第四代声波清灰技术和传统蒸汽吹灰技术的比较分析
声波吹灰器和蒸汽吹灰器在SCR的应用和经济性分析
射 及 衍 射 , 而 不 存 在 死 角 , 灰 非 常 彻 底 。而 蒸 汽 从 清 吹灰方式在蒸 汽 流 的末端 , 汽 的 冲击力 衰 减 大 , 蒸 吹
灰 效果 很 差 , 致 局 部 积 灰 严 重 , 在 清 灰 死 角 。 导 存
对 2× 10 0 Mw 机 组 S R 系 统 中 声 波 吹 灰 和 0 C
过 3 , 缩 空 气 保 持 干 燥 。将 声 波 清 灰 系统 相 关 % 压 信 号 直 接 连 到 电 厂 D S系 统 , 2台 声 波 清 灰 器 有 C 每
化 剂 有 3层 , 用 一备 , 反 应器 装 设 9台声 波 吹 灰 器 , 两 每 第 1层 5台 , 2层 4台 。S R反 应 器 高 尘 布 置 , 省 第 C 在
维普资讯
20 0 7年 1 1月
电
力 设
备
NO . OO V2 7 VOI8 N0 1 . . 1
第 8卷 第 1 1期
Elc r a qup n e tc lE ime t i
声波吹灰器和蒸汽吹灰器在 S R的应用和经济性分析 C
裴 庆 春
响 , 期 的运 行 可 使 催 化 剂 发 生 失 效 , 催 化 剂 有 发 长 对 生 腐 蚀 和 堵 塞 的危 险 。
( )声 波 吹 灰 器 对 催 化 剂 没 有 磨 损 , 延 长 催 化 3 可 剂 使 用 寿 命 , 非 接 触 式 的 清 灰 方 式 , 低 S R 的维 是 降 C 护 成 本 。 而 蒸 汽 吹 灰 方 式 依 靠 机 械 的 蒸 汽 冲 击 力 来 实 现清 灰 , 速 的 蒸 汽 流 夹 杂 着 粉 尘 , 催 化 剂 的 表 高 对
表 1 2×10 0 Mw 机 组 S R 吹灰 系 统 成本 分析 比较 0 C
吹灰器的作用
吹灰器的作用目前使用较多的蒸汽和声波吹灰器,作用都是相同的,不过如果哪个兄弟单位有用别的吹灰器用的好的给推荐一下。
1)蒸汽吹灰器主要是利用高压蒸汽的吹扫作用,清除受热面的积灰。
除掉炉壁和其它热交换部件上的灰渣,提高锅炉的热效率,使锅炉能够安全可靠、经济运行。
2)声波吹灰器主要应用于大型电站锅炉的水平烟道、竖井烟道的受热面清洁。
针对传统的蒸气吹灰装置对受热面管道形成强烈的冲刷和磨损,强度降低甚至导致爆管以及对锅炉尾部受热面产生低温腐蚀的缺陷,本项目采用声波振动作为吹灰动力源,声波的激烈而快速变化的振动对积灰、结垢在受热面的附着状态产生分离,并使原有的积灰、结垢发生疲劳断裂和破碎。
积灰和结垢在声波的作用下,从受热面剥离而被一定流速流动的烟气带出烟道。
声波吹灰器的振动频率远离锅炉本体、尾部受热面的本征频率,对受热面不会产生有害的共振,但对积灰和灰垢却能十分有效地清除,并能根据积灰的物理性质优化控制使积灰得以及时有效地清除,长期保持受热面清洁。
现在常用的吹灰器大致有三种。
利用蒸汽或压缩空气通过震荡舌板产生低声波的声波吹灰器。
利用可燃气体爆燃产生冲击波的脉冲吹灰器利用蒸汽或压缩空气为介质的机械吹灰器。
1. 利用蒸汽或压缩空气通过震荡舌板产生低声波的声波吹灰器结构简单,无机械传动装置,在工作中检修维护工作量小。
但因其声波能量小,适合布置在锅炉的水平烟道,对过热器和再热器的垂直布置管束进行清灰。
该吹灰器对水平烟道下部沉积的积灰无法清除。
2. 利用可燃气体爆燃产生冲击波的脉冲吹灰器结构简单,无机械传动装置,虽然在工作中检修维护工作量小,但在运行不但有较大的的工作量,并要及时更换加装可燃气体(乙炔),有较高的运行费用。
该吹灰器适合对布置在锅炉的后部烟道,对水平布置的过热器,再热器,省煤器进行清灰,尤其对徊转式空予器清灰效果最好,但对水平烟道下部沉积的积灰无法清除。
3. 以机械为动力旋转推进,其吹灰方式利用蒸汽动能对受热面进行吹扫,该吹灰器对徊转式空予器的清灰效果比较差,而对锅炉其它受热面的清灰效果都比较理想,并且可以清除水平烟道下部沉积的积灰。
声波吹灰器在锅炉吹灰中的应用
声波吹灰器在锅炉吹灰中的应用摘要:吹灰器是一种广泛应用于锅炉清洗的技术,所涉及的种类也很多,其中包括声波吹灰器、水力吹灰器、蒸汽吹灰器和燃气脉冲吹灰器等。
声波吹灰器可以产生低频、高强度的声波,有效地将管道表面的灰尘颗粒吸附,从而达到彻底清除积灰,保证锅炉运行质量的目的。
本次研究旨在深入探索声波吹灰器在锅炉清灰中的应用,以期发挥其最大的清灰效率,有效减少污染物的排放,从而达到节能减排的目的。
关键词:声波吹灰器;锅炉吹灰;应用1声波吹灰器工作原理当流体通过管道时,它将被三层分离:第一层处于管道的核心,具有明显的湍流特征;第二层接近管壁;第三层则与管道的外部紧贴。
但是,由于物质的流动,细小的颗粒也会跟随其后,最终穿过气流的边界层,粘附在受热的表面,从而产生了沉淀物。
由于管道的背部形成了一个涡流区,使得细小的颗粒可以被有效地推动,并且可以通过扩散来形成沉淀物。
特别是尺寸较小的灰尘,它们更容易聚集在锅炉的受热表面,由于机械粘附力和表面张力的作用,这些灰尘就会牢牢地黏附在管道的表面。
为了有效的解决积灰问题,必须采取有效的清洁措施。
积灰的形成受到多种因素的影响,包括运行条件和锅炉设计工况。
实验表明,随着烟气流速的提高,受热面的污染风险会显著降低,而且,由于烟气流速较快,灰尘碰撞概率也会增加,从而产生自我清除的效果。
因为锅炉的运行稳定性,烟气流速可以得到有效控制,从而有效地阻止积灰的形成,达到净化空气的目的。
除了烟气的流动方向对积灰的程度有显著的影响之外,对流受热管道的正面灰尘较少,且大部分是细小的灰尘;而管道的背面积灰较多,由于存在着涡流,使得这些微小的灰尘颗粒的惯性和重量变得极为轻盈,因此,它们更容易被吸附到管壁上,形成松散的沉淀物。
由于锅炉烟气的温度可以直接影响灰尘颗粒的物理性质,因此,选择合适的燃料类型,以及正确控制灰尘的物理行为,都将有助于改善烟气的温度,从而提高空气质量。
声波吹灰器是采用先进的声波发射技术,可以将原始的热量和空气转换成强劲的声音,这些声音会以高频率的方式穿梭于锅炉的每一处灰尘堆,有效地去除粉尘,让它们远离锅炉表面。
声波吹灰器原理、特点及效果说明
声波吹灰器原理、特点及效果说明一、声波吹灰器原理高效能免维护大功率声波清灰器(共振腔式)的原理是以气流在特定的几何空腔内振荡,激发空腔内气体的共振而发出高强声波,属于三维振动的大功率发声机制。
显然,激烈而快速变化的机械运动将会对积灰结垢在热交换器受热面的附着状态产生影响。
