1、內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)及節(jié)能計量和智能吹灰優(yōu)化系統(tǒng)本文介紹了國內(nèi)唯一將聲波發(fā)生器成功布置于發(fā)電廠 燃煤鍋爐煙道內(nèi)部的專利技術(shù)-內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹 灰技術(shù)及其裝置的實際應(yīng)用，從設(shè)計原理和運(yùn)行實踐中證明 該技術(shù)徹底消除了吹損熱交換器管的問題，在保證最正確吹 灰效果的同時，為發(fā)電企業(yè)帶來顯著的節(jié)能減排效益。隨著 公司對基于該吹灰技術(shù)開發(fā)的智能吹灰優(yōu)化系統(tǒng)、及節(jié)能計 量系統(tǒng)的研發(fā)，屆時該吹灰系統(tǒng)會帶來更大的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益。1前言鍋爐熱損失是燃煤發(fā)電機(jī)組主要的熱損失，其中排煙熱 損失是最大一項，約占鍋爐熱損失的65%。一般情況下，排 煙溫度每增加10C,排煙熱損失上升0.6%1%，相應(yīng)多耗 煤1

2、.2%2.4%。目前節(jié)能與減排已經(jīng)成為燃煤發(fā)電企業(yè)日 常生產(chǎn)當(dāng)中的兩個約束性指標(biāo)，因此減少鍋爐熱損失、降低 排煙溫度就成為電站鍋爐節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展的必然選擇。燃煤鍋爐爐內(nèi)積灰不能及時、有效去除，直接導(dǎo)致鍋爐 排煙溫度升高、熱效率下降，及風(fēng)機(jī)載荷加重和爐內(nèi)管道腐 蝕等，在脫硝部位如果清灰不利還會影響脫硝效果、造成排 放不達(dá)標(biāo)。選擇安全、節(jié)能、簡單、穩(wěn)定、可靠、維護(hù)量低， 吹灰效果好、運(yùn)行成本低的吹灰裝置對鍋爐運(yùn)行的安全性、 經(jīng)濟(jì)性、排放達(dá)標(biāo)影響極大。內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)是目前國內(nèi)唯一將聲 波發(fā)生器成組布置在鍋爐煙道內(nèi)部的聲波吹灰技術(shù)，獲得國 家發(fā)明專利及國家科技部中國好技術(shù)稱號，在不吹損

3、管 排、有效吹灰的同時，與傳統(tǒng)蒸汽吹灰相比節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用90% 以上，并起到了減少鍋爐熱損失、降低排煙溫度、提高鍋爐 效率的顯著效果，通過*熱工院對已使用內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng) 聲波吹灰技術(shù)的大唐*第二熱電廠吹灰系統(tǒng)實際運(yùn)行測試， 結(jié)果說明實測排煙溫度降低了 9.5C,鍋爐效率提高了 0.43%, 機(jī)組供電煤耗降低1.33g/ （ kWh）。心中電慧能國際電力科技公司基于內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲 波吹灰系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢，開發(fā)了鍋爐優(yōu)化吹灰及節(jié)能計量系統(tǒng)， 將二者有效結(jié)合可以實現(xiàn)適時、優(yōu)化吹灰的要求，同時實現(xiàn) 節(jié)能量累積計量，構(gòu)成一整套完整的智能吹灰、節(jié)能計量系 統(tǒng)。2內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)2.1內(nèi)置陣列式

4、高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)原理內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰系統(tǒng)及裝置的關(guān)鍵部件是 獲得國家發(fā)明專利的高聲強(qiáng)聲波吹灰器（如圖一），這種聲 波吹灰器工作氣源既可以是蒸汽也可以是壓縮空氣，聲波發(fā) 生器工作時在瞬間發(fā)出每秒數(shù)千次高聲強(qiáng)聲波，迫使積灰疲 勞、斷裂從換熱器管道表面剝離、脫落，隨高速流動的煙氣 帶走，到達(dá)去除鍋爐積灰的目的。聲波發(fā)生器從材質(zhì)和構(gòu)造上充分考慮了鍋爐煙道內(nèi)部 的特殊環(huán)境，內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰系統(tǒng)及裝置采用成 組陣列式將若干數(shù)量（須根據(jù)項目實際情況開展具體設(shè)計布 置）聲波發(fā)生器分組布置在煙道內(nèi)部，實現(xiàn)了煙道中聲場的 全面覆蓋，使聲波能量場能夠作用到換熱器管道的每個角落，因此清灰更徹底。內(nèi)置

