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燃气高能脉冲吹灰的技术说明及
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燃气高能脉冲吹灰的技术说明及经济效益分析&&&&一、概述锅炉及热交换器的积灰、结焦使锅炉排烟温度上升，导致热效率下降，并会引起受热面腐蚀，影响经济性、安全性。故长期以来，人们一直在寻求较好的除灰方式。通过对目前主要采用的蒸汽吹灰、声波吹灰及燃气高能脉冲吹灰的原理、效果、费用比较，认为燃气高能脉冲吹灰值得推广应用。锅炉、加热器和换热器的积灰、结焦影响受热面的传热效率，使锅炉排烟温度上升，导致锅炉的热效率下降，理论计算和运行经验表明，锅炉排烟温度升高20℃，锅炉热效率就会下降1%，同样严重的是积灰，结焦达到一定程度时会引起锅炉受热面的腐蚀和意外停工，造成重大的经济损失。长期以来，锅炉受热面的除灰问题一直是锅炉运行中特别受关注的问题之一，多年来，为了解决此类问题，陆续研制了蒸汽吹灰，高压水力吹灰，钢珠清灰，压缩空气吹灰和声波吹灰。俄罗斯中央锅炉透平研究所研制了燃气高能脉冲吹灰技术，94年哈尔滨世纪热能技术开发有限公司率先将该技术用于国内电站锅炉，并获得成功，几年来经过改进，在电站锅炉、水泥窑余热炉、有色金属冶炼余热炉，化工行业加热炉上得到较大的推广，并取得了明显的效果，下面对蒸汽吹灰，声波吹灰和燃气高能脉冲吹灰作一简要的技术经济分析和比较。二、燃气高能脉冲吹灰原理利用空气和燃气在一特殊的容器中混合，经高频点火，产生爆燃，体积急剧膨胀生成高温、高压的爆燃气体，该爆燃气体在一特殊结构的罐体内得到加强加速，形成激波，蓄集起极高的能量，从喷嘴中以冲击动能、热能和声能的形式进入炉内，作用在锅炉受热面的积灰上，使积灰脱落被烟气带出炉外。其喷出的气体速度极高（300～350m/S）压力很大（0.1～1MPa）在很短的时间内作用在锅炉受热面上，其吹扫的作用相当于蒸汽吹灰，但远比蒸汽吹灰强。其喷出的高温燃气射向积灰层时，可以使积灰软化，粘结强度降低，在高压气流的吹扫下，灰层破碎脱落，这种热清洗的作用是蒸汽和声波吹灰所不具备的，对于燃油锅炉和工业用余热炉的粘结性积灰尤为有效。其混合气体被点火爆燃时，将伴随着巨大的响声，这是能量以声能释放出来的体现，由运行实验可知，在距喷嘴轴线6～7m处，其声压级仍保持在160dB以上，声波频率为35～205HZ（25℃）由于燃气脉冲吹灰装置的声波频率低，能量大，因此进入炉膛后不&&&&&&&&易衰减，并以辐射状向炉膛各个方向传播，通过声能量的作用，使这些区域中的空气分子和粉尘颗粒产生振动，其反复作用下，使积灰松散、破裂、脱落。这一作用与声波吹灰的作用相同，但其作用强度比声波吹灰要强得多。三、燃气高能脉冲吹灰装置的工作效果燃气高能脉冲吹灰装置自1994年国产第一套装置投入运行以来，已经在全国数百台电站锅炉、化工行业加热炉、CFB循环流化床锅炉上得到推广和应用，安装位置的环境适应性也越来越宽，温度最高1170℃，炉膛最大负压：C700mm水柱，最大正压+370mm水柱，烟气含水最大30%。而其除尘、除焦的效果也极为明显。四、75t/HCFB锅炉燃料消耗量计算：1、排烟热损失q2q2=(k1α&&&&py+k2)0.01(θpy-tlk)(1-0.01q4)%&&&&&&&&k1：烟煤：3.5k2：烟煤：1.0α(θq4&
