脫硝系統聲波吹灰器發聲異常故障的處理

殷胥杰

(中國國電集團公司諫壁發電廠，江蘇 鎮江 212006)

脫硝系統聲波吹灰器發聲異常故障的處理

殷胥杰

(中國國電集團公司諫壁發電廠，江蘇 鎮江 212006)

針對某電廠百萬機組脫硝系統中的聲波吹灰器經常出現發聲異常的情況，分析該設備的發聲原理，通過對聲波吹灰器的發生頭進行實拆和現場工作中的相關經驗，對故障表象、原因及基本處理方式進行了歸納和總結。

百萬機組；脫硝系統；聲波吹灰器；發生頭

1 聲波吹灰器簡介

聲波吹灰器是一種新型的空氣介質吹掃設備，其利用聲波使粉塵顆粒產生振動，從而使粉塵從工業設備表面脫落的低頻、高能喇叭。目前，聲波吹灰器被廣泛應用于電廠脫硝裝置、鍋爐煙道、灰斗等設備中。

某電廠的百萬機組脫硝裝置為選擇性觸媒還原煙氣脫硝系統(SCR)。為防止煙灰堵塞催化反應器，降低煙氣流動阻力，自機組啟動后，即程控投運聲波吹灰器，進行不間斷的順序吹掃。因該設備的工作強度較高，經常出現發聲異常(悶響、無聲)，對催化反應器的工作安全、效率有一定影響。

聲波吹灰器的主體構造相對簡單，其外觀如圖1所示。其中A，B段為鑄鐵件，C段為不銹鋼件(安裝于脫硝裝置內部、接觸煙氣)。由于構造原因，檢修人員無法觀察到聲波吹灰器內部機件的動作，難以明確檢修消缺方式。在早期消缺中，往往采取大錘敲擊其前段的鑄鐵段喇叭筒、用通條捅B—C段接口等較為盲目的檢修方式，不僅收效不明顯，野蠻敲擊還會對設備結構安全構成不利影響。氣由此進入二級腔室；具有一定彈性形變能力的金屬膜片向右變形后會向左彈性復原，對進入二級腔室的空氣產生加速壓縮的拍擊力，進而形成低頻聲波，并經過彎頭喇叭筒放大后進入SCR反應裝置內部。發生頭內部結構如圖2所示。

圖1 聲波吹灰器外觀

圖2 發生頭內部結構

2 聲波吹灰器發聲原理分析

檢修人員通過查找資料和現場研究，了解到該設備的發聲原理為：靜態時，膜片未受壓力，為自然平整狀態；當壓縮空氣(壓力一般在0.45—0.65 MPa)進入膜片左側的一級腔室時，膜片受壓力向右變形，形成氣流通道，一級腔室內的壓縮空

3 聲波吹灰器故障分析

3.1 實拆情況分析

(1) 發生頭內部的膜片有鼓面的作用，即在壓縮空氣的擠壓下，發生彈性形變，膜片中心截面不斷鼓起、復原。在這過程中，壓縮空氣鼓入二級腔室，并加速使其發聲。在這種工作模式下，膜片的彈性保持、膜片與二級腔之間的密封性尤為重要。

(2) 在膜片與后端蓋(后端蓋內側面有一定錐度)之間形成的空間中，呼吸頭是其與大氣的唯一通道，起到保持這個空間壓力始終與大氣壓一致的作用。呼吸頭的暢通對建立膜片內外的壓差起到很大作用，膜片的回彈頻度與其也有直接聯系。經金屬檢驗，膜片為鈦金屬材質，鈦含量在99.3 %左右，其他成分為釩、錫、鈮等，具備較強的彈性形變能力。

(3) 發生故障的聲波吹灰器的呼吸頭一般都較臟。沾滿油泥灰垢的呼吸頭通孔如圖3所示。

圖3 后端蓋呼吸頭通孔

(4) 由于高頻的沖擊，膜片貼緊二級腔一面的中心區域都被壓出了鋼印。膜片的壓痕及邊緣缺損如圖4所示。

圖4 膜片的壓痕及邊緣缺損

(5) 膜片上有明顯的油性灰垢。有污垢的膜片如圖5所示。

檢修人員原先認為聲波吹灰器發聲異常的原因是其管道內發生了堵塞，于是用大錘猛敲吹灰器彎管，用圓鋼疏通吹灰器管道，但是消缺效果并不理想。由發生頭內部結構可知，吹灰器喇叭口及管道被完全堵塞的情況極少；即便有輕微結塊堵塞，其位置也遠離吹灰器發聲區域，對吹灰器的發聲不會造成本質性的影響。

圖5 有污垢的膜片

3.2 聲波吹灰器故障主要原因

(1) 膜片長期高頻度彈性變形后轉為冷塑性變形，影響了壓縮效果及其與二級腔之間的密封性。

(2) 膜片上越積越多的灰垢對腔室密封和彈性變形產生負面影響。

(3) 呼吸頭太臟或者堵塞，對壓縮空氣進入腔室及發聲產生不利影響。

4 聲波吹灰器的故障排除

(1) 清理干凈一、二級腔室、膜片及腔室后蓋上的灰垢。

(2) 將清洗過的膜片翻轉后安裝。

(3) 更換有明顯損傷或變形的膜片。

(4) 采用敲擊、浸泡清洗或空氣吹掃的方式清理呼吸頭。

(5) 當采用上述方式均無效時，可考慮喇叭口堵塞問題或調整壓縮空氣參數，另行處理。

5 實施效果

某日，14號爐B16，13號爐A12，A23，A24，B22 5臺吹灰器故障檢修，采用以上故障排除方式處理后，除A23因電磁閥不動作、壓縮空氣不通、無法試驗確認外，其余4臺均能當場恢復到相當的發聲強度(有2臺發聲音調發生了變化，估計和膜片老化有關)。

經檢修人員進一步實地驗證，該方式對該類故障基本能做到對癥消缺，對保障該設備投用率、提高檢修效率和質量起到積極作用。

1 魏 霞，劉 波，郭軍強，等.鍋爐長吹灰器控制邏輯

分析與優化[J].電力安全技術，2011，13(9)：11-13. 2 葉江明.電廠鍋爐原理及設備[M].北京：中國電力出

版社，2004.

2016-11-28。

殷胥杰(1984—)，男，助理工程師，主要從事火電廠熱機設備檢修工作，email：yinxujie007@sina.com。