5、陣列式布置方式（如下列圖二、圖三）是目前唯一 一種將聲波發(fā)生器布置在煙道內(nèi)部的吹灰布置方式，這種布 置方式已經(jīng)獲得國家專利。2.2內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰系統(tǒng)組成內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰裝置由陣列式聲波系統(tǒng)、汽 （氣）源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。2.2.1陣列式聲波系統(tǒng)由若干組高聲強(qiáng)聲波吹灰器組組成，每組吹灰器由不同 數(shù)量的吹灰器組成，布置在鍋爐煙道內(nèi)部，通常利用原長桿 吹灰器開孔引入吹灰器聯(lián)箱，每組獨(dú)立控制運(yùn)行。2.2.2汽（氣）源系統(tǒng)汽（氣）源系統(tǒng)可用鍋爐蒸汽，也可用壓縮空氣作為工 作介質(zhì)，通過減壓閥減壓后作為汽（氣）源，驅(qū)動聲波吹灰 器發(fā)出高聲強(qiáng)聲波，工作壓力為0.350.7MPa。采用鍋爐

6、蒸汽作為氣源時取汽從低再入口雙側(cè)取汽。汽（氣）源系統(tǒng) 配置疏水閥門，保證了吹灰介質(zhì)品質(zhì)，吹灰裝置運(yùn)行時用氣 量僅為傳統(tǒng)蒸汽吹灰的510%,煙氣中水蒸氣分量大大減 少，對脫硫、脫銷和除塵達(dá)標(biāo)益處非常大。2.2.3控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由PLC、信號采集模塊、設(shè)備控制模塊、吹灰 控制閥組成，可以實現(xiàn)自動程控吹灰，也可以實現(xiàn)手動吹灰。 系統(tǒng)預(yù)留與電廠DCS通訊接口，可以實現(xiàn)通過DCS控制吹 灰系統(tǒng)吹灰的功能。心中電慧能國際電力科技公司根據(jù)近十多年項目的實際 運(yùn)行經(jīng)驗，結(jié)合積灰特性開發(fā)出一套適應(yīng)吹灰工藝的控制軟 件，并申請取得了相應(yīng)的軟件著作專利。2.3內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)工作介質(zhì)：蒸汽或壓

7、縮空氣工作壓力：0.350.7MPa最大流量（單只聲波發(fā)生器）：0.52kg/min （蒸汽介 質(zhì)X13m3/min （壓縮空氣介質(zhì)）有效半徑（單只聲波發(fā)生器）：軸向6-9M，橫向4-8M最大聲強(qiáng)：150dB（爐內(nèi)），爐外不大于70dB （符合國家 工業(yè)環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)）2.4內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)特點(diǎn)（1 ）安全可靠，不吹損管道內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)利用聲波原理，依靠高 強(qiáng)聲波迫使積灰處于振動流化狀態(tài)，同時聲波具有聲致疲勞 斷裂效應(yīng)，迫使積灰脫落，隨煙氣流走，到達(dá)清灰的目的， 將工作介質(zhì)由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為聲能，屬于非直接吹灰方式，不 會吹損管道，使發(fā)電運(yùn)維部門徹底擺脫了吹灰安全困擾，并

8、為按需吹灰、適時吹灰提供了有利保證。（2）爐內(nèi)布置，清灰徹底內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)采用的聲波發(fā)生器具 有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損的特點(diǎn)，能夠布置于煙道內(nèi)部， 突破了聲能在煙道內(nèi)部衰減快致使聲波覆蓋面有限的弊端， 通過設(shè)計計算將若干數(shù)量聲波發(fā)生器成組陣列式布置在需 要吹灰的煙道部位，利用聲波傳播可以繞射、反射、折射的 特點(diǎn)，全方位不留死角的去除積灰。（3）介質(zhì)多樣，費(fèi)用低廉內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)吹灰工作介質(zhì)可以為 蒸汽或壓縮空氣任選。使用蒸汽時，從鍋爐低再入口取氣， 節(jié)省了鍋爐高品位發(fā)電做功蒸汽。與傳統(tǒng)蒸汽吹灰相比，節(jié) 約蒸汽90%以上；由于整套裝置無機(jī)械傳動，運(yùn)維成本大大 下降。（4

