声波吹灰技术在电厂锅炉中的应用

电力18讯：    摘要：采用声波吹灰技术对谏壁发电厂100MW机组410 t/h锅炉尾部受热面的吹灰系统进行了改造，在省煤器及高、中温段空气预热器部位安装了48只由南京理工大学研制的SB-70插入式程控声波吹灰器。试验及工业应用结果表明，声波吹灰器达到了清除灰尘的目的，有效降低了锅炉的烟道阻力和排烟温度，显著提高了锅炉热效率。
关键词：锅炉　声波吹灰器　除灰

      谏壁发电厂100MW机组5号410 t/h锅炉原采用固定旋转式蒸汽吹灰器吹灰，由于存在机械卡涩、热态进退困难、程控可靠性差、漏水漏汽、吹灰效果差等原因，造成运行中的锅炉尾部受热面积灰严重，不但增加了烟道阻力，严重时使锅炉降低出力运行；同时由于热交换性能变差，致使排烟温度升高，锅炉效率降低，严重危害锅炉及热交换器的安全经济运行。而且每次锅炉尾部受热面清焦吹灰时，耗费大量人力和物力，锅炉尾部受热面的吹灰清焦成为影响锅炉安全经济运行的一个突出问题。
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〕。
      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劳破碎作用。此外，声波与烟气流、换热管之间的流体动力场关系，高声强非线性的特殊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详细结构与安装方式说明见参考文献〔3〕。
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0.6~1.0 m3/min；过热蒸汽为0.8~1.0 m3/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。声波吹灰器的安装位置如图1所示。


                         图1   声波吹灰器的布点示意图
为了保证声波吹灰器有足够的压缩空气量，以使<