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聲波吹灰器應用在燃煤鍋爐除塵

作者: 來源: 發表時間:2016-6-2 20:41:20 查看:

摘要:針對傳統清灰裝置在燃煤鍋爐受熱面積灰和結渣清除方面存在使用效率低、維修困難等問題,闡述了 聲波清灰原理,以及聲波清灰器的結構、清灰特點和設計規范。試驗證明,SQ系列聲波清灰器能夠有效清除燃 煤鍋爐受熱面積灰,降低排煙溫度,提高再熱器出口溫度,提高鍋爐運行的安全性和經濟性。

目前,燃煤電站鍋爐爐內燃燒過程是比較復雜的,會受到煤種特性、溫度、空氣動力特性和受 熱面結構的影響。爐內受熱面上的積灰和結渣對 鍋爐的安全運行、鍋爐效率和鍋爐出力會產生不 良影響,僅依靠鍋爐原設計和運行調整來解決鍋 爐積灰和結渣是不夠的。采用傳統的清灰裝置在 操作和性能上存在清灰范圍的局限性,即清灰有 死角、能耗高、維修費用大、操作不方便、使用效率 低等弊端。 聲波清灰技術應用始于20世紀70年代歐 洲,于20世紀80年代末引人我國,開始在電力、 石化等行業試驗性推廣使用,取得了較大經濟效 益。聲波清灰器通過多年的應用,聲波清灰產品 已形成規模,技術已經成熟,性能比較穩定,無疑 是傳統清灰裝置的換代產品。

l 聲波清灰原理

11聲波對灰垢的作用 a.聲波是一種以能量形式存在的機械波,它 表現為振動、擾動、波動等形式。聲波激烈而快速 變化的振動會對積灰結垢受熱面附著狀態產生分 離,并使積垢疲勞斷裂和破碎。 b.具有一定頻率和強度的聲波(通過某種聲 波轉換機構將氣能轉換成聲能)在積灰空間內振 動,使其形成一個聲場,能有效破壞粉塵顆粒之 間、粉塵與積灰壁之間的粘結力,使之處于疏松流 化狀態,脫離其附著表面,隨煙氣被帶走或受重力 作用落下被收集,從而達到清除積灰的目的。 12煙塵顆粒的組成及清灰機理 鍋爐排煙中的煙塵含量由鍋爐燃燒方式和煤質決定。在鍋爐運行過程中,由于灰粒子受到表 面引力、爐內管壁粘結力等多方面的作用,在爐膛 及煙道換熱面上逐漸形成積灰結焦。對煤粉爐而 言,煙氣中的灰粒粒徑大部分都小于220n·,其 中多數灰粒粒徑為lO30m。當煙氣橫向沖刷 受熱面時,管子的背風面就會產生旋渦,將許多小 塵粒吸附進去,灰粒依靠分子和靜電引力吸附在 管壁上,灰粒越小其單位重量的表面積就越大,因 而相對分子附著力和靜電引力就越大。另外,煙 氣中的灰粒可以被感應而帶有靜電荷,當帶電的 灰粒與管壁接觸時,靜電引力大于灰粒自身重力 的顆粒便會吸附在管壁上。一般情況下,灰粒粒 徑小于10岬帶電灰粒都會被吸附住,有時灰粒 粒徑小于2030爐的帶電灰粒也能被吸附在 管壁上。 在積灰空間內,聲波引起的振動,對不同灰粒 粒徑產生的作用不同。小塵粒將受到大幅度的聲 波振動,并與難以振動的大塵粒相碰撞,在靜電作 用下凝聚,不但增大了粉塵粒徑,而且還會沖擊管 壁,使積灰減輕,聲波清灰正是利用這一原理進行 清灰的。

2 聲波清灰器的清灰特點及設計 規范

聲波清灰器的清灰特點如下: a.聲波清灰是以壓縮空氣為動力,通過特殊 的聲波轉換機構將氣能轉換為聲能,使發聲器發 出低頻高強聲波,達到清灰目的。 b.聲波清灰能使聲波均勻布滿整個空間,進 行全方位清灰,防止灰垢結焦。與傳統吹灰方式 相比,聲波可以清掃較復雜的結構而不留死角。 c.聲波清灰器可以在一個工作班次中重復多 次清掃工作面。因為不是用機械力直接作用受熱 面,所以避免了傳統吹灰產品長期吹掃受熱面而 加快受熱面磨損的不利影響。 d.利用聲波清灰還可以降低煙氣濕度,提高 煙氣露點溫度,減少空氣預熱器冷端堵灰及腐蝕 現象。 聲波清灰器是依據《工業企業噪聲控制設計 規范》、《工業企業噪聲控制設計標準》及相關的 企業標準制造的。對聲波清灰器加裝隔音罩后, 噪聲完全控制在《工業企業噪聲衛生標準》范圍 內,均在國際安全健康機構允許的噪聲控制線以 下,不會對操作人員和設備產生任何危害,不影響 環境質量。

