燃氣脈沖吹灰器原理、優(yōu)點及投資估算課件

1、一、燃氣脈沖吹灰器（激波吹灰器）原理及優(yōu)點1、工作原理：燃氣脈沖吹灰器（激波吹灰器）是公司科技人員借鑒前蘇聯(lián)的有關(guān)發(fā)明技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)眾多脈沖吹灰器廠家的技術(shù)優(yōu)點，經(jīng)過長時間的摸索、改進，開發(fā)出來的最新分散技術(shù)鍋爐吹灰器，技術(shù)上又稱弱爆吹灰器、燃氣脈沖吹灰器、激波吹灰器。其工作原理是利用可燃氣體（乙炔）與空氣按一定比例混合產(chǎn)生特性氣體，在高湍流狀態(tài)和可調(diào)脈沖頻率基礎(chǔ)上，通過燃燒混合氣體產(chǎn)生強波射氣流，同時伴有沖擊波和熱輻射，綜合應(yīng)用氣體的動能、聲能和熱能進行吹灰。通過合理設(shè)計燃氣智能能脈沖吹灰裝置系統(tǒng)，使空氣和燃氣在一個特殊的容器中混合，經(jīng)高頻點火，進行爆燃，混合氣體急劇膨脹，生成高溫、高壓氣體

2、。該氣體在一個特殊結(jié)構(gòu)的罐體內(nèi)得到加強和加速，形成高能爆燃氣體，并從噴嘴以沖擊動能、熱能和聲能的形式進入爐內(nèi)，作用在鍋爐受熱面的積灰層上，使積灰脫落，再被煙氣帶出爐外。合理地設(shè)計吹灰裝置系統(tǒng)及各部分結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀，從而獲得可控的吹灰強度，達到最佳的吹灰效果。燃氣脈沖吹灰器主要利用爆燃氣體的沖擊波強烈沖壓、吸拉的交變作用，兼有激波微振、高速噴射氣流沖擊和聲波振動三種功能，綜合利用爆燃氣體的動能、熱能、和聲能吹灰。其原理為乙炔與空氣混合，經(jīng)高能點火爆燃后，生成二氧化碳和水，并釋放出熱量。首先是經(jīng)過爆燃產(chǎn)生的高溫高壓氣體通過噴管噴射出的高溫高速射流的噴射沖擊作用，這種機理與傳統(tǒng)的蒸汽吹灰器的吹灰機

3、理基本相同，所不同的是：1.在沖擊的同時還伴有高溫氣體對灰垢的“熱解”作用；傳統(tǒng)蒸汽吹灰器對受熱面的吹灰方式是對“點”的吹灰，而燃氣脈沖吹灰器對受熱面的吹灰方式實現(xiàn)的是對：“面”的吹灰。其次，是爆燃引起受熱面的激振，干松積灰和已經(jīng)被沖擊波松脫的高溫結(jié)渣、低溫板結(jié)積灰會由于振動產(chǎn)生的強烈的交變慣性力而脫離受熱面，這與傳統(tǒng)的振動清灰器的清灰機理是完全相同的，只不過振動清灰器的振動是通過機械運動產(chǎn)生的，工作時是振動幾分鐘至幾十分鐘，而弱爆吹灰器的振動是由爆燃產(chǎn)生的，振動的時間很短，一般不足3秒。再次，是爆燃產(chǎn)生的強烈的聲波作用，這與聲波吹灰的機理是完全相同的，不同的是這種聲波的聲級要大得多（160d