积灰和结垢将在声波的作用下,尤其是在极高的加速度的外力策动下,从热交换器受热面上剥离下来。
处于声场中的一个物质质点,在声波的激励下将产生受迫振动。
以声波作用到热交换器受热面上的一颗积灰或一结垢为例:其受声波作用的效应,会反映到力学量如质量位移,振动速度和加速度等。
假设作用空间中声波的频率为1KHz ,声功率为1W/cm2 ,取烟气密度10 g/Nm3。
声速C=400m/s,可以计算出:对应的声压幅值为Pa=2.509Pa ,最大质点振动速度V0 =6.298m/s,最大质点位移X0 =1.018mm,最大质点加速度a0 =3.89×104 m/s2 。
这就意味着:在声波的作用下,附着在极板、极线或受热面上的一粒积灰、一块结垢,在每一秒钟内,要在大约2.5千帕的压力振幅下往返振动1000次,振动的速度大约要达到每秒6米,而加速度要接近4万米/秒2,即大约是重力加速度的四仟倍(即近似等于4000g)。
显然,激烈而快速变化的机械运动将会对积灰结垢在热交换器受热面、极板或极线的附着状态产生影响。
积灰和结垢将在声波的作用下,尤其是在极高的加速度的外力策动下,从热交换器受热面或电除尘器的极板、极线上剥离下来。
简而言之,声波清灰的基本原理在于声波对积灰积垢的高加速度剥离作用和振动疲劳破碎作用。
二、声波淸灰器技术参数及特定1. 清灰功能特性:解决了低亚声速气流的发声机制和效率,使其高效地发出高强声波,形成了150分贝以上的特大功率型,有利于大幅度地提高清灰效能,改善吹灰效果。
DSK-5型高效能免维护大功率声波清灰器的声源声压级153分贝。
吹灰器调研报告
吹灰器调研报告吹灰器调研报告一、调研目的和背景吹灰器是锅炉运行中的关键设备,用于清除锅炉内表面积聚的灰尘和积碳。
本次调研旨在了解吹灰器市场的发展状况、产品特点和技术趋势,为购买吹灰器提供参考。
二、调研方法本次调研采用了各种方法获取信息,包括网络搜索、采访企业代表和查阅相关报告资料。
三、调研结果1. 市场概况吹灰器市场呈现稳步增长的趋势。
目前,国内吹灰器市场的主要购买者为电厂、石化厂等工业领域,随着环保要求的提高和能源消耗的减少,吹灰器的需求量将进一步增加。
2. 产品特点吹灰器的主要特点是高效、节能和可靠性强。
吹灰器采用先进的清灰技术,可以高效地清除锅炉内的污垢,提高锅炉的燃烧效率。
此外,吹灰器还具有节能功能,可以减少能源的消耗。
另外,吹灰器的可靠性也得到了提高,可以稳定运行,减少设备故障。
3. 技术发展趋势目前,吹灰器行业正向智能化和自动化方向发展。
吹灰器设备的自动控制系统越来越智能化,可以通过监测和分析数据,调整清灰过程,提高清灰效果。
此外,吹灰器设备也在逐步引入物联网技术,实现设备之间的远程监控和管理。
四、调研结论根据本次调研结果,可以得出以下结论:1. 吹灰器市场前景广阔,随着环保要求的提高,吹灰器的需求量将会进一步增加。
2. 吹灰器的特点是高效、节能和可靠性强,能够提高锅炉燃烧效率,减少能源消耗。
3. 吹灰器行业正朝智能化和自动化方向发展,未来将愈发重视数据分析和物联网技术的应用。
建议在购买吹灰器时,应考虑到清灰效果、节能性能和设备的可靠性。
同时,也应关注吹灰器设备的智能化程度和支持物联网技术的能力。
以上为本次吹灰器调研的报告,仅供参考。
复变音频声波振打除灰器在电厂和工业锅炉中的除灰应用
整个空间中的空气分子与粉尘颗粒产生振荡。破坏和阻止粉尘 粒子在热交换器管束表面沉积或粒子之间的结合 . 使之始终处
通过烟气或重力将其带走。 , 因此 声波除灰另一个 该技术主要靠低音频声波在炉内通过声场传播的方式, 在 于悬浮状态,
22第, 波及” 即“ 机理 , 而不是传统的
科 园} I
一
复音 声 振 除 器 电和 业炉 的灰 用 变 频 波 打 灰 在 厂 工 锅 中 除 应
张 思超 张静 波
( 宿州市科奥科技开发有限公 司)
摘 要: 本文主要介 绍了复 变音频声波振 打除灰 器的除灰机理 、 技术特点 、 先进性 、 新性 以及应 用情况 , 创 并提 出具体结 论和下一步研发 方向。 关键词 : 声波除灰 声波发生器 声压 声强级 升功率
D 6 0 m E管. e3m P 外套 O 2 m 80 m钢 管, 穿河管道总
长为 60 6 m。 采 用 水 平 定 向 钻 进技 术 避 免 了开 挖
摘 要 : 蚌埠市河北新 区供 水管网一期 工程 中. 水管 在 供
需穿越 淮河。为 了保证 淮河航路畅通 , 穿越 工程
确 定 采 用 水 平 定 向 钻 进 施 工 法 , 管材 采 用
二是发生频率的选择。声波吹灰器使用过程应保证锅炉运 行中不对锅炉部件安全带来影响。选用的频率应避开过热器等 受热面管束等部件的自 振频率。 根据计算, 锅炉炉墙的自振频率 为 0 ~ 5 z锅炉管束的自振频率小于 3H 。 . 1H , 5 0z 3 术特点及创新 妓
1 . 燃气脉冲吹灰技术
三 、 变音频 声 波振打 除灰 技术 复
1 术机理 . 技
该技术是把高压气流调制成强的变音变频共振声波. 利用
声波清灰系统与蒸汽吹灰系统比较
声波清灰系统与蒸汽吹灰系统比较声波清灰器作为一种新技术、新产品能够对传统的吹灰技术进行挑战,必然有它特有的功效和特点,这主要体现在清灰效果、投资效率、安全可靠、运行管理等方面的突出优势。
声波清灰技术的产生就是在传统清灰方式所面对诸多无法解决的积灰问题的情况下产生,为满足日益发展的节能环保要求发展起来的新兴技术,通过多年的应用,声波清灰产品已形成规模,是技术成熟、性能稳定的定型产品,无疑是传统清灰装置的换代产品。
一、声波清灰器在功能效果方面的优势声波是一种以能量形式存在的机械波,它表现为振动、扰动、波动等形式,声波激烈而快速变化的振动会对积灰结垢受热面的附着状态产生分离并使积垢疲劳断裂和破碎,当具有一定频率和强度的声波(通过某种声波转换机构将气能转换成声能)在积灰空间内、振动,使其形成一个声场,有效破坏粉尘颗粒之间、粉尘与积灰壁之间的粘结力,使之处于疏松流化状态,脱离其附着表面,随烟气被带走或靠重力作用落下被收集,从而达到清灰的目的。
由于声波能均匀布满整个积灰空间,所以清灰无死角,这与传统吹灰方式相比较就是一个极大的优势,声波清灰能清除管束的背后、积灰空间的角落及狭缝等蒸汽吹灰所无法吹到的地方,所以,声波清灰的功效是显而易见的。
