干冰清洗在余熱發(fā)電鍋爐中的應(yīng)用

摘要：余熱發(fā)電AQC鍋爐高壓過熱器每升高15~20℃，鍋爐的整體熱效率降低1％，有效地降低過熱器溫度、增加鍋爐管道通換熱效率是提高發(fā)電量的根本節(jié)能方法。

作者簡介：何厚存，自2000年以來一直致力于干冰清洗研究，做了大量干冰清洗服務(wù)，研發(fā)一系列的干冰設(shè)備專利產(chǎn)品。承接山水集團各個運營區(qū)水泥廠的余熱發(fā)電鍋爐（散熱器[翅片]、過熱器、蒸發(fā)器）的干冰清洗服務(wù)，理論和實踐相結(jié)合，有豐富的工程經(jīng)驗。

干冰清洗時近幾年來開發(fā)的水泥行業(yè)余熱發(fā)電AQC管束清灰的新技術(shù)。這種新技術(shù)的應(yīng)用顯示比傳統(tǒng)除灰方法優(yōu)越。目前國內(nèi)水泥廠窯頭窯尾余熱發(fā)電鍋爐在4-8年的使用中多數(shù)沒有徹底做過清灰處理(與平時的清灰器,振動篩等有區(qū)別)。在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)窯頭鍋爐通風(fēng)量低，負壓小，風(fēng)阻變大，鍋爐的熱交換率降低，過熱器溫度變高，熱量得不到有效的利用，停機檢查發(fā)現(xiàn)窯頭鍋爐管道結(jié)垢嚴重，需要立即清洗。考慮到傳統(tǒng)清洗方式費時且拆裝過程揚塵比較大，我們采用具有高效、無損、環(huán)保優(yōu)點的干冰清潔技術(shù)對窯頭鍋爐管道進行清洗，僅用一周完成了清洗工作。

隨著裝置運行的延長,爐內(nèi)表面會逐漸沉積灰垢,主要是不完全燃燒的積灰,由硫酸鹽,鈣,鎂,硅,鎳,釩等元素的氧化物構(gòu)成,其沉積厚度和運行裝置的運行時間長短有關(guān)。一般厚度2 ～15 mm。其灰垢隨燃燒 ,溫度和受熱面的不同 而產(chǎn)生不同形式的積灰有的較為疏松 ,有的則十分 牢固致密 ,吸附在爐管上甚至有的氧化物在一定條 件下 ,會造成爐管腐蝕 。由于灰垢導(dǎo)熱系數(shù)在104. 6～314 J / (m ·h·℃),熱阻是鋼材的 400 倍 ,因而導(dǎo) 致加熱爐熱效率降低 ,爐膛溫度上升 ,一旦超出了工藝要求指標(biāo) ,嚴重影響裝置正常生產(chǎn),給企業(yè)造成直接經(jīng)濟損失。

1、干冰清潔技術(shù)的原理及特點

以壓縮空氣為動力，通過設(shè)備的切削粉磨系統(tǒng)將干冰以微粒形態(tài)高速撞擊到被清洗的污垢表面，污垢表面遇到溫度極低的干冰，迅速降溫脆化，同時干冰顆粒進入出現(xiàn)裂縫的污染物內(nèi)部并迅速升華為氣體，體積膨脹800倍，產(chǎn)生微爆現(xiàn)象，從而將這些碎裂的污染物從物體的表面剝離移走，達到快速清洗的目的。

2、干冰清洗過程中存在的問題及對策

（1）鍋爐管道錯落排放，排列緊密，清洗進度慢開啟窯頭排風(fēng)機，使鍋爐內(nèi)保證微負壓狀態(tài)，先清洗管縫，再清洗管道翅片，使堆積的物料能快速清理掉。

（2）壓縮空氣壓力不穩(wěn)定，含水量大增加外置儲氣罐，使壓縮空氣均勻釋放，儲氣罐有放水閥門，把壓縮空氣中的水分排掉。

（3）干冰的質(zhì)量問題剛開始清洗過程中發(fā)現(xiàn)干冰的質(zhì)量差，含水量大，經(jīng)過干冰機粉磨霧化后，在噴槍管道內(nèi)結(jié)冰堵塞，影響工作效率。后更換干冰供應(yīng)商，增加干燥機，使干冰含水量降低，保證清洗正常。