4、B），也不是長時間連續(xù)不停的作用于受熱面上，而是只持續(xù)一個很短的時間（只有3-5秒）。我公司的燃氣弱爆吹灰器，吹灰無死角，能吹除各種較嚴(yán)重的積灰，且無介質(zhì)磨損，同時運行費用低、可靠性高、使用壽命長等特點，燃氣弱爆吹灰器已經(jīng)逐步替代了傳統(tǒng)的蒸汽吹灰器，聲波吹灰器。 2、系統(tǒng)綜述： 燃氣脈沖吹灰器又稱弱爆炸波吹灰器、燃氣吹灰器、激波吹灰器、脈沖吹灰器等。東創(chuàng)KD-18吹灰器是公司研發(fā)的最新一代并處于國內(nèi)領(lǐng)先地位的脈沖吹灰器，該吹灰器系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、乙炔和空氣供應(yīng)系統(tǒng)、配氣點火控制柜、混合、點火單元、脈沖發(fā)生器及連接管路組成，采用了新式樹狀分散布置，配氣點火控制柜實現(xiàn)了供氣、供風(fēng)、點火集成化、模塊化

5、。對供氣系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)的管路、電磁閥等組成部分進行了大量的研發(fā)改進，對脈沖發(fā)生器進行了重新創(chuàng)新設(shè)計，克服了國內(nèi)鍋爐現(xiàn)使用的燃氣類吹灰器的許多缺陷，大幅度提高了爆燃波對鍋爐過熱器、省煤器、空預(yù)器等換熱面的吹灰強度和安全可靠性，實現(xiàn)了安全性高、可靠性好、自動化程度高，使用、維修成本低，吹灰效果顯著、節(jié)能效果明顯，減排效果顯著（排煙溫度明顯下降）；極大地拓寬了燃氣脈沖吹灰器的適用范圍, 產(chǎn)品既廣泛適用于各類電站鍋爐，還以極高性價比適用于石油、化工、冶金、建材、造紙、熱電等行業(yè)的工藝加熱爐、余熱鍋爐、化工廠熱交換爐、造紙廠堿回收爐、供暖鍋爐等工業(yè)鍋爐的換熱器受熱面的除灰。3、結(jié)構(gòu)及布置 本系統(tǒng)包括流量

6、控制部件(全部采用不銹鋼材料)、混合點火單元、吹灰分配單元、吹灰動力單元。由于燃料采用乙炔氣，現(xiàn)場安裝可燃氣報警系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計有五重防回火措施，確保安全性萬無一失。主要部件性能說明一覽表序號部件名稱功能說明1程序控制柜自動控制運行程序2漩渦氣泵 供應(yīng)空氣 3高能點火器點燃空氣與燃氣的混合物4電磁閥控制進氣時間和吹灰能量5PLC 編制運行程序 6空氣逆止閥 防止空氣回流7乙炔逆止閥防止燃氣回流8混合裝置空氣燃氣比例混合9點火裝置點燃混合氣體10脈沖發(fā)生器 儲存、發(fā)射能量 3.1、設(shè)計原則：根據(jù)不同的鍋爐積灰情況，確認(rèn)積灰參數(shù)，根據(jù)鍋爐吹灰部位確認(rèn)環(huán)境參數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境確認(rèn)安裝實用性。對于各種類型

7、鍋爐和不同類型積灰，可以選擇合適的裝置類型，獲得適當(dāng)?shù)拿}沖能量，實現(xiàn)優(yōu)化配置。3.2、混合單元：混合單元具有混合燃氣和空氣的作用，同時具備防止爆燃氣體回火的功能。3.3、點火單元：主體為密封罐體，內(nèi)部設(shè)有高能點火器、防回火結(jié)構(gòu)及疏水裝置，設(shè)計安全系數(shù)5-8倍。高能點火器采用航空、航天高端技術(shù)，具有輸出電壓高、火花能量大、抗污染、不積炭、耐高溫、自凈能力強、可連續(xù)放電等特點，絕對保證點火質(zhì)量。保證達到五萬次點火無故障?？朔嘶鸹ㄈc火能量低、易積炭、使用壽命短等項缺點。高能點火器高壓線圈式點火器（火花塞）點火能量高，可達1.2-1.5焦耳。點火能量低，只有30-50毫焦。點火可靠性強，點火電咀采