&&&py：排烟处的过量空气系数：1.2py-tlk)：排烟温度下降：10℃&&&&&&&&：CFB锅炉取4&&&&py+k2)0.01(θpy-tlk)(1-0.01q4)%&&&&&&&&代入公式q2=(k1αq2=0.5%&&&&&&&&2、安装吹灰器以前的每小时耗煤量B1=D（igc-igs）/η1QdwB1：吹灰前煤的耗量B2：吹灰后煤的耗量D：蒸发量75t/hQdw：煤的低位发热量：3298kcal/Nm3igc：过热蒸汽焓：797kcal/kgigs：给水热焓：152kcal/kgη1：CFB炉取85%。代入公式：B1=D（igc-igs）/η1Qdw&&&&&&&&B1=72）/85%×3298kcal/Nm3B1=17256kg/h=17.256t/h3、安装吹灰器以后，效率提高0.5%，η2=η1+0.5%=85.5%，代入公式B2=D（igc-igs）/η2QdwB2=7-152）/85.5%×3298kcal/Nm3B1=17155kg/h=17.155t/h4、吹灰后每小时节省的燃煤量为B2-B1==0.101t/h5、安装吹灰器后每年节省的燃煤量为B=0.101吨/小时×24×330=800吨/年6、按每吨燃煤300元计算，每年节省资金为800×300=240000元五、脉冲吹灰器全年运行费用1、脉冲吹灰器全年运行费用对于75t/h锅炉安装7层吹灰支路，每3天工作一次，每次每层发射10次，每个月共吹灰700炮，每瓶乙炔可以供系统吹扫150炮，即对于3瓶工业用乙炔瓶组成的乙炔站，每月更换乙炔瓶二次（6瓶）即可，按乙炔每瓶95元计，每月费用为：95×6=570元/月锅炉全年运行7000小时，即10个月，那么乙炔每年的费用为570元/月×10月=5700元2、脉冲吹灰器全年的检修费用燃气高能脉冲吹灰无需大的检修，每年维护费用500元。七、燃气高能脉冲吹灰的优点（1）除具有蒸汽吹灰和声波清灰的功能外，还具有热清洗功能，能量大，既适合于松散性积灰又适合于粘结性积灰，结焦和堵灰的清除。（2）能量强度和喷口的方向，形状易于调整，对于不同类型的积灰和不同形状的工作面都有最佳的适当性。（3）整个系统简单，无转动机械，运行程序全自动化。操作简单，可靠性高，不需要经常维护。（4）结构尺寸小，易用于空间尺寸小的位置。&&&&&&&&（5）一次性投资少，运行和维护成本低、经济性好、效率高。八、结论燃气高能脉冲吹灰包容了蒸汽吹灰和声波吹灰的一切优点，其对于不同积灰清除的有效和彻底，装置调整的方便，维护的简单以及成本的低廉都是其它除灰方法无法比拟的，建议厂家使用燃气高能脉冲吹灰。&&&&&&&&
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蒸汽吹灰器吹损锅炉受热面原因与对策论文
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蒸汽吹灰器吹损锅炉受热面原因与对策论文
官方公共微信蒸汽吹灰器对锅炉设备运行的影响及其管理--《华北电力技术》2009年S1期
蒸汽吹灰器对锅炉设备运行的影响及其管理
【摘要】：托电锅炉吹灰器一直以来存在着缺陷多、吹灰效果差、投入率低的问题,困扰着锅炉安全经济运行。自2005年起,将吹灰设备的维护外委给吹灰器厂家。在此期间,托电与维护单位共同努力,在吹灰器运行、维护及管理方面吸取了以前的教训,文章对此进行了详细的介绍。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TK223.27【正文快照】：
