電廠鍋爐聲波除灰系統介紹華能山東發電有限公司

2012年標準化檢修現場交流會LOGODRH7系列低頻旋閥式聲波高效除灰系統北京德融恒通環境科技有限公司技術交流序

北京德融恒通環

境科技有限公司聲波除灰技術怎么了？

聲波除灰技術淺談很多用戶使用或側面了解了某些聲波除灰技術，基本都會談到：聲波除灰技術是一個發展方向，但目前還不成熟。事情真的是這樣嗎？聲波除灰技術淺談在封建社會，勤勞聰明的祖輩就用過鞭炮的爆炸聲清除煙囪內的積灰。真正的聲波除灰技術的出現已經有了20多年的歷史，在國內也已經發展了10多年。應該說，這項技術在鍋爐上的應用較成熟了，這項技術與傳統的蒸汽吹灰不同，它涉及的學科領域較多，需要多方面的配合才能夠提供可靠的產品、成熟的技術。大量的理論研究和應用實踐證明：聲波只有達到一定能量后，才會具有除灰能力。即：聲壓級必須在135dB以上（135dB為聲學上灰塵不能凝結依附至最低數值）。聲音衰減規律為：以聲源為中心，當距離加倍時，聲強級衰減6dB。聲壓級是用來描述聲波作簡諧振動所攜帶能量的重要參數，即：描述聲音能量。聲波吹灰器所能提供的能量越大，即聲壓級越高，性能越好。聲波除灰技術淺談145dB的產品有效除灰半徑大約是3.2米,155dB的產品有效除灰半徑是10米（混合聲場），158dB的產品有效除灰半徑是12米（混合聲場）。聲波的另一特性是：當聲壓級增加3dB時，聲能量將增加1倍,則：155dB的產品是145dB的產品聲能量的10.4倍；158dB的產品是145dB的產品聲能量的20.8倍；

距離產品1米2米3.2米4米8米10米12米DRH-701155dB149dB——143dB137dB135dBDRH-702158dB152dB——146dB140dB——135dB其它聲波145dB139dB135dB無效聲波除灰技術淺談145dB的產品有效除灰半徑大約是3.2米,在小型鍋爐上有挺好的除灰效果。而在規模機組（≥200MW）鍋爐上就不能達到令人滿意的效果。我公司新型低頻旋閥式聲波除灰器：DRH-701:155dB,有效除灰半徑大約是10米（混合聲場）;DRH-702:155dB,有效除灰半徑大約是12米（混合聲場）;

在除灰系統運行中，采用兩臺設備對吹的方式。可有效清除鍋爐積灰接觸面的96%以上的區域。聲波除灰的概念和機理聲波除灰是指利用聲場能量的作用，清除鍋爐換熱器表面積灰和結焦的方法。通過聲能量的作用，使這些區域中的空氣分子與粉塵粒子都產生劇烈震蕩，阻止和破壞粉塵粒子在熱交換器表面或粒子之間的結合，由于聲波快速而劇烈地振動使周圍作用空間的空氣不斷地壓縮和放松，形成稠密與稀疏的變化的縱波，這種密疏相間的變化在其作用空間傳播，對積灰、結垢在受熱面的附著狀態產生反復作用，使其發生“聲致疲勞”斷裂而剝離和破碎而達到清灰的目的。聲波除灰的機理是“波及”,吹灰器輸出的能量載體是“聲波”,通過聲場與鍋爐內交換表面的積灰進行能量交換,來達到清除灰渣的效果,作用力為“交流”量。而傳統的高壓蒸汽吹灰器，是“觸及”的方法,輸出的能量載體是“蒸汽射流”,靠“蒸汽射流”的動量直接打擊鍋爐內交換表面上的灰塵,使之脫落,作用力為“直流”量。就“直流”與“交流”對比而言,“交變”的作用力應更容易使灰渣脫落。

市場現有的聲波除灰技術——共振腔式吹灰器第一代產品：共振腔式吹灰器（又稱：哈德曼哨式）發聲原理：利用高壓氣流，激發哨內氣柱共振發聲。因共振腔的體積所限，此種發聲機構只能產生幾千赫茲的高頻至幾萬赫茲的超聲。聲波波長短，發聲機構發聲效率低下，聲壓級最高可達145dB。下圖所示為某電廠鍋爐以前所用共振腔式吹灰器的使用效果。

圖1共振腔發聲原理

圖2共振腔發聲器

市場現有的聲波除灰技術——共振腔式吹灰器

圖3共振腔式吹灰器

圖4共振腔式吹灰器的吹灰效果市場現有的聲波除灰技術——膜片式吹灰器膜片式吹灰器膜片式吹灰器的發聲原理如圖5所示，利用氣流激勵膜片，迫使膜片震動發聲。膜片為金屬所制，為防止金屬發生塑性變形，膜片震動幅度不能過大，這就限定了膜片式吹灰器的發聲強度。聲壓級最高可達145dB。

圖5膜片式吹灰器示意圖以上兩種聲波除灰產品均不能達到有效除灰的效果。

DRH-7系列低頻旋閥式聲波除灰器我公司歷時經三年研發出新型DRH-7系列低頻旋閥式聲波除灰器，獲三項專利和三項控制系統軟件著作權。本專利技術旋閥（發聲盤）式聲波吹灰器（圖6所示），利用新型旋轉發聲盤切割氣流發聲。聲頻率是30～320Hz,發聲效率高，聲壓級155～158dB。本聲波除灰技術利用了聲波具有的直射、反射、折射及繞射的物理特性，可以充滿所作用的所有空間成為聲波的作用場，很好地保證除灰的全方向性。

圖6DRH-7旋閥式聲波吹灰器及其聲波發生器外形尺寸：1760×350×643mm。

DRH-7系列低頻旋閥式聲波除灰器DRH-7系列低頻旋閥式聲波除灰系統圖DRH-7系列低頻旋閥式聲波除灰技術的特點大功率低頻聲波發生技術特殊曲線聲波擴放器寬帶頻率技術良好的安全性可靠方便的使用性系統的除灰解決方案

提供專業、系統的除灰解決方案，是結合了聲學、機電、熱工等多學科的綜合應用技術DRH-7系列低頻旋閥式聲波除灰技術的優勢和缺點優勢：

有效作用范圍大，除灰不留死角

設備投資小，安裝方便

運行與維護費用低

除灰效果可靠，電腦控制，全自動運行

可實現實時在線除灰

良好的安全性缺點：

不能應用于爐膛部位DRH-7系列低頻旋閥式聲波除灰技術解決的問題解決了運行安全問題解決了能源浪費的問題：

解決了除灰不全面徹底的問題

解決了不能及時清除積灰的問題

解決了運行維護成本高的問題解決安裝占地面積大的問題

解決了聲能量不足的問題經濟效益分析以600MW機組鍋爐為例，對比蒸汽式吹灰系統：由于在線及時有效的清除積灰，提高了鍋爐換熱效率，全年可節省標煤7140噸，按600元/噸，計428萬元。運行維護費用下降約590萬元。僅以上兩項累計單臺鍋爐可節省1018萬元。使鍋爐安全有效運行并提高了生產管理水平。減少了二氧化碳、二氧化硫、各種氮氧化