二、声波清灰器在安全可靠方面的优越性安全可靠性对于企业来说至关重要,由于蒸汽吹灰的吹损而导致爆管停炉是长久以来没有解决的问题,但是,声波清灰则不然,声波清灰虽然也是以空气或蒸汽为介工作质,但其机理不是依靠这些介质直接作用于受热面,而是以其为动力,通过特殊的声能转换机构将气能转换为声能,并将这个低频高强的能量辐射到积灰空间,从而达到清灰目的。
所以不存在对设备的冲刷磨损,可以说,声波清灰器是属于本质安全型的设备,从根本上解决了因吹灰而爆管的隐患。
ZHK系列声波清灰产品在开发、研制、生产上是依据《工业企业噪声控制设计规范》、《工业企业噪声控制设计标准》、《工业企业噪声卫生标准》及相关的企业标准所制造,因此,声波清灰器工作时所产生的噪声均在国际安全健康机构允许的噪声控制范围之内,对环境无污染,对操作人员和设备也不产生危害,不影响环境质量。
锅炉声波吹灰技术应用的探讨及技术的现状与发展
锅炉声波吹灰技术应用的探讨及技术的现状与发展摘要:声波吹灰作为一种新兴的吹灰技术,正蓬勃地发展起来。
但由于此技术还处于研究阶段,使声波吹灰技术的应用带有很大盲目性。
从声波吹灰的机理出发,探讨声波吹灰的优缺点。
分析声波吹灰技术及其应用现状,并且指出其发展趋势。
关键词:声波吹灰;技术应用;现状;发展前言:我国电厂多种吹灰方式并存,应用最广泛的是蒸汽吹灰。
虽然蒸汽吹灰技术较为成熟,但所存在的问题与缺陷也是显而易见的。
我国的声波吹灰研究始于20世纪80年代,进入90年代,声波吹灰技术的研究十分活跃,在这期间已有不少科研机构相继推出了各种声波吹灰器。
应用于电厂后,在不同程度上取得了一定的效益。
1.声波吹灰的机理各种燃烧生成物中,声波对黏着物的生成过程,以及对已生成的黏着物本身的影响机理尚缺乏研究,有关的探讨仅处于设想阶段。
一般有两种理论,一种理论认为声波吹灰的机理是以边界层在声振动作用下形成断续为依据,由声波引起的受热面管壁振动并不重要,应避免受热面产生共振。
另一种理论认为受热面管道的共振机理对于吹灰是主要的。
2.声波吹灰技术的优势2.1 声波吹灰的能量传播优势,蒸汽吹灰器的射流动压按喷射距离的平方反比衰减,射流动能按喷射距离的立方反比衰减,而声波吹灰器的交变声压却按传播距离的一次方成反比衰减,声强按传播距离的平方成反比衰减。
所以声波吹灰器比蒸汽吹灰器的作用范围大,传播损耗小。
蒸汽吹灰的物理机理是蒸汽吹灰靠蒸汽物质携带能量运动来传递能量,物质运动过程中必然受到各种阻力使能量耗散。
而声波吹灰是靠炉内气体分子振动位相或振动状态的传播来传递能量,气体分子本身在其各自平衡位置附近做弹性振动,能量耗散几乎为零。
这一特性决定了声波吹灰在能量传播方面优于蒸汽吹灰。
2.2 能量载体的优势与普通吹灰法相比,声波吹灰法最大的优势是利用载热体本身达到除灰效果,而不必向锅炉本体引入无关的物质,所以从本质上改变了传统的吹灰方式,从而克服了传统吹灰方法的弊端。
声波吹灰器在SCR的应用和经济性分析
声波吹灰器在SCR的应用和经济性分析2.1随着我国环保进程的进一步深入,脱硝已经是火力发电厂必须要做的工作之一,选择性催化还原反应系统(Selective Catalyst Reduction,简称SCR)以其脱硝效率高、不影响锅炉效率的优点成为电厂脱硝项目的技术首选,得到了越来越广泛的应用。
我国的燃煤电厂烟气中普遍灰分较高,严重影响了SCR系统催化剂活性和寿命,所以吹灰器就成了SCR系统的必要设备。
根据SCR反应器内的烟气工况和催化剂的性质,目前普遍应用的是声波和蒸汽两种吹灰技术,本文将对两种吹灰器在SCR系统应用的技术特点和经济性进行较为详细的比较分析。
工作原理比较声波吹灰器工作原理声波吹灰器(膜片式)是利用金属膜片在压缩空气的作用下产生声波,高响度声波对积灰产生高加速度剥离作用和振动疲劳破碎作用,积灰产生松动而落下。
2.2蒸汽吹灰器工作原理蒸汽吹灰器是利用高压蒸汽的射流冲击力清除设备表面上的积灰。
2.3原理比较声波吹灰技术是利用声波发声器,把调制高压气流而产生的强声波,馈入反应器空间内。
由于声波的全方位传播和空气质点高速周期性振荡,可以使表面上的灰垢微粒脱离催化剂,而处于悬浮状态,以便随烟气流带走。
声波除灰的机理是“波及”,吹灰器输出的能量载体是“声波”,通过声场与催化剂表面的积灰进行能量交换,从而达到清除灰渣的效果,作用力为“交流”量。
而传统的高压蒸汽吹灰器,是“触及”的方法,输出的能量载体是“蒸汽射流”,靠“蒸汽射流”的动量直接打击催化剂表面上的灰尘,使之脱落,作用力为“直流”量。
就“直流”与“交流”对比而言,“交变”的作用力应更容易使灰渣脱落。
3在SCR应用技术特点比较3.1声波吹灰器是预防性的吹灰方式,阻止灰粉在催化剂表面形成堆积,而蒸汽吹灰是待灰形成一定的厚度后,再进行吹扫清除。
声波吹灰器能够保持催化剂的连续清洁,最大限度、最好的利用催化剂对脱硝反应的催化活性。
3.2经试验和现场测试证明声波吹灰器对催化剂没有任何的毒副作用,蒸汽吹灰方式由于湿度的影响,长期的运行对催化剂的失效影响很大,有对催化剂发生腐蚀和堵塞的危险。
声波吹灰工作原理、优点与安装图
声波吹灰设备锅炉在生产运行过程中,其受热面——水冷壁、过热器、省煤器、预热器及烟道等表面积灰和结渣,是长期困扰着生产而又难于解决的问题。
它不但使锅炉受热面传热减弱,致使锅炉热效率降低,减少生产负荷,而且,当受热面积灰和结渣严重时,还可能导致意外停炉而造成重大经济损失。
目前,多数锅炉都备有蒸汽吹灰器、压缩空气吹灰器、钢珠吹灰器等,但这些传统的吹灰器在操作和性能上,存在着吹灰范围有限、吹灰有死角、能耗高、维修费用大、操作不便、有副作用等弊端,使用率很低,多数都停置不用。
因此,清除锅炉受热面积灰和阻止结渣,必须寻求新的技术。
70年代瑞典首先发现并用于锅炉的低频声波清灰技术,为锅炉清灰开辟了新的途径,得到了广泛的应用,取得了良好的效果。
WSB系列锅炉吹灰设备集国内外声波吹灰技术之长,结合国内生产实际情况实用创新,能充分适应我国生产管理的实际条件。
产品具有声功率大、寿命长、易维护、自动运行等特点。
经过多年在工业锅炉上的实际应用,吹灰效果明显,经济效益可观。
不但解决了他们长期以来停炉人工清灰的难题,而且节煤效果显著。
声波吹灰是指利用声场能量的作用,清除锅炉受热面积灰的方法,它与其他清灰技术完全不同。
声波吹灰器技术是将压缩空气(或蒸汽)转换成大功率声波(一种以疏密波的形式在空间介质(气体)中传播的压力波)送入炉内或需要清灰的一定空间内,当受热面上的积灰受到以一定频率交替变化的疏密波反复拉、压作用时,因疲劳疏松脱落,随烟气流带走,或在重力作用下,沉落至灰斗排出。