8、用半導(dǎo)體材料，本身有自潔功能，無積炭現(xiàn)象產(chǎn)生，耐水、耐油、耐酸堿，適應(yīng)環(huán)境強。點火可靠性差，適應(yīng)環(huán)境差，易積炭。工作時放電，輸出電壓低，不會對人體造成損害連續(xù)放電，輸出電壓高達萬伏以上，一旦接觸會對人體造成損傷。使用壽命長，平均點火壽命在20-50萬次，正常吹灰使用可達三年以上。使用壽命短，平均點火壽命在3萬次以下，正常吹灰使用僅達兩個月左右。高能點火器與火花塞的性能比較3.4、脈沖發(fā)生器：開口容器，用于高能氣體的膨脹和吹灰氣體能量的集中與釋放，是主要的吹灰部件。容積達85L，能量可調(diào)余地大。脈沖發(fā)生器是燃氣預(yù)混合氣體進行爆燃的罐體，用于組織和加速爆燃過程，建立高湍流路線，調(diào)制、發(fā)射沖擊波。脈

9、沖發(fā)生器內(nèi)部為有穩(wěn)流隔板分離的罐體且用混合氣導(dǎo)管(火焰導(dǎo)管)與混合點火裝置連接。保證氣體混合均勻、點燃充分，能量有效發(fā)揮。蓄積吹灰能量、發(fā)生爆燃、調(diào)制發(fā)射沖擊波的功能均由脈沖發(fā)生器完成，它要反復(fù)承受脈沖壓力的作用。盡管為開口容器，也參照壓力容器標(biāo)準(zhǔn)(GBl5098鋼制壓力容器）設(shè)計、制造、檢驗。3.5、激波噴嘴：用于控制爆燃沖擊波的氣流方向。常規(guī)的為圓形管斜切450600，定向性不好。激波噴嘴采用定向曲型噴嘴，擴散范圍大，使沖擊波能量有效利用，確保對爐體的安全。 激波噴嘴是吹灰器工作的關(guān)鍵部件，沖擊波是以球面波的形式沿噴嘴出口法線方向傳播。為了使其能量有效作用于積灰受熱面，減少對爐墻的沖擊，激

10、波噴嘴采用定向曲型噴嘴。3.6、管路系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要由燃氣管道、空氣管道、混合氣管道及配備的閥門和測量儀表組成，通過調(diào)節(jié)閥門控制不同的可燃性氣體與空氣的混合比例，以達到最佳的空燃比和良好的吹灰效果。3.7、控制單元：通過壓力、溫度、閥門開度及流量信號的采集分析，設(shè)定最佳空氣燃氣比，控制發(fā)生點火信號，調(diào)節(jié)時間間隔及頻率，反饋脈沖除灰效果。該單元系統(tǒng)采用現(xiàn)場自動控制，自動控制由PLC系統(tǒng)控制，PLC選用德國西門子品牌，能與主控系統(tǒng)按Profibus-DP協(xié)議進行通訊，實現(xiàn)個性化操作。 控制特點：1 智能化控制，由DCS實現(xiàn)人機對話，觸摸屏顯示在線運行狀態(tài)，精確到部件。由供方提供滿足DCS制造單位編

11、程所需的所有資料。2 可以實現(xiàn)鍋爐尾部煙道連續(xù)自動吹灰，單個受熱層面手動吹灰，以便合理利用資源，避免資源浪費。3 脈沖吹灰器吹灰次數(shù)、間隔時間可以根據(jù)實際需要進行設(shè)置，完全實現(xiàn)自動化，操作方便。4 控制系統(tǒng)有自檢、自診斷功能，并可實現(xiàn)乙炔壓力及啞炮報警提示。5 可以根據(jù)吹灰部位的積灰情況和壓力情況單獨調(diào)節(jié)各個吹灰層面的吹灰強度，并自動檢測各層的吹灰強度，可以通過設(shè)置進行自動調(diào)節(jié)。吹灰器控制程序由控制柜的PLC獨立完成，現(xiàn)場操作、遠方操作(需方有要求的話)具有互鎖功能。滿足DCS實現(xiàn)遠方操作、遠方監(jiān)視運行的功能。6 鍋爐吹灰系統(tǒng)具有完整的故障報警、聯(lián)鎖、跳閘保護和自診斷功能。3.8、系統(tǒng)各單元采

