2.SY-68型智能燃气脉冲吹灰器

锅炉受热面上的积灰和灰渣层的导热系数比金属管壁低近1000倍,严重影响了锅炉受热面内的热量传导,使锅炉负荷能力下降,最终导致停炉清洗维修,大大降低了锅炉的使用效率和寿命,更给企业造成了巨大的经济损失。因此,要实现工业锅炉 “安、稳、长、满、优”且简单高效的运行目标,就必须解决锅炉受热面的积灰结渣问题,提高锅炉的整体运行效率。
智能燃气脉冲吹灰是种新型节能、高效环保、操作简单的除灰技术,在工业锅炉除灰系统中具有更新换代意义,长期以来的实践证明,智能燃气脉冲吹灰器能够广泛应用于各种工业锅炉和换热器的换热表面,而且经济实用、效率高,运行稳定可靠,操作维护简单方便。
智能燃气脉冲吹灰器的工作原理
利用常见的可燃性气体(乙炔)和空气,经过各自的流量测控系统,按一定比例在特殊的混合装置中进行均匀混合,然后送入燃烧室中燃烧。与常规的燃烧过程和燃烧方式有所不同,混合后的可燃性气体在高湍流状态下,产生了压缩波,形成动能、声能、热能。混合后的可燃性气体燃烧速度较快,燃烧产生的气体压力被控制在一定的范围之内,从脉冲发生器的喷口处发射冲击波,与受热面上的积灰和结渣层产生各种物理反应,使其受到冲击而破碎和脱落,将受热面上的灰尘颗粒、松散物、粘合物及沉积物除去,最终达到降低锅炉尾部排烟温度,提高锅炉热效率的作用。
动能(机械冲击作用)
混合气体经点火爆炸燃烧后,体积瞬间发生急剧膨胀,经加速装置的加强,产生高压(通常1~10kg/cm2),高速(300~350m/s),经喷嘴进入炉内,以冲击波的形式作用于受热面部件表面并经多次折射,使积灰脱落飞扬。同时,受热面管子产生微振,使附着管子表面的灰层破裂、脱落。其作用类似于机械振打,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。这种作用特别适用于坚硬的结层积灰。
热能(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。这对于燃油锅炉和工业用余热锅炉的粘结性灰尤为有效。
声能(声波辐射作用)
产生巨大的声响,是能量以声能释放出来的体现。从运行实验可知在距离喷嘴轴线6-7米处,其声压级仍保持在160dB以上。以辐射状向炉膛的各个方向传播,通过声能量的作用,使这些区域的受热面表面积灰层产生振荡。由于声波振荡的反复作用,使沉积物松散、破裂,直至脱落。
整个系统自动化程度高,稳定性能好,使用成本低,维修率极低,基本免维护。可以随时实现对锅炉受热层面自动顺序吹灰,也可以对单个受热层面点动吹灰,吹灰强度可调,可以有效提高锅炉的热效率,降低排烟温度5~10℃,热效率提高1~2%。不对锅炉本体产生任何危害,不损害炉墙,不对锅炉管排造成危害,不与锅炉烟道对流受热面管组产生共振现象,不损坏受热面管束。
化学原理:2C2H2+5O2=4CO2+2H2O+Q(能量)
智能燃气脉冲吹灰器主要型式
智能燃气脉冲吹灰器根据气体混合点的设置位置分为分散式(图一)和集中式(图二)两种型式。集中式系统是指气体混合点火设置在主干管路上,经点火后产生的高温气体再经分配器至各吹灰点;分散式系统是指气体混合点火设置在各吹灰点的分支管路上,经点火后产生的高温气体直接至各吹灰点。从系统设置而言,分散式系统比集中式系统更安全、控制更灵活。

