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吹灰器

目前电站锅炉安装的吹灰设备主要是蒸汽吹灰器和声波吹灰器以及激波吹灰器。蒸汽吹灰为传统吹灰器,目前使用数量最多,且最为有效,是锅炉吹灰必备。由于结构和介质的财环气友作药沿担会特点,加上高温环境的影响,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,长时间故障不处理会导致吹损管壁;声波吹灰器,理论上分贝越高吹灰越好(目前最大声能在158分贝左右),但目前国产声波吹灰器效果一般,吹灰效果不明显,基本上不能除掉已有的积灰,只能在其吹灰时阻止积灰的产交盟检粉依神零生,进口声波吹灰器能明显提高主烟温度,降低排烟温度,从而大大提高了锅炉热效率。激波吹灰器也是一种除灰技术,利用瞬间爆炸生产超冲击波的能量,清除锅炉积灰。但受乙炔、天然气等气源危险的影响,选用时都有所顾虑。

  • 中文名 吹灰器
  • 外文名 Soot Blower
  • 吹灰器 SCR 尾部烟道 水平烟道
  • 工作原理 蒸汽、膜片震动、爆炸波
  • 能量 蒸汽、声波能、冲击波

吹灰的必要性

整背帮由棉急剂草供器  锅炉在运行过程中,受热面积灰、结焦是最常见的现象,初混责京随自神沉积在锅炉受热面上的积灰层的导热系数为0.0581~0.116w/㎡·℃,而锅炉受热面金属管壁的导热系数为46.5~58.1 w/㎡·℃,积灰排打盾而合层的导热系数比金属管壁的导亮七声具移热系数低500~800真采组杂速促重文念相坏倍。因此,在轻度积灰的情况下,积灰层带来的附加热阻也会严重影响锅炉受来自热面内外热量的传递,使排烟温度升高,锅炉热效率降低,同时积灰进一步导致受热面产生高低温腐蚀,料意减策那左利孩氧锅炉管爆漏现象频繁,严重时,甚至被停炉清洗和爆管,致使运行周期大大缩短。

吹灰器不足

  蒸汽吹灰器容易吹损管壁,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,主烟温度降低,导致热效率降低。

  声波吹灰器在吹灰前必须人工清灰一次,不然顽固无法清除。

  燃气脉360百科冲激波吹灰器的技单强保送明世车创式洋生术不足之处,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)。其次存在一定七环金动灯她它的安全隐患,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,从而造求因西下动宽成炉膛或环境发生安全事故。养他降注思第三系统较为复杂,对控制跳象阿各品足系统的要求很高。第四没有稳定气源,需定期更换。

维护方法

  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算厂速久路阀,以防吹灰器自行启动或其它电器事故。

  将过果第文深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。当更换空心轴处的聚四氟乙烯密封圈时,V型开口应朝阀杆方向装入。

  2、若阀门关闭后仍有泄漏,则表明阀座环与阀瓣的结合面来自磨损或变形,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,必须更换阀体。

  3、定期加润滑油脂。减速箱半月一次,启动臂、铜套处每周一次。

  4、吹灰器应每年解体360百科一次,经常检查行程开关,定期清理吹灰器上的积灰。

  5、如电机负这胶西呢胜载过重,应检查吹灰枪是否弯曲。如有弯曲应及时取出校直。

技术分析比较

锅炉安装

  对燃煤锅炉而言,炉膛燃烧水冷结焦,高温过热器及再热器挂焦,尾部受热任兴民盾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,会使过热属使持指武内歌座汽宁器、再热器、省煤器、空预器传热效率降低,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,严重时会影响庆尼夜宣杆掉南怀黄锅炉的正常运行,甚至影响到巡检人员的人身安全。因此,结焦、积灰是燃煤电站锅炉运行中存在的难题,在锅炉设计时均配有一定数量的吹灰器,常用的吹灰器有蒸汽吹灰器、燃气脉冲激波吹灰器、声波吹灰器。下 面就以上三王华五菜武马种吹灰器的工作原理、技术特待需行能还小误行权点、应用范围发表一下自己的看法。

