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| NP系列声波除灰装置在锅炉上的应用 | |
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摘要：声波除灰装置利用声波与烟气逆向流动，烟气流在声震荡下产生不稳定流动使灰粒难以在管壁表面沉积，进而烟气将灰粒带出锅炉，达到除灰目的。NP系列声波除灰装置在秦皇岛发电有限责任公司锅炉上的应用实践证实了该声波除灰装置具有除灰效果优异、运行安全可靠、节能降耗、维护及操作简便等特性。
Applicatlon Of NP Series Acoustic Wave Ash Disposal Device in BoilerChen Shubin
(Qinhuangdao Power Generation Lltd.Com. Qinhuangdao City Hebei Province,066003
[Key words] boiler; acoustic wave ash disposal device; application
秦皇岛发电有限责任公司一期2台锅炉为北京巴威公司生产的B&WB-670／13．7—M型超高压、中间再热、自然循环燃煤锅炉。二期2台锅炉为上海锅炉厂生产的SG—1025／18．3-M834型亚临界、一次再热、控制循环燃煤锅炉。4台锅炉分别配备IR—3型炉膛蒸汽吹灰器和IK—525(二期为IK—545)型长伸缩式蒸汽吹灰器，总计在装蒸汽吹灰器数量为356台。吹灰器用于清除炉膛水冷壁、过热器、再热器及省煤器管壁上的积灰和结焦。蒸汽吹灰器的使用及维护主要存在吹灰蒸汽带水、吹损受热面、影响过热蒸汽和再热蒸汽汽温调节、能源及备品备件消耗大、机械故障频发(阀门内漏、减速机漏油、填料漏汽、机械卡涩)等问题。多年来，对吹灰设备进行多次治理，都不能根本解决问题。为此，我公司到声波除灰装置生产厂家及使用单位进行调研、考察，调研结果认为声波除灰装置在锅炉某些区域内完全可替代蒸汽吹灰器。耦合体声波吹灰器（NP-Ⅳ声波吹灰器）1 声波除灰原理和技术特性
1．1 声波除灰原理
声波除灰的原理是近壁面的气流边界层在声振动作用下断续存在形成声波，且伴有烟气逆向流动，烟气流的声震荡周期性地改变边界层的压力纵向梯度，这种不稳定流动使灰粒难以在管壁表面沉积，进而被逆向流动的烟气携带出锅炉，从而达到除灰目的。
1．2 NP系列声波除灰装置的特点
NP系列声波除灰装置具有以下特点：(1)在声波有效范围内彻底除灰。声波吹灰装置的作用范围取决于作用的声波频率和强度。由于声波具有反射、衍射、绕射的特性，无论受热面管排如何布置，只要在声波有效作用范围内，声波总可以清除管排间及管排背后的积灰，除灰彻底，不留死角，这是蒸汽吹灰器不能实现的。(2)短间隔断续运行，连续保持受热面清洁。一般声波除灰装置1次工作时间为15—30 s，停运20—120 min，如此循环往复，可连续保持受热面清洁、有效提高锅炉换热效率、降低排烟温度。(3)无受热面机械损伤。声波依托高温烟气为介质来传播，使烟气中的灰粒在声波能量作用下发生质点位移，从而使灰粒难于附着在管壁上，达到除灰的目的。这不同于蒸汽吹灰的直接冲刷，不存在对受热面管壁的机械损伤。(4)声波除灰装置体积小巧、结构紧凑、安装方便、操作便利、设备简单，无复杂的伸缩、旋转机构，因此，它故障率低、维修工作量及维修费用低。无潮湿介质进入炉内，不会加剧低温受热面腐蚀及空气预热器堵灰。(5)发声介质为压缩空气，节约水资源，运行成本低。不受锅炉启、停限制，启炉即可投入运行，停炉后仍可继续运行。(6)适用范围广。可适用于工业锅炉、电站锅炉、静电除尘器、空气预热器除灰；还适用于煤粉仓、水泥仓、储灰仓等粉制品的防粘结。
2 NP系列声波除灰装置的应用
2.1 NP系列声波除灰装置结构与技术参数
NP系列声波除灰装置是洛阳达波公司生产的系列产品。结构如图1所示。主要由声波发生器、
声波发生器罩、隔音装置、电磁阀、空气过滤器、气源管路等组成。可采用壁挂式安装或内置式安装。
NP系列声波除灰装置技术参数如下：发声频率32．5～250Hz；辐射功率大于等于2 000 w；炉内声压级135-145 dB；炉外声压级小于等于80dB；波形为球形波，有效吹扫半径8-10 m；动力介质为压缩空气；耗气量0.8—1.4 m3／min；供气压力0.4～0.8MPa；耐温极限1100—1200℃；材质为钴钼镍合金、热涂钴基合金。
2.2 NP系列声波赊灰装置在锅炉上的应用
2.2.1 设备安装
2001年10月，我公司首先在1号炉试装了10套NP—Ⅲ型声波吹灰装置，4个月后又在2号炉试装了10套NP—Ⅲ型声波吹灰装置和4套NP—Ⅳ型声波吹灰装置。在近1年的试用期间，公司有关领导和专业技术人员利用机组检修机会进入炉内检查产品质量和除灰效果，一致认为该产品的制造质量优良、耐高温性能良好、除灰效果优异、对受热面无任何损伤，可在锅炉上推广应用。至2003年末NP系列声波吹灰装置在我公司4台锅炉上得到了进一步的推广应用，在装数量达到118套，其中，1号炉安装了28套，2，3，4号炉各安装了30套，同时有132只蒸汽吹灰器退出运行。
