蒸汽激波吹灰器

1、锅炉安全可靠有效清灰的选择蒸汽激波吹灰器江阴福汇纺织有限公司隶属于亚洲最大的纺织企业福田实业。福汇纺织热电厂一期工程锅炉系无锡锅炉厂生产的75吨循环流化床锅炉3台。投运后由于生产原因，低负荷（低于额定负荷的50%）运行时间较多。锅炉主蒸汽温度低于设计值10左右，严重影响汽轮机的安全运行。锅炉厂、设计院和甲方运行人员经过研究运行记录分析，认为在低负荷燃烧情况下，炉膛出口烟气温度偏低，同时对流换热面更易积灰，过热蒸汽温度因此低于设计值；在负荷不变的情况下，只能考虑加强对流换热面吹灰这一方案来解决主蒸汽温度这一难题。 江阴福汇纺织有限公司技术人员经过对国内外各种吹灰器性能的比较，最终认为我司的汽爆式

2、激波吹灰系统原理先进，性能可*，运行安全。经过技术交流和用户考察，于2006年8月向我司定购汽爆式激波吹灰系统一套共8台，对称安装在3#锅炉过热器和省煤器上。汽源取自锅炉汽包备用阀，压力4mpa，经过减压后至1.2 mpa。 经过一个多月的运行，运行正常，达到设计要求。激波声强可调，吹灰时间可调，外界噪音极低。目前在32t/h37t/h的工况下，主蒸汽温度能够保持在430以上；高于40t/h有时要投减温水。而没有安装汽爆式激波吹灰系统的2#炉和1#炉在同样工况下，主蒸汽温度仅415度左右。对比十分明显。滨州中海沥青股份有限公司余热锅炉应用我司汽爆式激波吹灰系统效果明显，解决余热锅炉积灰难题。

3、滨州中海沥青股份有限公司是中国海洋石油股份有限公司和滨化集团共同出资成立的高科技石化企业，生产的沥青产品应用于高等级公路和机场跑道。该公司余热锅炉运行中积灰较多，影响安全生产。2006年5月经过用户对国内外各种吹灰器性能的比较，最终认定我公司的产品原理先进，性能可*，运行安全，特别适用于对安全生产要求更高的石化企业。 2006年9月，借用户全厂大检修之际安装，经过近一个月的运行，效果明显，用户非常满意。 锅炉吹灰器技术分析与比较 1. 锅炉安装吹灰器的必要性 对燃煤锅炉而言，炉膛燃烧区结焦、辐射、对流 过热器挂渣，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，将会使冷灰斗蓬住无法排渣

4、；过热器挂渣严重时，将会使烟气通廊堵死；尾部烟道积灰严重时，将会使空预器堵死。所以说结焦、挂渣、积灰是各发电厂燃煤锅炉运行中存在的难题。 受热面上产生的积灰将不同程度的减弱烟气与工质之间的热交换，增加烟气阻力，使排烟温度上升，降低锅炉热效率 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 % , 结渣、积灰严重时将影响锅炉的正常运行， 如引起锅炉受热面的腐蚀和意外停工 ,从而 造成重大的经济损失。 过热器超温，加速过热器的老化爆漏。焦、渣、灰长期覆盖受热面设备又会加剧受热面管子的腐蚀、造成四管爆破，缩短受热面的寿命。 长期以来，锅炉受热面的吹灰问题一直是锅炉运行

5、过程中特别受到关注的问题之一。 在锅炉设计、安装、运行中，锅炉结渣、积灰是不可避免的。因此，所有燃煤锅炉，在设计时均配有吹灰器。多年来为了解决锅炉积灰问题，陆续研制了多种吹灰设备，从吹灰机理来分，主要有三类吹灰器：机械式吹灰器，主要是蒸汽吹灰器，还包括空气吹灰器、水射流吹灰器、振动除灰器和钢珠除灰器等；声波吹灰器及燃气脉冲激波吹灰器。 2 三类吹灰器的技术性能比较分析 2.1 蒸汽吹灰器 （一）工作原理 蒸汽吹灰器的工作原理是利用一定温度压力蒸汽流经截面连续变化的缩放喷头，增大焓降提高出口流速，产生较大冲击力，吹扫受热面上积灰。 （二）技术性能特点 作为一种传统的吹灰方式 , 当整个装置运转正

