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锅炉在低负荷下严禁吹灰,主要是基于其独特的工作原理和低负荷运行特性,涉及到对受热面安全、水动力稳定性、燃烧工况以及蒸汽品质等多方面的影响,具体原因如下:
保护受热面
• 热偏差加剧:锅炉的受热面布置较为复杂,低负荷时,由于燃料量减少,燃烧调整难度大,炉内温度场不均匀性更加明显,导致各受热面管内工质吸热偏差增大。此时进行吹灰,会使局部受热面的吸热量发生较大变化,进一步加剧热偏差。这可能导致部分管子内工质温度过高,超过管材允许温度,加速金属材料的损坏,降低受热面的使用寿命,甚至引发爆管事故。

• 管壁温度波动:低负荷时,蒸汽流量小,对受热面的冷却能力相对较弱,管壁温度本身就处于较高水平且波动较大。吹灰时,大量低温的吹灰介质进入烟道,会使受热面局部温度骤降,产生较大的热应力。频繁的热应力变化会使金属材料产生疲劳损伤,长期积累下来,容易在受热面管上形成裂纹,威胁锅炉的安全运行。
维持水动力稳定性
• 水动力特性改变:锅炉的水动力特性较为复杂,低负荷时,工质流量小,管内工质的流动状态接近临界状态,水动力稳定性较差。吹灰操作会引起烟气侧阻力变化,进而影响工质的流动阻力和流量分配。这可能导致部分受热面管内工质流量进一步减少,甚至出现停滞或倒流现象,破坏水动力的稳定性,使受热面得不到足够的冷却,引发超温损坏。
• 汽水分层风险:在低负荷运行时,由于工质流速较低,水平或倾斜布置的受热面管内可能出现汽水分层现象。吹灰引起的压力波动和工质流量变化,会增加汽水分层的可能性和严重程度。汽水分层会使管子上部因蒸汽冷却效果差而超温,下部则因水的冲刷导致磨损和腐蚀,对受热面的安全运行造成极大危害。
稳定燃烧工况
• 燃烧扰动:低负荷时,直流锅炉的燃烧本身就比较脆弱,稳定性较差。吹灰过程中,吹灰介质对炉膛内的燃烧气流产生扰动,可能使火焰中心偏移、燃烧器出口气流紊乱,破坏正常的燃烧工况。这不仅会导致燃烧效率下降,增加不完全燃烧损失,还可能引发燃烧不稳定,甚至出现灭火现象,严重威胁锅炉的安全运行。

• 炉膛负压波动:吹灰操作会使烟道内的压力发生变化,引起炉膛负压波动。在低负荷下,炉膛负压的波动范围可能更大,这会影响燃烧室内的空气动力场,使燃料与空气的混合不均匀,进一步恶化燃烧工况。同时,较大的负压波动还可能导致外界冷空气大量进入炉膛,降低炉膛温度,不利于燃料的着火和稳定燃烧。
保证蒸汽品质
• 蒸汽带水风险:低负荷运行时,锅炉的汽水分离难度增大,蒸汽带水的可能性增加。吹灰操作引起的压力和流量波动,会使汽包或汽水分离器内的汽水分离工况恶化,导致更多的水滴被带入蒸汽中,使蒸汽品质下降。蒸汽带水会使蒸汽中的杂质和盐分增加,这些杂质和盐分会在过热器、汽轮机等设备的表面沉积,形成垢层,影响设备的传热效率和运行性能,降低设备的使用寿命。
• 盐类浓缩:低负荷时,由于工质流量小,水中的盐类物质容易在局部区域浓缩。如果此时进行吹灰,导致受热面温度变化,可能会使浓缩的盐类物质在受热面上结晶析出,形成盐垢。盐垢的导热性能极差,会使受热面的传热热阻增大,导致管壁温度升高,进一步影响蒸汽品质和受热面的安全运行。
综上所述,锅炉在低负荷下严禁吹灰是为了保障锅炉的安全稳定运行,避免因吹灰操作引发一系列问题。只有当锅炉负荷升高到一定程度,各项运行参数稳定且满足吹灰条件时,才能进行吹灰操作,以确保吹灰效果和设备的安全。
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