3  SQ系列聲波清灰系統結構及工作原理

31工作原理 SQ系統聲波清灰器屬于振片式聲波清灰器,由發聲器、擴聲段、喇叭等部件組成。工作原理是以壓縮空氣為動力,通過自動控制裝置對電 磁閥進行控制;當電磁閥開啟時,壓縮空氣進入發 聲器內,使膜片依靠自身的彈性和發聲器前后腔 內壓力交錯變換,產生高強度低頻聲波;低頻高強 度的聲波通過喇叭的聲阻抗匹配輻射到積灰空間 區域內,形成聲場,能有效破壞粉塵顆粒之間、粉 塵與積灰壁之間的粘結力,使之處于疏松流化狀 態,脫離其附著表面,隨煙氣被帶走或受重力作用 落下被收集,從而達到清除積灰的目的。 32 SQ系列振片式聲波清灰器性能 a.全部采用不銹鋼鑄造加工,耐溫可以達到 1 100℃。膜片采用進口高彈性鈦合金,耐溫可 以達到600℃。與傳統吹灰器相比,該產品的耐 高溫、耐磨及抗腐蝕性能較好。 b.對環境及氣源要求低,耗氣量小,能在工作 氣壓O406 MPa、流量O912 m3(rnin·臺) 的條件下工作。控制裝置為集成電路標準插件組 裝式,操作簡單、運行費用低、可免除日常維護。 c.由于該設備本身無機械傳動部件,因此機 械故障率低、使用壽命長。目前在歐美、日本等發 達國家廣泛使用。 33 SQ系列聲波清灰器系統構成SQ系統聲波清灰器系統由聲波發聲裝置、 系統輔助機構、輸氣系統、控制部分組成,如圖1 所示。1為聲波發聲裝置,清灰器本體由發聲頭、 擴聲段、嗽叭等組成;2為系統輔助機構,氣體處 理裝置及相關配件由三聯件、電磁閥、連接管件組 成;3為輸氣系統,由DNlooDN50鋼管構成, 提供系統所需工作介質;4為控制部分,由一個控 制器組成,為清灰系統提供各種工作指令。 4 SQ系列聲波清灰器在燃煤鍋爐 上的應用

下面是SQ系列聲波清灰器在揚子石油化 工有限責任公司熱電廠6號爐(220h煤粉爐) 上的應用情況。 41應用前 原設計的機械式吹灰裝置由于經常發生故障 被停用,鍋爐在無任何清灰裝置狀態下運行,因而

1 SQ系列聲波清灰系統示意圖

l SQ型聲波清灰器在220h煤粉爐上的試驗數據

時 間 蒸汽流量/t·h-1 給水溫度/℃ 甲側排煙溫度/℃ 乙側排煙溫度/℃ 備 注 11261127112811291130121122

123(8) 123(10) 123(16) 123(2l) 124125126

聲波清灰器停運

聲波清灰器投運

導致該爐換熱面積灰嚴重、鍋爐效率降低、排煙溫 度升高,嚴重影響該爐安全經濟運行。 42應用后 分別在該爐水平煙道和尾部煙道的甲乙側對 稱安裝了12SQ型聲波清灰器。12臺 清灰器分三路控制,每路用4臺清灰器同時運行, 運行時間設定為30 8,間隔時間設定為30 s,系統 循環周期為30 min。該清灰器投用5個月后,為 了驗證其清灰效果,進行停用/投用試驗。表lSQ型聲波清灰器在某年1126日至12 6日的試驗情況。 試驗結果表明,聲波清灰器停用12 h后,該 爐甲側排煙溫度上升6℃,乙側上升4℃;聲波清

灰器投用12 h,該爐甲側排煙溫度下降4℃,乙側 下降6℃,鍋爐效率相應提高了05%。如按該 爐年運行7 000 h、耗煤30 Lh計算,該爐年節煤l 050 t,降低生產成本294萬元。

5 結束語

SQ系列聲波清灰器在220 Lh燃煤鍋爐應 用后,使用效果良好,可以使鍋爐排煙溫度下降5 10℃,再熱器出口溫度升高5℃左右,省煤器 前煙溫下降3℃左右,極大地提高了鍋爐運行的 安全性、經濟性和熱效率。


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