玻璃熔窑烟气余热锅炉换热面积灰的成因与科学清理方案

在玻璃生产流程中，熔窑烟气余热锅炉是实现能源回收、降低能耗的关键设备，其换热效率直接关系到企业的运行成本与环保效益。然而，玻璃熔窑烟气中携带的硅质粉尘、碱金属氧化物等杂质，极易在换热面沉积形成积灰。这种积灰不仅会阻碍热量传递，导致锅炉能效下降，还可能引发受热面腐蚀、局部过热等设备故障，成为制约玻璃企业余热利用的典型难题。深入解析积灰成因并制定科学的清理与防控策略，对保障设备稳定运行具有重要意义。

一、换热面积灰的主要危害

玻璃熔窑余热锅炉的积灰危害具有渐进性与传导性，主要体现在三个层面。其一，换热效率明显衰减：积灰在受热面形成隔热层，降低烟气与工质的热交换效率，导致排烟温度升高，余热回收量减少，部分企业因此出现蒸汽产量不足、供暖温度不达标的问题，直接影响生产配套与能源效益。

其二，设备运行负担加重：积灰使烟气流通截面缩小，通风阻力增大，引风机需消耗更多电能以维持正常烟气排放，运行成本随之攀升。更严重的是，不均匀积灰会造成受热面热负荷分布失衡，局部区域因热量无法及时传递而温度骤升，可能引发管壁变形、鼓包甚至爆管等安全隐患。

其三，加剧设备腐蚀老化：玻璃熔窑烟气中的碱金属氧化物（如氧化钠、氧化钾）与积灰结合后，会形成低熔点盐类，在受热面表面发生化学腐蚀；同时，积灰层下方易凝结水汽，与烟气中的酸性物质共同作用，加速受热面的电化学腐蚀，缩短设备使用寿命。

二、积灰形成的主要成因

玻璃熔窑烟气的特殊性决定了其积灰成因较其他行业更为复杂，核心因素可归结为三点。

（一）烟气成分特殊，积灰黏结性强

玻璃熔窑以硅砂、长石、纯碱等为原料，燃烧与熔融过程中会产生大量硅质粉尘（如硅灰石、石英粉），这类粉尘颗粒细小、比表面积大，极易附着在换热面。更重要的是，烟气中的碱金属氧化物在高温下呈气态挥发，遇换热面低温区域后迅速冷凝，与粉尘颗粒结合形成黏性较强的“碱尘复合物”，这种复合物一旦沉积便难以脱落，随时间推移逐渐硬化成致密积灰层。

（二）气流运动不均，沉积区域集中

余热锅炉内部烟气流动路径复杂，在换热管束的弯头、死角等区域易形成涡流或流速骤降。玻璃熔窑烟气中的粉尘颗粒因惯性作用，会在这些区域大量沉积 —— 尤其是卧式换热器的迎风面、管束间隙及尾部受热面，往往成为积灰的重灾区。此外，若锅炉设计时烟气导流结构不合理，会加剧气流分布不均，扩大积灰范围。

（三）运行参数波动，加速积灰形成

玻璃生产中熔窑温度、燃料配比的波动，会导致烟气温度与成分不稳定。当烟气温度骤降时，碱金属氧化物的冷凝速率加快，与粉尘的结合效率提升；而烟气流速过高会加剧粉尘对换热面的冲刷磨损，流速过低则使粉尘失去携带动力，更易沉积。同时，若余热锅炉启停频繁，换热面温度反复变化，会使积灰与管壁的结合力增强，增加清理难度。

三、针对性清理技术与实操方案

针对玻璃熔窑余热锅炉积灰的黏结性强、成分复杂等特点，需结合积灰厚度、设备运行状态选择适宜的清理方式，常见技术可分为在线清理与离线清理两类。

（一）在线清理：不中断运行的实时除灰

在线清理适用于积灰初期或中等程度积灰，可在锅炉正常运行时开展，避免停产损失。

声波 / 脉冲吹灰技术是应用较广泛的方式：声波吹灰器通过高频声波振动使积灰松动脱落，适合疏松性积灰；脉冲吹灰器则利用压缩空气或蒸汽瞬间释放的能量形成冲击波，对黏结性较强的积灰具有更好的清理效果。操作时需根据积灰区域调整吹灰频率 —— 换热面迎风面可每小时吹灰一次，尾部受热面可适当延长间隔，避免过度吹灰造成受热面磨损。

