聲波吹灰技術(shù)在電廠鍋爐中的應(yīng)用
2000年10月,諫壁發(fā)電廠對5號(hào)鍋爐尾部受熱面的吹灰系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造,分別在省煤器及高、中溫段空氣預(yù)熱器部位安裝了48只SB-70插入式程控聲波吹灰器,以解決鍋爐尾部受熱面積灰結(jié)渣的問題〔1〕。
1 SB-70插入式程控聲波吹灰器
聲波吹灰的基本原理在于聲波對積灰的高加速度剝離作用和振動(dòng)疲憊破碎作用。此外,聲波與煙氣流、換熱管之間的流體動(dòng)力場關(guān)系,高聲強(qiáng)非線性的非凡效應(yīng)等都將對清灰除焦起作用。與傳統(tǒng)的除灰方法相比,聲波吹灰的優(yōu)點(diǎn)主要有:
(1)聲波輻射具有全向性,極高的返射性和快速傳播(聲速),以及在氣體中傳播時(shí)衰減很小等特性。它能均勻布滿整個(gè)空間,進(jìn)行全方位清灰,可以清除到其它方法不易清除的死角。達(dá)到煙道暢通,保持受熱面清潔,提高換熱效率的目的。
(2)聲波除灰法利用聲振動(dòng)達(dá)到除灰的效果,聲波除灰方式本身又可以影響沉積物生成機(jī)理,防止和延緩沉積物形成,起到了預(yù)防結(jié)渣的作用,吹灰效果好。
(3)耗能量低,安裝投資費(fèi)用回報(bào)期短。
(4)聲波吹灰不會(huì)使鍋爐部件產(chǎn)生熱應(yīng)力。
1.1 SB-70插入式程控聲波吹灰系統(tǒng)的組成與技術(shù)指標(biāo)
SB-70插入式程控聲波吹灰系統(tǒng)由氣源、聲波吹灰器、程控柜、電磁閥及連接管道組成。氣源提供產(chǎn)生聲能所需的機(jī)械能,聲波吹灰器將高壓氣源所攜帶的直流能量經(jīng)調(diào)制變換為交變的聲波能量,程控柜用于控制調(diào)節(jié)聲波吹灰器的運(yùn)行,電磁閥接受程控柜的指令,控制氣源的進(jìn)入,即控制聲波吹灰器的開停。SB-70插入式程控聲波吹灰器的具體結(jié)構(gòu)與安裝方式說明見參考文獻(xiàn)〔3〕。
SB-70插入式程控聲波吹灰器的技術(shù)指標(biāo)如下:
氣源屬性:壓縮空氣或過熱蒸汽。
氣源壓力:壓縮空氣為0.1MPa以上;過熱蒸汽為0.3MPa以上。
氣源流量:壓縮空氣為0.6~1.0m3/min;過熱蒸汽為0.8~1.0m3/min。
工作頻率:600~800Hz。
聲強(qiáng)特性:140dB~150dB以上。
1.2 SB-70插入式程控聲波吹灰器的特點(diǎn)
SB-70插入式程控聲波吹灰器沒有電機(jī)、膜片等易損部件,不需更換部件。要求氣源壓力低,適用性高。
SB-70插入式程控聲波吹灰器采用插入式,直接布置在煙道內(nèi)的受熱面旁,而不是布置在爐墻面上,爐墻不需開孔,不會(huì)破壞爐墻結(jié)構(gòu),克服了其它類型聲波吹灰器固定、減振、保溫困難及適用性差的弊端。插入式的布置方式還可以根據(jù)受熱面的大小及積灰情況布置多個(gè)吹灰器,確保受熱面都能接受到足夠強(qiáng)度的聲波,除灰效果更好。
SB-70插入式程控聲波吹灰器產(chǎn)生的聲波對鍋爐設(shè)備的作用主要通過聲振動(dòng),工作頻率在600~800Hz的SB-70聲波吹灰器,很難造成鍋爐共振,且正常運(yùn)行時(shí)噪聲很小,不產(chǎn)生噪聲污染。
2 SB-70插入式程控聲波吹灰器在諫壁發(fā)電廠的應(yīng)用
諫壁發(fā)電廠5號(hào)鍋爐尾部煙道有4個(gè)侖,自上而下依次布置高溫段空預(yù)器、省煤器、中溫段空預(yù)器及低溫段空預(yù)器,根據(jù)各受熱面積灰程度,選擇在省煤器及高、中溫段空氣預(yù)熱器部位安裝聲波吹灰器,另根據(jù)受熱面的大小,每個(gè)受熱面安裝4個(gè)聲波吹灰器,一個(gè)侖安裝12個(gè)聲波吹灰器,分三排布置,分別懸掛于高溫段空預(yù)器、省煤器及中溫段空預(yù)器上方,這樣,鍋爐尾部煙道內(nèi)共安裝了48個(gè)聲波吹灰器。
為了保證聲波吹灰器有足夠的壓縮空氣量,以使吹灰器可以有效地進(jìn)行工作。在吹灰系統(tǒng)工作時(shí),先開啟一個(gè)支路的閥門進(jìn)行吹灰,當(dāng)此支路吹灰完畢后,再接著開啟另一個(gè)支路的閥門進(jìn)行吹灰,直至所有支路全部吹灰完畢,則表明一個(gè)吹灰周期結(jié)束。
在鍋爐運(yùn)行一年后,2001年10月廠方技術(shù)人員進(jìn)入鍋爐尾部煙道,發(fā)現(xiàn)安裝了聲波吹灰器的省煤器及高、中溫段空氣預(yù)熱器基本無積灰。
通過對吹灰器投運(yùn)前后排煙溫度等運(yùn)行資料的分析,發(fā)現(xiàn)吹灰器投運(yùn)后,鍋爐排煙溫度明顯降低,例如,加裝聲波吹灰器前,鍋爐負(fù)荷為70MW時(shí),排煙溫度為132℃,而加裝聲波吹灰器后,相同進(jìn)風(fēng)溫度條件下,鍋爐負(fù)荷為80MW時(shí),排煙溫度為130℃。假如在相同負(fù)荷下比較,則加裝聲波吹灰器前后,鍋爐排煙溫度降低的幅度非常大。
為了檢驗(yàn)投運(yùn)聲波吹灰器對降低排煙溫度的效果,進(jìn)行了啟??疹A(yù)器部位聲波吹灰器,鍋爐變化的試驗(yàn)研究。
試驗(yàn)結(jié)果表明,停運(yùn)空預(yù)器聲波吹灰器后,鍋爐排煙溫度開始升高,前3天排煙溫度上升速度較慢,大約經(jīng)過4天的時(shí)間后,排煙溫度快速上升。其原因是由于開始幾天是空預(yù)器逐漸積灰的過程,到一定時(shí)間,空預(yù)器積灰嚴(yán)重,影響了空預(yù)器的換熱過程,所以排煙溫度快速上升。試驗(yàn)說明聲波吹灰器對于空預(yù)器除灰有顯著效果?;謴?fù)空預(yù)器聲波吹灰器運(yùn)行后,大約經(jīng)過相同的時(shí)間,鍋爐排煙溫度又降低到原來的水平,從開始的150℃降低到126℃,表明聲波吹灰器將前幾天空預(yù)器沉積的灰塵清除了,聲波吹灰器除灰效果明顯。以上試驗(yàn)在相同工況下進(jìn)行。
SB-70聲波吹灰器在諫壁發(fā)電廠的工業(yè)應(yīng)用表明其有著很好的吹灰效果,有效降低了鍋爐排煙溫度及煙道阻力,大大提高了鍋爐效率,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
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