1、內置陣列式高聲強聲波吹灰技術及節能計量和智能吹灰優化系統本文介紹了國內唯一將聲波發生器成功布置于發電廠 燃煤鍋爐煙道內部的專利技術-內置陣列式高聲強聲波吹 灰技術及其裝置的實際應用，從設計原理和運行實踐中證明 該技術徹底消除了吹損熱交換器管的問題，在保證最正確吹 灰效果的同時，為發電企業帶來顯著的節能減排效益。隨著 公司對基于該吹灰技術開發的智能吹灰優化系統、及節能計 量系統的研發，屆時該吹灰系統會帶來更大的節能經濟效益。1前言鍋爐熱損失是燃煤發電機組主要的熱損失，其中排煙熱 損失是最大一項，約占鍋爐熱損失的65%。一般情況下，排 煙溫度每增加10C,排煙熱損失上升0.6%1%，相應多耗 煤1

2、.2%2.4%。目前節能與減排已經成為燃煤發電企業日 常生產當中的兩個約束性指標，因此減少鍋爐熱損失、降低 排煙溫度就成為電站鍋爐節能減排技術發展的必然選擇。燃煤鍋爐爐內積灰不能及時、有效去除，直接導致鍋爐 排煙溫度升高、熱效率下降，及風機載荷加重和爐內管道腐 蝕等，在脫硝部位如果清灰不利還會影響脫硝效果、造成排 放不達標。選擇安全、節能、簡單、穩定、可靠、維護量低， 吹灰效果好、運行成本低的吹灰裝置對鍋爐運行的安全性、 經濟性、排放達標影響極大。內置陣列式高聲強聲波吹灰技術是目前國內唯一將聲 波發生器成組布置在鍋爐煙道內部的聲波吹灰技術，獲得國 家發明專利及國家科技部中國好技術稱號，在不吹損

3、管 排、有效吹灰的同時，與傳統蒸汽吹灰相比節約運行費用90% 以上，并起到了減少鍋爐熱損失、降低排煙溫度、提高鍋爐 效率的顯著效果，通過*熱工院對已使用內置陣列式高聲強 聲波吹灰技術的大唐*第二熱電廠吹灰系統實際運行測試， 結果說明實測排煙溫度降低了 9.5C,鍋爐效率提高了 0.43%, 機組供電煤耗降低1.33g/ （ kWh）。心中電慧能國際電力科技公司基于內置陣列式高聲強聲 波吹灰系統技術優勢，開發了鍋爐優化吹灰及節能計量系統， 將二者有效結合可以實現適時、優化吹灰的要求，同時實現 節能量累積計量，構成一整套完整的智能吹灰、節能計量系 統。2內置陣列式高聲強聲波吹灰技術2.1內置陣列式

4、高聲強聲波吹灰技術原理內置陣列式高聲強聲波吹灰系統及裝置的關鍵部件是 獲得國家發明專利的高聲強聲波吹灰器（如圖一），這種聲 波吹灰器工作氣源既可以是蒸汽也可以是壓縮空氣，聲波發 生器工作時在瞬間發出每秒數千次高聲強聲波，迫使積灰疲 勞、斷裂從換熱器管道表面剝離、脫落，隨高速流動的煙氣 帶走，到達去除鍋爐積灰的目的。聲波發生器從材質和構造上充分考慮了鍋爐煙道內部 的特殊環境，內置陣列式高聲強聲波吹灰系統及裝置采用成 組陣列式將若干數量（須根據項目實際情況開展具體設計布 置）聲波發生器分組布置在煙道內部，實現了煙道中聲場的 全面覆蓋，使聲波能量場能夠作用到換熱器管道的每個角落，因此清灰更徹底。內置

5、陣列式布置方式（如下列圖二、圖三）是目前唯一 一種將聲波發生器布置在煙道內部的吹灰布置方式，這種布 置方式已經獲得國家專利。2.2內置陣列式高聲強聲波吹灰系統組成內置陣列式高聲強聲波吹灰裝置由陣列式聲波系統、汽 （氣）源系統、控制系統組成。2.2.1陣列式聲波系統由若干組高聲強聲波吹灰器組組成，每組吹灰器由不同 數量的吹灰器組成，布置在鍋爐煙道內部，通常利用原長桿 吹灰器開孔引入吹灰器聯箱，每組獨立控制運行。2.2.2汽（氣）源系統汽（氣）源系統可用鍋爐蒸汽，也可用壓縮空氣作為工 作介質，通過減壓閥減壓后作為汽（氣）源，驅動聲波吹灰 器發出高聲強聲波，工作壓力為0.350.7MPa。采用鍋爐

