水泥行業(yè)余熱發(fā)電中聲波清灰器的應(yīng)用

現(xiàn)場概況以及兩種清灰方式的對比

1、現(xiàn)場概況

SP 爐余熱鍋爐熱煙氣中含有大量的粉塵，且粉塵細(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，目前現(xiàn)場采用機(jī)械振打方法。機(jī)械振打方法在長期的使用過程中總結(jié)出有如下3個顯著問題：

（一） 密封性

機(jī)械振打方式原理上為電機(jī)帶動機(jī)械傳動部分轉(zhuǎn)動，依靠錘頭撞擊的沖擊力進(jìn)行清灰，從其原理來講就不是密封結(jié)構(gòu)，尤其冬季室外氣溫較低，爐內(nèi)溫度損失較大。

（二） 清灰范圍局限性

機(jī)械振打清灰方式?jīng)Q定了距離擊打錘頭較近的位置清灰效果較好，距離錘頭距離較遠(yuǎn)的位置清灰效果不明顯或者幾乎沒有效果，外加機(jī)械振打方式清灰爐內(nèi)管束受力不均勻，甚至有的位置出現(xiàn)導(dǎo)熱管束破裂漏水現(xiàn)象。

（三） 耗電量及維護(hù)成本費(fèi)用較高

該公司所使用的中壓余熱鍋爐共11層，每層配備機(jī)械振打設(shè)備，一號線余熱鍋爐配套振打電機(jī)功率約為1.1KW，按照每年工作300天計算，年平均耗電量計算如下：

年平均耗電量= 300天*24小時/天*1.1KW*11*2=174240KWh（度）

二號線余熱鍋爐共11層，每層配套振打電機(jī)功率為1.1KW，，每層配備兩組振打錘，按照每年工作300天計算，年平均耗電量計算如下：

年平均耗電量= 300天*24小時/天*1.1KW*11*2=174240KWh（度）

總計年耗電量：174240KWh+174240KWh=348480KWh

此外設(shè)備維護(hù)，潤滑油，錘頭更換，人工等也是一筆不小的費(fèi)用

2、聲波清灰技術(shù)簡介及應(yīng)用

聲波清灰技術(shù)是和國內(nèi)清灰領(lǐng)域的一項前沿技術(shù)，它以0.4～0.6Mpa 的壓縮空氣為動力源,使發(fā)聲體內(nèi)部的高強(qiáng)度鈦合金膜片自激振蕩，并在諧振腔內(nèi)產(chǎn)生振動，將壓縮空氣的勢能轉(zhuǎn)換成低頻聲能,發(fā)出低頻、高能的聲波，通過擴(kuò)聲筒放大，由空氣介質(zhì)把聲能傳遞到相應(yīng)的膨料點，直接作用于物料的分子結(jié)構(gòu)內(nèi)，使物料分子間積聚力由緊密變?yōu)槭杷?，在重力或流體介質(zhì)媒體的作用下脫離附著體表面，達(dá)到有效清灰的目的。相比傳統(tǒng)機(jī)械振打方式清灰具有如下三點優(yōu)勢：

一 全密封結(jié)構(gòu)

聲波清灰器利用壓縮空氣通入發(fā)聲體內(nèi)使膜片產(chǎn)生低頻振動，由擴(kuò)聲筒導(dǎo)入鍋爐內(nèi)進(jìn)行清灰，停止工作時電磁閥自動關(guān)閉，無煙氣及灰塵外泄，為全密封結(jié)構(gòu)

二 360度*清灰

由于聲波具有反射和折射的特點，故高能低頻聲波沿擴(kuò)聲筒進(jìn)入鍋爐內(nèi)部之后，會在整個鍋爐內(nèi)產(chǎn)生低頻振動，使附著在導(dǎo)熱管束上的灰塵剝離開來，在負(fù)壓或者重力的作用下，離開導(dǎo)熱管表面，且導(dǎo)熱管受力均勻，不會出現(xiàn)導(dǎo)熱管破裂或者清灰死角等問題。

三 維護(hù)量較小費(fèi)用低

聲波清灰器整體無可動部件（膜片除外），故在使用過程中幾乎不需要人工進(jìn)行護(hù)理，大大減輕了人工勞動強(qiáng)度。相比傳統(tǒng)機(jī)械振動方式清灰，聲波清灰方式所需的由空壓機(jī)工作產(chǎn)生的壓縮空氣耗電量按照如下方式計算：

聲波清灰器工作模式普遍為30分鐘振動一次，一次振動10-15秒，所需0.4MPa的壓縮空氣體積約為0.75立方米，市場上常見的變頻器控制永磁電機(jī)的螺桿空壓機(jī)產(chǎn)生1立方米0.6MPa的壓縮空氣耗電量約為0.08KWh，由于壓縮空氣產(chǎn)氣量與耗電量之間非線性關(guān)系，暫且預(yù)算產(chǎn)生1立方米0.4MPa的壓縮空氣耗電量為0.06KWh，同等條件下，采用聲波清灰方式的年耗電量計算如下：

兩條線年均耗電量：300天*24小時/天*每小時工作2次*0.045kwh*44臺=28512KWh

即采用聲波清灰方式年度可節(jié)約耗電量：348480KWh-28512KWh=319968KWh

按照工業(yè)用電標(biāo)準(zhǔn)zui低每度電0.8元，即每年可節(jié)約電費(fèi)319968*0.8=255975元

外加傳統(tǒng)機(jī)械方式清灰每年對錘頭以及電機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用（一臺SP爐按照20000元計算）總計年度可節(jié)省費(fèi)用約為30萬元。

3、選擇聲波清灰器所應(yīng)考慮的主要因素

1）聲波作用的范圍；

2）設(shè)備的容積、結(jié)構(gòu)；

3）不同性質(zhì)粉塵所需的頻率、聲強(qiáng)；

4）現(xiàn)場安裝位置

正確的安裝位置對聲波清灰器的有效運(yùn)行zui為重要,它將直接影響聲波輻射的范圍和聲波傳遞的效率,從而影響到清灰的實際效果。不同部位的積焦粉、堵料隨工況條件如濕度大小等情況不同，均具有不同的粘附力，要從其附著體表面有效清除這些積焦粉，需要根據(jù)清堵對象zui遠(yuǎn)點清堵所需的聲壓級及傳播介質(zhì)工況條件、作用空間的結(jié)構(gòu)特點和距聲源的距離以及聲波的衰減特性來綜合確定出聲波清灰器的安裝位置、數(shù)量，并設(shè)計相應(yīng)的工作頻率。