目前,大容量的火力发电厂主要使用的吹灰器种类有:蒸汽吹灰、声波吹灰、燃气脉冲激波吹灰器,采用较多的为蒸汽吹灰器以及声波吹灰器。蒸汽吹灰主要是利用高压蒸汽的吹扫作用,清除受热面的积灰和结渣,其优点是技术较成熟、吹灰用时短、效果好,因此在火力发电厂中得到了广泛的应
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目前安装的吹灰设备主要是和以及。蒸汽吹灰器为传统吹灰器，目前使用数量最多，由于结构和介质的特点，加上的影响，吹灰枪管易发生卡涩、失灵、漏汽等现象，设备故障率相对较高，要求维护水平较高；声波吹灰器，由于能量不足（目前最大在140分贝左右），与灰粒的固有频率差别很大，与积灰特性不适应，吹灰效果很差，基本上不能除掉已有的积灰，只能在其时阻止积灰的产生，造成锅炉受热面积灰严重，排烟温度升高，从而大大降低了。激波吹灰器是新一代除灰技术，利用瞬间生产超音速流体（）的能量，清除锅炉积灰的新型吹灰器。导热系数0.w/㎡·℃工作原理长伸缩式和短伸缩式声&&&&能140分贝左右灰&&&&器传统吹灰器
锅炉在运行过程中，受热面积灰、是最常见的现象，沉积在锅炉受热面上的积灰层的为0.w/㎡·℃,而金属管壁的导热系数为46.5～58.1 w/㎡·℃，积灰层的导热系数比金属管壁的导热系数低500～800倍。因此，在轻度积灰的情况下，积灰层带来的附加也会严重影响锅炉受热面内外热量的传递，使排烟温度升高，降低，同时积灰进一步导致受热面产生高低温腐蚀，锅炉管爆漏现象频繁，严重时，甚至被迫清洗和爆管，致使运行周期大大缩短。这里是燃气脉冲激波吹灰器的技术不足之处，首先在锅炉上的应用范围很窄，由于爆燃后极易卷吸高温烟气和燃气泄漏等方面的考虑还只能应用于温度相对较低的尾部烟道下部（如空预器等）。其次存在一定的安全隐患，由于工作介质为可燃气体，一旦设计结构不合理，生产质量有问题，都易引起可燃气体的泄漏，从而造成炉膛或环境发生安全事故。第三系统较为复杂，对控制系统的要求很高。第四没有稳定气源，需定期更换。对吹灰器进行维修时，必须先切断电源，关闭吹灰器阀门前的蒸汽管路阀，以防吹灰器自行启动或其它电器事故。
1、定期检查各密封处有无漏汽现象。如有泄漏，可适当调整填料的压紧度；若调整仍无法解决的问题时，可更换填料密封圈。当更换处的密封圈时，V型开口应朝方向装人。
2、若阀门关闭后仍有泄漏，则表明环与阀瓣的结合面磨损或变形，一般要重新研磨密封面；若密封面损坏到研磨不足以解决时，必须更换。
3、定期加润滑油脂。减速箱半处一次，启动臂、处每周一次。
4、吹灰器应每年解体一次，经常检查，定期清理吹灰器上的积灰。
5、如电机负载过重，应检查吹灰枪是否弯曲。如有弯曲应及时取出校直。对燃煤锅炉而言，燃烧，高温及挂焦，尾部受热面积灰是常见的不可避免的现象。水冷壁结焦严重时，大渣使冷渣斗蓬住无法排渣；高温过热器和再热器结焦严重时，会使部分受热面间烟气通廊堵死；尾部受热面积灰严重时，会使过热器、再热器、、空预器降低，锅炉排烟温度升 高，锅炉效率降低；受热面结焦、积灰还会引起受热面超温，加剧受热面腐蚀，缩短受热面寿命，严重时会影响锅炉的正常运行，甚至影响到巡检人员的人身安全。因此，结焦、积灰是燃煤运行中存在的难题，在锅炉设计时均配有一定数量的吹灰器，常用的吹灰器有、燃气脉冲、声波吹灰器。下 面就以上三种吹灰器的工作原理、技术特点、应用范围发表一下自己的看法。2.1 工作原理
分为长伸缩式和段伸缩式两种。①长伸缩式吹灰器(：用于和(也有用于的)管束中的积灰。时吹灰管子和喷头一面旋转,一面伸入烟道。喷头用式,蒸汽或空气的喷射速度超过声速，有效吹灰半径约1.5～2米。②短伸缩式吹灰器：用于吹扫炉膛管子表面的和积灰。以上两种吹灰器多数用于高于 700℃的烟温范围，吹灰结束后吹灰管退出炉外，以免被高温烟气烧坏
