鍋爐聲波清灰器的應用實例

概要：本文根據對新疆地區使用過聲波清灰器的鍋爐進行系統調查，研究了聲波清灰器使用成功的經驗和失敗的教訓，并總結在選用聲波清灰器方面的一些基本經驗，分析和設計了符合燃燒新疆地區煤種的鍋爐聲波清灰裝置，并推廣應用，取得了較好的使用效果。

       伊犁二廠130t/h鍋爐，由于各種原因過熱器等受熱面積灰結渣嚴重，經過改造，燃燒已經穩定，但積灰仍很嚴重，長期靠蒸汽吹灰器維持運行。奎屯新廠130t/h高壓爐，高低溫過熱器嚴重積灰結渣，雖使用振片式聲波清灰器，仍僅能維持80-90t/h負荷運行，瑪納斯電廠5,6號鍋爐，高溫過熱器及折煙角積灰，造成塌灰滅火事故，每3-4天就得降負荷清理堵塞的煙氣通道，每一次清理就要多燒油，少發電，損失8-10萬元。其他許多電廠，都不同程度的存在堵灰，結渣積灰問題。

1 基本情況

利用聲波技術，清除鍋爐內部管子上的積灰，已經有近30年的歷史，盡管如此，電廠鍋爐在選擇使用聲波清灰器時，仍有許多未被認識的區域，有許多不盡人意的問題，困擾著聲波清灰器的正常使用。每種聲波清灰器由于工作原理不同，它的工作范圍和特性也不盡相同，因此，清灰能力也不盡相同。

2 使用選擇

上述眾多產品中，如何選擇能符合本廠鍋爐適用的產品，應從以下幾個方面進行選擇。

2.1根據鍋爐的容量及鍋爐需要清灰的寬度，實際結渣積灰位置，選擇能力相當的聲波清灰器。根據我們多次試驗研究結論，能使水平管子上和鋼架上積灰飛揚下落的zui低聲壓級為135dB。因此，對鍋爐寬度方向的距離，即為清灰器要求的能量距離，以135dB為基數，根據聲波衰減規律，按兩臺清灰器相對布置，要求鍋爐zui低聲壓級為：

 因此，聲壓級145dB，可滿足容量130t/h以下鍋爐的清灰要求，聲壓級151dB，可滿足容量670t/h以下鍋爐的清灰要求。

2.2 聲波清灰器的選擇：1 對小空間純積灰區，可選擇發聲強度較小的聲壓級145dB以下的聲波清灰器清除掉。2 對大中容量煤粉爐鍋爐，在屏式過熱器，凝渣管，高溫過熱器和低溫過熱器管上，掛在管子上的積灰，可以根據爐膛寬度，選用相應功率較大的聲波清灰器。3 對屏式過熱器，凝渣管，高低溫過熱器上堵塞管間的結渣性積灰，必須選用大于150dB大功率蒸汽型聲波清灰器清灰。

2.3 聲波清灰器的發聲頻率：聲波清灰器使用對象是鍋爐，鍋爐運行時使用聲波清灰器，不應對鍋爐部件安全運行帶來影響，為此我們核算了鍋爐管束的自振頻率，鍋爐管束自振頻率一般小于100Hz，大型鍋爐輕型爐墻的自振頻率一般為0.5-15Hz。利用低頻聲波進行清灰，一般認為聲波頻率越低，波長越長，能量衰減越慢，聲波可傳遞的較遠，對鍋爐清灰效果可能好一些，所以，前幾年設計的單孔噴注聲波清灰器，一般頻率選在100Hz以下，有的甚至低到16Hz，低于一般聲級計測試范圍，這為檢查產品質量，帶來很多不便，頻率選的越低，聲波頻率與鍋爐構件自振頻率產生共振的機會就越大，僅有頻率沒有能量就不會有清灰效果，增大能量，共振的危險性就會增大。利用高頻或中頻，會對增大主觀環境噪聲；為此聲波清灰器的清灰聲波頻率應該在125-250Hz范圍比較合適。

2.4 安裝時盡可能選擇相對布置，在運行使用過程發現清灰能量不足時，可實行調頻以增加清灰能力。

2.5 每臺清灰器單獨連續工作時間不得低于90秒，否則清灰效果不明顯。

2.6 聲波清灰器在爐墻外側部分，應有隔音罩，以減輕噪聲外泄。

      總結上述對聲波清灰器的基本要求，對聲波清灰器的選擇的要素是：1 頻率125-250Hz。2 喇叭應安裝在爐墻上，拆裝方便。3 根據鍋爐寬度確定聲波清灰器線性聲壓級，35t/h鍋爐，聲壓級不低于141dB，670t/h鍋爐，聲壓級不低于151dB，高溫過熱器凝結的熔融焦渣，及結渣性積灰，聲壓級還必須進一步提高。4 防止噪聲外泄，聲波清灰器喇叭不宜過長，并要有隔音措施；鍋爐自身也應嚴格密封，減少噪聲泄漏。5 全自動程序控制運行，并可根據運行要求進行實時調控，設有過壓過流，短路保護。6 維護工作量小，耗氣量小。

正常情況，使用聲波清灰器可使鍋爐效率提高1-2%，對450t/h鍋爐每年可減少燃煤消耗4000-5000噸。現將使用AS150系列聲波清灰器使用后的效益例舉如下：新疆石河子東熱電站，四號爐系四川鍋爐廠生產的130t/h煤粉鍋爐，爐膛尺寸6860*6860mm，中間貯倉室，乏氣送粉，四角噴燃，固態排渣，燃用本地煙煤。在2004年8月，在高低溫過熱器間安裝AS150蒸汽型聲波清灰器兩臺，相對布置，原設計要求蒸汽壓力1.3-2.0MPa，汽溫300-400℃，氣源使用汽機抽氣，壓力0.7-1.0MPa，汽溫325℃，由于冬季用抽汽供暖，所以實際運行壓力0.5MPa，聲波清灰器投運時，實際壓力僅0.4MPa。

    報表分析依鍋爐負荷，過熱蒸汽減溫水流量，轉向室出口煙溫（過熱器后煙溫），和排煙溫度等四組抄表記錄數字，按小時做曲線表，轉向室出口煙溫和排煙溫度用甲乙側溫度平均統計。

    由統計數據分析，鍋爐負荷即主蒸汽流量，變化平穩，過熱器后煙溫和排煙溫度自160℃下降到132-140℃，過熱器后煙溫由500-515℃下降到460-480℃，上述點對應減溫水流量，也有5-11t/h下降到1.9-2.8t/h。上述煙溫和減溫水流量變化，與過熱蒸汽流量無對應關系，因此，上述煙溫下降和減溫水流量下降與聲波清灰器工作有關，即聲波清灰器每六小時運行一次。

3 結言

  1 清灰器運行后，對爐膛上部，凝渣管，高低溫過熱器及高溫省煤器都有清灰作用，鍋爐蒸發量不變，蒸發受熱面水的傳熱系數遠大于過熱蒸汽傳熱系數，蒸發受熱面吸熱量增加，引起過熱器相對吸熱量減小，因此減溫水量下降。2 為提高鍋爐整體運行效益，建議：增加清灰器的運行時間，由六小時運行一次，改為2-3小時運行一次，這樣平均排煙溫度可明顯下降，排煙溫度下降16-20℃，鍋爐效率可提高1-2%，每小時節煤150-170公斤，按每年運行6000小時計算，每年節約900噸。3 過熱器的聲波清灰器增加為四臺，省煤器等應根據集會情況增加聲波清灰器，可保障鍋爐長期安全經濟運行。