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        鍋爐現有在線清灰技術不足及其未來發展的技術出路

        為解決在線清灰問題,人們已經相繼發展了蒸汽吹灰、聲波吹灰、燃氣激波吹灰等三種主要的在線清灰技術。

            蒸汽吹灰器是較早采用的在線吹灰技術,其原理是直接利用高壓蒸汽動能吹掃受熱面積灰,為了能夠更大范圍的清灰往往要設計成不同長度伸縮、旋轉的吹灰槍管深入煙道內部吹掃,在蒸汽射流直接接觸到的受熱面管束,清灰效果明顯。在管束阻擋的情況下,由于射流動能急劇衰減,對深部受熱面管束的清灰效果急劇減弱,存在較大的清灰死角區域; 受裹挾有大量煙塵的蒸汽射流長期沖刷的局部受熱面管束會產生磨損減薄,易發生鍋爐爆管事故;使用鍋爐寶貴的蒸汽連續式吹掃,代價巨大。蒸汽吹灰器的主要問題是機械故障率高、使用壽命短、蒸汽耗量大、易引發鍋爐爆管事故。所以,蒸汽吹灰器的清灰節能效果,往往被量大而昂貴的蒸汽耗損、頻發的故障帶來的維護費及偶發的爆管經濟損失抵消殆盡。

            聲波吹灰器是上世紀90年代初出現的一種在線吹灰技術。發展到現在已經有膜片式、旋笛式、諧振腔式、快速閥式等幾種不同發生原理的聲波型吹灰器,無論哪種發聲原理,最終都是利用聲波的震動能量來擾動、破壞積灰的穩定來達成清灰的目的,即對于積灰的物理作用方式是一樣的。聲波吹灰器運用20年來的大量實例已充分證明了其清灰效果局限性,僅對于積灰的快速生成具有一些阻礙作用,延緩一些積灰的形成速度。但因其采用連續供氣方式運行,加之使用者為了盡可能的達到一點清灰效果,經常采取長時運行,致使其耗氣量非常巨大,許多單位使用后的結果是聲波吹灰器自身耗氣量能耗大于其降低排煙溫度的節能效果,自身能耗和節能效益關系倒掛。聲波吹灰器的另一個比較嚴重的問題是制造噪音,一些使用了聲波吹灰器的用戶經常會受到周圍居民的噪音擾民環保投訴,用戶自己也被其噪音煩擾不堪。聲波吹灰效果不佳的主要原因在于目前的所有已采用的物理方法方法所產生的聲波強度有限,一般均無法超過150分貝。

        燃氣激波吹灰器是上個世紀90年代末出現的一種新型在線吹灰技術。其主要原理是利用可燃氣體與空氣混合達到一定的混合比,在混合罐內混合氣經點火—火焰波、激波通過點火激波管(廠家稱為導火管)加速至音速—音速火焰波、激波對爆轟激波管(廠家往往稱其為紊流罐)的混合氣沖擊點火—產生超音速爆轟火焰波、超音速強激波,利用其較高強度的激波及伴隨的射流、聲能來實現清灰灰的目的。激波吹灰技術的出現給陷入清灰困境的人們到來一線曙光,大部分運用單位的運行實例已經證明激波清灰的有效性,單從清灰效果及綜合節能效益來看,應該說是目前最好的清灰方法。盡管其清灰效果突出,綜合節能效果良好,但是其推廣應用卻困難重重,究其原因主要因其使用了易燃易爆的危險物質—燃氣(大部分情況用的是乙炔氣)為主要工作介質,并采用劇烈的化學反應形式—爆轟燃燒(爆炸)所造成的,在其使用的各個環節都存在著不可絕對避免的安全隱患。主要危險有:煙道、爐膛內先于激波到達前進入的混合燃氣二次點火爆炸,炸壞鍋爐構件,激波管及傳火、傳爆管路回火爆轟,激波管(罐)爆炸,燃氣泄露爆炸,容器直接超壓爆炸,容器內壁高溫燒蝕(火焰波的溫度高于3000℃)熱應力裂紋等引起的間接超壓爆炸等危險。其中回火爆轟引起的激波管后端壓力升高是正向爆轟的10—100倍,一般正向爆轟的壓力高達2MPa以上,而反向爆轟將使壓力高達20MPa-200MPa。任何由激波管噴口處因煙溫或是余燼引起的混合氣提前點火,都會形成回火爆轟,其后果都可能是災難性的。所以燃氣激波吹灰效果雖好,就是太不安全了。

            燃氣激波吹灰器是從科學研究中所使用的燃氣爆轟型激波管轉化過來的,而科學研究中所使用的激波管可分為燃氣爆轟型和高壓氣體型兩大類。高壓氣體型激波管采用單一的氣體作介質,通過純粹的物理力學過程即可實現激波的產生,無需像爆轟型那樣需經過劇烈的化學反應過程才能產生激波。如果能夠采用單一氣體的方法產生激波用于清灰,就可以既能發揮出激波清灰的效果好的優勢,又可以避免使用可燃氣體帶來的所有安全問題,即楊了激波的長又避了燃氣爆轟型危險的短。人們想當然的想到了空氣炮方式,空氣炮是目前在清堵領域得到了普遍應用的較為成熟的一種利用空氣產生沖擊波的裝置 ,直接將空氣炮用作吹灰用途,我公司最初對其進行了詳細研究,結果發現空氣炮型式的激波發生器能夠產生的激波強度太弱,即使壓縮空氣壓力提高到2.4MPa,噴口激波強度也無法突破2馬赫,要想將激波強度提高到


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