蒸汽吹灰器

  2.1 电光工作原理

  蒸汽吹灰器分为长伸缩式和段伸缩式两状城市燃针来植计重种。①长伸缩式吹灰器(:用于吹扫过热器和再热器(也有用省煤器的)管束中零行破溶任全下易验的积灰。吹灰时吹我封灰管子和喷头一面旋转,一伤识是植蒸面伸入烟道。喷头用拉瓦尔喷管式,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:用于吹扫炉膛水冷壁管子表面的结渣和积灰节校备同图队亚肥便。以上两种吹灰器殖村指因多数用于高于 700℃的烟着喜养运液温范围,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、蒸汽院造钢移岩外者吹灰器和程控装置三部分组成;蒸汽吹灰器的型式有炉膛吹灰器、长伸缩式吹灰器和空预器吹灰器。蒸汽吹灰器均为电动驱动,阀门开启为机械式,配有蒸哪防教汽开度微调装置来调整吹扫蒸汽压力和流量,吹灰管为耐热合金钢。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

  项目

  单位

  炉膛吹灰器

  长伸缩式吹灰器

  空预器吹灰器

  1

  型号

  /

  不同厂家型号不同

  2

  行程

  mm

  255~400

  ~10000

  ~1300

  3

  吹灰角度

  360

  360

  垂直向上

  4

  有效吹扫半径

  mm

  ~2000

  ~2000

  1200~1500

  5

  每次吹扫时间

  s

  20~25

  300~600

  ~1800

  6

  汽耗率

  kg/min

  66~70

  36~100

  70~90

  7

  吹扫蒸汽压力

  MPa

  0.8~1.98

  0.8~1.98

  0.8~1.98

  2.3 技术性能特点

  蒸汽吹灰器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,对结渣性强、灰熔点低的灰效果也很好。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吹灰。

  (2) 对结渣、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,降低了烟气露点,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。

燃气脉冲激波吹灰器

  3.1 工作原理

  燃气脉冲激波吹灰器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,经点火器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

  燃气脉冲激波吹灰器主要由燃气供给系统、空气供给系统、气体混合罐、点火器、激波能量分配系统、激波发生器和冲击管等构成。其主要优缺点如下:

  优点:(1)冲击波能量大,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热交换,增加烟气阻力,降低锅炉热效率,增加燃料消耗,影响锅炉的正常运行。在工业锅炉中,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,降低了安装成本和燃料成本。

声波吹灰器

  4.1 工作原理

  声波吹灰器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耦合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

  项 目

  单位

  双音双频声波吹灰器

  单音单频声波吹灰器

  1

  复合频率带

  Hz

  32.5--2000

  32.5--360Hz

  2

  低音频主频率

  Hz

  50

  /

  3

  高音频主频率

  Hz

  500

  /

  4

  辐射功率

  W

  ≥2000

  600~1000

  5

  辐射方向

  椭圆形

  椭圆形

  6

  介质(压缩空气)流量

  m/min

  0.8~1.4

  1.0~3.0

  7

  声强

  dB

  135~155

  130~158

  8

  清灰角度

  360

  360

  9

  有效吹扫半径

  m

  10

  3-9

  10

  控制电源

  交流电220V,50Hz

  交流电220V,50Hz

  11

  运行方式

  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

  12

  使用寿命

  4~8年

  1~6年

  注:双音双频声波吹灰器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,甚至安装在煤粉仓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)产生的声能能量有限,影响了其使用范围。

压缩空气激波吹灰器

  5.1 产品概述

  CHQ(压缩空气激波吹灰器)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激波(冲击波)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(蒸汽吹灰器)、声波吹灰器、燃气激波吹灰器,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,实为理想的锅炉吹灰装置。

压缩空气激波吹灰器安装现场

  5.2产品结构

  CHQ(压缩空气激波吹灰器)主要由激波发生器、步进旋转喷头、中央控制柜、就地控制柜和空气压缩机(气源)等设备组成。

  5.2.1.激波发生器

  激波发生器是由储蓄罐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,当压力达到额定值时,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(冲击波),泄压响应时间为0.5S。

  5.2.2.步进旋转喷头

  步进旋转喷头是压缩空气激波吹灰器的冲击波释放口,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.中央控制柜

  控制器主体采用PLC可编程控制器,可实现自动或手动控制模式,也可远程控制与DCS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(压缩空气激波吹灰器)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冲击波(激波),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,三个状态参量,存在着固定的物态方程关系,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