WSB型系列锅炉吹灰设备采用精密旋转阀式声波发声技术和声阻抗匹配声波放大传输技术,发射声功率可达6KW,有效辐射半径7m—10m,与现有国内外锅炉声波吹灰器相比较。
1、声功率大,辐射声压级高,吹灰有效辐射半径大;2、没有伸入炉内、进退、转动的部件和易损件;3、对压缩空气无特殊要求,不需净化、脱水等处理;4 、自动控制装置体积小,为集成电路标准插件组装或PLC控制操作、维修方便,使用寿命长,可免除日常维护;5、耗能低,适用性广,能清除各种类型的锅炉、窖炉、加热炉(燃煤、油、气、渣皮等)、电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器、通风除尘的管道、风机涡壳、叶片、输粉管道、料仓、料斗,以及分离器等表面的积灰;6、密封性好,能适应环境温度≤65℃和空气粉尘浓度较大的恶劣环境。
耙式蒸汽吹灰器蒸汽吹灰器的工作原理
耙式蒸汽吹灰器蒸汽吹灰器的工作原理蒸汽吹灰器与声波清灰器综合对比声波吹灰器以压缩空气为发声声源,声共振腔式发出宽频声波达到清灰的效果。
声波吹灰器具有高效能、免维护、运行成本低的特点。
声波吹灰器是解决粉尘堆积最有效的方法。
声波清灰器作为一种实用生产技术的提出和发展始于二十世纪六十年代的欧洲,随后进入美国市场。
八十年代,我国也开始试验性地推广应用。
声波清灰技术是利用声场能量的作用清除锅炉换热器受热面积灰的方法。
声波是能量形态和能量功能的机械波,其作用与水力气力的冲击作用相似,但声波的作用力是交变的、快速的、急剧的,其作用要强烈得多,清灰的实效要高得多。
声波又是可传播的,由于声波的传播,清灰的范围就能够扩及到数米以外,包括管道背后及狭缝边旁角落。
对于设计制造合理、发声效率较高的声波清灰器,运行能耗也远低于传统的吹灰技术。
同时,吹灰器的结构简单、安装方便,一次性投资降低。
再加上使用维护简便,降低了运行成本。
可以说,声波清灰技术和声波清灰器从根本上避免了传统吹灰器的很多弊端。
只要设计、制造与安装正常,声波清灰设备就可以安全、可靠、经济运行。
声波清灰器按其工作原理划分可分为四类:【第一类是声共振腔类型】它是以气流在特定的几何空腔内运动,激发空腔内气体的共振而发出强声。
原理类似于口哨,但是它的发声效率高、功率大,即使不用安装喇叭也能辐射出高强声波。
它的安装很方便,适用于任何工业现场条件。
此外,它的维护极为简单,甚至是免于维护。
所以,经过三十多年研究和实践,声共振腔类声波清灰器取得了较大的进展,形成为当代声波清灰器。
当代声波清灰器,因其运行的高效、安全、经济、可靠和先进性能,被称作“免维护声波清灰器”,是声波清灰器中实用性最强、性能价格比最优、最有应用前景的类型。
【第二类为圆板哨类型】(俗称膜片式、振片式)它是一种利用气流的压力,吹动具有张力的圆形膜片,激励膜片产生振动,发出声波。
膜片的材料、尺寸、前后腔及边界条件就决定了其本征振动模式固有频率,就是圆板哨的辐射声波主频率。
声波清灰器清灰清堵应用
声波清灰器、声波吹灰器可以提高电除尘器、静电除尘器、布袋除尘器、袋除尘器、锅炉、灰斗、料仓效率!积灰清除了,灰斗、料仓通畅了,效率不就提高了吗?但是,对于不同设备,效率的含义是不同的。
1、锅炉声波清灰:锅炉由各种吸热的热交换器组成,积灰的成分主要是硅酸盐类物质,而硅酸盐类物质又是保温材料的主要成分,当吸热的热交换器被灰包裹时,吸热必然受到影响,结果是锅炉的热效率降低!致使锅炉不能正常出力,更有甚者,致使过热蒸汽温度上不去,汽轮机不能正常工作,影响发电。
积灰被清除,吸热好了,锅炉的热效率自然上去了。
不过,提高锅炉热效率在这里应该是恢复锅炉热效率,恢复锅炉出力,使锅炉正常运行(仅清灰,要超过锅炉的设计热效率是不可能的!)。
2、电除尘器(电除尘器和静电除尘器,还有电收尘器、电收料器等都是相同的设备,不同的名称)声波清灰:电除尘器除尘技术分为两部分,截留和清灰;截留就是通过高压放电,使氧分子成为氧离子,氧离子粘附在灰粒子上,使灰粒子带电(负电荷),带电灰粒子通过阳极板的通道时,根据库隆定律的正负粒子相吸原理和规律被带正电荷的阳极板所吸附截留(部分带正电荷的灰粒子被阴极线吸附截留);电除尘器阳极板截留的灰达到一定厚度时,截留功能将消失(阴极线的放电部分吸附粒子太厚会影响放电或失去放电功能),这就出现了清灰的问题;电除尘器的阳极板、阴极线传统清灰技术和设备多为机械振打,传统的机械振打在排放要求不高的过去,还是一种很好的技术和设备,现在已不能满足要求!在满足新形势需要的新的清灰技术和设备、工艺应用之前,声波(传播介质为空气的声波)辅助清灰是一种很好的技术和选择,声波辅助清灰可以使电除尘器恢复除尘效率,达标排放。
满足新形势需要的新的清灰技术和设备、工艺本人的观点是:(1)、利用共振技术,使电除尘器的阳极板和阴极线在较小撞击力度下,获得较大加速度;(2)、电除尘器要实现离线清灰。
3、布袋除尘器(布袋除尘器、袋除尘器还有布袋收尘器、布袋收料器等都是功能相同,名称不同)声波清灰:布袋除尘器的原理就是过滤;和电除尘器相同,布袋除尘器除尘技术也是分为两部分,一是截留,二是清灰;截留技术本质上就是滤布技术,围绕着耐高温、阻力小、寿命长的滤布发展较快,而清灰技术发展较慢(仍停留在脉冲阀、风机反吹风上),对于颗粒小、粘性大的灰(料)和长布袋很难满足要求;布袋除尘器声波清灰的效果和声场中声波的能量成正比,和频率成反比,长袋、短袋在声波清灰中没有任何区别!对于颗粒小、粘性大的灰(料),只要声波的能量和频率合适,清除掉是没有问题的(声波的负半周是负压,具有吸的功能);声波的能量和频率不合适时,可借助离线进行清灰或借助脉冲阀、风机反吹风辅助进行清灰。
关于声波清灰技术的介绍
声波清灰技术简介声波清灰技术应用于电站锅炉清灰,在全世界已有40~50年应用历史了。
早在1918年,瑞典人就利用枪声来除去工业烟道内的烟炱。
在第二次世界大战之后,英格兰也使用该方法清除住宅烟囱。
声音是可以通过科学方法得到合理应用和更广泛应用的。
1960年瑞典科康声力公司开始研制声波清灰器,1969年研制成功。
1993年以后,瑞典的声波清灰器进入我国,在部分电站锅炉上装备应用,取得了令人满意的效果。
80年代后期,中科院部分专家在北京第二热电厂的锅炉上进行了首次声波清灰器试验,试验效果很好,得到了用户认可。
并且开始在电站和石化锅炉上试验性推广使用。
实践证明,利用声波的各种特性,可以从任何方向和角度到达需要清灰的空间,不留死角和死区,无疑是传统吹灰器的理想替代产品。
目前,声波清灰技术已广泛应用于电力、石化、冶金、水泥等行业锅炉(包括工艺炉)的换热器、除尘器、布袋除尘等设备上。