9、）清潔生產(chǎn)、節(jié)能降耗內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰裝置無機(jī)械傳動，安裝孔與 爐墻密封良好，在鍋爐運(yùn)行中，既不會從吹灰器孔噴出積灰 污染環(huán)境，也不會漏風(fēng)進(jìn)入鍋爐影響效率。由于吹灰用氣量 小、并能夠滿足實際吹灰頻次要求，有效減少排煙熱損失， 起到了顯著的節(jié)能降耗效果。3內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)應(yīng)用對于鍋爐煙道內(nèi)部非粘性積灰面，只要在高聲強(qiáng)聲波發(fā) 生器有效作用范圍內(nèi)，就能到達(dá)良好吹灰效果。內(nèi)置陣列式 高聲強(qiáng)聲波吹灰裝置是目前業(yè)內(nèi)唯一能夠?qū)⒙暡òl(fā)生器成 組布置在煙道內(nèi)部的吹灰器，實現(xiàn)了聲波全面覆蓋，對于大 型燃煤鍋爐煙道吹灰優(yōu)勢非常明顯。根據(jù)鍋爐不同部位積灰性質(zhì)不同，內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲 波吹灰裝置完全適

10、用于存在非粘性積灰的鍋爐豎井煙道、脫 硝反應(yīng)器、回轉(zhuǎn)式空預(yù)器、低低溫省煤器等部位的吹灰。3.1大唐*第二熱電廠采用內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰 技術(shù)對尾部煙道吹灰器開展技術(shù)改造大唐*第二熱電廠10#鍋爐為*鍋爐廠 DG1065/17.4-II12型亞臨界、中間一次再熱、自然循環(huán)、 燃煤汽包鍋爐，于20*年底投產(chǎn)。在7#、8#、9#鍋爐均采用內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹 灰技術(shù)改造取得良好效果后，該電廠對10#鍋爐開展了相應(yīng) 的技術(shù)改造，在豎井煙道拆掉長伸縮式蒸汽吹灰器50臺， 安裝內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰器50組，每組由8只高聲 強(qiáng)聲波發(fā)生器組成在低溫省煤器部位拆掉蒸汽吹灰器3臺， 安裝內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)

11、聲波吹灰器12組。改造后，系統(tǒng)運(yùn) 行穩(wěn)定，吹灰效果良好，滿足鍋爐運(yùn)行要求，不再有因吹灰 而弓I起的管排磨損。20*年5月，*熱工院對大唐*第二熱電廠吹灰系統(tǒng) 實際運(yùn)行測試，結(jié)果說明實測排煙溫度降低了 9.5。鍋爐效 率提高了 0.43%,機(jī)組供電煤耗降低1.33g/ ( kWh),取得 明顯節(jié)能交攵果。3.2國電長治熱電公司在新建項目中采用內(nèi)置陣列式高 聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)國電長治熱電公司2X330MW級亞臨界空冷供熱機(jī)組 采用*鍋爐廠生產(chǎn)的DG1171/18.3-II型鍋爐，在項目新建 中直接采用了內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)，在低過、低 再、省煤器等部位共安裝46組內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰 器

12、組，而且省去了龐大的設(shè)備平臺。兩臺機(jī)組20*年7月實 現(xiàn)雙投至今已滿五年，吹灰系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，吹灰效果好，運(yùn)【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】行費(fèi)用低，維護(hù)工作量小，得到電廠及運(yùn)維人員的一致認(rèn)可。3.3勝利油田自備電廠在脫硝反應(yīng)器部位采用內(nèi)置陣列 式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)開展改造勝利油田自備電廠二期4#爐為上鍋產(chǎn)1025t/h鍋爐， 采用SCR脫硝工藝。*呻電慧能國際電力科技公司采用內(nèi)置 陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)在反應(yīng)器催化劑層上方布置安 裝高聲強(qiáng)聲波吹灰器組，在投入運(yùn)行的一年里吹灰效果良好， 完全實現(xiàn)了運(yùn)行免維護(hù)，對催化劑無任何吹損。4內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)節(jié)能分析內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)在