2.2 主要型式
蒸汽吹灰系统主要由吹灰蒸汽管路系统、蒸汽吹灰器和程控装置三部分组成；蒸汽吹灰器的型式有吹灰器、长伸缩式吹灰器和空预器吹灰器。均为电动驱动，阀门开启为机械式，配有蒸汽微调装置来调整蒸汽压力和流量，管为耐热合金钢。各种吹灰器的主要性能参数见表1。
表1 蒸汽吹灰器主要性能参数
　　　　　　　　　　序号
长伸缩式吹灰器
空预器吹灰器
　　不同厂家型号不同
每次吹扫时间
吹扫蒸汽压力
2.3 技术性能特点
作为一种传统的吹灰方式，高温高压蒸汽直接吹扫受热面，对清除受热面的积灰和挂渣都有较好的作用，对强、低的灰效果也很好。其主要优缺点如下：
优点：(1) 可以布置在锅炉各个部位，能对炉膛、水平烟边、尾部竖井的受热面直接进行。
(2) 对、灰熔点低和较粘的灰效果也很好。
(3) 蒸汽直接从锅炉引接，按设定程序运行吹灰。
(4) 短吹灰器运行可靠，长吹灰器也较为可靠。
缺点：（1）吹灰耗费蒸汽，降低了，增加了锅炉补给水。
（2）吹灰只能清除所吹到的受热面，吹灰有死角。
（3）长伸缩式吹灰器伸缩部分易变形卡涩，蒸汽吹伤受热面引起爆管，且维护量大，结构尺寸大，占用较大的空间位置。3.1 工作原理
燃气脉冲的工作原理是利用空气和可燃气体（如氢气、乙炔气、煤气、液化气和天然气等）以适当的比列混合，在一特殊的容器中混合，经高频点火，产生爆燃, 瞬间产生的巨大声能和大量高温高速气体，以冲击波的形式振荡、撞击和冲刷受热面管束，使其表面积灰飞溅，随烟气带走。
3.2 主要型式
燃气脉冲激波吹灰器根据气体混合点的设置位置分为串连式和并联式两种型式。串连式系统是指气体混合点设置在主干管路上，经后产生的高温气体再经分配器至各吹灰点；并联式系统是指气体混合点设置在各吹灰点的分支管路上，经点火器后产生的高温气体直接至各吹灰点。从系统设置而言，并联式系统比串连式系统 更安全、控制更灵活。
3.3 技术性能特点
燃气脉冲主要由燃气供给系统、空气供给系统、气体混合罐、点火器、能量分配系统、激波发生器和冲击管等构成。其主要优缺点如下：
优点：（1）能量大，既适合松散性积灰又适合粘结性积灰。
（2）整个系统简单，无转动机械，运行程序化，检修工作量小。
（3）结构尺寸小，占用较小的空间位置。
缺点：（1）吹灰消耗燃气，需定期更换供气设备。
（2）吹灰主要对垂直冲刷面作用大，吹灰有死角。
（3）吹灰长期冲刷固定的受热面，燃气须注意安全。
现今，以上三类吹灰器都针对于不同厂家的工艺流程发挥着自己独特的作用。其中冲击波吹灰器成本低廉而且能满足多种条件下不同的需求，所以应用最为广泛。
3.3 冲击波吹灰器的工艺流程
锅炉在运行过程中，换热表面上产生的积灰将减弱工质与烟气间的，增加烟气阻力，降低，增加燃料消耗，影响锅炉的正常运行。在中，积灰有时还会引起尾部换热器产生腐蚀，造成锅炉运行危险。定期清除锅炉换热器表面的积灰可以保证锅炉正常运行，降低锅炉燃料消耗，提高换热器的换热效率和延长换热器的使用寿命。此类型吹灰器很少采用国外产品，一是价格昂贵，其次是适用范围小。国内厂家，如北京凯明阳，基本都是非标准定做，要根据不同的工艺流程，满足客户不同的需求，还会对客户的管道和锅炉保护链接，相对延长锅炉寿命和管道寿命。另外，有效减少吹灰器数量，以最少的吹灰点满足吹灰效果，降低了安装成本和。4.1 工作原理