6、常时对清除受热面的积灰和降低排烟温度都有一定作用 , 特别对结渣性强 , 灰熔点低较为有效。 其技术性能主要优点是：(1) 可以布置在锅炉各个部位 , 能对炉膛、水平烟边、尾部竖井的受热面进行吹灰。(2) 对结渣性较强 , 灰熔点低和较粘的灰有较明显效果。(3) 蒸汽来源比较充分。 其技术性能主要缺点是：(1) 排烟中含湿量增大 , 烟气露点较高； 酸腐蚀加重，易结块堵塞烟道。(2) 吹灰耗费蒸汽 , 运行费用较高 , 同时导致锅炉补给水和水处理费用增高。(3) 机械传动和电气部分在运行中故障率高 , 检修和维护工作量大 , 费用高。(4) 能耗高，运行费用高，效率低，吹灰死角多。(5)吹灰器

7、伸缩部份易弯曲变形卡死，易爆管，维护量大，装置占地面积多 2.2 声波吹灰器 （一）工作原理 声波吹灰器的工作原理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，并周期性改变积灰边界层的纵向压力梯度，在声波振动及疲劳反复累计作用下，使微少的灰粒难以靠近积灰面或使沉积在积灰面上的灰尘破坏而剥离，从而达到清灰的目的。 （二）技术性能特点 自八十年代瑞典公司mets olsson博士研制成功声波吹灰器以来，经过20余年的发展和改进，已经成为欧、美、日发达国家锅炉除灰中的主流技术。主要由空气压缩机、发声装置和导波装置构

8、成其技术性能主要优点是：(1)结构简单可靠,启停操作方便；无吹扫介质冲刷受热面，运行安全 , 维修工作量少,费用低。(2) 声波可以贯穿和清洁其它吹灰难以达到的位置， 在作用范围内可以不留死角。(3)运行成本低廉。其技术性能主要缺点是： (1)结构较复杂，采用了多个机械活动部件来产生声波，由于活动部件较多，所以极易损坏，还容易出现操作困难及发声不可靠的现象。(2)产生的声能能量较低，由于现有吹灰器主要产生线性频率，不能够与锅炉产生的所有灰垢的固有频率产生共振，从而产生清灰不彻底，并影响了其适用的范围。(3)产品使用寿命周期较短，由于产品工作在高温环境下，现有吹灰器的制造材料耐高温性能较差、抗腐

9、蚀能力较弱影响了其使用寿命。2.3 燃气脉冲激波吹灰器 （一）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，随烟气排出，沉积硬块破碎脱落。 （二）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。 其技术性能主要优点是 :(1) 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)整个系统简单 , 无转动机械 , 运行程序全自

10、动化。操作简单 , 不需要经常维护。(3) 结构尺寸小 , 易用于空间尺寸小的位置。 其技术性能主要缺点是：(1)需定期更换供气设备。(2)运行成本高。(3)只对垂直冲刷面起作用，有吹灰死角。(4)长期冲刷易使受热面变薄或变形，影响正常运行。(5)有严重的安全隐患。 上述三种吹灰器的技术性能比较见表 1。表 1 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 压缩空气、乙炔或液化气 压缩空气或蒸汽 主要应用部位 炉膛 旋转式空气预热器 过热器、省煤器、空气预热器 运行方式 每隔 8 小时吹灰一次，全炉运行一次需数小时 每隔 7 15 天运行一次，一般为半个小

