脉冲吹灰器的原理

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燃煤和燃油锅炉在运行过程中，尾部受热面普遍产生积灰，使烟气阻力增加，排烟温度升高，严重影响锅炉的正常运行。国内外常用的蒸汽吹灰技术在很多情况下不适于清除锅炉尾部积灰，除灰效果很不理想。主要原因是蒸汽吹灰会导致烟气湿度增加，更容易造成积灰和堵塞，有时还会使腐蚀加剧，对含钙量或含硫量较高的灰更是如此。
脉冲吹灰器利用乙炔(或煤气、天然气、液化石油气等常用气体燃料)，在特殊设计的燃烧室中燃烧，并以输出管上的喷口处发射出冲击波，通过冲击波的作用使受热面上的积灰脱落。可燃气体与空气，在经过各自的流量测控系统后，进行均匀混合，然后送入燃烧室中燃烧。与常规的燃烧过程和燃烧方式有所不同。气脉冲燃烧是利用不稳定燃烧气体在高湍流状态下，产生压缩波，形成动能i声能、热能。这种燃烧速度较快，燃烧产生的气体压力被限制在一定的范围之内，如小于0．6MPa左右，在输出管的喷口处发射冲击波能与积灰状况适应。将被污染受热面上的颗粒，松散物，粘合物，灰的沉积物除去，达到降低锅炉尾部排烟温度．提高锅炉热效率，同时，也避免锅炉尾部受热面(烟道)产生二次再燃烧事故。

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；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。激波吹灰器是新一代除灰技术，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。
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。
声波吹灰器工作原理：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。

1、空气稳压柜

型号

KBW-KQ-25

瞬时压力

＜0.6MPa

设计气源

压缩空气

工作温度

＜60℃

输入气压

0.4-0.6MPa

工作电压

AC220V

输出气压

0.2-0.4MPa

控制电压

DC24V

2、乙炔柜

型号

KBW-PQG-15

报警压力

＜0.025MPa

设计燃气

乙炔

工作温度

＜60℃

输出压力

0.03-0.08MPa

工作电压

AC220V

防护等级

1P55

控制电压

DC24V

3、配气引发柜（风机）

型号

KBW-PQG-50

瞬时压力

＜0.6MPa

设计燃气

乙炔

工作温度

＜60℃

风机功率

370W

工作电压

AC220V

防护等级

1P55

控制电压

DC24V

4、检测仪器

声震检测器

温度变送器

型号

QPMII.NO

型号

＜0.6MPa

输入

AC220V

输入

AC220V

输出

常开接点

输出

常开接点

工作方式

断续

量程

0-300℃

5、脉冲发生器

型号

KBW-GT50-120

热爆炸能量

600KJ

容量

120L

物理爆炸能量

100KJ

外形尺寸

370×1412MM

瞬时压力

≤0.8MPa

进口直径

DN57MM

工作温度

＜80℃

重量

125KG

喷口直径

Dn159mm

作用吹灰直径

4.0-7.0m

设计燃料

乙炔

范围、喷向距离

4.0-6.0m

以上参数即可

万启燃气脉冲吹灰器，是一种高科技新型除灰技术产品.是老式长杆吹灰器、短杆吹灰器、钢珠吹灰器、水力吹灰器、次声波吹灰器以及大喇叭声波吹灰器等吹灰器的更新换代产品，是吹灰器行业的一次创新和重大突破。成为当代吹灰器中实用性最强、范围适应性最广、安全可靠性最高的吹灰器类型。它广泛应用于清除锅炉尾部受热面积灰，经济性好，运行可靠，操作维护简单.是各种锅炉除灰选型的最佳吹灰器.现已广泛应用到81th至2090t/ht锅炉上，吹灰效果显著，具有良好的推广应用价值。

2.1 工作原理
蒸汽吹灰器分为长伸缩式和段伸缩式两种。①长伸缩式吹灰器(：用于吹扫过热器和再热器(也有用于省煤器的)管束中的积灰。吹灰时吹灰管子和喷头一面旋转,一面伸入烟道。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。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。 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。 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。

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。 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。 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

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