有双音双频声波吹灰器和单音单频声波吹灰器两种，其发声原理不尽相同，双音双频声波吹灰器是将压缩空气流经一个高音高频发声哨产生的高音高频声波和一个低音低频声波发生罩反射形成的低音低频声波进行叠加产生双音双频带状频率声波；单音单频声波吹灰器是将压缩空气或蒸汽流经金属膜片、旋笛、发 声共振腔或其它声波发生组件产生很强的声音；声波在烟道或炉膛内传播，牵动烟气中的灰粒同步振动，在声波振动及疲劳反复累计作用下，使微小的灰粒难以靠近积灰面，也使沉积在受热面上的灰尘破坏剥离，从而达到清灰的目的。
ENSG-J 系列可调频强声波除焦器
ENSG-G 系列可调频强声波除垢器
4.2 主要型式
声波吹灰系统主要由压缩空气管路系统、声波吹灰器和程控装置三部分组成。声波吹灰器很简单，由发声装置和导波装置构成，就像一个高音喇叭一样。两种声波吹灰器的主要性能参数见表2。
表2 声波吹灰器主要性能参数
　　　　　　　　序号
双音双频声波吹灰器
单音单频声波吹灰器
复合频率带
32.5--2000
32.5--360Hz
低音频主频率
高音频主频率
　　椭圆形
介质（压缩空气）流量
有效吹扫半径
　　交流电220V，50Hz
交流电220V，50Hz
　　间歇式，每次发声
15－30s，间隔时间2h
间歇式，每次发声15s，
间隔时间2h
注：双音双频技术指标引自西安热工研究院对该产品的技术检测报告；膜片式声波吹灰器技术指标引自国外某公司的网站。
由于双音双频声波吹灰器功率大、寿命长、维护量小、运行成本低，近几年已在十多家电厂锅炉上安装使用，甚至安装在上对防止煤粉结块堵塞效果也较好。
4.3 技术性能特点
上世纪八十年代国外开始研制声波吹灰器，经过20余年的发展和改进，声波吹灰器技术已逐步成熟。声波吹灰器的主要优缺点如下：
优点：（1）利用声波与灰粒及积灰发生振动和共振，适合松散性积灰。
（2）吹灰器简单可靠，无转动机械，运行程序化，维修工作量很少。
（3）声波可以达到其它吹灰器难以达到的位置，不留死角。
（4）对受热面管壁无吹损、无腐蚀，运行成本低。
缺点：（1）产生的能量有限，影响了其使用范围。5.1 产品概述
CHQ(激压缩空气激波吹灰器安装现场波吹灰器)是针对节能减排研发的一种以压缩空气为介质，采用泄压爆发释放技术，利用瞬间生产超音速流体()的能量，清除锅炉积灰的新型吹灰器。产品相比传统的机械吹灰器()、、燃气，具有效率高、耗能低、结构简单、安全可靠、维修方便、智能控制等优点，实为理想的锅炉装置。
5.2产品结构
CHQ（激波吹灰器）主要由激波发生器、步进、中央、就地控制柜和(气源)等设备组成。
5.2.1.发生器
激波发生器是由和泄压释放结构组成，其容积可分为0.02m3~0.10m3多种规格，储蓄罐能承受1.0MPa~1.6MPa的工作压力。泄压释放结构在罐体中，当压力达到时，可自动泄压，而引发激波发生器罐体内压缩空气瞬间释放产生激波()，泄压响应时间为0.5S。
5.2.2.步进
步进旋转喷头是压缩空气的冲击波释放口，其特点在于改变吹灰方位能够较大的处理锅炉管束表面的积灰。每次吹灰步进旋转喷射口自动轴向顺时针旋转30°角，连续工作12次即完成一个单点吹灰器的周期工作(360°)。步进旋转喷头的喷口与步进旋转喷头的轴线成15°~45°夹角，使喷射口喷出的冲击波更好的对准积灰面，从而达到每次有效吹灰的完成。
5.2.3.中央
控制器主体采用，可实现自动或手动控制模式，也可远程控制与兼容等功能。
5.2.4.就地控制柜
实现方便灵活的现场就地单台操作，为检修维护提供了便利的条件。
5.3 工作原理