11、时 间歇式，每次发声 30 60 秒，每 2 4 小时发声一次 运行费用比较 基数为 1 30 50 20 40 投资回收期 120 150 个月 12 18 个月 12 24 个月 优缺点 蒸汽来源充裕， 烟气湿度大，酸腐蚀加重，易结块堵塞烟道。能耗高，运行费用高，效率低，死角多，效果差。吹灰器伸缩部份易弯曲变形卡死，易爆管，维护量大，装置占地面积多 设备系统较简单，功率较大，但 需定期更换供气设备； 运行成本高；只对垂直冲刷面起作用，有吹灰死角；长期冲刷易使受热面变薄或变形，影响正常运行；有严重的安全隐患。 设备系统简单，使用较安全，维护量较小，成本低，但一般使用寿命较短，能量较低 有效吹

12、灰半径 圆形 1.5 米 圆形 3 5 米 球形 2 3 米 针对汽爆式激波吹灰器的问题讨论 作者：暖通信息网转贴自：互联网点击数：524更新时间：2006-4-10 作者:马卫良 针对汽爆式激波吹灰器的问题讨论 一、与传统蒸汽吹灰器相比主要优点有哪些？ 1、吹灰效果大大好于传统蒸汽吹灰器。传统蒸汽吹灰器一般吹灰范围只有24米，而汽爆式蒸汽激波吹灰器吹灰范围可达79米。且没有死角，蒸汽不会直接作用于受热面金属管壁。 2、不需要维护。即使需要维修，重量只有100kg，拆装十分方便。而传统蒸汽吹灰器一般重量达2001300kg。故障率高且维修不便。 3、耗汽量很少。平均耗汽量只有10kg/min以

13、内。而传统蒸汽吹灰器一般耗汽量为60120kg/min，加重了尾部烟道受热面结露、堵灰和低温腐蚀。 二、与其他声波吹灰器相比主要优点有哪些？ 1、一般声波吹灰器由于使用介质为压缩空气。而现场气源压力通常只有0.40.6mpa。再由于长距离管道的沿程损失，使到达吹灰器的压力一般只有030.5mpa。尽管如此，压力也只能维持10秒左右。所以吹灰效果往往不尽人意。 而汽爆式吹灰器汽源压力往往达到1.2mpa以上，输送蒸汽管道的沿程损失可以忽略不计。可充足维持1.0mpa的压差，声波强度提高20分贝以上，、吹灰效果非常明显。 2、大压差的介质，使吹灰器产生的声波类型也发生了质的飞跃。汽爆式吹灰器产生的

14、声波是真正意义的激波，即蒸汽“爆炸”。可以与燃爆式吹灰器的压差产生的激波在同一数量级。 3、在安全性方面，比燃爆式吹灰器的安全性大幅度提高。这一点不言而喻。 4、激波直接在炉内生成，外界噪音很小。普通声波吹灰器由于是在炉外产生声波，再由导管引入炉内，外界噪音往往很大，造成噪声污染。 三、从总体上看是目前最好的吹灰器吗？ 这一点毫无疑问！ 蒸汽吹灰器多年来一直还是大型锅炉的主流吹灰器。这种应用除了其自身难以克服的缺点，从吹灰效果和安全角度还是得到了一定的认可。 对普通声波吹灰器吹灰效果还有争议，其主要原因还是个别用户气源压力不足造成的。 燃爆式激波吹灰器也应用了多年，业内公认是吹灰效果最好的，只

15、是由于对其安全性的担心，一直以来未得到广泛应用和普及。 综上所述，汽爆式蒸汽激波吹灰器时代已经到来！成都风雷科技有限责任公司新型蒸汽（空气）脉冲激波吹灰技术简介一、 前言1、老式蒸汽吹灰器和声波吹灰器的缺陷在电站锅炉的设计与应用中，为有效地清除受热面积灰，保证受热面传热效果良好，在锅炉的受热面布置了不同形式、不同种类的吹灰器。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。蒸汽吹灰器，由于结构和介质的特点，加上高温环境的影响，吹灰枪管常常发生卡涩、失灵、漏汽等现象，设备故障率很高，维护工作量很大，投用率很低；声波吹灰器，由于能量不足（目前最大声能在140分贝左右），与灰粒的固有频率差别