12、用集中控制，集成化設(shè)計布置美觀。3.9、控制系統(tǒng)可以按操作員給定的參數(shù)自動安全地完成吹灰操作，也可單獨對某一受熱面進行吹灰工作。3.10、氣源布置在便于操作的平臺上，混合點火單元和吹灰分配單元均集中布置在便于操作的平臺上。吹灰控制單元主控柜就地布置。 我公司生產(chǎn)的KD-18型燃氣脈沖吹灰器自動化程度高，可靠性好，安全性能高，基本免維護，使用成本低，深得廣大用戶的信賴，公司優(yōu)質(zhì)一流的售后服務(wù)為廣大用戶免除了后顧之憂，是傳統(tǒng)鍋爐吹灰器更新?lián)Q代最佳選擇。三、各種形式吹灰器性能比較一）、蒸汽吹灰器：1、屬于傳統(tǒng)吹灰系統(tǒng),純機械傳動，長期受熱易磨損，吹灰桿長期受熱容易變形、卡死，從而失去吹灰功能，故障率

13、高，自動化程度低，維護工作量特別大，需要經(jīng)常更換傳動部件和噴管。以30萬機組670噸鍋爐為例，每年的維護成本大約在50萬左右。2、由于蒸汽吹灰器采用蒸汽作為吹灰介質(zhì)，增加了煙氣中水分的含量，極易造成二次積灰；對受熱面管束沖刷嚴(yán)重，容易發(fā)生爆管等安全事故。3、能耗高，由于蒸汽吹灰器采用蒸汽作為吹灰介質(zhì)，而蒸汽本身是需要成本的，所以無形中給供熱企業(yè)增加了成本。以670噸循環(huán)流化床鍋爐為例，每年光吹灰用的蒸汽消耗大致在30萬左右。二）、聲波吹灰器：1、屬于淘汰產(chǎn)品，使用范圍差，只對新裝鍋爐和經(jīng)過檢修的鍋爐有效，而且只有短期效果，中后期效果很差。2、吹灰能量低，僅靠聲音的微震作用進行吹灰，效果很差。3

14、、持續(xù)180分貝以上的噪音對人體有害，不符合環(huán)保要求。4、膜片需要經(jīng)常更換，維修成本高。三）、燃氣脈沖吹灰器：1、屬于現(xiàn)階段鍋爐吹灰更新?lián)Q代新產(chǎn)品，自動化程度高，采用彩色觸摸屏和PLC控制，可以實現(xiàn)分時、定時、循環(huán)控制，實現(xiàn)人性化操作?？刂乒癫杉F(xiàn)場的流量信號、壓力信號通過數(shù)字顯示儀進行顯示，并輸入到PLC（PLC采用西門子S7系列）內(nèi)。PLC對系統(tǒng)進行實時控制，可實現(xiàn)手動、自動兩種模式任意控制，實現(xiàn)手動對某一組或自動對整個系統(tǒng)的連續(xù)自動吹掃。每一組的充氣時間，各組之間的運行時間間隔可通過彩色人機觸摸屏任意調(diào)整，整個系統(tǒng)達到運行狀態(tài)檢測和故障自動檢測及聲光報警，具有完整的連鎖、保護和自診斷功能

