SP余熱鍋爐幾種清灰裝置的對(duì)比與分析

    SP余熱鍋爐（窯尾鍋爐）的熱煙氣中含有大量的粉塵，且粉塵粒度細(xì)，容易在鍋爐受熱面上積灰，影響鍋爐受熱面的傳熱效果，致使鍋爐出力降低，發(fā)電量降低，因此解決好鍋爐受熱面積灰問題是SP余熱鍋爐基本也是必須解決的問題。為了防止積灰，提高鍋爐熱效率，實(shí)現(xiàn)鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一般需采用清灰裝置。

    目前SP余熱鍋爐常用 的清灰裝置主要有：吹灰器，聲波清灰裝置，可燃?xì)怏w爆燃吹灰和機(jī)械振打裝置。

1 常用清灰裝置

1.1吹灰器

吹灰是余熱鍋爐常用的一種機(jī)械清灰方式，往往一臺(tái)鍋爐裝設(shè)幾十臺(tái)甚至上百臺(tái)吹灰器。吹灰介質(zhì)有過熱蒸汽，壓縮空氣或氮?dú)獾?。它的?yōu)點(diǎn)是吹灰介質(zhì)壓力高，噴射速度大，能清除粘附性較強(qiáng)的積灰；安裝位置可自由選擇；還可以按設(shè)計(jì)程序自動(dòng)吹灰；吹灰介質(zhì)也容易獲得。它的缺點(diǎn)是一次性投資較大；吹灰有死角，清灰不*；運(yùn)行費(fèi)用高。如果采用壓縮空氣或蒸汽作為吹灰介質(zhì)，還會(huì)增加煙氣中含氧量或水分并增加鍋爐的排煙量，從而對(duì)生產(chǎn)工藝帶來一定的不良影響。

1.2聲波清灰裝置

聲波吹灰的原理是近壁面的氣流邊界層在聲振動(dòng)作用下斷續(xù)存在形成聲波，且伴有煙氣逆向流動(dòng)，這種不穩(wěn)定的流動(dòng)使灰粒難以在管壁表面沉積，進(jìn)而被逆向流動(dòng)的煙氣攜帶出鍋爐，從而達(dá)到清灰的目的。

  聲波除灰裝置具有以下特點(diǎn)：

（1）在聲波有效范圍內(nèi)*除灰。由于聲波具有反射，衍射，繞射的特性，無論受熱面管排如何布置，只要在聲波有效作用范圍內(nèi)，聲波總可以清除管排間及管排后的積灰，除灰*，不留死角。

（2）短間隔斷續(xù)運(yùn)行，連續(xù)保持受熱面清潔。一般聲波吹灰裝置1次工作時(shí)間為15-30s，停運(yùn)20-120min，如此循環(huán)往復(fù)，可連續(xù)保持受熱面清潔，有效提高鍋爐換熱效率，降低排煙溫度。

（3）無受熱面機(jī)械損傷。聲波依托高溫?zé)煔鉃榻橘|(zhì)來傳播，使煙氣中的灰粒在聲波能量作用下發(fā)生質(zhì)點(diǎn)位移，從而使灰粒難于附著在管壁上，達(dá)到除灰的目的。但聲波吹灰器的震動(dòng)膜片制造難度大，造價(jià)高，需經(jīng)常更換，維護(hù)工作量大，成本高，且持續(xù)140dB以上的噪音對(duì)人體有害。

1.3可燃?xì)怏w爆燃吹灰裝置

    可燃?xì)怏w爆燃吹灰原理是利用可燃?xì)怏w（煤氣，乙炔，天然氣，石油液化氣等）與空氣按一定比例混合產(chǎn)生特性氣體，通過燃燒混合氣體產(chǎn)生沖擊波和高速熱氣流，以低頻脈沖沖擊波作用于積灰面，對(duì)積灰產(chǎn)生一種先壓后拉的作用，使積灰面上的灰垢因沖擊而破碎，達(dá)到*清灰的效果。其傳播，有效范圍大，不留死角。但該吹灰系統(tǒng)復(fù)雜，安全性差，設(shè)備造價(jià)高，投資大。

