水泥行業余熱發電中聲波清灰器的應用

現場概況以及兩種清灰方式的對比

1、現場概況

SP 爐余熱鍋爐熱煙氣中含有大量的粉塵，且粉塵細，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，發電量降低，目前現場采用機械振打方法。機械振打方法在長期的使用過程中總結出有如下3個顯著問題：

（一） 密封性

機械振打方式原理上為電機帶動機械傳動部分轉動，依靠錘頭撞擊的沖擊力進行清灰，從其原理來講就不是密封結構，尤其冬季室外氣溫較低，爐內溫度損失較大。

（二） 清灰范圍局限性

機械振打清灰方式決定了距離擊打錘頭較近的位置清灰效果較好，距離錘頭距離較遠的位置清灰效果不明顯或者幾乎沒有效果，外加機械振打方式清灰爐內管束受力不均勻，甚至有的位置出現導熱管束破裂漏水現象。

（三） 耗電量及維護成本費用較高

該公司所使用的中壓余熱鍋爐共11層，每層配備機械振打設備，一號線余熱鍋爐配套振打電機功率約為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

此外設備維護，潤滑油，錘頭更換，人工等也是一筆不小的費用

2、聲波清灰技術簡介及應用

聲波清灰技術是和國內清灰領域的一項前沿技術，它以0.4～0.6Mpa 的壓縮空氣為動力源,使發聲體內部的高強度鈦合金膜片自激振蕩，并在諧振腔內產生振動，將壓縮空氣的勢能轉換成低頻聲能,發出低頻、高能的聲波，通過擴聲筒放大，由空氣介質把聲能傳遞到相應的膨料點，直接作用于物料的分子結構內，使物料分子間積聚力由緊密變為疏松，在重力或流體介質媒體的作用下脫離附著體表面，達到有效清灰的目的。相比傳統機械振打方式清灰具有如下三點優勢：

一 全密封結構

聲波清灰器利用壓縮空氣通入發聲體內使膜片產生低頻振動，由擴聲筒導入鍋爐內進行清灰，停止工作時電磁閥自動關閉，無煙氣及灰塵外泄，為全密封結構

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聲筒進入鍋爐內部之后，會在整個鍋爐內產生低頻振動，使附著在導熱管束上的灰塵剝離開來，在負壓或者重力的作用下，離開導熱管表面，且導熱管受力均勻，不會出現導熱管破裂或者清灰死角等問題。

三 維護量較小費用低

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行護理，大大減輕了人工勞動強度。相比傳統機械振動方式清灰，聲波清灰方式所需的由空壓機工作產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的螺桿空壓機產生1立方米0.6MPa的壓縮空氣耗電量約為0.08KWh，由于壓縮空氣產氣量與耗電量之間非線性關系，暫且預算產生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約耗電量：348480KWh-28512KWh=319968KWh

按照工業用電標準zui低每度電0.8元，即每年可節約電費319968*0.8=255975元

外加傳統機械方式清灰每年對錘頭以及電機的維護保養費用（一臺SP爐按照20000元計算）總計年度可節省費用約為30萬元。

3、選擇聲波清灰器所應考慮的主要因素

1）聲波作用的范圍；

2）設備的容積、結構；

3）不同性質粉塵所需的頻率、聲強；

4）現場安裝位置

正確的安裝位置對聲波清灰器的有效運行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，需要根據清堵對象zui遠點清堵所需的聲壓級及傳播介質工況條件、作用空間的結構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、數量，并設計相應的工作頻率。