6、蒸汽作為氣源時取汽從低再入口雙側取汽。汽（氣）源系統 配置疏水閥門，保證了吹灰介質品質，吹灰裝置運行時用氣 量僅為傳統蒸汽吹灰的510%,煙氣中水蒸氣分量大大減 少，對脫硫、脫銷和除塵達標益處非常大。2.2.3控制系統控制系統由PLC、信號采集模塊、設備控制模塊、吹灰 控制閥組成，可以實現自動程控吹灰，也可以實現手動吹灰。 系統預留與電廠DCS通訊接口，可以實現通過DCS控制吹 灰系統吹灰的功能。心中電慧能國際電力科技公司根據近十多年項目的實際 運行經驗，結合積灰特性開發出一套適應吹灰工藝的控制軟 件，并申請取得了相應的軟件著作專利。2.3內置陣列式高聲強聲波吹灰系統運行參數工作介質：蒸汽或壓

7、縮空氣工作壓力：0.350.7MPa最大流量（單只聲波發生器）：0.52kg/min （蒸汽介 質X13m3/min （壓縮空氣介質）有效半徑（單只聲波發生器）：軸向6-9M，橫向4-8M最大聲強：150dB（爐內），爐外不大于70dB （符合國家 工業環境噪聲標準）2.4內置陣列式高聲強聲波吹灰技術特點（1 ）安全可靠，不吹損管道內置陣列式高聲強聲波吹灰技術利用聲波原理，依靠高 強聲波迫使積灰處于振動流化狀態，同時聲波具有聲致疲勞 斷裂效應，迫使積灰脫落，隨煙氣流走，到達清灰的目的， 將工作介質由機械能轉化為聲能，屬于非直接吹灰方式，不 會吹損管道，使發電運維部門徹底擺脫了吹灰安全困擾，并

8、為按需吹灰、適時吹灰提供了有利保證。（2）爐內布置，清灰徹底內置陣列式高聲強聲波吹灰技術采用的聲波發生器具 有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損的特點，能夠布置于煙道內部， 突破了聲能在煙道內部衰減快致使聲波覆蓋面有限的弊端， 通過設計計算將若干數量聲波發生器成組陣列式布置在需 要吹灰的煙道部位，利用聲波傳播可以繞射、反射、折射的 特點，全方位不留死角的去除積灰。（3）介質多樣，費用低廉內置陣列式高聲強聲波吹灰技術吹灰工作介質可以為 蒸汽或壓縮空氣任選。使用蒸汽時，從鍋爐低再入口取氣， 節省了鍋爐高品位發電做功蒸汽。與傳統蒸汽吹灰相比，節 約蒸汽90%以上；由于整套裝置無機械傳動，運維成本大大 下降。（4

9、）清潔生產、節能降耗內置陣列式高聲強聲波吹灰裝置無機械傳動，安裝孔與 爐墻密封良好，在鍋爐運行中，既不會從吹灰器孔噴出積灰 污染環境，也不會漏風進入鍋爐影響效率。由于吹灰用氣量 小、并能夠滿足實際吹灰頻次要求，有效減少排煙熱損失， 起到了顯著的節能降耗效果。3內置陣列式高聲強聲波吹灰技術應用對于鍋爐煙道內部非粘性積灰面，只要在高聲強聲波發 生器有效作用范圍內，就能到達良好吹灰效果。內置陣列式 高聲強聲波吹灰裝置是目前業內唯一能夠將聲波發生器成 組布置在煙道內部的吹灰器，實現了聲波全面覆蓋，對于大 型燃煤鍋爐煙道吹灰優勢非常明顯。根據鍋爐不同部位積灰性質不同，內置陣列式高聲強聲 波吹灰裝置完全適

10、用于存在非粘性積灰的鍋爐豎井煙道、脫 硝反應器、回轉式空預器、低低溫省煤器等部位的吹灰。3.1大唐*第二熱電廠采用內置陣列式高聲強聲波吹灰 技術對尾部煙道吹灰器開展技術改造大唐*第二熱電廠10#鍋爐為*鍋爐廠 DG1065/17.4-II12型亞臨界、中間一次再熱、自然循環、 燃煤汽包鍋爐，于20*年底投產。在7#、8#、9#鍋爐均采用內置陣列式高聲強聲波吹 灰技術改造取得良好效果后，該電廠對10#鍋爐開展了相應 的技術改造，在豎井煙道拆掉長伸縮式蒸汽吹灰器50臺， 安裝內置陣列式高聲強聲波吹灰器50組，每組由8只高聲 強聲波發生器組成在低溫省煤器部位拆掉蒸汽吹灰器3臺， 安裝內置陣列式高聲強