不仅用在旧设备技改项目中,也用于在建中的锅炉,直接配套声波吹灰系统。
声波清灰技术近年发展如此之快,在于其特点和优势:(一)声波清灰技术1)声波的物理特性声波按其音频(每秒周期)在20HZ内,叫次声波,人耳听不到;2万HZ以上叫超声波,人耳也听不到;两者之间即20HZ-2万HZ有声感,人耳可听到波。
用于清灰的声波,均采用低频,一般在300HZ以下,原因如下:(1)低频声波的波长长,振幅大,衰减慢(不易被吸收)。
(2)低频声波辐射角度呈球形,360度,全方位振动。
(3)可在固体、液体、气体中传播。
(4)如同光波一样,它可以反射、折射,还能象电磁波一样可以绕射,低频反射和绕射能力均很强,都是声波的物理特性,也是它优于蒸汽清灰器原因。
3)声波清灰原理:用于清灰的声波是低频的,具有一定强度的低频声波,在有积灰结渣的空间内(如锅炉烟道、热交换器,电除尘器、布袋除尘),声波对灰、渣起着“声致疲劳”作用。
即声波的反复震荡作用,施加于灰、渣,以拉伸挤压等循环变化,当达到一定的循环应变次数时,灰渣的结合强度因疲劳应变被破坏。
声波吹灰器工作原理与应用
声波吹灰器工作原理与应用摘要:介绍了声波吹灰器的工作原理、技术特点和工程应用领域,对声波吹灰器与传统的吹灰器进行了对比,展望了声波吹灰器的发展前景。
关键词:声波吹灰器,膜片,振幅,频率1前言积灰结渣是各种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。
锅炉积灰结渣所带来的最直接问题是导致锅炉的换热效率下降。
由于锅炉受热面上的积灰和灰渣层的导热系数比金属管壁低近1000倍,所以积灰会严重影响锅炉受热面内的热量传导,使得锅炉负荷能力下降,最终导致停炉清洗维修,造成严重的经济损失。
因此,要实现锅炉装置“安、稳、长、满、优”运行的目标,就必须解决锅炉受热面的积灰问题,以提高锅炉的整体运行水平。
针对国内外各种锅炉长期普遍存在的积灰问题,有关技术人员一直在寻求解决办法,不断探索着各种不同的除灰办法,并先后研制了长伸缩式高压蒸汽吹灰器、旋转式蒸汽吹灰器、高压水力除灰、钢珠(振动)除灰器等各种设备,但存在如下问题:除灰范围有限,虽然设计了伸缩式、旋转式等较复杂的运动方式的设备,还是难于覆盖整个炉体所有的积灰区域,仍有很多死角死区;耗能高,使用维护费用大;操作使用不方便;维护量大、易损坏。
现代的声波吹灰技术的提出和发展始于20世纪70年代的欧洲,1978年进入美国市场,90年代引入我国,并开始在电站和石化锅炉上试验性地使用,近年来逐步得到推广应用。
声波吹灰是指利用声场能量的作用,清除锅炉换热器等表面积灰和结焦的方法。
声波吹灰技术包括声波发声器和控制器的设计、生产、安装与使用等一整套的软硬件技术。
目前国内市场有十余家从事声波吹灰技术研制和推广应用的研究机构、生产企业、公司或代理,生产或销售多种形式的声波吹灰器。
声波吹灰器将逐渐得到更广泛的应用。
2声波吹灰器的工作原理声波吹灰器主要由压缩气源、电子控制器和声波发生器组成。
其工作原理是:将空气经过过滤器净化后,通过声波发生器并在电磁阀的控制下将压缩空气的能量由声波发生器转变为声能,调制成声波,以声波的方式向外传递,声波通过声波导管经辐射喇叭的规整放大后以一定的频率、工作程序和周期传入容器内;声波在弹性介质里传播,声波以直射、渗透、反射和绕射等形式叠加形成一个不留死角的强大谐振声场,循环往复地作用在容器表面的积灰上,周而复始的对积灰施以拉、压高速循环的变动载荷,对灰粒之间及灰粒和容器壁之间的结合力起到减弱和破坏的作用;从微观上看,积灰是由于大量微小灰粒子的表面张力、粒子之间及其管壁之间的粘滞力、分子附着力、静电吸引力以及化学亲和力等多方面的作用在容器表面上的积聚,而声波的作用就是加速空气分子的振动作用,使空气分子密布在整个空间里,形成在积灰粒子的周围密布着亿万个空气分子,当这些分子都以共同的强度和频率往复振动时,它的作用力就不容轻视;声波持续工作,灰粒与容器壁之间的结合力减弱到一定程度后,最终会导致疲劳破坏而疏松,使积灰松散脱离,或被气流冲刷带走,达到吹灰的目的。
简述声波清灰的原理及发展前景
简述声波清灰的原理及发展前景主要介绍了声波清灰的原理以及与传统清灰技术相比的主要优势,阐述了声波清灰技术在未来发展的广阔前景。
以供相关工作人员参考与借鉴。
标签:声波清灰;原理;发展前景文章主要介绍了声波清灰技术的原理,与传统清灰技术相比的优势,以及其在实际中的应用和发展前景。
70年代末声波被应用于工业清灰领域,虽然当时技术指标还很低,但也迅速引起了广泛重视,并很快在欧洲和美国、日本等发达国家中推广使用,取得了良好的除灰效果。
80年代末引入我国,并开始在电力、石化等行业试验性推广使用,至今已得到了广大用户的认可,取得了很好的经济效益和社会效益。
实践证明利用声波的各种特性,可以从任何方向和角度清除空间内的积灰,不留死角,是传统吹灰器的换代产品。
目前声波清灰技术已广泛应用于电力、石化、冶金、水泥等行业中的锅炉、换热器、除尘器、布袋除尘等设备上。
声波清灰技术为何近年发展如此之快?在于其自身特点及优势,下面简要做一介绍。
1 声波清灰技术1.1 声波的物理特性声波按其音频可分为:(1)次声波,频率小于20Hz;(2)超声波,频率大于20000Hz;(3)可听波,频率20Hz~20000Hz。
用于清灰的声波,均采用可听波,一般在1000Hz以下。
(1)低频声波,波长,振幅大,衰减慢,不易被吸收;(2)低频声波呈360度全方位辐射;(3)低频声波可在固体、液体、气体中传播;(4)低频声波具有反射、折射、绕射等物理特性。
1.2 声波清灰的原理基于以上声波的物理特性,声波清灰选用低频波,通过扩声装置把声波辐射到有积灰结渣的空间(如锅炉烟道、热交换器,电除尘器、布袋除尘),对灰、渣起着“声致疲劳”的作用,即由于声波震荡的反复作用,施加于灰、渣以拉压循环变化,当达到一定的循环应力次数时,灰渣的结合因疲劳而被破坏。
同时,由于声波的反射、透射和绕射作用,不管声源的安装位置与方向如何,声能量均能够进入所有的边角、管束间隙及比较隐蔽的小空间区域,有效地阻止灰尘颗粒的沉积,从而达到清灰的效果。
声波吹灰器和激波吹灰器的比较最全的包括成本分析
关于声波清灰器和“激波”式吹灰器比较声波清灰器作为一种新技术、新产品能够对传统的吹灰技术进行挑战,必然有它特有的功效和特点,这主要体现在清灰效果、投资效率、安全可靠、运行管理等方面的突出优势。
