SP余熱鍋爐幾種清灰裝置的對比與分析

    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，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(wèn)題是SP余熱鍋爐基本也是必須解決的問(wèn)題。為了防止積灰，提高鍋爐熱效率，實(shí)現鍋爐安全穩定運行的目的，結合實(shí)際運行情況及其結構特點(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，可燃氣體爆燃吹灰和機械振打裝置。

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械清灰方式，往往一臺鍋爐裝設幾十臺甚至上百臺吹灰器。吹灰介質(zhì)有過(guò)熱蒸汽，壓縮空氣或氮氣等。它的優(yōu)點(diǎn)是吹灰介質(zhì)壓力高，噴射速度大，能清除粘附性較強的積灰；安裝位置可自由選擇；還可以按設計程序自動(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*；運行費用高。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，從而對生產(chǎn)工藝帶來(lái)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)作用下斷續存在形成聲波，且伴有煙氣逆向流動(dòng)，這種不穩定的流動(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*除灰。由于聲波具有反射，衍射，繞射的特性，無(wú)論受熱面管排如何布置，只要在聲波有效作用范圍內，聲波總可以清除管排間及管排后的積灰，除灰*，不留死角。

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

（3）無(wú)受熱面機械損傷。聲波依托高溫煙氣為介質(zhì)來(lái)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(zhù)在管壁上，達到除灰的目的。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，維護工作量大，成本高，且持續140dB以上的噪音對人體有害。

1.3可燃氣體爆燃吹灰裝置

    可燃氣體爆燃吹灰原理是利用可燃氣體（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(guò)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，達到*清灰的效果。其傳播，有效范圍大，不留死角。但該吹灰系統復雜，安全性差，設備造價(jià)高，投資大。

1.4機械振達裝置

機械振打裝置是利用小容量電機作為動(dòng)力，通過(guò)變速器帶動(dòng)一長(cháng)軸做低速轉動(dòng)，在軸上按等分的相位掛上許多振達錘，按順序對鍋爐受熱面進(jìn)行錘擊，在錘擊的一瞬間使受熱面產(chǎn)生強烈的振動(dòng)，使黏附的積灰受到反復作用的應力而產(chǎn)生微小的裂痕，直到積灰的附著(zhù)力遭到破壞而脫落。機械振達的優(yōu)點(diǎn)是消耗動(dòng)力少，而且不會(huì )對煙氣增加額外的介質(zhì)。但缺點(diǎn)是對鍋爐管子和焊口焊縫的使用壽命和強度有一定程度的不良影響，但只要設計中加以防范，是可以延長(cháng)使用壽命的。

2 SP余熱鍋爐的機械振達清灰裝置

    通過(guò)實(shí)踐證明，對SP鍋爐而言，機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(cháng)，受熱面上的平均積灰厚度越大，而機械振打的清灰周期短，因而它的清灰效果是較好的。當然，其他的清灰方式也可以縮短周期，但所需成本較高。經(jīng)過(guò)10多年來(lái)的技術(shù)應用，發(fā)現機械振打裝置應用于SP余熱鍋爐的清灰是目前位置較為成功的。

2.1機械振打清灰原理

    機械振打裝置結構，當轉軸按逆時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)振打錘工作，敲擊傳動(dòng)桿，由傳動(dòng)桿將振打力傳給內部振打桿，內部振打桿振動(dòng)帶動(dòng)過(guò)熱器，蒸發(fā)器，省煤器等內部受熱面的振動(dòng)，從而達到清灰效果。

2.2 機械振打裝置的設計關(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速有關(guān)，轉速越快，振打力越大。

（2）減速機的選用。

機械振打裝置通過(guò)減速機帶動(dòng)鏈傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)帶動(dòng)轉軸的轉動(dòng)。根據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，即轉軸每分鐘轉1-6次。振打次數過(guò)頻，會(huì )影響受熱面的使用壽命；振打次數過(guò)少，受熱面的積灰振打不下來(lái)，影響受熱面傳熱效果。因此，振打次數的選擇決定振打效果的好差。一般選用變頻電機，用戶(hù)可根據現場(chǎng)實(shí)際情況調節振打頻率。積灰多，振打次數可稍多些，選每分鐘振打約3-4次，積灰少振打次數可少些，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余熱鍋爐為負壓運行，而且負壓高至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(mǎn)焊，他們之間是密封的。傳動(dòng)桿需要左右不停運動(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)現與軸的密封，又有很好的減振作用。

所有這些結構設計好后，通過(guò)調節變頻電機改變減速機轉速，再由鏈傳動(dòng)改變軸的轉速，從而調節振打頻率。振打頻率可通過(guò)電控箱來(lái)控制，實(shí)現了操作過(guò)程自動(dòng)化。

3 結語(yǔ)

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(wèn)題是關(guān)系到余熱鍋爐作用能否成功的關(guān)鍵所在?？傊?，有效的解決窯尾余熱鍋爐的積灰和清灰問(wèn)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，會(huì )取得良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益，具有*的應用前景。