水泥行業(yè)余熱發(fā)電中聲波清灰器的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)概況以及兩種清灰方式的對(duì)比

1、現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)采用機(jī)械振打方法。機(jī)械振打方法在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中總結(jié)出有如下3個(gè)顯著問(wèn)題：

（一） 密封性

機(jī)械振打方式原理上為電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠錘頭撞擊的沖擊力進(jìn)行清灰，從其原理來(lái)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(méi)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(hào)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(jì)算，年平均耗電量計(jì)算如下：

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

二號(hào)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(jì)算，年平均耗電量計(jì)算如下：

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

總計(jì)年耗電量：174240KWh+174240KWh=348480KWh

此外設(shè)備維護(hù)，潤(rùn)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(jiǎn)介及應(yīng)用

聲波清灰技術(shù)是和國(guó)內(nèi)清灰領(lǐng)域的一項(xiàng)前沿技術(shù)，它以0.4～0.6Mpa 的壓縮空氣為動(dòng)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(dòng)，將壓縮空氣的勢(shì)能轉(zhuǎn)換成低頻聲能,發(fā)出低頻、高能的聲波，通過(guò)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(diǎn)，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(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

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(dòng)，由擴(kuò)聲筒導(dǎo)入鍋爐內(nèi)進(jìn)行清灰，停止工作時(shí)電磁閥自動(dòng)關(guān)閉，無(wú)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(diǎn)，故高能低頻聲波沿?cái)U(kuò)聲筒進(jìn)入鍋爐內(nèi)部之后，會(huì)在整個(gè)鍋爐內(nèi)產(chǎn)生低頻振動(dòng)，使附著在導(dǎo)熱管束上的灰塵剝離開(kāi)來(lái)，在負(fù)壓或者重力的作用下，離開(kāi)導(dǎo)熱管表面，且導(dǎo)熱管受力均勻，不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)熱管破裂或者清灰死角等問(wèn)題。

三 維護(hù)量較小費(fèi)用低

聲波清灰器整體無(wú)可動(dòng)部件（膜片除外），故在使用過(guò)程中幾乎不需要人工進(jìn)行護(hù)理，大大減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。相比傳統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)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(jì)算：

聲波清灰器工作模式普遍為30分鐘振動(dòng)一次，一次振動(dòng)10-15秒，所需0.4MPa的壓縮空氣體積約為0.75立方米，市場(chǎng)上常見(jiàn)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(jì)算如下：

兩條線年均耗電量：300天*24小時(shí)/天*每小時(shí)工作2次*0.045kwh*44臺(tái)=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(duì)錘頭以及電機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用（一臺(tái)SP爐按照20000元計(jì)算）總計(jì)年度可節(jié)省費(fèi)用約為30萬(wàn)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(chǎng)安裝位置

正確的安裝位置對(duì)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(shí)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(duì)象zui遠(yuǎn)點(diǎn)清堵所需的聲壓級(jí)及傳播介質(zhì)工況條件、作用空間的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和距聲源的距離以及聲波的衰減特性來(lái)綜合確定出聲波清灰器的安裝位置、數(shù)量，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的工作頻率。