15、。2、吹灰效率高，燃氣脈沖吹灰器是采用乙炔和空氣按照一定的比例混合后，用高能點火器點燃混合氣體，在高湍流狀態(tài)和可調(diào)脈沖頻率基礎(chǔ)上產(chǎn)生強波射氣流，同時伴有沖擊波和熱輻射，是綜合應(yīng)用特性氣體的動能、熱能和聲能綜合能量吹灰。對各種松散灰、灰垢、粘稠灰、結(jié)焦、結(jié)垢均有顯著效果。3、安全性能高，燃氣脈沖吹灰器采用回火阻止器、兩套單向電磁閥、兩套單項逆止閥作為止回裝置，在混合點火系統(tǒng)內(nèi)部也設(shè)置了有效的止回裝置（共6級防回火裝置），可以有效防止爆燃氣體回流；安全性能極高。4、結(jié)構(gòu)簡單，操作人員經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可實現(xiàn)一鍵操作。5、系統(tǒng)可靠性高，穩(wěn)定性好，基本免維護；使用成本低，以75噸循環(huán)流化床鍋爐為例，每年的

16、使用成本大致在1萬元左右；670噸鍋爐使用成本大致在3萬元左右。四）、國內(nèi)脈沖吹灰器結(jié)構(gòu)性能比較：目前，國內(nèi)生產(chǎn)燃氣脈沖吹灰器的廠家分兩大流派，北方脈沖吹灰器結(jié)構(gòu)布置是采用壓縮空氣作為空氣源，配置中心控制島、旋轉(zhuǎn)分配器來實現(xiàn)整個吹灰過程（使用的點火器是火花塞）。首先使用壓縮機作為空氣源，氣流速度過高，不利于空氣和乙炔的混合，由于系統(tǒng)對空氣和乙炔的混合比例要求極嚴(yán)，所以經(jīng)常造成啞炮現(xiàn)象；其次由于壓縮空氣含有一定的水分，極易造成火花塞積碳，從而造成點火失敗，而且火花塞使用壽命短，平均點火壽命在3萬次以下，正常使用壽命在三個月左右。而且使用中心控制島和旋轉(zhuǎn)分配器來實現(xiàn)吹灰，爆燃氣輸送管路過長，威力減

17、弱，吹灰效果差，旋轉(zhuǎn)分配器主要是分配高溫爆燃氣體，長時間工作容易受熱變形從而失去工作性能。如果空氣壓縮機（一般是業(yè)主自備，給業(yè)主造成不必要的成本）出現(xiàn)故障，整個吹灰系統(tǒng)就會停止工作。南方以采用每兩臺脈沖發(fā)生器配置一臺點火控制柜（內(nèi)裝漩渦風(fēng)機和高能點火器），漩渦風(fēng)機作為空氣供應(yīng)載體，供風(fēng)柔和，空氣源干燥利于空氣和乙炔混合；點火器采用我國航空航天行業(yè)最新產(chǎn)品：高能點火器，點火能量高1.2-1.5焦耳，點火可靠性強，點火頭采用半導(dǎo)體材料，本身有自潔功能，無積碳現(xiàn)象產(chǎn)生，耐油、耐水、耐酸堿，環(huán)境適應(yīng)能力強，平均點火壽命在20-50萬次。由于采用近距離配置點火配氣系統(tǒng)（一般不超過2米），爆燃氣輸送管道很

18、短（1.5米）不回產(chǎn)生因爆燃氣管道過長而產(chǎn)生的威力減弱現(xiàn)象。我公司采用每兩臺脈沖發(fā)生器配置一臺點火控制柜（內(nèi)裝漩渦風(fēng)機、高能點火器）的分散布置形式，即使一臺風(fēng)機或者高能點火器出現(xiàn)故障，不影響其他脈沖發(fā)生器的工作，不會造成整個吹灰系統(tǒng)停機風(fēng)險。四、安全性能綜述1、乙炔瓶布置：燃氣脈沖吹灰系統(tǒng)，使用的燃氣為國標(biāo)瓶裝乙炔氣體，根據(jù)鍋爐大小，每臺鍋爐配置2-4瓶，乙炔瓶設(shè)置在鍋爐平臺或零米位置，放置在專用乙炔柜內(nèi)。通過20mm的無縫鋼管作為乙炔輸送管道，只有在工作時乙炔管道內(nèi)才有乙炔氣體，停止工作后乙炔瓶處于關(guān)閉狀態(tài)，管道內(nèi)并無乙炔氣體留存，所以沒有安全隱患。2、乙炔和空氣的混合比為1/10，混合室的

