转载--声波吹灰器在火电厂的应用

来源：除灰脱硫脱硝技术联盟

【摘 要】空预器堵灰严重会导致烟风系统阻力增加，空预器出入口差压和漏风系数增大，锅炉总风量和炉膛负压大幅摆动，送引风机单耗增加，排烟热损增加，锅炉效率降低，机组的安全性和经济性降低。【关键词】空预器；堵灰；声波吹灰1.前言 随着电力工业的飞速发展，电网不断扩大，机组单机容量不断增加，空预器的堵灰问题也越来越严重。空预器堵灰不仅影响锅炉运行的安全性而且使锅炉效率显著降低，风机单耗明显增加，排烟温度升高，严重时脱硫系统由于入口延期温度过高而无法投入运行，因此有效预防和制止空预器堵灰显得非常重要。2.机组简介 我厂三四期发电机组均为600MW直接空冷机组，锅炉为东方锅炉厂制造的亚临界、自然循环、前后墙对冲燃烧、一次中间再热、单炉膛、全钢构架的型汽包炉。锅炉设计压力为19.1MPa，最大连续蒸发量为2070t/h（ECR为1876t/h），额定蒸汽温度为541℃。3.空预器吹灰的现状 我厂8台锅炉共配有16台由豪顿华公司生产制造的三分仓回转式空气预热器，一期两台锅炉分别配置两台型号为32VNT2060空预器，换热元件热端厚度880mm，中温端厚度880mm，冷端厚度300mm，转子转速0.8转/分；二三期期锅炉各配置两台型号为32VNT1830空预器，换热元件热端厚度530mm，中温端厚度1000mm，冷端厚度300mm，转子转速0.75转/分。旋转方向为烟气/二次风/一次风，气流布置一二次风自下而上逆向流动，烟气自上而下顺向流动。每台空预器配置两只由克莱德生产的长杆蒸汽吹灰器，分别安装在空预器入口烟道和出口烟道处，吹灰介质取自屏式过热器。

且蒸汽吹灰存在以下问题： ①烟气夹带大量S、NO3等酸根离子以及Ca、Mg等碱性粒子，在干燥工况下，不会发生化学反应。由于吹灰器系统采用的介质是蒸汽，蒸汽中的水在烟气中起到了催化作用，使S、NO3等与Ca、Mg发生化学反应生成CaSO4、CaCO3等结晶，附着在换热表面，越积越多，慢慢堆积知道堵塞整个空预器。②附着在换热器表面的酸性物质会对换热面化学腐蚀。首先腐蚀是以点状开始，随着时间推移，由点到面腐蚀到大片换热器。③空预器上部的蒸汽吹灰器安装位置距离换热器只有3-5公分，而蒸汽吹灰的蒸汽压力需要1.5MPa左右，强大的汽流不断对换热器冲刷也会造成换热器过早损坏。④吹灰蒸汽阀门不严泄露。我厂3号锅炉空预器曾出现过因吹灰蒸汽进气阀不严，导致水蒸汽漏入空预器内部，导致空预器堵灰现象。我厂各台锅炉均曾经因空预器堵灰严重，被迫停炉进行空预器高压水冲洗，空预器堵灰已经严重影响我厂锅炉的安全稳定经济运行。4.空预器吹灰改造