声波清灰技术的产生就是在传统清灰方式所面对诸多无法解决的积灰问题的情况下产生,为满足日益发展的节能环保要求发展起来的新兴技术,通过多年的应用,声波清灰产品已形成规模,是技术成熟、性能稳定的定型产品,无疑是传统清灰装置的换代产品。
我们不生产“激波”式吹灰器,也不评述任何厂家的“激波”式吹灰器产品。
仅就声波清灰器和“激波”式吹灰器作学术性、技术性及经济性方面的比较,便于用户参考。
从学科上看两者同属声学学科。
“激波”也是声学工作者研究的内容,事实上作为脉冲声波已广为应用,小功率的如检测超声,大功率的如地震、核爆。
用作为吹灰器的历史早在二战期间开始,德国人就用空枪,雷管,爆竹等清除锅炉积灰结垢,其基本原理是将可燃气体和空气混合,爆炸产生的冲击波和高速热气流,以低频脉冲冲击波作用于积灰面。
在此我们仅叙述:我们作为声学工作者为何不发展“激波”式吹灰器的一些原因和考虑。
声波清灰器和“激波”式吹灰器(还包括被称为“冲击波”、“激波”、“次声波”等的类似产品),两者都是旨在利用空气中的机械力作用,达到清除的目的。
只是产生机械力的方法不同,结构不同而已。
从学术学科上同属于声学学科,细化起来声波清灰器所发声波称为连续声波,简称声波,ZHK系列免维护声波清灰器,没有需要调整的机构,也没有运动或不稳定的结构,不存在发生运行机械故障的可能性,所产生的声波相应也是连续稳定的;“激波”式吹灰器所发声波称为脉冲声波,也被称为冲击波、激波等,因其吹灰装置结构无论串联、并联都是脉冲式继续流量,仅采用流量计方式控制流量误差很大,表现为每次吹灰的能量波动非常大,忽大忽小无规律,针对煤种变化、燃烧变化、不同积灰特点和不同温度段、不同规格锅炉吹灰效果很不稳定。
华为手机喇叭清灰的原理
华为手机喇叭清灰的原理华为手机的喇叭清灰原理其实很简单,主要包括以下几个方面:首先,了解华为手机的喇叭结构。
华为手机通常采用扬声器单元作为喇叭,扬声器单元内部包括磁铁、线圈和振膜等组件。
在使用过程中,手机会产生一定的热量和灰尘,这些灰尘可能会积聚在喇叭的部件上,影响喇叭的正常工作。
其次,清灰原理是通过清除喇叭部件上的灰尘,恢复喇叭的正常工作状态。
清灰时,首先需要打开手机,并确定手机正在播放音频。
接着,可以使用低压气体或专用喷气罐等工具将气流吹向喇叭口,从而产生足够的气流压力,吹走灰尘。
在清灰过程中,需要注意将喷气罐与喇叭口保持适当的距离,以免对喇叭造成损坏。
第三,清灰时需要关注的一点是,避免气流过强或过近对喇叭造成的损坏。
由于喇叭部件非常微小且脆弱,过强的气流可能会导致喇叭的振膜或线圈受损,进而影响喇叭的声音输出。
因此,清灰时需要掌握适当的力度和距离,保证气流能够有效清除灰尘,同时又不会对喇叭造成损坏。
另外,清灰不仅仅是通过物理气流来清除喇叭上的灰尘,还可以通过软件调节来清理喇叭。
华为手机的系统通常会提供清灰功能,用户可以通过设置菜单找到该选项,并按照提示操作来清洁喇叭。
清灰功能通常会通过生成一定频率和音量的声音,以震动和驱动喇叭部件,从而实现除灰的效果。
最后,作为用户,在日常使用中,还可以通过一些预防措施来减少喇叭上的灰尘积聚。
例如,保持手机清洁干燥,避免将手机放置在灰尘较多的环境中,或者使用手机时避免将喇叭部分暴露在灰尘中。
总结起来,华为手机喇叭清灰的原理主要是通过清除喇叭部件上的灰尘,恢复喇叭的正常工作状态。
用户可以通过物理气流和软件调节等方法进行清灰操作,同时还可以通过预防措施减少喇叭上的灰尘积聚。
这样可以确保喇叭输出的音频质量和音量的稳定和清晰。
声波清灰——精选推荐
声波清灰声波清灰低频声波清灰器和激波吹灰器同属于声波清灰设备,但由于发声原理、波形和清灰原理不同,故存在许多区别;一、名称区别低频声波清灰器是利用低频声波的波动特性对积灰进行清除、疏通的设备;激波吹灰器是利用压力波的冲击力度对积灰进行吹扫清除的设备;注:1、冲击波又名激波,是一种波速比声波速度快的特殊声波;2、压力波是爆炸、压力气体释放产生的冲击波(激波)、脉冲声波和脉冲气流的总称;激波(冲击波)只是燃气爆炸产生物质中的一部分!二、声波、压力波发生器的发声原理、特点及区别㈠、声波、压力波发生器发声原理气流声波发生器是一种气--声转换装置,声波清灰就是用这种气--声转换装置将压力气体的动能转换为声波能量去做功(清灰、疏通),其发声原理是利用旋转阀门开关(旋笛结构)、膜片共振(膜片结构)调节喷气流量,形成断续气流(半波调制)而成低频声波;燃爆压力波发生器也是一种能量转换装置,其原理很简单:引燃混有空气的可燃气体(天然气、乙炔气)、油类爆燃产生压力波;化学原理:C2 H2 + 2½O2 = 2 C O2 + H2 O + Q (放热)㈡、声波、压力波发生器的设计特点旋笛结构声波清灰设备的优点是设计性强、变化多,转换效率和声功率可以做到很高,是膜片结构、振腔哨(哈特曼哨)以及压力波等声波清灰设备所不能做到的!缺点是追求高效率、低频率时,结构复杂、制造成本高;旋笛结构声波发生器的转换效率可达70%--80%,声功率可达几万瓦以上(摘自《现代声学理论基础》);石家庄神笛环保科技有限公司推出的旋笛结构声波清灰设备,低频转换效率可达40%!在气体压力0.5MPa、流量3Nm³/min和频率125Hz额定条件下,已经做到超万瓦:25系列声波清灰设备,10KW/口,提高气量后,38系列声波清灰设备可达到20KW/口;燃爆压力波吹灰器,优点是没有什么技术含量,只要按可燃气体和空气的爆燃浓度比例调节好阀门开度,定时点燃即可;设计难度是回火和燃料储存、喷口布置等安全问题不好解决;三、稳态声波和压力波波形区别声波发生器产生的声波波形都是连续的,属稳态声波(单频稳态声波波形可以用正弦波来描述),各种发声器的振幅、频率有区别;压力波发生器的产生的压力波波形都是单锯齿波(脉冲),各种发声器峰值、脉冲时间有区别;四、声波清灰与燃爆压力波吹灰效果,以及工程投资、运行费用、安全性比较声波清灰与燃爆压力波吹灰只要能量足够、设计合理,清灰效果都没有问题!燃爆压力波吹灰运行费用、安全性是一个需要认真对待的大问题!以石家庄神笛环保科技有限公司的DSQ-22系列超万瓦低频声波发生器(声功率10kw/口,空气流量0.05Nm³/s,频率125Hz,喇叭口径800mm)产品(以下称DSQ产品),与燃爆压力波发声器进行对比,结果如下:㈠、能量对比DSQ产品的声功率是压力波吹灰器的5倍以上!DSQ产品(25系列)声压级为152dB(125Hz),石家庄某公司(2004年测试)压力波吹灰器(燃爆气罐容积为0.2m³,喷口直径100mm)样机试验,实测峰值声压级为150dB,声压级数值基本相当;由于压力波指向性很强,能量主要集中在出口的前方,故其总声功率要低得多(低频声波没有指向性),声功率之比约为5﹕1。