16、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，只能在其吹灰时阻止积灰的产生，造成锅炉受热面积灰严重，排烟温度升高，从而大大降低了锅炉热效率。吹灰器运行不正常和吹灰效果不好，是目前锅炉排烟温度高的主要原因之一。 2、燃气脉冲激波吹灰器的不足近年来一种新型燃气脉冲激波吹灰器的出现比较有效的克服了以上问题。燃气脉冲激波吹灰技术最早出现在20世纪70年代引进的前苏联电站锅炉上，因当时工业自动化技术水平低，该项技术的燃爆工艺未得到国内同行认同，使该项技术在进入我国电力工业生产15年间并未引起专业人士的重视。然而，伴随火力发电机组参数和容量的不断升级，高效率和环境保护的发展需求，电站锅炉

17、受热面清洁维护技术的种种缺陷暴露无遗，这时候业内人士想到了颇受争议的燃气脉激波吹灰技术，在无人重视的情况下其长达15年安全可靠的运行和良好的吹灰效果，使其在电力行业为自己赢的了声誉。为此，于20世纪90年代初，中科院力学研究所研制开发了第一代中国的燃气脉冲激波吹灰系统投入到电站锅炉的发电生产中，这种新型的吹灰技术一经推出其良好的吹灰效果就受到电力、石油、化工等行业的广泛好评。目前在电力行业锅炉上正在得到广泛的应用（主要是吹灰器部分）。事实上该技术的最大特点在于它不但利用了强烈的激波对积灰的冲击，同时也利用了巨大的声能（达160分贝以上）产生的震动和高速气流的直接冲击的复合作用，由于激波及声波在

18、空间的扩散能力较强，因此其吹灰作用的空间范围距离都较大，有效克服蒸汽吹灰器须伸缩进退的问题，其强烈的激波和气流冲击作用又能产生远远优于声波吹灰器的吹灰效果。但是该技术也存在一定的不足，主要有： 1、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目前还只能应用于温度相对较低的尾部烟道下部（如空预器等）。 2、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。 3、系统较为复杂，对控制系统的要求很高。 4、没有稳定气源，需定期更换。针对以上吹灰技术的现状，成都风雷科技公司的几位近二十年从

19、事锅炉技术开发和研究的高级工程师，经过长期思考、潜心钻研，结合上述三种吹灰技术的各自优点，克服其不同的缺点，通过数年时间反复试验，独创性地开发出了一种全新的吹灰技术：蒸汽（空气）脉冲激波吹灰器技术，该技术在完全能产生与燃气脉冲激波吹灰技术相同效果的脉冲激波、声能等级和高速气流的基础上有效克服其主要缺点，由于未采用可燃气体，它能毫无限制的安装于锅炉的任何部位、没有因使用燃气而带来的安全隐患、控制简单无须更换气源。同时由于该吹灰技术的系统结构和控制原理与原普通蒸汽吹灰器和声波吹灰器系统非常类似，因此对于旧锅炉吹灰系统的改造将极为方便，投资费用和运行成本费用都大大低于燃气脉冲激波吹灰。蒸汽（空气）脉

