高声强阵列式声波吹灰器在热电厂锅炉上的应用

2015-04-18王永军

机电信息 2015年15期

关键词：高声清灰积灰

王永军

（阳煤集团发供电分公司，山西阳泉045000）

0 引言

积灰结渣是各种燃煤锅炉普遍存在的问题，对于锅炉运行的经济性、安全性影响很大。锅炉积灰结渣会严重影响锅炉受热面内的热量传导，直接导致锅炉的换热效率下降、排烟温度上升。因此，及时吹灰可以降低排烟温度，提高锅炉效率，实现节能降耗、环保减排。

1 高声强阵列式声波吹灰器原理

声波清灰是通过气声转换装置将气流的机械能转换成声能，以一定频率和声压级发向所要清灰的空间，由于声波的全方位传播（直达和反射、折射），并通过对作用空间空气介质的高速周期性“拉伸”和“压缩”，使附着在壁面上的灰粒产生周期性振荡，克服与附着面或灰粒之间的黏附力而使积灰处于悬浮“流化”状态，在气流或重力作用下脱离附着面或灰粒团而被烟气带走或下沉，从而起到清灰作用。如果声波的能量足够大，即所产生的振动位移很大，速度很快，就能使灰粒聚积间隙增大，焦渣粒子间的黏附力减弱，生长速度变慢，渣块体积缩小，同时由于高频高声强声波的声致疲劳效应，已结成的大块焦渣也能断裂成小块而自行坠落，从而阻止焦渣的生长。

声波是通过传播介质的“波及”效应对清灰对象产生作用从而达到清灰的目的。声波在传播过程中介质和灰粒所表现的振动特性不同，不同声压级的声波对介质作用的声压、介质质点最大振动位移（相对于平衡位置）、灰粒最大振动位移、介质质点最大振动加速度和灰粒最大振动加速度都不同。由于声波清灰装置涉及清灰的基本特性和全方位作用的特点，在清灰空间中，不仅声源直接到达的直达声场起作用，而且经多次反射、折射和绕射形成的混响声场也起同样重要的作用，每一次的反射和折射，就好像是一个虚拟声源，形成了混响声场，从而产生非接触式清灰效果，清灰不留死角。

高声强阵列式声波吹灰器采用无机械转动结构的腔体式声波吹灰器，使用压缩空气或干饱和蒸汽作为驱动源，产生高频高声强声波，布置于炉墙或炉内，定时全自动程控运行，利用声波特性达到清除和预防锅炉积灰、结渣的目的。

2 高声强阵列式声波吹灰器主要优点

（1）吹灰器体积小，可以适应各种型号的燃煤锅炉吹灰需求，布置灵活、适应面广。

（2）采用耐高温合金钢制成，最大耐高温可达120℃。吹灰器固定安装于烟道换热器管排上，利用声波的传播可以绕射、反射、折射的特点，全方位不留死角地清除锅炉积灰。

（3）利用声波振动原理，迫使积灰颗粒产生振动，从锅炉管道表面脱离，随烟气流动，达到清灰的目的，避免了燃气脉冲激波吹灰器有爆炸事故发生的可能性，也避免了长杆吹灰器减薄、吹爆换热器管排的风险，安全可靠。

（4）采用PLC编程，可以自动程控运行，也可手动运行并预留与DCS操作接口，可以直接用DCS系统控制吹灰系统运行，实现程序控制，自动运行。

（5）安装孔与炉墙密封良好，不会出现漏风与漏灰现象。

（6）吹灰器介质可以采用压缩空气或低压蒸汽，工作压力为0.35～0.7 MPa，介质多样，费用低廉。

3 改造原因和目的

通过技术改造，解决270 t／h锅炉水平烟道、竖井烟道积灰严重，排烟温度偏高，热效率下降的问题；解决原吹灰器效率低、人孔漏灰、污染环境等技术难题，同时可实现吹灰系统运行自动化及各种组合吹灰，减轻工人劳动强度，提高劳动效率。

4 270 t／h锅炉高声强阵列式声波吹灰器改造方案

高声强阵列式声波吹灰系统汽源和炉膛短杆蒸汽吹灰器共用汽源，从原蒸汽吹灰系统阀门后取汽，经过过滤器、减压阀作用后作为吹灰汽源。

根据270 t／h锅炉烟道结构特点，在水平烟道布置4层8台KYSG－100大功率声波吹灰器，每台吹灰器由1台电动球阀控制；竖井烟道布置3层9组内置高声强阵列式声波吹灰器组，每组由10个SG－60声波发生器组成，每组吹灰器组由1台电动球阀控制；控制系统采用PLC控制，设置工控机1台，放置在主控室，进行远程操作。吹灰控制系统由OMRON PLC与工业控制计算机相结合，通过控制现场阀门，实现整个系统的启、停、监测、调节及故障诊断报警。