干冰清洗完成后，窯頭鍋爐管道干凈，管縫通暢，無任何漏水現(xiàn)象，在相同的負壓條件下，增加了通風(fēng)面積和進風(fēng)量，過熱器前后負壓差變小，過熱器溫度降低，發(fā)電量提高。

3、干冰清潔技術(shù)的優(yōu)點：

1 )干式除垢法,利用停工機會直接現(xiàn)場除垢,不影響生產(chǎn)。

2 )清洗介質(zhì)無毒,對人體無危害,對環(huán)境不產(chǎn)生污染,清洗后無清洗介質(zhì)殘留,不產(chǎn)生二次廢料污染 。

3 )清洗介質(zhì)不導(dǎo)電,操作簡易安全,可避免員工處于危險工作環(huán)境中。

4 )干冰顆粒硬度低,對金屬表面磨損小,不會產(chǎn)生損傷。清洗潔凈的表面無需進行防銹處理,簡化了清洗工序 。

5 )不同角度的噴嘴可更換,除污垢種類:灰塵,油污,表面涂層,積炭,表面殘留物,油墨,橡膠等污物。

指導(dǎo)企業(yè)加裝蒸汽“余熱回收裝置”,對有機熱載體爐的尾部高溫?zé)煔膺M行回收二次利用,使鍋爐煙氣溫度降低至150～200℃。推廣干冰清洗技術(shù)。以前企業(yè)一直采用水和壓縮空氣等機械方法清洗鍋爐的油垢,煤垢,清洗效果差,且易損壞鍋爐爐墻。干冰清洗技術(shù),有效破解了清除鍋爐結(jié)焦的難題,通過高壓空氣將顆粒狀的干冰粒噴射到鍋爐受熱面的表面,利用溫差的物理反應(yīng)使不同的物質(zhì)在不同的收縮速度下產(chǎn)生脫離,當(dāng)-78℃的干冰粒接觸到油垢,灰垢表面后產(chǎn)生脆化爆炸現(xiàn)象,使油垢,灰垢收縮及松脫,隨之干冰粒會瞬間汽化且膨脹數(shù)百倍,產(chǎn)生強大的剝離力,使油垢,灰垢快速徹底地從金屬表面脫落。

清洗結(jié)果表明 ,采用干冰清洗加熱爐爐管灰垢是一種很好的辦法 ,可提高熱效率。除垢率達到 95 %以上 ,爐膛溫度及 爐管進出口溫度完全達到工藝指標(biāo)要求 ,滿足裝置生 產(chǎn)加工量 ,給廠方帶來巨大經(jīng)濟效益。

干冰清潔前后過熱器前、后負壓差變化情況

過熱器干冰清洗前后前、后對比照

干冰清洗前

干冰清洗后

干冰清洗技術(shù)與其他清洗方法的對比

干冰清洗技術(shù)的獨特性使其成為一種高效、經(jīng)濟、環(huán)保的工業(yè)清潔解決方案

干冰：干冰是固態(tài)的二氧化碳，在常溫和壓強為6079.8千帕壓力下，把二氧化碳冷凝成無色的液體，再在低壓下迅速蒸發(fā)，便凝結(jié)成一塊塊壓緊的冰雪狀固體物質(zhì)，其溫度是零下78.5℃，這就是干冰。二氧化碳自然存在于空氣中，雖然二氧化碳在空氣中的含量相對而言很小（體積比大約占0.03%）但它卻是人們所認識到的最重要的氣體之一。干冰極易揮發(fā)，升華為無毒、無味的，比固體體積大600-800倍的氣體二氧化碳，所以干冰不能儲存于密封性能好、體積較小的容器中，很容易爆炸。要讓干冰放在空氣流通好的地方，讓干冰揮發(fā)產(chǎn)生的氣體釋放出去，這樣才安全。

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