现以4号炉为例，叙述NP系列声波吹灰装置的安装情况，见图2。根据炉内温度分布情况，尾部竖井内安装NP—Ⅲ型声波吹灰装置，炉膛上方和水平烟道部位为耐高温的NP—Ⅳ型声波吹灰装置。
由于蒸汽吹灰器严重吹损尾部竖井内低温过热器和省煤器，所以该处全部改用声波吹灰装置。为减小蒸汽吹灰器吹灰时对主、再热汽温的影响，将原布置在高温过热器和高温再热器附近的部分蒸汽吹灰器退出运行，改用声波吹灰装置，只保留水平烟道处6个蒸汽吹灰器继续运行，以搅动积灰，防止水平烟道形成积灰。
2.2.2 NP系列声波除灰装置的使用情况
从第1批NP系列声波除灰装置投入使用至今已近3年，期间广泛征集了运行人员和检修维护人员的反馈意见，总结如下：(1)除灰效果良好。尤其是在尾部受热面中使用，能有效清除尾部受热面管子表面及管问积灰，大大减少了检修前清理积灰的工作量，改善了检修工作环境。(2)不损伤受热面管，有效降低了锅炉“四管”泄漏的几率，同时也减轻了检修中受热面管子更换、修补的工作量。(3)日常维护量小，只需每季度清理1次空气过滤器，其他不需维护。(4)声波吹灰器使用压缩空气，大大节省了蒸汽工质，经济性显著。声波吹灰装置每2 h吹灰1次，而蒸汽吹灰每天吹灰1次，因此，声波吹灰装置吹灰的连续性较好，能使受热面保持干净。其次，蒸汽和声波2种工质进入炉膛后的吸热量相差很大，蒸汽吹灰时往往造成主、再热汽温大幅波动，而声波吹灰时，主、再热汽温波动不明显，有利于运行人员压红线运行。因此，改用声波吹灰装置后，与改造前相比主、再热汽温有所提高。(5)锅炉熄火后，连续投入声波吹灰装置运行，直至烟风系统停运后再停止声波吹灰装置运行，可有效降低锅炉水平烟道及尾部竖井内的积灰程度。(6)耐热、耐磨性能良好，发声器、电磁阀及程序控制系统工作可靠。(7)烟气流速较低时，容易造成较大颗粒飞灰沉积在水平烟道处，还应配合蒸汽吹灰器共同使用。生产厂家曾提议在水平烟道处内安装2—3套大功率声波除灰装置，但我公司末采纳。
3蒸汽及声波除灰器的技术经济分析
3.1 2种吹灰器的运行费用比较
3.1.1 IK型蒸汽吹灰器的技术参数
该吹灰器技术参数如下：行程为6m/7m{I期／Ⅱ期，下同}；介质为蒸汽；单位耗汽量73 kg／min；蒸汽温度为350℃；蒸汽压力为1．5 MPa／1．9 MPa；工作时间为4(min／次)／6(min／次)；电机功率为1.1 kW；原每炉在装数量为42个／38个；现每炉在装数量为8个／6个。
3.1.2 NP型声波除灰装置的技术参数
该吹灰装置技术参数如下：介质为压缩空气；单位耗气量1 m3／min；介质压力为0.6 MPa；电磁阀功率为0.012 kW；工作时间为0.5min／次；空压机功率为110 kW；空压机产气量为20 m3/h；在装数量118套。
3.1.3 2种吹灰器的运行时间及耗材价格
对IK型蒸汽吹灰器：生成1 t蒸汽的成本为140元；蒸汽吹灰器每天吹灰1次；供电煤耗按0.3258kg／(kw.h)；1t煤价为300元；按每年运行290天计算。对NP型声波除灰装置：每天工作12次；1 kW．h电价按o．30元(包括空压机的折旧费)，则空压机气价为1.65元／m3。
3.1.4 2种吹灰器的运行费用
I期锅炉68个蒸汽吹灰器每年耗用蒸汽折合费用：68×73 kg／min×4min/次×1次／天×290天÷1000kg／t×l40元/t÷10 000=80 .615 4万元
Ⅱ期锅炉64个蒸汽次灰器每年耗用蒸汽折合费用：64×73 kg／min×4min/次×1次／天×290天÷1000kg／t×l40元/t÷10 000=75.8733万元
118套声波吹灰装置空压机每年耗电折合费用：118 ×1m3／min× 0 5min／次×12次／天×290天×1.65元/ m3÷10 000＝53.877 8万元
则每年可节约运行费用：80．615 4万元+75. 8733万元－53.877 8万元=102. 610 9万元
3.2 2种吹灰器检修、维护费用的比较
每年检修、维护132个蒸汽吹灰界大约需支出备件、材料费用22万元。而NP系列声波除灰装置属于基本免维护产品，只需定期清理空气过滤器。最早投运的声波除灰装置至今还来发生备件、材料费用支出。
3.3 2种吹灰器的设备安全效益
由于蒸汽吹灰时往往造成主、再热汽温的大幅度波动，而声波吹灰器在吹灰过程中，主、再热汽温波动不明显，有利于运行。另外，使用声波除灰装置与使用蒸汽吹灰相比，提高了主、再热汽温参数。使用声波除灰装置避免了受热面管子的吹损，有效降低了因吹灰造成受热面爆管事故。因此，保障了锅炉的安全运行，可取得较大的经济效益。
4 结束语
NP系列声波除灰装置在我公司锅炉应用的初步结果表明：无论从安全性、可靠性角度还是节能、降低发电成本等方面考虑，声波除灰装置显示了比蒸汽吹灰的优越性，它更能保证锅炉的安全运行，而安全运行则是电力生产永恒的主题。
3/10/2007 | |
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