高能燃氣脈沖吹灰裝置技術研究與應用

摘要：高能燃氣脈沖吹灰裝置是根據乙炔爆炸的機械沖擊、聲波輻射、熱清洗作用合理的設計吹灰裝置系統及加速脈沖罐的結構、尺寸、形狀，從而獲得可控的吹灰強度，達到最佳吹灰效果。實際加裝到鍋爐上后，平均降低煙溫100-120℃，且無需停爐即可保證鍋爐在高效率狀態下運行，熱效率提高5%，降低單耗2.8kg/t，節約了大量的資金。

關鍵詞：高能燃氣脈沖吹灰裝置 鍋爐 乙炔 脈沖

0 引言

特種油開發公司熱注作業一區有1臺9.2t鍋爐和6臺50t鍋爐，所用燃油為渣油，油質中灰分含量高，造成積灰較多，煙溫上升較快，造成吹灰次數多，影響鍋爐熱效率，增加了成本，這對鍋爐運行是十分不利的，而傳統的吹灰方法在效果和經濟性上都不能令人滿意。隨著鍋爐的使用年限增加，對流段翅片管吸熱效果逐年漸差，目前燃油鍋爐煙溫在315℃以上，這些煙氣攜帶了大量熱量被排放到大氣中，排煙熱損失是鍋爐最大一項熱損失，目前鍋爐熱效率為75%-80%之間，提高鍋爐熱效率是鍋爐運行的當務之急。

1 高能燃氣脈沖吹灰裝置的技術原理

1.1 爆炸吹灰的基本原理 因為乙炔氣體爆炸極限范圍較寬（爆炸極限為1.5%-82%），易于掌握，且可在較大范圍內調節吹灰強度，所以采用乙炔爆炸吹灰。

乙炔與空氣按爆炸極限內的比例混合后經點火燃燒，其反應式為：2C2H2+5O2→4CO2+2H2O+Q

1.2 爆炸吹灰的作用機理 ①機械沖擊作用。混合氣經點燃后，體積瞬間發生急劇增益，經加速脈沖罐的激發，產生較高的壓力（通常1-10kg/cm2），較高的速度（300-

350m/s），經噴嘴進入爐內，其動能以沖擊波的形式作用于受熱面積灰表面并經多次折射，使積灰脫落飛揚。②聲波輻射作用。由運行實驗可知，在距噴油嘴6-7m處，其聲壓級保持在160dB以上。而目前國際、國內采用的聲波除灰裝置，距噴油嘴軸線1m處的聲壓級只達到150-156dB。③熱清洗作用。混合氣體點火爆燃后，產生高溫高壓燃氣。當高溫燃氣射向積灰層時，可以使積灰軟化，粘結強度降低，在高壓氣流吹掃下，灰層破碎脫落。則對于燃油鍋爐、煉鋼廠、加熱爐和余熱爐的粘結性積灰尤為有效。

2 高能燃氣脈沖吹灰裝置的工藝

根據以上高能燃氣脈沖吹灰理論設計了裝置系統流程圖如下所示：

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圖1 高能燃氣脈沖吹灰裝置系統流程圖

控制系統由觸摸屏、可編程序控制器、電動閥、壓力流量計量元件、點火裝置等組成，可實現自動、半自動及手動控制。該系統具有良好的安全性、穩定性，既降低了操作者的勞動強度又提高了生產效率。

3 高能燃氣脈沖吹灰裝置的現場實施情況

根據注汽鍋爐尾部受熱面特點，確定乙炔充氣時間、壓力、風壓、流量。

采用現場操作方法，按著操作程序進行試驗：①將脈沖加速器固定在注汽鍋爐尾部受熱面；②用快速聯接管，將混合加量與加速器連接；③確定移動式吹灰器位置；④調整好各參數。

將控制程序確定的手動方式，由于在線試驗指標為注汽鍋爐的排煙溫度，記錄①到④點的試驗結果。

4 效果分析

高能燃氣脈沖吹灰裝置一次性投入31萬元，以單爐計算，該技術使用的乙炔為298元/瓶，每瓶乙炔可吹灰三次，每爐每月平均吹灰兩次，則單爐年吹灰投入資金為：

298×（12×2÷3）=2384元

該裝置可平均降低煙溫110℃，熱效率提高5%，降低單耗2.8kg/t，按每爐年注汽量10萬方計算，則年節約燃油：2.8×10-3×1×106=296.8（噸）

按燃油費用2000元/噸計算，則可節約：296.8×2000=59.3（萬元）

所以，每爐年節約燃油費用59.3萬元。

投入產出比為：投入/產出=312384元/593000元=0.53

可見加裝該裝置第一年初即可收回成本，全年節約：59.3-31-0.24=28.06（萬元）。

5 總結

①解決了鍋爐吹灰效果不好、吹灰費用高的問題，為公司的整體效益做出了貢獻。②加裝的高能燃氣脈沖吹灰裝置具有良好的工作安全性與穩定性。③加裝的高能脈沖吹灰裝置具有較高的自動化程度，降低了操作人員的勞動強度，提高了勞動生產率。

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作者簡介：

包波（1970-），男，工程師，1992年畢業于遼河石油學校礦場機械專業，現從事熱注運行。