激波吹灰器在PX装置炉子上的运用

王建涛

（洛阳三隆安装检修有限公司，河南 洛阳 471012）

0 引言

燃烧炉在长期运行过程中，会产生内部炉壁、换热部分管束的积灰、结焦现象，若不及时清除，会造成烟气流通面积减小，排烟温度过高，直接影响到炉子受热面的热效率的传导，严重时会造成炉管的腐蚀、爆管，对炉子的正常运行及安全危害极大。为了避免上述现象的发生，PX装置燃烧炉和空预器采用激波吹灰器来及时清除内部积灰和结焦，经长期运行取得了良好效果。

1 激波吹灰器原理

激波（也称燃气脉冲)吹灰器是一种性能先进的新一代除灰技术，利用燃烧气脉冲装置清除加热炉受热面积灰。它的原理是燃料气和空气，在经过各自的流量测控系统后，进行均匀混合，被高能点火器点燃，产生爆燃，爆燃使火焰锋面后的燃烧气体在瞬时升至高压，并在火焰的锋面前形成压缩波，在经过燃气导管时火焰压缩波被不断加强，形成一道稳定的激波，这道激波进入脉冲发生器引爆罐体内的可燃混合气，爆燃气体受罐体内特殊结构的调制瞬间产生冲击波，在激波发射器喷口处形成具有所需形状和强度的激波，当冲击波作用于积灰表面时，其声能和动能将对灰粒子产生冲击和加速扰动，使之与受热表面分离，从而脱落。通过对两种气体的配比浓度和蓄能量的控制生成不同形式和不同强度的冲击波，可完成不同程度、不同类型积灰的清除。

2 激波吹灰系统组成

激波吹灰系统由三个部分组成：主发生器部分、控制部分和工作部分。主发生器部分包括空气和燃气的流通及分配管线，点火装置以及控制进气和分层的各种控制阀门及压力、流量测量元件等；控制部分包括PLC、电源模块、继电器等；工作部分包括激波发生器和激波喷口。系统的流程示意图如图1。

图1 激波吹灰器流程示意图

2.1 控制部分

激波吹灰器通过控制系统进行自动控制或手动控制。控制系统的核心是一台FX2N-48MR-001 PLC，通过程序控制各个继电器进而控制相应的电磁发和点火器等。通过控制系统可进行工作参数的设置，包括系统运行的周期、各工作层的工作次数以及每层之间运行的时间间隔等。

2.2 发生器部分

整个主发生器部分通过手阀来调节燃料气和空气的混合比例，并受控制部分的控制，按时序开启和关闭各个工作电磁阀进行工作层面的选择等，并点燃混合气体，制造爆燃火焰，通过火焰导管传给工作部分的激波发生器。

2.3 工作部分

工作部分主要由火焰导管、激波发生罐和极薄喷嘴组成，可以根据现场情况设计多层工作部分，且各工作部分均相互独立。

3 激波吹灰器的工作流程

当系统在计时等待状态时，吹扫电磁阀5和电磁阀6-17均处于失电常开状态，其余电磁阀处于失电关状态，净化风一直处于吹扫状态，吹扫各层管线，防止杂质沉淀在管线及阀体内，同时也能预防因温度差的因素影响，引起炉内烟气在吹灰系统内形成热动力循环，使烟气串入吹灰系统的设备、管道中，凝结形成结露或积水，不但易造成脉冲吹灰工作中形成“哑炮”，而且对设备有强烈腐蚀作用。

当系统处于点火工作状态时，电磁阀5及未处于点火吹扫层的电磁阀得电关，电磁阀2和1得电开，同时排液电磁阀18得电开开始排液，放水完毕后关闭，同时燃气电磁阀3、4得电开通入燃气与空气混合，混合完毕后燃气电磁阀和空气阀关闭，3S后相应层次的点火变压器工作点火，点火成功后根据设置的参数进入下一个吹灰过程。

