阀已坏，导致卸烟空气起不了作用，在炉膛正压的作用下，炉膛的烟气和灰进入枪体和阀门处，在吹灰时，蒸汽会与烟气和灰发生作用，日积月累，结果在阀门的密封面上结垢，造成阀门关闭不严，阀门内漏，致使蒸汽从吹灰器枪管漏人炉内，对水冷壁的某个固定部位进行吹扫，且蒸汽长期漏到水冷壁，对水冷壁形成侵蚀，在两者的共同作用下造成水冷壁爆管。

3.3 墙箱套管问题

墙箱套管材质的选用与他们的工作温度、工作环境不相适应，从而造成该套管出现高温腐蚀，受高温热辐射、热冲击出现材料热损伤。这些墙箱套管热损伤的程度以及对炉膛吹灰器工作危害程度随着炉内热辐射、气流冲刷的强度不同而略有不同。特别是炉内侧墙箱套管上部管子的管材组织张粗疏松、变形，这对吹灰器的工作危害程度最大。此外，炉膛墙箱内管向火侧无法承受炉内1000℃以上的高温，管子内侧产生高温腐蚀，腐蚀产物附着在管内壁；还有，炉膛内部的高温使得普通耐高温钢材过早出现管子前侧胀粗、龟裂、过烧损毁，在上述原因的共同作用下使得吹灰器枪管与墙箱套管相对运动阻碍，这是造成吹灰器吹损水冷壁管的主要原因之一。

3.4 填料问题

炉膛受热面的短行程吹灰器和对流受热面的长伸缩式吹灰器都存在静止的内管和运动的外枪管两者之间的相对运动，因此，存在内外枪管内介质（蒸汽）外泄的可能。在结构上，采用多道柔性石墨填料密封，从机械加工上，提高内枪管的表面光洁度和圆整度，最大限度地降低枪管内介质的外漏。现场使用时对密封填料的填料压盖采用适当的压紧力，因为过分拧紧会缩短填料的使用寿命，并增加减速机和跑车的负载。

3.5 长吹卡涩问题

大多长吹枪管的长度都有7米左右，由于原来的设计只有两处支撑点，前由两个滚轮支撑，后由跑车上的滚轮支撑，这样就有7米左右的距离是悬空的，其枪管和内管由于自重就会在半空中下垂并稍有弯曲，如此的设计使枪管越向前移动，所需的里就会越大。当运动时间长了以后，由于转动的绕度不同和部分墙箱孔过烧变形，另外前支撑的两个滚轮有的未必能托住枪管，这样部分变形枪管就会与墙箱孔形成巨大摩擦力，造成跑车受力过大，跑车上的电机过载，热继电器动作，如果不及时发现的话，枪管就有可能在炉膛内烧坏，或者吹爆炉管。

3.6跑车和减速箱的蜗轮问题

蜗轮蜗杆的配合材料为一软一硬，当受力较大或啮合不好时最先受破坏的将是蜗轮。蜗杆传动由于效率低，因此工作时发热量大。如果产生的热量不能及时散发出去，油温将不断升高，润滑油粘度降低，齿面间的润滑状态恶化，将最终导致轮齿的严重磨损或者胶合。炉膛吹灰器的减速箱和长伸缩式吹灰器的跑车都是采用32号透平机油润滑，由于两者都存在小漏点，当不能及时加油，就会造成减速箱和跑车里的蜗轮同样受力过大，进而导致减速箱或跑车失效。

3.7 电气问题

电气方面主要出现发过流信号、电机过载、不执行等缺陷，原因分析如下：

（1）发过流信号

①重新校验过电流继电器，调整整定值

②实际电流超过整定值

（2）电机过载

①机械卡死

②主回路有缺相现象或接线松动

③控制回路失灵，一直运行

④执行电机已损坏

（3）不执行

①无热控指令（热控故障或已跳过）

②控制回路不通

③主回路无电压

④执行电机已坏

4. 一般缺陷故障处理方法

在运行过程中，由于各种原因可能会出现吹灰器跑车、枪管卡死，不能退出的故障，这时，控制盘上有过载信号（报警），保护电机的热继电器动作，电源切断。处理方法如下：

（1）首先弄清吹灰器的型号和编号。

（2）到现场现将对应的控制盒上的钮子开关拨到“OFF ”位置，然后再动力柜上恢复热继电器。

（3）用专用摇把手动一下吹灰器跑车上的方柄，如很轻松，就不是机械问题而是电气问题；如手动很重就是机械问题。

（4）如果是机械问题，手摇一段距离，待较轻松后，合上钮子开关吹灰器马上退回。如果是电气问题，就要马上检查，合上钮子开关，吹灰器退回。在问题未解决前，可以边手摇退出，边检查问题。只要保持蒸汽流量，手摇退出，短时间不会烧弯枪管或爆管（注：手摇要将钮子开关拨到“OFF ”位置，问题解决后，再送电退出）。

（5）若吹灰器能用电动扳手，可用电动扳手退出。

（6）枪管退出后要查明原因并进行处理，重新投运这一台时，要进行现场监视。

5. 吹灰器使用过程中的良好实践

（1）科学管理。要正确认识吹灰器在锅炉运行中的重要性，配备人员，建立制度，保证吹灰器的投运。

（2）要有专职的维护人员，熟悉除灰系统的结构和故障的处理方法，根据说明书及有关资料，对吹灰器进行定期维护保养。更换润滑油和对零部件进行防腐处理，对电气方面进行定期维护和更换零部件。

（3）在正常情况下，吹灰器要坚持天天用。在锅炉不正常或积灰不多的情况下，每台吹灰器每星期至少要投用一次。绝对不能长期闲置不用。

（4）在吹灰器系统运行中控制盘上报警时，一定要及时处理，排除故障，防止损坏吹灰器甚至吹坏锅炉里的水冷壁、再热器、过热器、省煤器管。

（5）做好运行记录，总结运行经验，制定合理的吹灰程序。

（6）维护人员要经常到现场巡视，发现问题及时处理，要定期的对吹灰器定期的清理加油润滑。

（7）要保证检修中所用备品备件的齐全。

6. 结束语

综上所述，在火电企业生产过程中，吹灰器运行状况的好坏对电厂安全稳定起着重要的作用。作为运行和检修人员有必要对吹灰器的结构原理和常见故障的处理有一定的了解。在实际生产中，要严格按照程序来对吹灰器进行操作，日常的维护和保养也至关重要。随着科技的进步，我们要经常关注新型吹灰器和改良方案的出现， 通过改进吹灰器的结构和吹灰程序可在一定程度上提高其吹灰效率，延长使用寿命，以满足生产发展的需要。