19、容積為7.5升，每次混合時間為3秒，只有微量乙炔氣體進入混合室內(nèi)（不影響爆燃威力），而且混合室和點火室都屬于開口容器，爆燃氣體從混合到點火，到進入進入脈沖發(fā)生器，直至作用于受熱面，只有3秒時間。沒有安全隱患。3、乙炔氣體管路安裝兩套不銹鋼電磁閥(規(guī)格為2W160-15)，乙炔氣體管路同時安裝兩套逆止閥（型號為DN15），以控制進氣時間和防止可燃氣體回火，保證操作安全。乙炔管路安裝不銹鋼回火阻止器一套，防止爆燃氣體回火；在混合室和點火室之間采用安裝在爆燃氣輸送管路上的混配阻止器防止爆燃氣體回流，保證安全運行?？偣苍O(shè)置6道以上防回火裝置，做到萬無一失。4、系統(tǒng)安裝自檢乙炔泄露報警裝置，超壓、超溫聲

20、光報警裝置，發(fā)現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動切斷電源。能有效避免事故發(fā)生。五、智能燃氣脈沖吹灰器性能保證及安全承諾設(shè)計使用壽命1、主體10年：2、年連續(xù)使用小時數(shù)8500小時；易損件使用壽命3年3、安全性：無未燃氣體進入鍋爐煙道，無爆炸壓力釋放隱患。4、使用性能：5、有效沖擊強度600KJ； 6、有效聲壓等級160dB：7、能根據(jù)積灰種類對脈沖沖擊波強度任意可調(diào)，保證鍋爐煙氣通道暢通。8、按照規(guī)程操作，保證鍋爐尾部受熱面無積灰、堵灰現(xiàn)象。保證吹灰器投運后，其工作范圍內(nèi)無明顯積灰。提高鍋爐現(xiàn)有運行參數(shù)。吹灰系統(tǒng)運行一個月后排煙溫度降到設(shè)計指標(biāo)。9、設(shè)備運行期間，對鍋爐煙道對流受熱面管組不產(chǎn)生共振現(xiàn)象。10、設(shè)

21、備運行期間不損壞爐墻。不對受熱面、保溫層產(chǎn)生沖刷、腐蝕、損壞，不影響加熱爐正常運行。11、設(shè)備運行期間不損壞受熱面管束。12、設(shè)備運行期間不對人體產(chǎn)生任何危害。13、完好性：1）、主要設(shè)備完好率99；2）、系統(tǒng)靜密封點泄露率0.055；3）、系統(tǒng)動密封點泄露率01；4）、系統(tǒng)不漏氣合格率99。5）、吹灰器故障率不高于3次/年6）、設(shè)備運行期間爐外噪聲：80dB。低于國家控制標(biāo)準(zhǔn)范圍。7）、振動：無明顯振動。8）、設(shè)備能防止氣路系統(tǒng)受到較大沖擊及乙炔氣管路回火等問題，確保絕對安全；保證吹灰器在鍋爐額定負(fù)荷和允許超負(fù)荷情況下穩(wěn)定長期運行。9）、控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)空氣流量、乙炔氣流量調(diào)節(jié)以及吹灰參數(shù)(如：充氣時間、點火時間、間隔時間、脈沖次數(shù)、脈沖次序等)實時調(diào)整的功能；10）、控制系統(tǒng)就地操作采用先進、優(yōu)質(zhì)的觸摸屏作為系統(tǒng)的人機交互操作界面，用于顯示各種必要的信息。通過觸摸屏幕可完成各種設(shè)置工作，能夠?qū)崿F(xiàn)手動、自動的運行要求并能隨時切換。控制系統(tǒng)在工作時，可根據(jù)實際情況在系統(tǒng)中選擇與之匹配的程序進行工作，實現(xiàn)單點多次、多點多次，各點間任意組合循環(huán)作業(yè)，能夠在工作狀態(tài)下在線