20、冲激波吹灰器具有很强的冲击波，而且没有燃气的局限，还能够应用于循环流化床锅炉冷渣器的清堵，实验表明，对于结块状态的渣能在该系统的冲击下粉碎，解决了循环流化床锅炉冷渣器的堵塞问题。我们深信该吹灰技术的诞生，必然会引起吹灰技术的一场革命。 二、蒸汽（空气）脉冲激波吹灰器技术原理1、 基本原理普通蒸汽吹灰器和声波吹灰器的吹灰原理是大家所熟知的，激波吹灰器基本上是上述两种吹灰原理再加上激波作用的一种复合作用吹灰技术。激波是空气中有限扰动波的传播，空气的各项物理参数在激波的前后有有限的变化。激波的强度与其速度相关。激波是一个剧烈的压缩波，空气在经过激波后会受到急剧的压缩，其压力、温度和密度都会产生有限提

21、高。与此同时，这种压缩是在极短时间完成的，典型的激波厚度只有空气分子的平均自由层厚度。 通常情况下，一道4倍声速的激波造成的空气参数变化比140分贝声波引起的空气参数脉动峰值要高一万倍左右。 2、 蒸汽（空气）脉冲激波吹灰器原理空气动力学知识告诉我们，在密闭的空间内的高压气体在极短的时间内迅速与低压气体接触时，其前锋面就会形成一个压缩波，在专门设计的冲击管内，前锋压缩波被不断加强、加速最终产生一定强度的激波。此种激波的形成与强度极大程度上决定于高压气体与低压气体瞬间接触的时间，即所谓的破膜时间，当其达到一定的临界值后就能产生激波，时间越短激波强度越大。蒸汽（空气）脉冲激波吹灰器正是利用这一原理

22、，它以一定压力、体积的蒸汽或压缩空气为介质，在特殊结构的激波发生器中通过瞬间释放产生冲击波并形成激波，最终形成的激波速度通常在2倍音速以上，从冲击管喷射到锅炉受热面上，当激波从冲击管中喷射出来后，将在喷射口外的扇形空间作球面扩散，扩散的激波波面后由于不能维持高于常压的压力，在波面后形成一个反向压力峰，峰值低于空间中常压下的压力。扩散后的激波会在被吹物体表面上发生物理界面折射，并通过折射层层导入。激波剧烈的压力脉动纵波对积灰产生一种先压后拉的作用，使受热面上的积灰受激波的冲击而破碎、剥落脱离积灰基底；导入积灰中的折射波还会在灰体中产生横向波，这些横向波在积灰基底上的反射和入射波的相互作用使积灰与

23、积灰激底之间的结合面产生剪力，使积灰与基底发生分离。通过控制激波的能量，可以以适应锅炉不同类型的换热设备积灰，迫使受热面积灰在不同强度的激波冲击下脱落。与此同时激波吹灰器同样具有普通蒸汽吹灰器所具有的气体直接作用的机械冲击力以及声波吹灰器各种频率（尤其是其中的低频及次声部分）声波的声能作用力（其频谱范围高于声波吹灰器）。实际上，激波吹灰器良好的吹灰效果，更确切地说它来自于激波、气力吹扫和各种频率声能的共同作用。蒸汽（空气）脉冲激波吹灰器正是恰当地结合了这及方面的作用力。 3、 蒸汽（空气）脉冲激波吹灰器工作过程本装置选用的工作介质是蒸汽或压缩空气，工作压力为0.7-1.6mpa，工作时，通过进

24、气阀门将一定压力的蒸汽或压缩空气导入激波发生器，当压力达到一定水平后启动激波发生器，产生激波，同时关闭进气阀门，激波经冲击管进入炉内，产生的震动使管道或波形板上的灰垢脱落，并由烟气带走。此时系统内压力迅速降低，蒸汽或压缩空气被重新导入，在极短时间内重新启动激波发生器，从而循环往复工作，循环次数将根据燃烧不同煤种的锅炉积灰的严重程度进行设定。蒸汽（空气）脉冲激波吹灰系统由于其工作过程的简化，因此其脉冲时间要远远低于燃气脉冲激波吹灰系统，每两次脉冲之间的时间间隔可达到甚至低于1s，因而极大的提高吹灰效果。蒸汽（空气）脉冲激波吹灰系统主要包含：吹灰程控装置、激波发生器、连接管、冲击管等。通过对蒸汽（