4 激波吹灰器主要特点

1）系统能快速彻底清除与防止受热面的积灰与结焦、提高炉子效率、延长检修时间、节约能耗、提高燃料适应性和可用率、减少人工的劳动强度保证锅炉安全经济运行。

2）智能化控制，可以进行手自动切换控制，吹灰周期、次数等参数可以根据情况实时修改，以达到最优吹灰效果。

3）整个系统简单，无转动机械，运行程序化，检修工作量小。

4）空气流量与燃气流量可以手动调节，以达到不同的激波强度。

5）运行成本低，燃料气与净化空气均可就地取材。

6）吹灰器设计有风冷保护，可以在吹灰器处于点火等待状态时持续通入适量净化风吹扫各层管线，以避免烟气倒流冷凝积水，淹没点火器、阀门等部件，保证系统正常运行。

5 激波吹灰器常见故障及维护

激波吹灰器在长时间运行中受自身及环境影响会出现各种故障，现列举几种常见故障及相应的维护。

5.1 常见故障

1）系统处在某种状态停止不继续往下运行；

2）排液电磁阀处于常开状态；

3）吹灰效果不好；

4）点火器不点火；

5）燃料气流量或空气流量异常。

5.2 相应维护

1）系统长时间运行会由于自身原因停止运行，可以重启系统；

2）电磁阀坏，可以更换电磁阀；由于燃料气及净化风可能混有杂质，在运行过程中会卡在电磁阀阀芯与阀座之间，会导致电磁阀不能完全关闭，可以停止系统后清理电磁阀；

3）燃料气与空气混合没有达到最佳比例，可以调整手阀控制相应流量；混合气中带有凝液，检查排液电磁阀是否工作正常；喷嘴可能堵塞，可以疏通喷嘴；

4）点火器火花塞坏，可以更换火花塞；点火器线路故障，检查线路排除故障；混合气中带有大量液体，导致不能点火，可以检查气源及排液电磁阀是否正常；

5）首先检查供气气源是否正常，然后检查管路及控制阀门是否正常，各控制阀门在长期运行过程中可能出现损坏或由于杂质堵塞不能有效控制，可以根据故障原因作相应处理。

6 关于激波吹灰器的改进建议

PX装置的激波吹灰器在长期运行过程中效果良好，但为了能进一步提高系统性能以及从安全方面考虑，提出以下几点改进建议：

1）从安全方面考虑，因吹灰器运行过程中使用大量燃料气且紧挨炉子安装，一旦由于管线或仪表元件故障导致燃料气大量泄露，可能会造成爆炸等严重后果，因此建议燃料气管线或附近安装检测报警仪表，消除安全隐患。

2）如果在吹灰器的运行过程中点火元件由于故障等因素不能点火，会造成混合燃料气进入炉子内部，若多次大量进入可能会造成炉子内部局部爆燃，会对炉子内部造成损害，因此建议使用带有点火状态检测功能的智能点火器，当点火器成功时有一反馈信号，提示点火成功，用于在限定次数内点火不成功，发出报警等信息，可以及时更换检修，防止混合燃料气大量串入炉内造成事故。

3）现有的吹灰器的燃料气与空气的在主管路上混合后再通入相应的吹灰层的支路中点火，因此各层产生的激波强度一样，激波强度的调节只能通过主管路的调节阀实现。但燃烧炉内部炉膛及壳程因位置的不同积灰的程度也不尽相同，因此建议把燃料气与空气混合比例改为各支路可以单独控制以根据实际情况作相应调节适应不同层次的吹灰效果。

激波吹灰系统能够平稳的运行与日常的良好维护是分不开的，做好日常维护工作可以减少仪表的故障率，比如：（1）定期检查电磁阀等仪表是否完好；（2）定期排放仪表风；（3）定期将各个阀加油润滑；（4）经常检查电器柜的密封性；（5）检查PLC系统是否有报警出现等，只有保证系统平稳的运行，提高设备的性能，才能保证生产的安全与稳定。