11、聲波吹灰器12組。改造后，系統運 行穩定，吹灰效果良好，滿足鍋爐運行要求，不再有因吹灰 而弓I起的管排磨損。20*年5月，*熱工院對大唐*第二熱電廠吹灰系統 實際運行測試，結果說明實測排煙溫度降低了 9.5。鍋爐效 率提高了 0.43%,機組供電煤耗降低1.33g/ ( kWh),取得 明顯節能交攵果。3.2國電長治熱電公司在新建項目中采用內置陣列式高 聲強聲波吹灰技術國電長治熱電公司2X330MW級亞臨界空冷供熱機組 采用*鍋爐廠生產的DG1171/18.3-II型鍋爐，在項目新建 中直接采用了內置陣列式高聲強聲波吹灰技術，在低過、低 再、省煤器等部位共安裝46組內置陣列式高聲強聲波吹灰 器

12、組，而且省去了龐大的設備平臺。兩臺機組20*年7月實 現雙投至今已滿五年，吹灰系統運行穩定，吹灰效果好，運【Word版本下載可任意編輯】行費用低，維護工作量小，得到電廠及運維人員的一致認可。3.3勝利油田自備電廠在脫硝反應器部位采用內置陣列 式高聲強聲波吹灰技術開展改造勝利油田自備電廠二期4#爐為上鍋產1025t/h鍋爐， 采用SCR脫硝工藝。*呻電慧能國際電力科技公司采用內置 陣列式高聲強聲波吹灰技術在反應器催化劑層上方布置安 裝高聲強聲波吹灰器組，在投入運行的一年里吹灰效果良好， 完全實現了運行免維護，對催化劑無任何吹損。4內置陣列式高聲強聲波吹灰技術節能分析內置陣列式高聲強聲波吹灰技術在

13、安全、有效吹灰的同 時，與傳統蒸汽吹灰比具有顯著的節能效益，以下主要從三 個方面開展分析探討。以一臺300MW機組1025t/h煤粉 鍋爐，將豎井煙道原有36臺傳統蒸汽吹灰器改造為36組內 置陣列式高聲強聲波吹灰器為例，其技術改造后的節能效益 分析如下。4.1節約運行費用帶來的效益表1是一臺傳統蒸汽吹灰器與一組內置陣列式高聲強聲 波吹灰器，各自吹灰一次的蒸汽耗量、每組及36組吹灰運 行一次節約蒸汽量、節約費用等，表2是內置陣列式高聲強 聲波吹灰器全年節約運行費用。從表2可以看到，按吹灰系統日運行2次計算，機組年 運行4800小時，吹灰系統節約蒸汽10320噸，節約費用 103萬元機組年運行72

14、00小時，吹灰系統節約蒸汽15480 噸，節約費用154.8萬元。按吹灰系統日運行4次計算，機組年運行4800小時，吹灰系統節約蒸汽20640噸，節約費 用206.4萬元；機組年運行7200小時，吹灰系統節約蒸汽 30960噸，節約費用309.6萬元。由此可見，內置陣列式聲波吹灰器運行蒸汽耗量僅為傳 統蒸汽吹灰器的5%，節約蒸汽達95%。4.2降低排煙熱損失帶來的節能效益調查顯示，由于傳統蒸汽吹灰器吹灰時易吹損換熱器管 排，同時運行維護工作量亦大。吹灰蒸汽耗量大加重了煙氣 中水蒸氣的份量，目前從全國來看傳統蒸汽吹灰器投運率僅 為21%，因此造成的排煙熱損失數字驚人。國內權威電力機構的研究統計說

15、明，根據目前我國電廠 鍋爐運行實際情況，每天吹灰4 -6次為經濟吹灰頻次，可以 較吹灰投運次數偏低時鍋爐的排煙溫度平均降低10C左右， 可提高鍋爐效率0.6%1.0%降低發電煤耗2g/KWh左右， 對于300MW機組年節能效益約 150萬元左右，對于 600MW機組年節能效益近300萬。實現這樣的節能收益，選擇能夠做到高頻次的投運的吹 灰裝置，而不用顧忌給換熱器表面帶來吹損等問題，內置陣 列式高聲強聲波吹灰技術成為必然的選擇。4.3鍋爐智能吹灰優化系統對節能效益的作用心中電慧能國際電力科技公司結合內置陣列式高聲強聲 波吹灰技術開發的鍋爐智能吹灰優化系統及節能量累積計 量系統能夠實現鍋爐吹灰的適時化