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，實現(xiàn)鍋爐安全穩(wěn)定運行的目的，結合實際運行情況及其結構特點，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)有過熱蒸汽，壓縮空氣或氮氣等。它的優(yōu)點是吹灰介質(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吹灰；吹灰介質(zhì)也容易獲得。它的缺點是一次性投資較大；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作用下斷續(xù)存在形成聲波，且伴有煙氣逆向流動，這種不穩(wěn)定的流動使灰粒難以在管壁表面沉積，進而被逆向流動的煙氣攜帶出鍋爐，從而達到清灰的目的。

  聲波除灰裝置具有以下特點：

（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)運行，連續(xù)保持受熱面清潔。一般聲波吹灰裝置1次工作時間為15-30s，停運20-120min，如此循環(huán)往復，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）無受熱面機械損傷。聲波依托高溫煙氣為介質(zhì)來傳播，使煙氣中的灰粒在聲波能量作用下發(fā)生質(zhì)點位移，從而使灰粒難于附著在管壁上，達到除灰的目的。但聲波吹灰器的震動膜片制造難度大，造價高，需經(jīng)常更換，維護工作量大，成本高，且持續(xù)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(tǒng)復雜，安全性差，設備造價高，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力，通過變速器帶動一長軸做低速轉(zhuǎn)動，在軸上按等分的相位掛上許多振達錘，按順序?qū)﹀仩t受熱面進行錘擊，在錘擊的一瞬間使受熱面產(chǎn)生強烈的振動，使黏附的積灰受到反復作用的應力而產(chǎn)生微小的裂痕，直到積灰的附著力遭到破壞而脫落。機械振達的優(yōu)點是消耗動力少，而且不會對煙氣增加額外的介質(zhì)。但缺點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，是可以延長使用壽命的。

2 SP余熱鍋爐的機械振達清灰裝置

    通過實踐證明，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，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10多年來的技術應用，發(fā)現(xiàn)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(zhuǎn)軸按逆時針方向轉(zhuǎn)動時，帶動振打錘工作，敲擊傳動桿，由傳動桿將振打力傳給內(nèi)部振打桿，內(nèi)部振打桿振動帶動過熱器，蒸發(fā)器，省煤器等內(nèi)部受熱面的振動，從而達到清灰效果。

2.2 機械振打裝置的設計關鍵點

（1）振打錘重量的選擇。

振打錘的振打力與重量有關。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，轉(zhuǎn)速越快，振打力越大。

（2）減速機的選用。

機械振打裝置通過減速機帶動鏈傳動，鏈傳動帶動轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動。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，用戶可根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(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，柔性較好，能減輕沖擊和振動。

（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，軸套與密封罩滿焊，他們之間是密封的。傳動桿需要左右不停運動，是不能跟軸套相焊的，所以傳動桿與軸套之間是有間隙的?？紤]在軸套和套筒之間加一個柔性密封圈，其材料為硅橡膠。柔性密封圈既很好地實現(xiàn)與軸的密封，又有很好的減振作用。

所有這些結構設計好后，通過調(diào)節(jié)變頻電機改變減速機轉(zhuǎn)速，再由鏈傳動改變軸的轉(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，實現(xiàn)了操作過程自動化。

3 結語

余熱鍋爐的積灰會大大惡化傳熱效果，因此有效解決積灰問題是關系到余熱鍋爐作用能否成功的關鍵所在?？傊?，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于水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)，會取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益，具有*的應用前景。