锅炉声波清灰器的应用实例

概要：本文根据对新疆地区使用过声波清灰器的锅炉进行系统调查，研究了声波清灰器使用成功的经验和失败的教训，并总结在选用声波清灰器方面的一些基本经验，分析和设计了符合燃烧新疆地区煤种的锅炉声波清灰装置，并推广应用，取得了较好的使用效果。

       伊犁二厂130t/h锅炉，由于各种原因过热器等受热面积灰结渣严重，经过改造，燃烧已经稳定，但积灰仍很严重，长期靠蒸汽吹灰器维持运行。奎屯新厂130t/h高压炉，高低温过热器严重积灰结渣，虽使用振片式声波清灰器，仍仅能维持80-90t/h负荷运行，玛纳斯电厂5,6号锅炉，高温过热器及折烟角积灰，造成塌灰灭火事故，每3-4天就得降负荷清理堵塞的烟气通道，每一次清理就要多烧油，少发电，损失8-10万元。其他许多电厂，都不同程度的存在堵灰，结渣积灰问题。

1 基本情况

利用声波技术，清除锅炉内部管子上的积灰，已经有近30年的历史，尽管如此，电厂锅炉在选择使用声波清灰器时，仍有许多未被认识的区域，有许多不尽人意的问题，困扰着声波清灰器的正常使用。每种声波清灰器由于工作原理不同，它的工作范围和特性也不尽相同，因此，清灰能力也不尽相同。

2 使用选择

上述众多产品中，如何选择能符合本厂锅炉适用的产品，应从以下几个方面进行选择。

2.1根据锅炉的容量及锅炉需要清灰的宽度，实际结渣积灰位置，选择能力相当的声波清灰器。根据我们多次试验研究结论，能使水平管子上和钢架上积灰飞扬下落的zui低声压级为135dB。因此，对锅炉宽度方向的距离，即为清灰器要求的能量距离，以135dB为基数，根据声波衰减规律，按两台清灰器相对布置，要求锅炉zui低声压级为：

 因此，声压级145dB，可满足容量130t/h以下锅炉的清灰要求，声压级151dB，可满足容量670t/h以下锅炉的清灰要求。

2.2 声波清灰器的选择：1 对小空间纯积灰区，可选择发声强度较小的声压级145dB以下的声波清灰器清除掉。2 对大中容量煤粉炉锅炉，在屏式过热器，凝渣管，高温过热器和低温过热器管上，挂在管子上的积灰，可以根据炉膛宽度，选用相应功率较大的声波清灰器。3 对屏式过热器，凝渣管，高低温过热器上堵塞管间的结渣性积灰，必须选用大于150dB大功率蒸汽型声波清灰器清灰。

2.3 声波清灰器的发声频率：声波清灰器使用对象是锅炉，锅炉运行时使用声波清灰器，不应对锅炉部件安全运行带来影响，为此我们核算了锅炉管束的自振频率，锅炉管束自振频率一般小于100Hz，大型锅炉轻型炉墙的自振频率一般为0.5-15Hz。利用低频声波进行清灰，一般认为声波频率越低，波长越长，能量衰减越慢，声波可传递的较远，对锅炉清灰效果可能好一些，所以，前几年设计的单孔喷注声波清灰器，一般频率选在100Hz以下，有的甚至低到16Hz，低于一般声级计测试范围，这为检查产品质量，带来很多不便，频率选的越低，声波频率与锅炉构件自振频率产生共振的机会就越大，仅有频率没有能量就不会有清灰效果，增大能量，共振的危险性就会增大。利用高频或中频，会对增大主观环境噪声；为此声波清灰器的清灰声波频率应该在125-250Hz范围比较合适。

2.4 安装时尽可能选择相对布置，在运行使用过程发现清灰能量不足时，可实行调频以增加清灰能力。

2.5 每台清灰器单独连续工作时间不得低于90秒，否则清灰效果不明显。

2.6 声波清灰器在炉墙外侧部分，应有隔音罩，以减轻噪声外泄。

      总结上述对声波清灰器的基本要求，对声波清灰器的选择的要素是：1 频率125-250Hz。2 喇叭应安装在炉墙上，拆装方便。3 根据锅炉宽度确定声波清灰器线性声压级，35t/h锅炉，声压级不低于141dB，670t/h锅炉，声压级不低于151dB，高温过热器凝结的熔融焦渣，及结渣性积灰，声压级还必须进一步提高。4 防止噪声外泄，声波清灰器喇叭不宜过长，并要有隔音措施；锅炉自身也应严格密封，减少噪声泄漏。5 全自动程序控制运行，并可根据运行要求进行实时调控，设有过压过流，短路保护。6 维护工作量小，耗气量小。

正常情况，使用声波清灰器可使锅炉效率提高1-2%，对450t/h锅炉每年可减少燃煤消耗4000-5000吨。现将使用AS150系列声波清灰器使用后的效益例举如下：新疆石河子东热电站，四号炉系四川锅炉厂生产的130t/h煤粉锅炉，炉膛尺寸6860*6860mm，中间贮仓室，乏气送粉，四角喷燃，固态排渣，燃用本地烟煤。在2004年8月，在高低温过热器间安装AS150蒸汽型声波清灰器两台，相对布置，原设计要求蒸汽压力1.3-2.0MPa，汽温300-400℃，气源使用汽机抽气，压力0.7-1.0MPa，汽温325℃，由于冬季用抽汽供暖，所以实际运行压力0.5MPa，声波清灰器投运时，实际压力仅0.4MPa。

    报表分析依锅炉负荷，过热蒸汽减温水流量，转向室出口烟温（过热器后烟温），和排烟温度等四组抄表记录数字，按小时做曲线表，转向室出口烟温和排烟温度用甲乙侧温度平均统计。

    由统计数据分析，锅炉负荷即主蒸汽流量，变化平稳，过热器后烟温和排烟温度自160℃下降到132-140℃，过热器后烟温由500-515℃下降到460-480℃，上述点对应减温水流量，也有5-11t/h下降到1.9-2.8t/h。上述烟温和减温水流量变化，与过热蒸汽流量无对应关系，因此，上述烟温下降和减温水流量下降与声波清灰器工作有关，即声波清灰器每六小时运行一次。

3 结言

  1 清灰器运行后，对炉膛上部，凝渣管，高低温过热器及高温省煤器都有清灰作用，锅炉蒸发量不变，蒸发受热面水的传热系数远大于过热蒸汽传热系数，蒸发受热面吸热量增加，引起过热器相对吸热量减小，因此减温水量下降。2 为提高锅炉整体运行效益，建议：增加清灰器的运行时间，由六小时运行一次，改为2-3小时运行一次，这样平均排烟温度可明显下降，排烟温度下降16-20℃，锅炉效率可提高1-2%，每小时节煤150-170公斤，按每年运行6000小时计算，每年节约900吨。3 过热器的声波清灰器增加为四台，省煤器等应根据集会情况增加声波清灰器，可保障锅炉长期安全经济运行。