13、安全、有效吹灰的同 時，與傳統(tǒng)蒸汽吹灰比具有顯著的節(jié)能效益，以下主要從三 個方面開展分析探討。以一臺300MW機(jī)組1025t/h煤粉 鍋爐，將豎井煙道原有36臺傳統(tǒng)蒸汽吹灰器改造為36組內(nèi) 置陣列式高聲強(qiáng)聲波吹灰器為例，其技術(shù)改造后的節(jié)能效益 分析如下。4.1節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用帶來的效益表1是一臺傳統(tǒng)蒸汽吹灰器與一組內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲 波吹灰器，各自吹灰一次的蒸汽耗量、每組及36組吹灰運(yùn) 行一次節(jié)約蒸汽量、節(jié)約費(fèi)用等，表2是內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng) 聲波吹灰器全年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。從表2可以看到，按吹灰系統(tǒng)日運(yùn)行2次計算，機(jī)組年 運(yùn)行4800小時，吹灰系統(tǒng)節(jié)約蒸汽10320噸，節(jié)約費(fèi)用 103萬元機(jī)組年運(yùn)行72

14、00小時，吹灰系統(tǒng)節(jié)約蒸汽15480 噸，節(jié)約費(fèi)用154.8萬元。按吹灰系統(tǒng)日運(yùn)行4次計算，機(jī)組年運(yùn)行4800小時，吹灰系統(tǒng)節(jié)約蒸汽20640噸，節(jié)約費(fèi) 用206.4萬元；機(jī)組年運(yùn)行7200小時，吹灰系統(tǒng)節(jié)約蒸汽 30960噸，節(jié)約費(fèi)用309.6萬元。由此可見，內(nèi)置陣列式聲波吹灰器運(yùn)行蒸汽耗量僅為傳 統(tǒng)蒸汽吹灰器的5%，節(jié)約蒸汽達(dá)95%。4.2降低排煙熱損失帶來的節(jié)能效益調(diào)查顯示，由于傳統(tǒng)蒸汽吹灰器吹灰時易吹損換熱器管 排，同時運(yùn)行維護(hù)工作量亦大。吹灰蒸汽耗量大加重了煙氣 中水蒸氣的份量，目前從全國來看傳統(tǒng)蒸汽吹灰器投運(yùn)率僅 為21%，因此造成的排煙熱損失數(shù)字驚人。國內(nèi)權(quán)威電力機(jī)構(gòu)的研究統(tǒng)計說

15、明，根據(jù)目前我國電廠 鍋爐運(yùn)行實際情況，每天吹灰4 -6次為經(jīng)濟(jì)吹灰頻次，可以 較吹灰投運(yùn)次數(shù)偏低時鍋爐的排煙溫度平均降低10C左右， 可提高鍋爐效率0.6%1.0%降低發(fā)電煤耗2g/KWh左右， 對于300MW機(jī)組年節(jié)能效益約 150萬元左右，對于 600MW機(jī)組年節(jié)能效益近300萬。實現(xiàn)這樣的節(jié)能收益，選擇能夠做到高頻次的投運(yùn)的吹 灰裝置，而不用顧忌給換熱器表面帶來吹損等問題，內(nèi)置陣 列式高聲強(qiáng)聲波吹灰技術(shù)成為必然的選擇。4.3鍋爐智能吹灰優(yōu)化系統(tǒng)對節(jié)能效益的作用心中電慧能國際電力科技公司結(jié)合內(nèi)置陣列式高聲強(qiáng)聲 波吹灰技術(shù)開發(fā)的鍋爐智能吹灰優(yōu)化系統(tǒng)及節(jié)能量累積計 量系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐吹灰的適時化