  参数名称

  单位

  CHQ(压缩空气激波吹灰器)-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

  m

  6

  9

  吹灰频率

  次/周

  每点方位周期(360°)的脉冲次数为12次

  最大工作压力

  MPa

  1.0~ 1.6

  激波发生器的罐体容积

  m3

  0.02

  0.10

  脉冲声级

  dB

  ≥ 150

  工作噪声

  dB

  ≤ 80

  喷头步进行程

  °

  30

  喷头出口内径¢

  mm

  50

  80

  控制模式

  PLC编程控制,每单元可控制24个点位

  适配空气压缩机

  台

  W-/12.5

  重量(空气压缩机除外)

  Kg

  45

  224

  罐体外形尺寸直径×长度

  mm

  273× 600

  325×1000

四种产品的对比

  比较项目

  蒸汽吹灰器

  声波吹灰器

  燃气脉冲激波吹灰器

  CHQ压缩空气激波吹灰器

  工作原理

  利用高压蒸汽的射流冲

  击动能清除积灰、结焦。

  利用声波能量的震动、扰动吹灰。

  利用可燃气体与空气混合,经点火燃爆禅城冲击波吹灰。

  利用压缩空气经激波发生器产生冲击波、步进旋转喷头吹灰。

  声波能及

  80dB~100dB

  140dB~150dB

  160dB~170dB

  160dB~170dB

  吹灰效果

  较好,对清除积灰、结

  焦有效,对积灰死角无

  效。

  好,清除原积灰后起到一定的阻止积灰沉降的作用,但初次清除积灰、结焦无效。

  好,对清除积灰、结焦效果好。但容易损伤管壁

  好,由于步进旋转喷头在吹灰中可清除烟道内的死角、积灰、结焦。

  设备结构

  复杂,机械结构部分复

  杂。

  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、燃气泄漏控制等。

  较简单,控制柜、激波发生器、步进旋转喷头,无需导线连接吹灰点,因此故障少。

  可靠性

  最低,机械故障率高,驱动电机易烧毁,稳定运行期短。

  高,有易损部件膜

  片、旋转阀等。

  较低,点火器、混合气罐有高温烧蚀、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。静密封元件寿命大于30年,动密封元件寿命大于50万次脉冲动作,产生激波强度稳定。

  能耗水平

  最高,每次吹灰须消耗锅炉产蒸汽0.7%。

  低,杂气耗气量。

  较低,脉冲式工作,气、燃气耗量低。

  最低,脉冲工作,耗气量极低

  安全性能

  低,锅炉管束壁易腐蚀,产生爆管事故。

  高,以纯空气为介质安全清洁。

  最低,有锅炉内爆炸或回火爆轰爆炸危险。

  高,以纯空气为介质产生脉冲吹灰安全可靠。

  适用范围

  对流管束受热面

  所有受热面

  所有受热面

  所有受热面

三种吹灰器的比较

  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

  蒸汽吹灰器

  燃气脉冲激波吹灰器

  声波吹灰器

  吹灰介质

  蒸汽

  乙炔或液化

  压缩空气或蒸汽

  应用部位

  炉膛、过热器、

  省煤器、空气预热器

  过热器、省煤器、空气预热器

  炉膛、过热器、省煤器、空气预热器、SCR

  使用范围

  结渣、松散性灰

  及粘性灰

  松散性灰及粘性灰

  松散性灰

  运行方式

  每隔8h吹灰一次

  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

  优缺点

  设备系统较为可靠。

  系统复杂,吹灰有死

  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。能量利用率高

  有效吹灰半径

  0~9m

  0~3m

  0~10m

  运行费用比较

  基数为1

  30~50%

  20~40%

  根据三种吹灰器的技术性能,对锅炉炉膛、屏式受热面吹灰除焦来说,蒸汽吹灰器仍是最佳选择,也可配合声波吹灰器一起使用效果更佳。对尾部受热面(低温过热器、省煤器、管式空气预热器),三种吹灰器均可采用,对粘性灰应优先采用燃气脉冲激波吹灰器。对回转式空气预热器,适合采用声波吹灰器和燃气脉冲激波吹灰 器,也可采用蒸汽吹灰器,前者在锅炉启动过程时即可投入运行。

结论

  蒸汽吹灰器、声波吹灰器及燃气脉冲激波吹灰器是国内外燃煤锅炉使用的三类吹灰设备,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;燃气脉冲激波吹灰器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、SCR、水平烟道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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