声波清灰技术改善除尘效率的实验研究
声波清灰技术改善除尘效率的实验研究声波清灰系统作为辅助清灰技术在国外,已广泛应用于除尘设备上(电除尘器或布袋除尘器),国内许多科研工作者也做过各种尝试,证实声波技术用于板线及滤袋表面的积灰清理确有效果。
声波清灰系统的具体工作过程为压缩空气首先由储气罐流经减压阀把压力降到约0.5Mpa,再经过截止阀后进入过滤器,过滤器会把压缩空气中的尘垢过滤掉,以防止声波清灰器在工作过程中出现影响清灰效果的气流堵塞、鸣音不正常、膜片磨损等现象。
经过过滤后的压缩空气流经油雾器,然后经过由电控柜控制的电磁阀,最后到达声波清灰器,声波清灰器装于设备壳体上,面向需清灰的空间,声波清灰器能发射出一定频率的声波,使积灰体的表面尘层疏松剥落,从而达到清灰的目的。
鉴于江苏凤谷节能科技的FGSSC-A型声波清灰系统在某些工程实例中的突出表现,近来人们提出了用声波清灰系统取代传统的机械振打和反吹清灰的大胆设想。
声波清灰系统能否从辅助技术跃升为主力取代机械清灰,笔者曾就同一规格型号的膜片式声波清灰器分别用于两种不同的工况条件,进行了现场实验,本文就有关技术问题进行探讨。
声波清灰系统简介声波清灰系统如图1所示。
其中油雾器在声波清灰器鸣音时,将对压缩空气定量加油。
压缩空气经过减压阀8后依次流经截止阀7、过滤器6及油雾器4。
压力计5用以检测气体工作压力是否在0.35--0.60 Mpa之间,若气体压力高于这个范围,将通过减压阀8来进行调节。
电磁阀由一台电控柜1控制,电控柜根据电除尘器中各个电场的粉尘浓度及极板极线积灰的程度调节设定各电磁阀的开关周期。
在粉尘浓度高及极板极线积灰比较严重的电场会适当增加声波清灰器的鸣音次数。
实际清灰效果(1)现场目测只有机械振打工作、机械振打和声波清灰同时工作、只有声波清灰工作等三种工况下的烟囱排放差别不大。
(2)声波清灰器工作10次后,距离声波清灰器3.5m范围内的极排上,仍有较多的严重积灰。
(3)声波清灰器工作10次后,距离声波清灰器2.5m范围内的壳体和气流分布板上,不但能清掉表面积尘。
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第四代声波清灰技术和蒸汽吹灰技术的比较分析北京钟高琦声学技术研究所江苏声学技术节能有限公司0.前言随着电力改革的逐步深入,厂网分开、竟价上网已成必然。
安全管理与节能降耗作为电力企业适应新形势、降低发电成本、提高企业竞争力的重要手段,越来越受到众多电厂领导的重视。
我国电力锅炉以燃煤为主,而动力用煤含灰量和含硫量高,容易形成锅炉受热面的结渣、积灰、腐蚀和磨损。
当水冷壁受热面结渣时,影响自然循环锅炉水循环的安全性;强制循环时,由于热偏差,将影响水动力特性;因并列管的吸热不均,造成管屏的热偏差增大,局部水冷壁管超温。
由于炉膛出口烟温升高,还将引起过热器、再热器壁温的升高甚至超温和高温腐蚀;尾部受热面积灰将影响传热工况,严重时使省煤器、空气预热器堵塞并引发低温腐蚀;积灰使排烟温度升高,降低锅炉运行经济性。
正常的燃烧工况应该是能保证锅炉达到额定参数(蒸汽压力、温度和蒸发量)、避免结渣积灰和燃烧器烧损、着火稳定和燃烧安全、炉膛温度场和热负荷分布均匀以及燃烧产生的有害气体少。
对于火电机组来说,锅炉本身的燃烧热损失每降低1%,将会使全厂的热效率提高约占0.3~0.4%,标准煤耗下降3~4g/(Kw•h)。
因此,锅炉的燃烧工况对锅炉机组以至整个电厂运行的安全性和经济性都有重大影响。
反之,引起不正常燃烧工况的诸多原因中,受热面的结渣积灰是其中的一个重要原因。
受热面的结渣积灰后,吸热量减少,为了保持锅炉的出力,就需要消耗更多的燃料和空气,从而引起引风机电耗增加,厂用电增大;这也直接关系到辅机的能耗问题。
因此,电站燃煤锅炉吹灰技术与锅炉燃烧优化、辅机节能密不可分。
清除受热面的沾污、结渣、积灰的传统方法(如蒸汽吹灰、压缩空气吹灰、高压水力清灰等),其实质是利用某种介质除灰。
但这些吹灰设备普遍存在着能耗高、可靠性差和吹灰效果差等缺点,并且对设备有副作用,如严重磨损受热面而导致锅炉运行的可靠性降低。
因此,我们研究与开发了具有国内自主产权的第四代声波清灰技术,对解决锅炉受热面普遍存在的积灰结渣问题,提高锅炉热效率,有着十分重要的意义。
1. 传统蒸汽吹灰技术的弊端当今国内外电站锅炉传统主流吹灰技术仍采用蒸汽吹灰,这是一种利用高压蒸汽吹灰的机械模式强制性手段,即利用高速蒸汽流直接作用于受热面表面的机械式冲刷作用,使积灰、结渣脱落。
该技术用于清洁锅炉受热面起到了一定的作用。
但随着电力科技的不断进步,对机组耗能和环保的要求日趋严格,解决传统吹灰技术的弊端问题已提到意识日程。
下面就传统蒸汽吹灰技术的弊端作一简要阐述。
1.1吹灰不彻底,范围有限由于锅炉受热面结构形状复杂,蒸汽吹灰往往难以均匀地清除积灰和结渣,而只能在有效的作用范围内吹扫管排积灰,吹灰存有盲区;有时粘附在管子后面和弯管区段的积灰和结渣不易清除或者根本无法清除。
而声波清灰系统(指第四代声波清灰技术,下同)除灰彻底, 不留死角。
1.2蒸汽吹灰系统投入运行的前题条件由于蒸汽吹灰系统有严格的吹灰参数(蒸汽压力和温度)要求,因此,在锅炉启动初始阶段,装在炉膛和对流烟道部分的蒸汽吹灰器均不能投运;空预器可用辅助汽源连续吹灰,以防止启动阶段过多的沉降物堵塞空预器及因易燃油质沉甸物而引发的尾部再燃。
按常规,炉膛及尾部对流烟道部位的蒸汽吹灰器最好在锅炉70%负荷以上时投运;吹灰时,要提高炉膛负压;负荷过低时吹灰,会降低炉膛温度,影响锅炉的正常燃烧。
特别在小型锅炉上投用吹灰器时,更要注意防止吹灰引起爆燃和炉膛爆炸的危险。
而声波清灰系统投运却不受任何条件的约束。
1.3蒸汽吹灰系复杂化蒸汽吹灰系统较复杂,一般由蒸汽减压站、管道系统(含吹灰和疏水)、吹灰器本体和程控设备组成。
少数锅炉提供的汽源是再热器出口的蒸汽,这时就需要更为复杂的减温、减压设备。
吹灰管道系统设计时,还应考虑到疏水、热膨胀补偿、流量、压降、保温等要求。
而声波清灰系统配套设备极其简单,仅由清灰器本体和压缩空气管道系统及程控设备组成。
1.4繁琐的运行操作程序前述蒸汽吹灰有严格的参数要求外,锅炉的吹灰操作,还应在运行工况正常,吸风机有足够的余量、燃烧及各运行参数稳定且无重大操作时方可进行。
吹灰前,应对所属系统设备进行全面检查。