激波吹灰器系统构成
激波吹灰器由三个部分组成:主发生部分、控制部分和工作部分。主发生部分包括空气和燃气的混合器、层分配器以及控制进气和分层的各种控制阀门和压力、流量传感器等;控制部分包括控制柜和上位计算机;工作部分包括脉冲发生器和喷口。
发生器部分
整个主发生部分完全受控制部分的控制,按时序开启和关闭各个工作阀门,确定燃气的供给量、燃气和空气的配合比和工作层面的选择等,并点燃混合气体,制造爆燃火焰,通过火焰导管传给工作部分的激波发生器。
控制部分
智能燃气脉冲吹灰器的控制部分由程序控制柜控制。程序控制柜上可更改设置参数,包括各工作层的工作次数和燃气脉冲的强度控制,以及每组设备运行的时间间隔等。它可以配备一个与程序控制柜有相同控制功能的计算机。计算机和程序控制柜之间由程序控制柜上的一个状态旋钮设定。当用程序控制柜控制时,计算机仅作为监视终端使用;当用计算机控制时,程序控制柜仅作为控制部件使用。
工作部分
为了在实际使用中具有最大的方便性、经济性和通用性,智能燃气脉冲吹灰器的工作部分采用了设计独特的单元式燃气脉冲发生器及与其配套的喷口和管道等。
我公司的SY-68型智能燃气脉冲吹灰系统主要包括控制系统、混合系统、点火系统、脉冲发生器及乙炔管路和空气管路等几个主要部分,可根据锅炉现场的实际情况,灵活地布置在某一平台上。为保证高度方便,点火系统设置为手动和自动两档。控制器有点火次数和点火时间间隔设置,可使运行自动进行和停止。燃气脉冲吹灰器装置的运行参数按现场实际设计要求给定,亦可根据锅炉受热面积灰和腐蚀程度等因素需要适当调整。不同的积灰情况,可燃气体和空气的比例也不一样,所以燃烧气体产生的压力也不一样。但都被限制在一定的范围内,一般情况都在0.6Mpa左右。

系统参数

参数名称

单位

数值

系统电源电压

V

220

 

电源电压

V

220

电源频率

Hz

50

点火间隔范围

S

3-30

点火电极间隔

mm

0.1-0.5

点火持续时间

S

1-20

点火功率

W

<30

燃气消耗量

m3/h

<3.5

空气消耗量

m3/h

<200

燃气压力

MPa

0.05-0.15

空气压力

MPa

0.15-0.25

 

作用距离

m

2-7

作用范围

m3

10-45

冲击强度

KJ

500-800

声波频率

Hz

30-200

有效声压等级

dB

炉外≤60

系统设计原则:根据不同的锅炉积灰情况,确认积灰参数,根据锅炉吹灰部位确认环境参数,根据现场环境确认安装实用性。对于各种类型锅炉和不同类型积灰,可以选择合适的装置类型,获得适当的脉冲能量,实现优化装置。
混合单元:设计安装有多道电磁阀、逆止阀、阻火器和流量、故障检测装置,既具有混合燃气和空气的作用,同时具备防止爆燃气体回火的功能。实现整个吹灰系统安全可靠的运行。
点火单元:主体为密封罐体,内部设有高能点火器,防回火结构及疏水装置,设计安全系数5-8倍。高能点火器采用我国航空航天工业最新产品,远远高于高压线圈式点火器(火花塞)的使用性能。
脉冲发生器:开口容器,内部设计有稳流装置。设计吹灰能量可调范围余地大。用于高能气体的膨胀和吹灰气体能量的集中与盘旋,是主要的吹灰部件。
管路系统:该系统主要由燃气管道,空气管道,混合气管道及配备的阀门和测量仪表组成,通过调节阀门控制不同的可燃性气体与空气的混合比例,以达到最佳的空燃比和最佳吹灰效果。
控制单元:通过压力、温度、阀门开度及流量信号的采集分析,设定最佳空气与燃气比值,控制发生点火信号,调节时间间隔及频率,反馈脉冲除灰效果。该单元有上位机远程控制,就地自动控制、现场控制等多种控制形式,控制方式根据用户需要选定,可一柜一炉式控制,也可一柜多炉式控制。
系统一般采用现场自动控制,由可编程控制器(PLC)控制系统工作的全过程,吹灰系统可自动,手动,也可循环作业,实现个性化操作。程序控制柜防护等级达到IP55,安全可靠。

脉冲发生器及喷嘴示意图


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