小議NP系列聲波除灰裝置在鍋爐上的應用

摘 要:聲波除灰的原理是近壁面的氣流邊界層在聲振動作用下斷續存在形成聲波，且伴有煙氣逆向流動，煙氣流的聲震蕩周期性地改變邊界層的壓力縱向梯度，這種不穩定流動使灰粒難以在管壁表面沉積，進而被逆向流動的煙氣攜帶出鍋爐，從而達到除灰目的。NP系列聲波除灰裝置具有除灰效果優異、運行安全可靠、節能降耗、維護及操作簡便等特性。

關鍵詞:NP系列聲波除灰裝置 鍋爐 應用 經濟

鍋爐的爐內燃燒過程是一個極其復雜的物理化學過程，燃煤特性、受熱面的結構、溫度水平及空氣動力場工況等因素，都影Ⅱ自著受熱面的沾污結渣程度。特別是對易沾污結渣煤種，僅依靠鍋爐本體設計和運行調整解決沾污積灰結渣是不夠的。據測試，積灰結焦層的導熱系數只有金屬管壁的1/400—1/1000。灰焦的存在將極大地影Ⅱ自鍋爐受熱面的熱量傳遞，導致排煙溫度升高、鍋爐效率下降，嚴重時還將影響鍋爐的正常運行。因此，作為火力發電廠鍋爐不可缺少的重要輔助設備，吹灰器的正常投運與否將直接影響到鍋爐運行的安全性與經濟性。

1 NP系列聲波除灰裝置的特點

NP系列聲波除灰裝置具有以下特點:

1.1 在聲波有效范圍內徹底除灰。聲波吹灰裝置的作用范圍取決于作用的聲波頻率和強度。由于聲波具有反射、衍射、繞射的特性，無論受熱面管排如何布置，只要在聲波有效作用范圍內，聲波總可以清除管排問及管排背后的積灰，除灰徹底，不留死角，這是蒸汽吹灰器不能實現的。

1.2 短間隔斷續運行，連續保持受熱面清潔。一般聲波除灰裝置1次工作時間為15-30s，停運20-120min，如此循環往復，可連續保持受熱面清潔、有效提高鍋爐換熱效率、降低排煙溫度。

1.3 無受熱面機械損傷。聲波依托高溫煙氣為介質來傳播，使煙氣中的灰粒在聲波能量作用下發生質點位移，從而使灰粒難于附著在管壁上，達到除灰的目的。這不同于蒸汽歐灰的直接)中刷，不存在對受熱面管壁的機械損傷。

1.4 聲波除灰裝置體積小巧、結構緊湊、安裝方便、操作便利、設備簡單，無復雜的伸縮、旋轉機構，因此，它故障率低、維修工作量及維修費用低。無潮濕介質進入爐內，不會加劇低溫受熱面腐蝕及空氣預熱器堵灰。

1.5 發聲介質為壓縮空氣，節約水資源，運行成本低。不受鍋爐啟、停限制，啟爐即可投入運行，停爐后仍可繼續運行。

1.6 適用范圍廣。可適用于工業鍋爐、電站鍋爐、靜電除塵器、空氣預熱器除灰;還適用于煤粉倉、水泥倉、儲灰倉等粉制品的防粘結。

2 NP系列聲波除灰裝置的應用

2.1 NP系列聲波除灰裝置結構與技術參數NP系列聲波除灰裝置是洛陽達波公司生產的系列產品。主要由聲波發生器、聲波發生器罩、隔音裝置、電磁閥、空氣過濾器、氣源管路等組成。可采用壁掛式安裝或內置式安裝。

NP系列聲波除灰裝置技術參數如下發聲頻率32.5～250Hz;輻射功率大于等于2000w;爐內聲壓級135-145dB;爐外聲壓級小于等于80dB;波形為球形波，有效吹掃半徑8-10m;動力介質為壓縮空氣:耗氣量0.8-1.4m³/min:供氣壓力0.4～0.8MPa;耐溫極限1100-1200℃;材質為鈷鉬鎳合金、熱涂鈷基合金。

