高能燃气脉冲吹灰装置技术研究与应用

2019-03-11 19:03:00 zixun
高能燃气脉冲吹灰装置技术研究与应用 【摘要】高能燃气脉冲吹灰装置是根据乙炔爆炸的机械冲击、声 波辐射、热清洗作用合理的设计吹灰装置系统及加速脉冲罐的结 构、尺寸、形状,从而获得可控的吹灰强度,达到最佳吹灰效果。 实际加装到锅炉上后,平均降低烟温 100~120℃,且无需停炉即可 保证锅炉在高效率状态下运行, 热效率提高 5%, 降低单耗 2.8kg/t, 节约了大量的资金。 【关键词】 高能燃气脉冲吹灰装置 锅炉 乙炔 脉冲 吹灰 烟温 研 究 应用 华油实业公司现有 11 台 9.2t 锅炉和 4 台 23t 锅炉,所用燃料为 渣油,油质中灰分含量高,造成积灰较多,烟温上升较快,造成吹 灰次数多,影响锅炉热效率,增加了成本,这对锅炉运行是十分不 利的,而传统的吹灰方法在效果和经济性上都不能令人满意。随着 锅炉的使用年限增加,对流段翅片管吸热效果逐年渐差,目前燃油 锅炉烟温在 315℃以上, 这些烟气携带了大量热量被排放到大气中, 排烟热损失是锅炉最大一项热损失,目前锅炉热效率为 75%~80% 之间,提高锅炉热效率是锅炉运行的当务之急。为解决上述问题, 主要从高能燃气脉冲吹灰入手,减少锅炉热损失,节约能源。 1 高能燃气脉冲吹灰装置的技术原理 1.1 爆炸吹灰的基本原理 因为乙炔气体爆炸极限范围较宽(爆炸极限为 1.5%~82%) ,易于 掌握,且可在较大范围内调节吹灰强度,所以采用乙炔爆炸吹灰。 乙炔与空气按爆炸极限内的比例混合后经点火燃烧,其反应式为: 从反应式中看出,乙炔爆炸后产生二氧化碳和水在特殊装置中混 合,经高频点火,产生爆燃,气体急剧膨胀,产生高温、高压的爆 燃气体。该燃烧气体,在特殊结构的加速脉冲罐体内得到加速和加 强,蓄积了极高的能量,经过喷嘴以冲击动能、热能和声能的形式 进入炉内,作用在锅炉受热面上的积灰层上,使积灰脱落,被烟气 带出炉外。 合理的设计吹灰装置系统及加速脉冲罐的结构、尺寸、形状,从 而获得可控的吹灰强度,达到最佳吹灰效果。1.2 爆炸吹灰的作用 机理 1.2.1 机械冲击作用 混合气经点燃后,体积瞬间发生急剧增益,经加速脉冲罐的激发, 产生较高的压力 (通常 1~10kg/cm2) 较高的速度 , (300~350m/s) , 经喷嘴进入炉内,其动能已冲击波的形式作用于受热面积灰表面并 经多次折射,使积灰脱落飞扬。同时,受热面管子发生振动,使附 着在管子表面的积灰破裂、脱落,其作用类似与机械振打,但其效 果远比机械振打强,且作用时间极短(毫秒级) ,对受热面无任何 损坏,这种作用特别适合于坚硬的结层积灰。 1.2.2 声波辐射作用 当爆燃气体进入炉体时,产生巨大响声,是能量以声能释放出来 的体现。 由运行实验可知,在距喷油嘴 6~7m 处,其声压级保持在 160db 以上。而目前国际、国内采用的声波除灰装置,距喷油嘴轴线 1m 处的声压级只达到 150~156db。 由于本装置采用的声波频率高、能量大,因此进入炉膛后,不易 衰减,并以辐射状向炉膛的各个方向传播,通过声能的作用,使这 些区域的受热管表面积灰层产生振荡。由于声波振荡的反复作用, 使积灰松散、破裂、脱落。 1.2.3 热清洗作用 混合气体点火爆燃后,产生高温高压燃气。当高温燃气射向积灰 层时,可以使积灰软化,粘结强度降低,在高压气流吹扫下,灰层 破碎脱落。则对于燃油锅炉、炼钢厂、加热炉和余热炉的粘结性积 灰尤为有效。 2 高能燃气脉冲吹灰装置的工艺 控制系统由触摸屏、可编程序控制器、电动阀、压力流量计量元 件、点火装置等组成,可实现自动、半
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