高压空气连续吹扫多用于烟气入口处的换热面，通过设置定向喷嘴，以一定压力的热空气持续吹扫粉尘易沉积区域，可有效抑制积灰初始形成，但需控制吹扫空气温度，避免与烟气温差过大导致换热面结露。

（二）离线清理：停产状态的深度除灰

当积灰厚度较大、黏结致密，在线清理效果不佳时，需采用离线清理方式，一般结合设备检修同步开展。

机械清理法:适用于硬质积灰：可采用特制钢刷、刮刀等工具人工清理管束表面，或使用机械臂带动旋转刷头进行自动化清理，清理过程中需避免用力过猛损伤换热面涂层。对于管束间隙的积灰，可借助高压空气喷枪辅助吹扫，确保缝隙内积灰充分清除。

高压水冲洗法:针对黏性积灰效果较好：利用高压水流的冲击力剥离积灰层，冲洗时需控制水流压力与角度，避免直接冲击焊缝或管壁薄弱处。冲洗后必须进行彻底烘干，可通过通入热空气或启动锅炉低温运行实现，防止水分残留引发受热面腐蚀。

化学清洗法:用于处理碱金属盐类积灰：选用适配的弱酸性清洗剂，通过循环喷淋或浸泡方式溶解积灰中的可溶性成分，再配合高压水冲洗去除残留。清洗前需对清洗剂进行兼容性测试，避免与受热面材质发生化学反应，清洗后需用清水反复冲洗至中性。

四、积灰的预防与长效管控

相较于事后清理，结合玻璃行业特性的前期预防与过程管控，能从源头减少积灰形成。

（一）源头优化：控制烟气杂质含量

燃料与原料预处理是基础环节：选用杂质含量低的燃料，减少燃烧产生的粉尘；对玻璃原料进行精细化筛选，降低熔融过程中挥发性成分的释放量。同时，在熔窑出口设置高效除尘器（如电除尘器、袋式除尘器），先去除烟气中大部分粗颗粒粉尘，从源头降低换热面的积灰负荷。

（二）设备适配：优化锅炉结构设计

在余热锅炉设计阶段，需结合玻璃熔窑烟气特性优化结构：采用顺列布置的换热管束，减少粉尘撞击沉积概率；增设烟气导流板，优化气流分布，避免涡流区形成；在易积灰区域预留足够的清理通道与检修口，为后续清理提供便利。对于新建锅炉，可选用表面光滑、抗黏结的换热面材质，降低积灰附着能力。

（三）运行调控：稳定参数减少积灰诱因

保持熔窑与锅炉运行参数稳定：通过自动控制系统维持烟气温度、流速在合理区间，避免温度骤降引发碱金属快速冷凝；根据烟气成分变化动态调整引风机风量，确保气流流速均匀，减少粉尘沉积。同时，定期对锅炉进行热力性能测试，及时发现换热效率下降趋势，提前开展清理作业，避免积灰硬化。

（四）智能监测：实现积灰精准化管控

引入在线监测系统提升管控精度：在换热面关键区域安装温度传感器，通过监测局部温度变化判断积灰程度 —— 当某区域温度异常升高时，可判定为积灰堵塞；在烟气进出口设置压力传感器，通过通风阻力变化辅助判断积灰情况。结合监测数据制定个性化清理计划，实现 “按需清理”，避免盲目作业。

玻璃熔窑烟气余热锅炉换热面积灰的治理，本质是对“烟气特性 - 设备运行 - 清理管控”全链条的系统优化。由于玻璃熔窑烟气含尘成分特殊、积灰黏结性强，需摒弃通用型清理思路，采用 “预防为主、清理为辅、智能管控” 的策略 —— 通过源头控杂、结构优化减少积灰生成，借助针对性在线与离线技术高效清除积灰，依托智能监测实现精准化管控。这一模式不仅能保障余热锅炉的换热效率与设备安全，更能助力玻璃企业实现能源高效回收与绿色生产的双重目标。