1.4機(jī)械振達(dá)裝置

機(jī)械振打裝置是利用小容量電機(jī)作為動(dòng)力，通過變速器帶動(dòng)一長(zhǎng)軸做低速轉(zhuǎn)動(dòng)，在軸上按等分的相位掛上許多振達(dá)錘，按順序?qū)﹀仩t受熱面進(jìn)行錘擊，在錘擊的一瞬間使受熱面產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，使黏附的積灰受到反復(fù)作用的應(yīng)力而產(chǎn)生微小的裂痕，直到積灰的附著力遭到破壞而脫落。機(jī)械振達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是消耗動(dòng)力少，而且不會(huì)對(duì)煙氣增加額外的介質(zhì)。但缺點(diǎn)是對(duì)鍋爐管子和焊口焊縫的使用壽命和強(qiáng)度有一定程度的不良影響，但只要設(shè)計(jì)中加以防范，是可以延長(zhǎng)使用壽命的。

2 SP余熱鍋爐的機(jī)械振達(dá)清灰裝置

    通過實(shí)踐證明，對(duì)SP鍋爐而言，機(jī)械振打的清灰效果為理想，其主要原因是SP鍋爐的煙氣特性，由于煙氣中含灰量很高，管子表面積灰速度很快，就需要將清灰周期縮短。其他常用的清灰方式都是周期性的，間隔周期越長(zhǎng)，受熱面上的平均積灰厚度越大，而機(jī)械振打的清灰周期短，因而它的清灰效果是較好的。當(dāng)然，其他的清灰方式也可以縮短周期，但所需成本較高。經(jīng)過10多年來的技術(shù)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)機(jī)械振打裝置應(yīng)用于SP余熱鍋爐的清灰是目前位置較為成功的。

2.1機(jī)械振打清灰原理

    機(jī)械振打裝置結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)振打錘工作，敲擊傳動(dòng)桿，由傳動(dòng)桿將振打力傳給內(nèi)部振打桿，內(nèi)部振打桿振動(dòng)帶動(dòng)過熱器，蒸發(fā)器，省煤器等內(nèi)部受熱面的振動(dòng)，從而達(dá)到清灰效果。

2.2 機(jī)械振打裝置的設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

（1）振打錘重量的選擇。

振打錘的振打力與重量有關(guān)。所需要的振打力越大，振打錘就越重。而振打力的大小還與軸的轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越快，振打力越大。

（2）減速機(jī)的選用。

機(jī)械振打裝置通過減速機(jī)帶動(dòng)鏈傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)窯尾余熱鍋爐積灰特性，一般選取每分鐘打擊受熱面1-6次，即轉(zhuǎn)軸每分鐘轉(zhuǎn)1-6次。振打次數(shù)過頻，會(huì)影響受熱面的使用壽命；振打次數(shù)過少，受熱面的積灰振打不下來，影響受熱面?zhèn)鳠嵝Ч?。因此，振打次?shù)的選擇決定振打效果的好差。一般選用變頻電機(jī)，用戶可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)節(jié)振打頻率。積灰多，振打次數(shù)可稍多些，選每分鐘振打約3-4次，積灰少振打次數(shù)可少些，選每分鐘振打約2次。宜選擇鏈傳動(dòng)，柔性較好，能減輕沖擊和振動(dòng)。

（3）密封裝置

SP余熱鍋爐為負(fù)壓運(yùn)行，而且負(fù)壓高至6000Pa左右，所以鍋爐的密封特別重要。SP余熱鍋爐的振打密封裝置尤為重要，軸套與密封罩滿焊，他們之間是密封的。傳動(dòng)桿需要左右不停運(yùn)動(dòng)，是不能跟軸套相焊的，所以傳動(dòng)桿與軸套之間是有間隙的?？紤]在軸套和套筒之間加一個(gè)柔性密封圈，其材料為硅橡膠。柔性密封圈既很好地實(shí)現(xiàn)與軸的密封，又有很好的減振作用。

所有這些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好后，通過調(diào)節(jié)變頻電機(jī)改變減速機(jī)轉(zhuǎn)速，再由鏈傳動(dòng)改變軸的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)振打頻率。振打頻率可通過電控箱來控制，實(shí)現(xiàn)了操作過程自動(dòng)化。

3 結(jié)語

余熱鍋爐的積灰會(huì)大大惡化傳熱效果，因此有效解決積灰問題是關(guān)系到余熱鍋爐作用能否成功的關(guān)鍵所在。總之，有效的解決窯尾余熱鍋爐的積灰和清灰問題，使水泥窯余熱鍋爐更好的服務(wù)于水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)，會(huì)取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，具有*的應(yīng)用前景。