CHQ(压缩空气)是一种以压缩空气为介质，采取泄压释放技术，利用瞬间产生的超音速气体()，清除锅炉积灰的新型锅炉吹灰装置。根据物理学理论，气体的体积V，强压P，和温度T，三个，存在着固定的关系，它们之间互为函数，这种函数关系是守恒的，因此可以通过从一种状态变换到另一种状态，并获得设计期望的结果，既我们研制压缩空气激波吹灰器的原理。
5.4技术参数
CHQ（）-0.02/50-B
CHQ（压缩空气激波吹灰器）-0.1/80-B
有效吹灰作用范围
每点方位周期(360°)的脉冲次数为12次
最大工作压力
发生器的罐体容积
喷头步进行程
喷头出口￠
PLC编程控制，每单元可控制24个点位
重量(空气压缩机除外)
罐体外形尺寸直径×长度
利用高压蒸汽的射流冲
击动能清除积灰、。
利用声波能量的震动、扰动。
利用可燃气体与空气混合，经点火燃爆禅城吹灰。
利用压缩空气经发生器产生冲击波、步进吹灰。
80dB~100dB
140dB~150dB
160dB~170dB
160dB~170dB
较好，对清除积灰、结
焦有效，对积灰死角无
差，仅能起到一定的阻止积灰沉降的作用，清除积灰、结焦无效。
好，对清除积灰、结焦。
好，由于步进旋转喷头在吹灰中可清除烟道内的死角、积灰、。
复杂，机械结构部分复
较简单，单电磁阀、声波次片。
较复杂，燃气罐须经常更换，控制部分有空气、燃气流量检测、高能点火控制、控制等。
较简单，、发生器、步进，无需导线连接吹灰点，因此故障少。
最低，机械故障率高，驱动电机易烧毁，稳定运行期短。
较高，有易损部件膜
较低，点火器、混合气罐有高温、锈蚀，长期有强度减弱容器爆破的危险。点火不稳定，激波强度忽强忽弱不易控制。
高，纯启动式设计，工作可靠性极高。元件寿命大于30年，动寿命大于50万次脉冲动作，产生强度稳定。
最高，每次吹灰须消耗锅炉产蒸汽0.7%。
较高，耗气量高。
较低，脉冲式工作，气、燃气耗量低。
最低，脉冲工作，耗气量极低
低，锅炉管束壁易腐蚀，产生爆管事故。
最低，有锅炉内爆炸或回火爆炸危险。
高，以纯空气为介质产生脉冲安全可靠。
对流管束受热面
所有受热面
所有受热面
所有受热面
根据三种吹灰器工作原理、技术特点及实际应用情况，其主要技术性能比较见表3。
表3 技术性能比较
吹灰器名称
压缩空气或蒸汽
过热器、省煤器、空气预热器
过热器、省煤器、空气预热器
、松散性灰
松散性灰及粘性灰
每隔8h一次
每隔7～15天运行一次，
一般为0.5h
每隔2－4h发声一次，
每次发声30－60s
设备系统较为可靠。
系统复杂，有死
角，运行费用高。
长吹灰器易受热变形卡
死引起爆管，维护量大，装置占地面积大
设备系统简单，功率大。运行成本高，吹灰有死角，燃气有安全问题
设备系统简单，使用安全，
维护量较小，成本低。能量低
有效吹灰半径
运行费用比较
根据三种吹灰器的技术性能，对、屏式受热面除焦来说，仍是最佳选择，也可配合一起使用效果更佳。对尾部受热面（低温、、），三种吹灰器均可采用，对粘性灰应优先采用燃气脉冲。对，适合采用声波吹灰器和燃气脉冲吹灰 器，也可采用蒸汽吹灰器，前者在过程时即可投入运行。、及燃气脉冲激波吹灰器是国内外燃煤锅炉使用的三类设备，这三类吹灰设备存在着各自的优缺点。蒸汽吹灰器仍不失作为吹灰除焦的重要设备；燃气脉冲对粘性积灰效果较好；对松散性积灰，声波吹灰器利用震动与共振将积灰清除，在灰斗、粉斗上装设声波吹灰器也起到了非常好的清灰 效果；随着声波吹灰设备技术的发展，声波吹灰器将会得到更为广泛的应用。
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