传统吹灰技术按吹灰介质来分,主要有蒸汽吹灰、压缩空气吹灰、水力吹灰、声波吹灰等;
1、声波吹灰的缺点:
1.1 声波吹灰是近几年发展的锅炉吹灰技术。其原理主要是利用高压蒸汽或压缩空气冲击发声装置产生不同频率声波,声波进入炉内搅动烟气中的灰粒,牵动灰粒同步震荡,使微小灰粒难以靠近受热面和沉降在受热面上,并周期性改变积灰边界层中的纵向压力梯度,可能使积灰层破坏剥离受热面。
1.2吹灰声波的声压一般很难超过150dB,仅相当于20kpa的超压,由于超压太低、能量太小,对锅炉除灰效果都不理想,一般只对轻微的干松积灰具有一定的效果,大多数情况下基本没有效果,对高温结渣、低温板结灰更是无能为力。虽然声波吹灰器对1μm以下的灰粒具有一定的防积灰作用,但这要求声波吹灰器长期连续运行,而实际上,声波吹灰器每次吹灰作业只运行0.5~1小时左右,故对防积灰没有实际效果。
目前各电站锅炉安装的吹灰器还是以蒸汽吹灰器为主,而且多为旋转伸缩式吹灰器,根据吹灰部位的不同,又分为短旋转伸缩式和长旋转伸缩式。其原理是利用具有一定压力、温度的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,吹除受热面上积灰。
2、蒸汽吹灰缺点:
2.1 可靠性差。由于工作环境恶劣(炉内高温、高尘、腐蚀)、结构复杂、运动部件多,蒸汽吹灰器在使用中极易出现卡涩,变形,热态进退困难、断链、电机烧损等故障,维修十分频繁,维修工作量很大,许多大型电厂甚至需要由制造厂方派专人常驻,长年进行维修维护,平均每台锅炉每年要付出几十万元的维护费用。在过热段和省煤器处安装的长旋转伸缩式吹灰器,由于炉内温度高或机构不可靠等原因大多停用闲置。
2.2 吹灰存在死角。因其主要依靠蒸汽射流作用于受热面,故只对前2~3排管束有作用,对纵深管束效果不明显。
2.3 耗能大,运行费用高。一般蒸汽吹灰器一个喷口一天工作3次每次一个小时,就会用掉1吨过热蒸汽,燃煤锅炉如果要保证受热面的清洁每天都将消耗大量过热蒸汽,增加了运行成本,造成浪费。蒸汽吹灰一般还需要增加约0.25~1.25%锅炉给水,而且对于亚临界或超临界锅炉,对水纯度的要求又很严格,这增加了水处理设备的运行费用。
2.4 加剧尾部烟道积灰。蒸汽吹灰增加了排烟中水蒸汽含量,使烟气湿度大,易形成粘性积灰,特别是尾部预热器处,由于温度低,酸性腐蚀加重,灰干后结焦堵塞烟道,使空气预热器冷端堵灰现象更趋严重。
2.5 加剧受热面的磨损,易诱发爆管事故。使用蒸汽吹灰器,高压蒸汽的射流作用不可避免的将对受热面进行冲刷,加剧受热面的磨损程度,使受热面管壁变薄,影响使用寿命,有资料表明:长期使用蒸汽吹灰器,过热器的爆管概率明显增加。
由此可见,如何选择一种性能优良、质量可靠、维护方便、价格适中和运行费用低的吹灰器,是保证锅炉安全与经济运行所不容忽视的问题。
吹灰器技术性能比较表
吹灰器名称 |
ZKD-36燃气高能脉冲吹灰器 |
蒸汽吹灰器 |
声波吹灰器 |
吹灰机理 |
利用可燃气体爆燃产生的冲击波进行清灰 |
利用高压蒸汽的射流冲击力清除结焦积灰 |
利用声波的能量与积灰产生共振,使其松动而落下 |
吹灰介质 |
空气 乙炔气 |
蒸汽 |
蒸汽或空气 |
适用范围及运行方式 |
电站锅炉、加热炉、余热炉的各种受热面的结渣、粘性灰和松散积灰,每隔数天运行一次 |
各种受热面的微粘性积灰、松散积灰 每班都要运行 |
各种受热面的微粘性积灰、松散积灰 声波发生器周期运行,时间较长 |
优 点 |
吹灰效果好,清灰有效范围大、速度快、时间短、清灰彻底。对不同类型的积灰都有最佳适应性。喷口的方向和形状易于调整,无转动部件,免维护。吹灰间隔时间长、运行费用低。 |
蒸汽来源比较方便 |
起停方便,维护工作量小,安装部位不受限制 |
缺 点 |
技术难度大,方案设计因炉型和积灰的的不同而异。 |
浪费蒸汽,能耗高含水分高易在尾部凝结,加剧积灰腐蚀。 |
能耗高,运行时间长,对粘性积灰和硬性积灰效果不大。 |
设备系统 |
简单 |
复杂 |
简单 |
可靠性 |
很好 |
较好 |
好 |
投资回收期 |
4~8个月 |
135~150个月 |
34~40个月 |
二、燃气脉冲吹灰器原理及优点
燃气吹灰器是中科大公司科技人员借鉴前苏联的有关发明技术,结合国内众多脉冲吹灰器厂家的技术优点,经过长时间的摸索、改进,开发出来的最新分散技术锅炉吹灰器,技术上又称弱爆吹灰器、燃气脉冲吹灰器、激波波吹灰器。燃气脉冲吹灰器主要利用爆燃气体的冲击波强烈冲压吸拉的交变作用,兼有激波微振、高速喷射气流冲击和声波振动三种功能,综合利用爆燃气体的动能、热能、和声能吹灰。其原理为乙炔与空气混合,经高能点火爆燃后,生成二氧化碳和水,并释放出热量。
首先是经过爆燃产生的高温高压气体通过喷管喷射出的高温高速射流的喷射冲击作用,这种机理与传统的机械喷射式吹灰器的吹灰机理基本相同,不同的是在冲击的同时还伴有高温气体对灰垢的“热解”作用。
其次,是爆燃引起受热面的激振,干松积灰和已经被冲击波松脱的高温结渣、低温板结积灰会由于振动产生的强烈的交变惯性力而脱离受热面,这与传统的振动清灰器的清灰机理是完全相同的,只不过振动清灰器的振动是通过机械运动产生的,工作时是振动几分钟至几十分钟,而弱爆吹灰器的振动是由爆燃产生的,振动的时间很短,一般不足1秒。
再次,是爆燃产生的强烈的声波作用,这与声波吹灰的机理是完全相同的,不同的是这种声波的声级要大得多,也不是长时间连续不停的,而是只持续一个很短的时间。