声波吹灰的原理： 声波吹灰器的工作原理是将高压气流的能量转换成声波能量进行除灰的。由于声波的全方位传播和空气质点高速周期的震荡，可以使炉壁和管子上的灰垢微粒脱离受热面的凝聚，处于悬浮状态，被热烟气流带出炉外。声波清灰器的本质是“波及”，是空气质点告诉振荡的能量交换，而非传统的“触及”或冲击方法。另外，声疲劳作用也可将凝聚在受热面的焦渣撕裂成小块，达到清除灰垢效果。 炉膛结渣积灰是燃料燃烧过程中的粉尘颗粒积聚烧结而形成的。声波的能量，产生的振动位移很大，速度很快，致使粉尘不能积聚，阻止焦渣的生长，声波可以使焦渣粒子之间的结合力变弱，间隙增大、生长速度变慢、渣块体积减小，易自行脱落。 我厂三期2×600MW机组空预器一直存在较大的问题，平均运行四个月左右压差便会急剧升高，影响机组正常运行。故着手对#6机组实施空预器吹灰改造，采用了南京常荣噪声控制环保工程有限公司生产的可调频高声强声波吹灰器。 可调频高声强声波吹灰器是一种基于高声强发生和自动控制技术研制而成的新型声波吹灰器，该技术成熟可靠，已成功用于模拟各种飞行器的高强环境声场为祖国的航空航天事业做出了重要贡献。该产品输出声功率最高可达50000声瓦，发声频率可在10-10000Hz间任意调节，广泛适用于各种锅炉特别是300MW以上的大型电站锅炉。针对锅炉不同积灰部位及积灰、结焦、结垢的不同形式，产品分为ENSG-H、ENSG-J、ENSG-G三大系列。产品已在包括五大发电集团在内的多家电厂得到了应用效果检验，并经西安热工院性能评估和国家能源科技成果鉴定，各项技术指标均达到国际领先水平。 此次改造项目于2012年1月26日实施，共安装4台，A、B侧空预器各2台。其中吹灰器安装采用上下对吹的方式，即一台安装于烟气侧热端，一台安装于二次风侧冷端，喇叭均顺气流方向布置。 该吹灰器的特点：①大功率：声功率突破50000声瓦（传统声波吹灰器功率仅能达到2000-4000声瓦）；②频带宽，可调频：频率可在10-10000Hz之间任意调节；③作用无死区：声波可以绕射、反射、衍射等特性；④声波作用无吹损，无副作用；⑤低能耗：使用压缩空气为介质；⑥实现自动控制；⑦可远程监控，实现免维护；⑧安全可靠：（距设备1m处）声压级不大于85dB，整体使用寿命可达10年以上。 适用范围①适用设备：过热器、再热器、省煤器、空气预热器、GGH、SCR、静电除尘器、炉膛水冷壁②适用行业：发电、石油、化工、水泥、冶金 产品原理①产品工作流程 可调频高声强声波吹灰器由高声强发生器、吹灰控制系统、气路系统三大部分组成。工作时，吹灰器控制系统接受到气路系统压力信号后，打开气路阀门给系统供气，气流经高声强发生器调制后形成声波通过专业号筒作用于积灰设备。②高声强发生器原理 高声强发生器工作原理有别于传统膜片式、板哨式、旋笛式吹灰器，气声转换效率高，声功率大并可实现任意调频调幅。设备主要由磁钢、驱动线圈、动静环组件等组成。通过控制动环的运动，调制通过动静环组件的气流产生声波。③吹灰控制系统 吹灰控制系统基于PLC及网络技术开发，可提供各种正弦、随机除灰声波。控制柜采用触摸屏操作，可便捷的设定各种吹灰模式。系统通过GPRS及网络进行数据传输，实现网络监控功能并预留各种接口可便捷接入电厂DCS系统。 与传统声波吹灰器性能对比其具有以下特点： ①传统声波吹灰器声功率低，仅为2000-4000声瓦，吹灰范围小，声波频率单一，针对性差，且动辄要数十台吹灰器联用，效果不佳。而我们所采用的可调频高声强吹灰器声压级突破160dB，声功率在10000-50000声瓦间调节，声波频率在10-10000Hz间调节，积灰和结垢清除率达90%以上，有效作用半径15m以上，之前已成功应用于锅炉尾部烟道、空气预热器及GGH。②传统声波吹灰器需要布置多台，且仍存在吹灰死区，而可调频高声强声波吹灰器可实现全范围覆盖。5.结论 空预器堵灰严重会导致烟风系统阻力增加，空预器出入口差压和漏风系数增大，锅炉总风量和炉膛负压大幅摆动，送引风机单耗增加，排烟热损增加，锅炉效率降低，机组的安全性和经济性降低，严重时会导致脱硫系统由于入口烟气温度过高而无法投入运行，因此解决空预器堵灰问题显得尤为重要。2012年2月9日，该声波吹灰器在我厂三期#6机组空预器上成功投运。改造后使用效果良好，满足空预器正常运行要求，延缓了空预器非正常停运事件；极大的降低了员工的劳动强度，提高了设备维护水平及管理水平；提高了锅炉运行效率和换热效率；降低单位煤耗，使企业节能减排工作也得到进一步落实，给公司带来了良好的经济效益和社会效益。参考文献：论文来源：《科学时代·下半月》 2014年1期

吹灰器系列——河北东工石化机械有限公司

随着工业科学技术的飞速发展，石油化工与煤化工装置中管式加热炉运行效率、运行成本、运行寿命已被提到重要日程，管式加热炉对流室积灰现象的及其它类型工业炉炉管积灰现象给各化工企业带来困扰与经济损失，在炉管积灰清除治理措施中，各种类型的吹灰清灰设备得到了广泛应用。

我公司联合省内多家工业学院与科研机构，在原来老式吹灰器的基础上开发了DG-SBC型声波清灰器，升级改进电动固定旋转式蒸汽吹灰器，采用了更为有效的吹灰清灰技术，是替代各种老式吹灰器的更新产品，可依据用户要求配套吹灰系统PLC吹灰程序控制柜，保证了工业加热炉的高效率运行，是节省燃料提高效率的理想环保辅助设备

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