2.2 NP系列聲波賒灰裝置在鍋爐上的應用效果分析

2.2.1 除灰效果良好。尤其是在尾部受熱面中使用，能有效清除尾部受熱面管子表面及管問積灰，大大減少了檢修前清理積灰的工作量，改善了檢修工作環境。

2.2.2 不損傷受熱面管，有效降低了鍋爐“四管”泄漏的幾率，同時也減輕了檢修中受熱面管子更換、修補的工作量。

2.2.3 日常維護量小，只需每季度清理1次空氣過濾器，其他不需維護。

2.2.4 聲波吹灰器使用壓縮空氣，大大節省了蒸汽工質，經濟性顯著。聲波吹灰裝置每2h吹灰1次，而蒸汽吹灰每天吹灰1次，因此，聲波吹灰裝置吹灰的連續性較好，能使受熱面保持干凈。其次，蒸汽和聲波2種工質進入爐膛后的吸熱量相差很大，蒸汽吹灰時往往造成主、再熱汽溫大幅波動，而聲波吹灰時，主、再熱汽溫波動不明顯，有利于運行人員壓紅線運行。因此，改用聲波吹灰裝置后，與改造前相比主、再熱汽溫有所提高。

2.2.5 鍋爐熄火后，連續投入聲波吹灰裝置運行，直至煙風系統停運后再停止聲波吹灰裝置運行，可有效降低鍋爐水平煙道及尾部豎井內的積灰程度。

2.2.6 耐熱、耐磨性能良好，發聲器、電磁閥及程序控制系統工作可靠。

2.2.7 煙氣流速較低時，容易造成較大顆粒飛灰沉積在水平煙道處，還應配合蒸汽吹灰器共同使用。

3 蒸汽及聲波除灰器的技術經濟分析

3.1 兩種吹灰器的運行費用比較

3.1.1 1K型蒸汽吹灰器的技術參數該吹灰器技術參數如下行程為6m/7m{(期用期，下同);介質為蒸汽:單位耗汽量73kg/min蒸汽溫度為350℃:蒸汽壓力為1.5MPa/1.9MPa:工作時間為4(min/次)，6(min/次);電機功率為1.1 kW，原每爐在裝數量為42個/38個;現每爐在裝數量為8個，6個。

3.1.2 NP型聲波除灰裝置的技術參數該吹灰裝置技術參數如下:介質為壓縮空氣;單位耗氣量1m³/min;介質壓力為0.6MPa:電磁閥功率為0.012kW;工作時間為0.5min/次;空壓機功率為110kW;空壓機產氣量為20m³/h;在裝數量118套。

3.2 兩種吹灰器的運行時間及耗材價格對1K型蒸汽吹灰器:生成1t蒸汽的成本為140元;蒸汽吹灰器每天吹灰1次:供電煤耗按0.3258kg/(kw.h);1t煤價為300元;按每年運行290天計算。對NP型聲波除灰裝置:每天工作12次;1kW.h電價按0.30元(包括空壓機的折舊費)，則空壓機氣價為1.65元/m3。

3.3 兩種吹灰器的運行費用1期鍋爐68個蒸汽吹灰器每年耗用蒸汽折合費用:68×73kg/min×4min/次×1次/天×290天÷1000kg/t×140元/t÷10000=80 6154萬元。

11期鍋爐64個蒸汽次灰器每年耗用蒸汽折合費用:64x73kg/mi-nx4min，次x1次/天x290天÷1000kg/txl40元/t÷10000-~75.8733萬元。

118套聲波吹灰裝置空壓機每年耗電折合費用:118×lm³/min×0.5min，次×12次/天×290天×165元/m³÷10000=53.8778萬元。

則每年可節約運行費用:80.6154萬元+75.8733萬元=538778萬元=102.6109萬元。

3.4 兩種吹灰器檢修、維護費用的比較每年檢修、維護132個蒸汽吹灰界大約需支出備件、材料費用22萬元。而NP系列聲波除灰裝置屬于基本免維護產品，只需定期清理空氣過濾器。最早投運的聲波除灰裝置至今還來發生備件、材料費用支出。

3.5 兩種吹灰器的設備安全效益由于蒸汽吹灰時往往造成主、再熱汽溫的大幅度波動，而聲波吹灰器在吹灰過程中，主、再熱汽溫波動不明顯，有利于運行。另外，使用聲波除灰裝置與使用蒸汽吹灰相比，提高了主、再熱汽溫參數。使用聲波除灰裝置避免了受熱面管子的吹損，有效降低了因吹灰造成受熱面爆管事故。因此，保障了鍋爐的安全運行，可取得較大的經濟效益。

NP系列聲波除灰裝置無論從安全性、可靠性角度還是節能、降低發電成本等方面考慮，聲波除灰裝置顯示了比蒸汽吹灰的優越性，它更能保證鍋爐的安全運行。