水泥行业余热发电中声波清灰器的应用

现场概况以及两种清灰方式的对比

1、现场概况

SP 炉余热锅炉热烟气中含有大量的粉尘，且粉尘细，容易在锅炉受热面上积灰，影响锅炉受热面的传热效果，致使锅炉出力降低，发电量降低，目前现场采用机械振打方法。机械振打方法在长期的使用过程中总结出有如下3个显著问题：

（一） 密封性

机械振打方式原理上为电机带动机械传动部分转动，依靠锤头撞击的冲击力进行清灰，从其原理来讲就不是密封结构，尤其冬季室外气温较低，炉内温度损失较大。

（二） 清灰范围局限性

机械振打清灰方式决定了距离击打锤头较近的位置清灰效果较好，距离锤头距离较远的位置清灰效果不明显或者几乎没有效果，外加机械振打方式清灰炉内管束受力不均匀，甚至有的位置出现导热管束破裂漏水现象。

（三） 耗电量及维护成本费用较高

该公司所使用的中压余热锅炉共11层，每层配备机械振打设备，一号线余热锅炉配套振打电机功率约为1.1KW，按照每年工作300天计算，年平均耗电量计算如下：

年平均耗电量= 300天*24小时/天*1.1KW*11*2=174240KWh（度）

二号线余热锅炉共11层，每层配套振打电机功率为1.1KW，，每层配备两组振打锤，按照每年工作300天计算，年平均耗电量计算如下：

年平均耗电量= 300天*24小时/天*1.1KW*11*2=174240KWh（度）

总计年耗电量：174240KWh+174240KWh=348480KWh

此外设备维护，润滑油，锤头更换，人工等也是一笔不小的费用

2、声波清灰技术简介及应用

声波清灰技术是和国内清灰领域的一项前沿技术，它以0.4～0.6Mpa 的压缩空气为动力源,使发声体内部的高强度钛合金膜片自激振荡，并在谐振腔内产生振动，将压缩空气的势能转换成低频声能,发出低频、高能的声波，通过扩声筒放大，由空气介质把声能传递到相应的膨料点，直接作用于物料的分子结构内，使物料分子间积聚力由紧密变为疏松，在重力或流体介质媒体的作用下脱离附着体表面，达到有效清灰的目的。相比传统机械振打方式清灰具有如下三点优势：

一 全密封结构

声波清灰器利用压缩空气通入发声体内使膜片产生低频振动，由扩声筒导入锅炉内进行清灰，停止工作时电磁阀自动关闭，无烟气及灰尘外泄，为全密封结构

二 360度*清灰

由于声波具有反射和折射的特点，故高能低频声波沿扩声筒进入锅炉内部之后，会在整个锅炉内产生低频振动，使附着在导热管束上的灰尘剥离开来，在负压或者重力的作用下，离开导热管表面，且导热管受力均匀，不会出现导热管破裂或者清灰死角等问题。

三 维护量较小费用低

声波清灰器整体无可动部件（膜片除外），故在使用过程中几乎不需要人工进行护理，大大减轻了人工劳动强度。相比传统机械振动方式清灰，声波清灰方式所需的由空压机工作产生的压缩空气耗电量按照如下方式计算：

声波清灰器工作模式普遍为30分钟振动一次，一次振动10-15秒，所需0.4MPa的压缩空气体积约为0.75立方米，市场上常见的变频器控制永磁电机的螺杆空压机产生1立方米0.6MPa的压缩空气耗电量约为0.08KWh，由于压缩空气产气量与耗电量之间非线性关系，暂且预算产生1立方米0.4MPa的压缩空气耗电量为0.06KWh，同等条件下，采用声波清灰方式的年耗电量计算如下：

两条线年均耗电量：300天*24小时/天*每小时工作2次*0.045kwh*44台=28512KWh

即采用声波清灰方式年度可节约耗电量：348480KWh-28512KWh=319968KWh

按照工业用电标准zui低每度电0.8元，即每年可节约电费319968*0.8=255975元

外加传统机械方式清灰每年对锤头以及电机的维护保养费用（一台SP炉按照20000元计算）总计年度可节省费用约为30万元。

3、选择声波清灰器所应考虑的主要因素

1）声波作用的范围；

2）设备的容积、结构；

3）不同性质粉尘所需的频率、声强；

4）现场安装位置

正确的安装位置对声波清灰器的有效运行zui为重要,它将直接影响声波辐射的范围和声波传递的效率,从而影响到清灰的实际效果。不同部位的积焦粉、堵料随工况条件如湿度大小等情况不同，均具有不同的粘附力，要从其附着体表面有效清除这些积焦粉，需要根据清堵对象zui远点清堵所需的声压级及传播介质工况条件、作用空间的结构特点和距声源的距离以及声波的衰减特性来综合确定出声波清灰器的安装位置、数量，并设计相应的工作频率。