25、空气）不同压力的调整，即可控制得到理想的激波强度。因而可以使激波的强度最适合其对应被吹物体的积灰类型，以达到最佳吹灰效果。 4、 蒸汽（空气）脉冲激波吹灰器主要特点 除灰效果明显（与燃气激波吹灰器具有同样好的吹灰效果），已有积灰的空预器上能使烟气阻力和排烟温度下降，一般可使烟气阻力下降100-400pa，烟气温度可下降5-10； 清灰有效范围大、速度快、时间短、清灰彻底,完全不留吹灰死角 ； 在线除灰，每天一次，一次只需5-40炮，每次约1-5分钟； 利用电厂本身大量拥有的蒸汽或压缩空气非常方便； 采用非可燃气体，克服了燃气激波吹灰器系统泄漏或炉膛烟气回流所产生的不安全隐患； 适用范围广，目前

26、的燃气激波吹灰器仅能适用于烟气温度低于700的区域，而蒸汽（空气）脉冲激波吹灰器却能适用于包括炉膛在内的所有区域。 系统简单，可在原有的蒸汽吹灰器和声波吹灰器基础上改造，完全可利用原有的蒸汽或空气管路； 运行成本低、投资小，同比情况下运行成本和投资低于目前所有形式的吹灰器、工期快，单台安装可在一天内完成，安装维护方便。 几种吹灰技术特点比较一览表项目蒸汽吹灰器 声波吹灰器燃气吹灰器蒸汽（空气）脉冲吹灰器清灰原理利用高压蒸汽的射流冲击力清除结焦积灰 利用声波的能量与灰粒产生共振使灰粒松动而落下 利用可燃气体爆燃产生的冲击波进行清灰 利用多种复合作用清灰投资大 大 小 小安装部位 炉膛、对流过热器

27、 所有受热面 尾部烟道换热设备 所有受热面设备系统 复杂 简单 简单简单运行活动件 有 无 无 无能耗种类 蒸汽 蒸汽、空气、电燃气、空气 蒸汽、空气清灰效果 较好 差 好 好可靠性差 较好 好 好清灰范围 受限制 不受限制 受限制 不受限制 运行工作量 大 小 小 小运行费用 大 较小 小 小维护工作量 大 小 小 小维护费用 大 小 小 小副作用 蒸汽的冲刷力会使管壁减薄 无 燃气会产生安全隐患 无三、 蒸汽（空气）脉冲吹灰器系统构成及主要参数系统构成1、 蒸汽型蒸汽型脉冲激波吹灰系统包括：减温减压站、蒸汽管路、激波发生器、气罐、冲击管、电磁阀、支吊装置、吹灰程控系统。 2、 空气型空气型

28、脉冲激波吹灰系统包括：空压站（空气压缩机、储气罐）、空气管路、激波发生器、气罐、电磁阀、冲击管、支吊装置、吹灰程控系统。 3、 主要参数作用距离： 9m作用范围； 110m3脉冲间隔时间： 1s峰值声压： 165db蒸汽压力： 1.0-1.6mpa空气压力： 0.7-1.6mpa蒸汽耗量： 2 m3/次空气耗量： 2 m3/次电源： 220v 1000va四、 蒸汽（空气）脉冲吹灰器经济效益分析锅炉积灰根据严重程度不同，通常会降低13%锅炉效率，所以电站锅炉的吹灰设备是发电厂非常重要的设备，其运行状况和使用效果直接关系到发电厂的经济效益。 1、以一台200mw机组锅炉为例（目前国内200mw及以下容量机组锅炉多数未使用吹灰器或投用率极低），若按中等积灰程度考虑，安装蒸汽（空气）脉冲激波吹灰器并良好使用后可使锅炉效率提高约2%（假设原吹灰器未投入使用）。若每年按7000小时，发电机组煤耗按360g