声波吹灰技术在电厂锅炉中的应用

　　2000年10月，谏壁发电厂对5号锅炉尾部受热面的吹灰系统进行了技术改造，分别在省煤器及高、中温段空气预热器部位安装了48只SB-70插入式程控声波吹灰器，以解决锅炉尾部受热面积灰结渣的问题。

　　1、SB-70插入式程控声波吹灰器

　　声波吹灰的基本原理在于声波对积灰的高加速度剥离作用和振动疲惫破碎作用。此外，声波与烟气流、换热管之间的流体动力场关系，高声强非线性的非凡效应等都将对清灰除焦起作用。与传统的除灰方法相比，声波吹灰的优点主要有：

　　（1）声波辐射具有全向性，极高的返射性和快速传播（声速），以及在气体中传播时衰减很小等特性。它能均匀布满整个空间，进行全方位清灰，可以清除到其它方法不易清除的死角。达到烟道畅通，保持受热面清洁，提高换热效率的目的。

　　（2）声波除灰法利用声振动达到除灰的效果，声波除灰方式本身又可以影响沉积物生成机理，防止和延缓沉积物形成，起到了预防结渣的作用，吹灰效果好。

　　（3）耗能量低，安装投资费用回报期短。

　　（4）声波吹灰不会使锅炉部件产生热应力。

　　1.1、SB-70插入式程控声波吹灰系统的组成与技术指标

　　SB-70插入式程控声波吹灰系统由气源、声波吹灰器、程控柜、电磁阀及连接管道组成。气源提供产生声能所需的机械能，声波吹灰器将高压气源所携带的直流能量经调制变换为交变的声波能量，程控柜用于控制调节声波吹灰器的运行，电磁阀接受程控柜的指令，控制气源的进入，即控制声波吹灰器的开停。SB-70插入式程控声波吹灰器的具体结构与安装方式说明见参考文献。

　　SB-70插入式程控声波吹灰器的技术指标如下：

　　气源属性：压缩空气或过热蒸汽。

　　气源压力：压缩空气为0.1MPa以上；过热蒸汽为0.3MPa以上。

　　气源流量：压缩空气为0.6~1.0m3/min；过热蒸汽为0.8~1.0m3/min.

　　工作频率：600~800Hz。

　　声强特性：140dB~150dB以上。

　　1.2、SB-70插入式程控声波吹灰器的特点

　　SB-70插入式程控声波吹灰器没有电机、膜片等易损部件，不需更换部件。要求气源压力低，适用性高。

　　SB-70插入式程控声波吹灰器采用插入式，直接布置在烟道内的受热面旁，而不是布置在炉墙面上，炉墙不需开孔，不会破坏炉墙结构，克服了其它类型声波吹灰器固定、减振、保温困难及适用性差的弊端。插入式的布置方式还可以根据受热面的大小及积灰情况布置多个吹灰器，确保受热面都能接受到足够强度的声波，除灰效果更好。

　　SB-70插入式程控声波吹灰器产生的声波对锅炉设备的作用主要通过声振动，工作频率在600~800Hz的SB-70声波吹灰器，很难造成锅炉共振，且正常运行时噪声很小，不产生噪声污染。

　　2、SB-70插入式程控声波吹灰器在谏壁发电厂的应用

　　谏壁发电厂5号锅炉尾部烟道有4个仑，自上而下依次布置高温段空预器、省煤器、中温段空预器及低温段空预器，根据各受热面积灰程度，选择在省煤器及高、中温段空气预热器部位安装声波吹灰器，另根据受热面的大小，每个受热面安装4个声波吹灰器，一个仑安装12个声波吹灰器，分三排布置，分别悬挂于高温段空预器、省煤器及中温段空预器上方，这样，锅炉尾部烟道内共安装了48个声波吹灰器。

　　为了保证声波吹灰器有足够的压缩空气量，以使吹灰器可以有效地进行工作。在吹灰系统工作时，先开启一个支路的阀门进行吹灰，当此支路吹灰完毕后，再接着开启另一个支路的阀门进行吹灰，直至所有支路全部吹灰完毕，则表明一个吹灰周期结束。

　　在锅炉运行一年后，2001年10月厂方技术人员进入锅炉尾部烟道，发现安装了声波吹灰器的省煤器及高、中温段空气预热器基本无积灰。

　　通过对吹灰器投运前后排烟温度等运行资料的分析，发现吹灰器投运后，锅炉排烟温度明显降低，例如，加装声波吹灰器前，锅炉负荷为70MW时，排烟温度为132℃，而加装声波吹灰器后，相同进风温度条件下，锅炉负荷为80MW时，排烟温度为130℃。假如在相同负荷下比较，则加装声波吹灰器前后，锅炉排烟温度降低的幅度非常大。

　　为了检验投运声波吹灰器对降低排烟温度的效果，进行了启停空预器部位声波吹灰器，锅炉变化的试验研究。

　　试验结果表明，停运空预器声波吹灰器后，锅炉排烟温度开始升高，前3天排烟温度上升速度较慢，大约经过4天的时间后，排烟温度快速上升。其原因是由于开始几天是空预器逐渐积灰的过程，到一定时间，空预器积灰严重，影响了空预器的换热过程，所以排烟温度快速上升。试验说明声波吹灰器对于空预器除灰有显著效果。恢复空预器声波吹灰器运行后，大约经过相同的时间，锅炉排烟温度又降低到原来的水平，从开始的150℃降低到126℃，表明声波吹灰器将前几天空预器沉积的灰尘清除了，声波吹灰器除灰效果明显。以上试验在相同工况下进行。

　　SB-70声波吹灰器在谏壁发电厂的工业应用表明其有着很好的吹灰效果，有效降低了锅炉排烟温度及烟道阻力，大大提高了锅炉效率，经济效益十分显著。