能源動力系統(tǒng)除灰新技術(shù)的機理及應(yīng)用

于浩波

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對能源的需求也是越來越大。當(dāng)前的電站鍋爐中使用了大量的高灰煤，在很大程度上限制了其運行效率，而且排放量非常大，對生態(tài)環(huán)境也造成了很大的破壞。為此，人們研究推出了一種可用于大型電站鍋爐設(shè)備除灰的新技術(shù)。本文就能源動力系統(tǒng)除灰新技術(shù)的機理及應(yīng)用展開研究。

關(guān)鍵詞：能源動力系統(tǒng)；除灰新技術(shù)；機理；應(yīng)用

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，我國對能源的消耗和排放日漸增多，但使用的大量高灰煤的燃燒效率并不高，這不但增大了煤炭的消耗，也不利于環(huán)境的保護，還會影響到動力設(shè)備的安全性。當(dāng)前，在眾多發(fā)電廠中，高灰煤是最為重要的動力能源之一，其燃燒過程中往往會在鍋爐，特別是鍋爐尾部的受熱面上出現(xiàn)大量的積灰，影響到鍋爐的正常運行。如果不能及時的予以清理，積灰有可能會在特定條件下再次燃燒，損害鍋爐的同時還會引發(fā)安全危險。

1除灰新技術(shù)的原理及特點

對于能源動力系統(tǒng)積灰的處理，國內(nèi)一般會選用以下幾種方法：固定式、旋轉(zhuǎn)伸縮式和振動式等，實踐表明，這些方法對積灰有著一定的清理效果，但也存在著諸多問題與不足。 比如，應(yīng)用這些方法所投入的人力、物力是非常可觀的，而且對于長期積攢的灰垢的清理效果并不理想。因此，怎樣才能有效的清除積灰就成為了相關(guān)領(lǐng)域人士所不斷研究的課題，經(jīng)過多次的試驗研究，人們得出了燃燒氣脈沖技術(shù)。

其原理是：使用一組具有較大強度的沖擊波，脈沖式地對積灰進行沖擊，從而將積灰清除。預(yù)混可燃氣體被燃燒后，在經(jīng)過特定設(shè)計的空間內(nèi)迅速燃燒，形成所需要的強大壓力，經(jīng)由輸出口向積灰發(fā)射出強勁的沖擊波；通過脈沖式運行的高能、高速、“干”燃氣流不斷的沖擊在積灰上，能夠比較有效地清除掉積灰以及積攢的灰垢。

該技術(shù)的特點：主要是基于一種稱之為“爆燃”的燃燒技術(shù)。與常見技術(shù)有所不同，它是一種帶有較強沖擊波的燃燒過程，運行在燃燒波陣面的前面，而且可以在極短的時間內(nèi)實現(xiàn)完整的燃燒過程，相比常見的燃燒要快的多，能超過2-3個數(shù)量級。當(dāng)然，為確保運行安全，要對該過程加以控制，以防止燃燒由“爆燃”轉(zhuǎn)換為“爆轟”。因為這一技術(shù)屬于一種非定常燃燒，這就要求人們在空間設(shè)計、參數(shù)設(shè)定、燃燒氣體的選擇以及安全可靠性等方面要慎之又慎，并充分的考慮到“非定常”這一因素。

2燃燒氣脈沖技術(shù)機理研究

有關(guān)機理的研究，也就是對相應(yīng)的非定常燃燒過程的研究，從而能夠?qū)ζ淙紵夹g(shù)及控制方法做到充分的掌握。研究表明，使用不同的燃料、不同的配比、不同的結(jié)構(gòu)都會形成不同的燃燒速率和壓力波，進而產(chǎn)生不同的除灰效果。一般來說，火焰速度越快，也就有著更好的除灰效果。但火焰速度又不能過快，一旦超過了某個閾值就會出現(xiàn)急劇的變化，從而對整個運行系統(tǒng)造成損壞。

2.1燃料濃度對火焰速度的影響

在其他因素不變的情況下，我們研究燃料濃度對火焰速度的影響。隨著燃料用量的減少，燃料濃度隨之下降，火焰速度也就隨之變慢，一旦增大燃料的用量，火焰燃燒的速度也就隨之加快，可以說，燃料濃度與火焰速度之間有著密切的聯(lián)系。

2.2 燃料種類對火焰速度的影響

使用不同的燃料種類，因為其所具有的燃燒性質(zhì)有所不同，燃燒時形成的溫度也就不同，會對火焰速度造成一定的影響。在其他因素不變的情況下，研究燃料種類對火焰速度的影響，在貧燃料混合物燃燒的過程中，因為其含氧量較大，形成有利于燃燒的氧氣，燃燒速度也就越快，由此能夠得出水煤氣高于液化石油氣的火焰速度，甲烷則是其中最低的。

2.3 燃燒室結(jié)構(gòu)對火焰速度的影響

燃燒室結(jié)構(gòu)對火焰速度也有著很大的影響，在阻塞比更大的管道中，火焰速度要更快一些，而在阻塞比較小的管道中，燃燒速度相對變慢。在阻塞比不斷減小的過程中，火焰貫穿障礙物的壓力隨之減小，燃燒氣流受到相應(yīng)的阻礙而變大，火焰速度隨之升高。

3除灰新技術(shù)的應(yīng)用

通過大量的實驗研究，對燃燒室的結(jié)構(gòu)以及設(shè)定參數(shù)進行不斷的優(yōu)化。當(dāng)前，該技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于多個機組的鍋爐除灰中，并且除灰效果相當(dāng)理想，同時有效的提升了相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟效益。

許多企業(yè)在應(yīng)用該技術(shù)前都是使用的蒸汽吹灰，因為燃煤生成的積灰含有較多的鈣成分，除灰效果非常差，而使用該技術(shù)后，效果比較好，比如某電廠四臺300MW機組，應(yīng)用該除灰新技術(shù)后，空氣預(yù)熱裝置的煙阻由之前的1200Pa下降到800Pa左右，而且能長期保持在這一水平上，有效的提高了鍋爐的運行效率；而在其他電廠也取得了不錯的效果，比如某電廠兩臺125MW機組使用該技術(shù)后，清理次數(shù)明顯減少，停機間隔時間明顯延長，在一定程度上節(jié)省了清潔成本，增加了發(fā)電量；同時，因為該技術(shù)良好的除灰效果，可確保煙氣通道的通暢，進而減輕爐膛壓力，比如某電廠200MW機組應(yīng)用該技術(shù)后，壓力擺動從之前的±700Pa降低到±100Pa，不僅煙阻有所下降，而且鍋爐燃燒的更加充分，灰塵含碳量也有所減少，設(shè)備穩(wěn)定性顯著提高；此外，該技術(shù)的使用還能夠幫助減小排煙溫度及引風(fēng)電流，比如某電廠四臺300MW機組運行一年多來，排煙溫度下降了大約10- 15℃，引風(fēng)機電流下降了大約20A，煙阻由之前的1500Pa降低到800Pa，而且能夠長時間的保持在這一水平。

4結(jié)語

隨著國民經(jīng)濟的加快發(fā)展，我國對能源的需求逐漸增大，為提高能源動力系統(tǒng)的運行效率，對除灰技術(shù)的研究一直以來都是人們關(guān)注的重點。本文就能源動力系統(tǒng)除灰新技術(shù)的機理及應(yīng)用進行了分析，通過在不同機組鍋爐除灰中的應(yīng)用，取得了非常好的效果，以及顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。在未來，應(yīng)大力推進除灰新技術(shù)的推廣應(yīng)用，以促進我國電力工業(yè)的發(fā)展。

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