新型声波脉冲清灰装置.docx

新型声波脉冲清灰装置摘要：锅炉燃烧积灰很大程度上影响锅炉出力及效率本文阐述了一种新型声波清灰装置在锅炉系统中的应用。关键词：锅炉燃烧积灰；积灰分析；声波清灰1概述燃料燃烧时尤其煤燃烧时燃烧产物中有灰粒、氧化硫等物质这些物质的数量很大。例如一台300MW的锅炉每昼夜的飞灰量可达到700～1200吨（视煤的含灰量而定）这么多的灰要流经锅炉的受热面其中有一部分以各种形式沉积在受热面上这就增加了传热热阻甚至使烟气通道堵塞造成引风机压头不足而被迫降低锅炉出力。总之积灰会使锅炉技术经济指标下降浪费能源给企业带来极大的经济损失。因此减少或杜绝锅炉受热面的结渣和积灰是对锅炉工作安全性、经济性的保证。2积灰分析目前锅炉的积灰分为三种：疏松灰、高温粘结灰、低温受热面的积灰。其中高温粘结灰主要形成于1000℃左右低温受热面的积灰主要在50℃～180℃范围内这两种积灰基本不属于（或者很少部分属于）新型声波脉冲蒸汽清灰装置应用的范围内因此我们在此主要分析疏松灰的特性。所谓疏松灰是指积灰在形成的过程中没有进行化学反应灰层中没有粘结成分灰粒之间呈松散状态易于清除。这类灰主要沉积在对流过热器、省煤器和空气预热器上其导热系数很小热阻大形成后大大影响受热面的传热性能积灰严重时甚至导致烟气流通截面的堵塞。疏松灰沉积的过程有两个其一为灰粒沉落在受热面上其二为更大直径的灰粒对已经沉落在受热面上的灰粒的撞击作用使其脱落受热面。疏松灰层情况和这两个过程的综合结果有关最终表现结果为：我们观察到的疏松灰主要为细灰粒。我们对于积灰问题的研究结论如下：（1）积灰过程中存在三种力的存在：惯性力、重力和附着力。当灰粒直径大于某一尺寸时使灰粒脱离的惯性力和重力占优势反之则附着力占优势。燃煤机组烟气中携带的飞灰一般均≤200μm大部分都在30μm以下。经过研究我们发现：1）粒径≤10μm的灰粒将在附着力的作用下吸附在管子壁面；2）粒径≤3～5μm的灰粒附着力大于灰粒的重量重力和惯性力难以使其与管壁脱离；3）粒径≤0.2μm的SiO2颗粒甚至可以穿过钢管的氧化层而与金属基材接触。（2）在烟气流速很低时管子的迎风面才有少量积灰而且是极细的灰主要是在管子的背面积灰。当烟气流速≥8～10m/s以上时管子迎风面就不会有积灰了。当烟气流速≤2.5～3m/s时疏松灰沉积十分严重甚至可以把烟气通道堵塞。（3）疏松灰的形成过程中烟气中的大灰粒对积灰层有磨蚀作用因而积灰层在增长到一定程度就会停止增长达到一种动态的平衡。（4）沉积疏松灰的情况和烟气流速管子直径管子节距及管子布置方式（顺列布置或错列布置）有关。（5）对于膜式受热面烟气流速控制在7～7.5m/s可以避免积灰烟气流速过低容易积灰甚至堵灰。（6）烟气中灰的浓度对稳定时积灰层的形状和大小没有关系只是影响达到此积灰层的时间。3目前市场上并存的三种清灰器比较目前使用比较广泛的清灰装置有三大类：3.1伸缩式蒸汽吹灰器（包括短吹和长吹）原理：伸缩式蒸汽吹灰器是采用伸缩管形式将高压蒸汽通入炉内对积灰部位进行直接吹扫。优点：在其有效作用范围内清灰力度强、当时效果明显。短吹适合炉膛水冷壁清灰长吹适合锅炉尾部清灰。缺点：结构庞大复杂、安装工作量大、故障率高、使用周期短、维护工作量大。由于吹扫蒸汽容易腐蚀、冲刷炉管直接减少炉管寿命易引起爆管事故。3.2激波式清灰器（包括燃爆式和空气炮）原理：燃爆式是将可燃气体和氧气在瞬间混合点火发生爆燃利用爆炸冲击波清灰；空气炮是使用储存压缩空气并瞬间释放以其喷发冲击波进行清灰。优点：在其有效作用范围内清灰力度强能清理粘结性的结渣。适合用于粉仓、管道的阻塞清理。缺点：燃料与空气的配比要求严格意外时会造成很大事故。并且冲击波受到阻挡之后衰减很快对管壁背面很难清理对设备造成损坏的机率大应用于锅炉尾部复杂空间的受热面积灰时时清灰效果受限不适合应用于炉膛部位。3.3声波清灰器（包括旋片式和旋鼓式）。原理：利用多种发声原理产生较强低频声波以声能进行清灰。优点：利用低频声波可以绕射的特点作用可以应用于复杂空间的清灰工作在有效工作范围内无死角结构简单易于安装及操作维护工作量小运行维护费用低。缺点：不适合应用于炉膛部位。4新型声波脉冲式清灰器介绍4.1影响清灰效果的主要因素我们研究了国内外的各种声波清灰器结构并对许多国内使用该类清灰器的用户进行了咨询后发现目前市场上应用的声波清灰