吹灰器技術分析與比較

修改時間:2017/11/29 16:01:22 點擊量：

1 鍋爐安裝吹灰器的必要性

　　對燃煤鍋爐而言，爐膛燃燒水冷壁結焦，高溫過熱器及再熱器掛焦，尾部受熱面積灰是常見的不可避免的現象。水冷壁結焦嚴重時，大渣使冷渣斗蓬住無法排渣；高溫過熱器和再熱器結焦嚴重時，會使部分受熱面間煙氣通廊堵死；尾部受熱面積灰嚴重時，會使過熱器、再熱器、省煤器、空預器傳熱效率降低，鍋爐排煙溫度升 高，鍋爐效率降低；受熱面結焦、積灰還會引起受熱面超溫，加劇受熱面腐蝕，縮短受熱面壽命，嚴重時會影響鍋爐的正常運行，甚至影響到巡檢人員的人身安全。因此，結焦、積灰是燃煤電站鍋爐運行中存在的難題，在鍋爐設計時均配有一定數量的吹灰器，常用的吹灰器有蒸汽吹灰器、燃氣脈沖激波吹灰器、聲波吹灰器。下 面就以上三種吹灰器的工作原理、技術特點、應用范圍發表一下自己的看法。

2 蒸汽吹灰器

　　2.1 工作原理

　　蒸汽吹灰器的工作原理是利用高溫高壓蒸汽流經連續變化的旋轉噴頭高速噴出，產生較大沖擊力吹掉受熱面上的積灰，隨煙氣帶走，沉積的渣塊破碎脫落。

　　2.2 主要型式

　　蒸汽吹灰系統主要由吹灰蒸汽管路系統、蒸汽吹灰器和程控裝置三部分組成；蒸汽吹灰器的型式有爐膛吹灰器、長伸縮式吹灰器和空預器吹灰器。蒸汽吹灰器均為電動驅動，閥門開啟為機械式，配有蒸汽開度微調裝置來調整吹掃蒸汽壓力和流量，吹灰管為耐熱合金鋼。各種吹灰器的主要性能參數見表1。

　2.3 技術性能特點

　　蒸汽吹灰器作為一種傳統的吹灰方式，高溫高壓蒸汽直接吹掃受熱面，對清除受熱面的積灰和掛渣都有較好的作用，對結渣性強、灰熔點低的灰效果也很好。其主要優缺點如下：

　　優點：(1) 可以布置在鍋爐各個部位，能對爐膛、水平煙邊、尾部豎井的受熱面直接進行吹灰。

　　(2) 對結渣、灰熔點低和較粘的灰效果也很好。

　　(3) 蒸汽直接從鍋爐引接，按設定程序運行吹灰。

　　(4) 短吹灰器運行可靠，長吹灰器也較為可靠。

　　缺點：（1）吹灰耗費蒸汽，降低了煙氣露點，增加了鍋爐補給水。

　�。�2）吹灰只能清除所吹到的受熱面，吹灰有死角。

　�。�3）長伸縮式吹灰器伸縮部分易變形卡澀，蒸汽吹傷受熱面引起爆管，且維護量大，結構尺寸大，占用較大的空間位置。

3 燃氣脈沖激波吹灰器

　　3.1 工作原理

　　燃氣脈沖激波吹灰器的工作原理是利用空氣和可燃氣體（如氫氣、乙炔氣、煤氣、液化氣和天然氣等）以適當的比列混合，在一特殊的容器中混合，經高頻點火，產生爆燃, 瞬間產生的巨大聲能和大量高溫高速氣體，以沖擊波的形式振蕩、撞擊和沖刷受熱面管束，使其表面積灰飛濺，隨煙氣帶走。

　　3.2 主要型式

　　燃氣脈沖激波吹灰器根據氣體混合點的設置位置分為串連式和并聯式兩種型式。串連式系統是指氣體混合點設置在主干管路上，經點火器后產生的高溫氣體再經分配器至各吹灰點；并聯式系統是指氣體混合點設置在各吹灰點的分支管路上，經點火器后產生的高溫氣體直接至各吹灰點。從系統設置而言，并聯式系統比串連式系統 更安全、控制更靈活。