主要包括:与吹灰有关的调节控制系统各设备,均经事先校验正常并已臵投运前状态;有关的热工仪表、信号和报警装臵已投入运行,各吹灰器已退足位臵,吹灰安全门完好且在回座位臵,吹灰总门、吹灰调节门在关闭位臵;吹灰管道和疏水管道等均无异常情况等。
同时,在进行吹灰操作前,应先通知有关岗位值班员,做好相应的安全措施和参数调整工作。
吹灰前应先适当增大炉膛负压,吹灰过程中应注意各段汽温的变化和加强参数调整,以免吹灰过程中由于灰渣脱落,造成局部吸热量发生较大变化而导致汽温的波动。
正常吹灰一般采用程控方式进行,但吹灰结束后,运行人员还得到现场检查各吹灰器是否在退足位臵。
上述繁琐的运行操作程序不言而喻,而声波清灰系统只要揿一下程控装臵启动按钮,即可按已设定的清灰程序全自动投运。
与上述繁琐的运行操作无缘。
1.5频繁的维护检修由于蒸汽吹灰系统所配套的设备类别多,故障率又高,诸如频繁发生的吹灰器机械故障(如卡涩等)、运行中停转、自动程序中断、超时报警、调节系统失灵、阀门误动等故障大大增加了电厂维护检修人员的工作量。
而声波清灰系统基本属于免维护。
1.6清灰机制与效率、环保之间的矛盾为了将锅炉排烟温度控制在许可的范围内以保证机组的效率达到所期望的水平,在运行中须对锅炉的受热面进行吹灰。
尤其是在燃烧高灰份的煤种时很容易发生受热面的沾污最终导致锅炉排烟温度的上升。
受热面沾污后整个炉膛的热交换会向后推移,引起燃烧工况、减温水量和辅助设备的自用电耗等将发生变化。
蒸汽吹灰时,将改变锅炉受热面吸热量分配份额,将引起蒸汽参数波动、锅炉运行安全等一系列的问题。
蒸汽吹灰需消耗大量的昂贵的吹灰介质,出于运行费用的原因,锅炉的受热面不可能随时都保持清洁,而必须以一定的周期对受热面进行吹灰,以尽可能降低吹灰操作和沾污引起的机组效率降低的总的费用。
这里必须注意一系列设备特定的边界条件如吹灰器的单位蒸汽耗量、材料的极限温度或炉膛的火焰稳定性等。
在实际运行中要利用一个整体的吹灰程序来综合考虑这种相当复杂的关系。
经常还必须承受额外的费用和一些运行限制条件,尽管采用状态吹灰是可相对避免这种情况的。
在采用蒸汽吹灰时要对蒸汽本身的成本和受热面冲蚀引起的费用与排烟损失相比较。
所确定的吹灰程序还必须得到不断的更新,以使与不断变化的燃烧和沾污情况相适应。
上述为蒸汽吹灰机制与锅炉效率关系相当复杂的一面。
传统的蒸汽吹灰模式给环保带来的负面影响不容忽视,下面将简要阐述。
传统的蒸汽吹灰模式给环保带来的负面影响不容忽视,下面简要阐述。
效率(节能)与环保在锅炉运行上的矛盾,在于吹灰的同时,亦增加了悬浮粉尘粒子的排放。
在环保与节能过程中,传统蒸汽吹灰主要考虑每天吹灰次数和吹灰时间长短的可行性与实际局限性。
传统蒸汽吹灰一般都限制在每班(8小时)一次,也有规定每天吹一次。
因此,蒸汽吹灰每天粉尘排放都有几个高峰期;除尘设备的设计一般都有充足容量处理吹灰所造成的排灰高峰量。
但随着设备在运行中的变动(如除尘效率下降、煤质变化等)或故障,电除尘处理粉尘的富裕量有限时,将引致吹灰期内的排灰高峰不能全被除去而使出口含尘量显著上升,甚至可能超标,污染环境。
而声波清灰系统有利提高锅炉效率和改善环境。
1.7 蒸汽吹灰与锅炉设备安全之间的矛盾燃煤锅炉上最常见的两种磨损现象是飞灰磨损和吹灰器(指以蒸汽或压缩空气为介质)吹灰磨损,吹灰造成的磨损随着下列条件而有不同:吹灰器种类、管子与吹灰器距离、吹灰器的操作方式及其周期、吹灰器维修状况等。
蒸汽吹灰器吹损吹爆受热面原因分析:从诸多电厂受热面被吹损的情况分析,吹灰器枪管进入炉内,吹灰喷嘴长时间对着受热面某一部位吹,是导致该部位管壁减薄直至泄漏的直接原因;而吹灰过程中吹灰器故障卡涩和退出不及时,吹灰器在不投运时蒸汽泄漏,未及时发现而吹损受热面管子等造成锅炉爆管也屡见不鲜。
有些电厂省煤器吹灰器由于其吹灰枪管有一半在不投运时也处在炉内,也就是其喷嘴始终对着周围的省煤器,吹灰器的提升阀内漏可直接造成省煤器吹损、爆管。
如果蒸汽吹灰器的投入与否不是根据受热面的沾污程度,或吹灰的频率太多,不但不利于受热面的保护,相反可能会造成受热面的损坏。
尤其是已经有磨损的受热面在吹灰器的作用下磨损的过程会得到加速。
另外还需要考虑的是,蒸汽吹灰时,烟气中的颗粒会大大加强对清扫过程的效果,同时也加强了磨损的负面作用。
但如吹灰时间间隔太长,会严重影响吹灰效果,降低锅炉热效率。
由此可见,根据锅炉运行情况存在一个最佳的吹扫周期。
最佳吹扫周期可由吹扫后排烟热损失的下降与吹扫介质损耗之间的比较来确定。
此外,蒸汽吹灰过程中,烟气中的水蒸汽分压力提高,从而提高了烟气露点温度,加剧空预器低温受热面堵灰和腐蚀。
当燃用高硫煤时,此问题更为严重。
而声波清灰系统无上述现象,本质安全。
2.高效能大功率宽频带免维护声波清灰技术(即称为第四代技术)的主要技术优势鉴于上述传统吹灰技术所存在的诸多弊端,寻找一种行之有效的、安全可靠的、节能降耗的吹灰技术势在必行。
2.1 声波清灰机理声波清灰的原理是将一定强度和能量的声波送入运行中的锅炉炉内各种可能积灰结渣的空间区域,通过声能量的作用使这些区域中的空气分子与粉尘颗粒产生振荡,并破坏或阻止粉尘粒子在受热面管子表面沉积,使之始终处于悬浮流化状态,被烟气带走。
对于受热面上原已结成片(块)状灰渣和硬灰垢将在声波的作用下,尤其是在极高的加速度的外力策动下,从受热面断裂、剥离,落入灰斗或被烟气带出烟道。
简而言之,声波清灰的基本原理在于声波对积灰结渣产生振荡悬浮流化作用、高加速度剥离作用和振动疲劳破碎作用。
2.2该类型声波清灰器的主要技术特性在功能效果方面:声波清灰器所发出的声波是一种交变的、快速的、急剧的、反复的作用力,其能量作用要比蒸汽的冲击强烈得多,清灰的实效要高得多。
声波又是可传播的,声波清灰的范围能够扩及到数米以外,包括管道背后及狭缝、边旁角落。
声波的交变声压按传播距离的一次方成反比衰减,声强大小按传播距离的平方反比衰减;而蒸汽吹灰的蒸汽射流动压却按喷射距离的平方反比成衰减;射流动能按喷射距离的立方成反比衰减;从声波能量的功能和传播特性显然可见,它必然有很多本质俱来的功能效果优越性。
在安全可靠方面:安全可靠性对于电力企业至关重要。
由于蒸汽吹灰器易吹损受热面而导致爆管停炉是长久没有解决的问题。
但是,该类型声波清灰器则不然。
因为声波清灰器已经将动力气体的动量和冲量转换为幅射声波的波动能量,所以不存在对设备管束的冲刷磨损。
此外,由于声波清灰器所采用的声波频率范围,避开了锅炉本体设备和管束的本征频率,因此,不会引发设备和管束的振动(共振),仅对灰垢作用强烈而无损锅炉本体。