脱硝声波吹灰器积灰治理与研究

马洋+范田飞

摘要：机组进行脱硝改造后，主要是采用声波吹灰器对催化剂进行吹灰，以保证催化剂的清洁，确保脱硝效果。声波吹灰器在脱硝中起着重要作用，目前声波吹灰器主要缺陷集中在膜片磨损和传导段积灰，影响声波吹灰器的正常发声，本文主要对传导段及套筒段积灰进行分析并提出可行的解决办法。

关键词：脱硝；声波吹灰器；积灰；密封

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.187

1概述

机组进行脱硝改造后，主要是采用声波吹灰器对催化剂进行吹灰，以保证催化剂的清洁，确保脱硝效果。脱硝声波吹灰器原理是利用金属膜片在压缩空气作用下产生高响度声波，声波对积灰产生高加速度剥离作用和振动疲劳破碎作用，声波以直射、渗透、反射、绕射等作用于催化剂表面积灰，反复进行，然后热烟气流将其带走，从而达到吹灰效果，使催化剂表面处于“清洁”状态，声波吹灰器使用的气源并不进入设备内部，产生声音后，压缩空气由排气孔（消音器）排出。声波吹灰器主要是对飞灰及灰粒降低附着性及粘性，本身不具备推动灰的能力，主要通过烟气流动将积灰带走，其本身也不会对烟气流场带来直接影响。声波吹灰器主要由供气系统、控制系统、发声系统组成。发声系统含发声头、传导段两部分，传导段分为传导段、套筒段，其中传导段分为传导B段及喇叭段，发声头负责声音的产生，传导段用于声音的传递及扩放。

2脱硝声波吹灰器异常对脱硝的影响

脱硝投运后，清除催化剂表面积灰，保证催化剂活性是脱硝稳定运行的关键。运行中，烟气携带大量灰分，吹灰设备故障，造成脱硝系统催化剂板结、致使催化剂中毒，影响催化剂的活性和使用寿命，堵灰造成系统阻力升高、吸风机电耗增大、催化剂催化效率下降，喷氨量增加，硫酸氢铵产生量增加，造成空预器板结堵塞以致机组停运。

3脱硝声波吹灰器缺陷及原因分析

（1）发声异常。脱硝声波吹灰器通过声波的方式作用于积灰表面。正常发声声波频率为75HZ，分贝为147db，应是低沉、低闷的声音，声音高低均不会影响声波吹灰器清灰效果。若是压缩空气质量不达标、气源压力不稳、发声头配合间隙增大、膜片缺陷、系统漏气等，均会导致不发声或者发声为尖锐刺耳声和破音，均会影响正常吹灰。

（2）传导段堵塞。脱硝声波吹灰器喇叭段与脱硝反应器烟道壁处于同一平面，当反应器烟道内部存在流场不均时，大量的飞灰进入喇叭段，长时间后积灰堵塞喇叭段，影响声波吹灰器声波的传递，声波吹灰器吹灰功能丧失，影响脱硝运行。

（3）套筒段堵塞。运行中，由于烟气流场不均，飞灰从喇叭口与套筒缝隙处扩散进入套筒段及传导B段，导致整个传导段以及喇叭段与套筒间隙积灰加剧，同时压缩空气内部水分被灰分吸收附着在传导B段管壁上，随灰粒增多，板结不断加剧造成传导段堵塞，削弱声波的正常传导，从而降低清灰效果。

4研究及治理措施

（1）气源支路加装过滤调压阀。脱硝声波吹灰器气源要求为压力0.6-0.8MPa，仪用压缩空气，含油量≤10mg/m³，露点≤-40℃，运行期间，出现因系统气压不稳造成声波吹灰器发声异常，设备安装时，在脱硝声波吹灰器气源母管加装调压阀，因整个压缩空气管路复杂，造成气压不稳，空气进入气源支路后，压缩空气冷凝，冷凝水对吹灰器膜片造成损伤，影响设备使用寿命。在每台声波吹灰器气源管道支管加装过滤调压阀，确保单台设备压力稳定的同时过滤空气中的水分，能够保证干燥、气压稳定的压缩空气。

（2）传导段积灰治理的研究。

1）传导段B段加装吹扫装置。从单台声波吹灰器气源支管隔离门后加装变径三通连接气源软管，在发声头与B段间加装短接（使用法兰连接），短接上加装气动球阀及电磁阀进行控制，气源软管与气动球阀及电磁阀连接，该方案通过间断或不间断的释放压缩空气将喇叭段内的积灰吹扫出去，避免积灰附着在传导段。

2）喇叭段加装气帘密封。通过分析，自行设计密封气帘，使用压缩空气帘对飞灰进行隔离，既能保证声波传播，又能有效隔离飞灰进入。根据现场及设计图纸，在喇叭段加装吹扫装置，因引入压缩空气，为避免压缩空气吹扫过程中形成结露在喇叭段形成板结，吹扫管道呈蜗旋形状盘绕在喇叭段外壳，利用脱硝系统内的烟气烟温自加热吹扫管道内的压缩空气，同时考虑到吹扫介质的压力较高，在吹扫管道上加装调压阀，压力初定为0.2MPa，吹扫介质进入喇叭段上部，按照三个方向进入，形成气帘进行密闭。

（3）套筒段积灰治理的研究。针对套筒内部积灰问题，飞灰通过喇叭段与套筒段安装间隙自由扩散进入，安装说明书明确规定：禁止将喇叭段与套筒焊接，要保证喇叭段能够有效震动，以便对声音扩放。通过充分讨论，提出加装密封胶条、羊毛毡，密封风等方案，考虑声波吹灰器发声问题以及密封风用量、密封风布置等问题，方案均失败。我们发现硅酸铝柔性密封能够完全满足我们的需要，在喇叭段尾部加装硅酸铝柔性密封条，密封条厚40mm，宽8cm，既能起到密封作用，同时又能保证喇叭段的震动。

5结束语

（1）锅炉脱硝投运后，如何保证脱硝催化剂的活性，延长催化剂的使用寿命，脱硝主要辅助设备的安全稳定运行占有较大比重，通过对脱硝声波吹灰器的改进，能确保脱硝声波吹灰器及脱硝系统的正常运行，同时能降低日常维护费用。

（2）脱硝声波吹灰器积灰的治理，降低了设备缺陷，保证了脱硝催化剂的使用寿命，降低了吸风机的电耗，降低了空预器压差，提高了环保设备的运行稳定性及机組的安全经济性。