　　3.3 技術性能特點

　　燃氣脈沖激波吹灰器主要由燃氣供給系統、空氣供給系統、氣體混合罐、點火器、激波能量分配系統、激波發生器和沖擊管等構成。其主要優缺點如下：

　　優點：（1）沖擊波能量大，既適合松散性積灰又適合粘結性積灰。

　�。�2）整個系統簡單，無轉動機械，運行程序化，檢修工作量小。

　�。�3）結構尺寸小，占用較小的空間位置。

　　缺點：（1）吹灰消耗燃氣，需定期更換供氣設備。

　�。�2）吹灰主要對垂直沖刷面作用大，吹灰有死角。

　�。�3）吹灰長期沖刷固定的受熱面，燃氣須注意安全。

4 聲波吹灰器

4.1 工作原理

　　聲波吹灰器有雙音雙頻聲波吹灰器和單音單頻聲波吹灰器兩種，其發聲原理不盡相同，雙音雙頻聲波吹灰器是將壓縮空氣流經一個高音高頻發聲哨產生的高音高頻聲波和一個低音低頻聲波發生罩反射形成的低音低頻聲波進行耦合疊加產生雙音雙頻帶狀頻率聲波；單音單頻聲波吹灰器是將壓縮空氣或蒸汽流經金屬膜片、旋笛、發 聲共振腔或其它聲波發生組件產生很強的聲音；聲波在煙道或爐膛內傳播，牽動煙氣中的灰粒同步振動，在聲波振動及疲勞反復累計作用下，使微小的灰粒難以靠近積灰面，也使沉積在受熱面上的灰塵破壞剝離，從而達到清灰的目的。

　　4.2 主要型式

　　聲波吹灰系統主要由壓縮空氣管路系統、聲波吹灰器和程控裝置三部分組成。聲波吹灰器很簡單，由發聲裝置和導波裝置構成，就像一個高音喇叭一樣。兩種聲波吹灰器的主要性能參數見表2。

　注：雙音雙頻聲波吹灰器技術指標引自西安熱工研究院對該產品的技術檢測報告；膜片式聲波吹灰器技術指標引自國外某公司的網站。

　　由于雙音雙頻聲波吹灰器功率大、壽命長、維護量小、運行成本低，近幾年已在十多家電廠鍋爐上安裝使用，甚至安裝在煤粉倉上對防止煤粉結塊堵塞效果也較好。

　　4.3 技術性能特點

　　上世紀八十年代國外開始研制聲波吹灰器，經過20余年的發展和改進，聲波吹灰器技術已逐步成熟。聲波吹灰器的主要優缺點如下：

　　優點：（1）利用聲波與灰粒及積灰發生振動和共振，適合松散性積灰。

　�。�2）吹灰器簡單可靠，無轉動機械，運行程序化，維修工作量很少。

　�。�3）聲波可以達到其它吹灰器難以達到的位置，不留死角。

　�。�4）對受熱面管壁無吹損、無腐蝕，運行成本低。

　　缺點：（1）產生的聲能能量有限，影響了其使用范圍。

5 三種吹灰器的比較

　　根據三種吹灰器工作原理、技術特點及實際應用情況，其主要技術性能比較見表3。

　根據三種吹灰器的技術性能，對鍋爐爐膛、屏式受熱面吹灰除焦來說，蒸汽吹灰器仍是****選擇，也可配合聲波吹灰器一起使用效果更佳。對尾部受熱面（低溫過熱器、省煤器、管式空氣預熱器），三種吹灰器均可采用，對粘性灰應優先采用燃氣脈沖激波吹灰器。對回轉式空氣預熱器，適合采用聲波吹灰器和燃氣脈沖激波吹灰 器，也可采用蒸汽吹灰器，前者在鍋爐啟動過程時即可投入運行。

6 結論

　　蒸汽吹灰器、聲波吹灰器及燃氣脈沖激波吹灰器是國內外燃煤鍋爐使用的三類吹灰設備，這三類吹灰設備存在著各自的優缺點。蒸汽吹灰器仍不失作為吹灰除焦的重要設備；燃氣脈沖激波吹灰器對粘性積灰效果較好；對松散性積灰，聲波吹灰器利用震動與共振將積灰清除，在灰斗、粉斗上裝設聲波吹灰器也起到了非常好的清灰 效果；隨著聲波吹灰設備技術的發展，聲波吹灰器將會得到更為廣泛的應用。