吹灰器
吹灰器
一種清除鍋爐受熱面上積灰用的器具。常由吹灰管和操作閥門等部件組成。一般分別設置在鍋爐爐膛、水平煙道和尾部煙道等處的爐牆上。按結構型式，有槍式、旋轉式、伸縮式等數種。按使用的介質不同，有空氣吹灰器、蒸汽吹灰器和水力吹灰器三類。空氣吹灰器利用壓縮空氣的高壓氣流衝擊力，吹去受熱面上積灰；常用於工業鍋爐。蒸汽吹灰器利用過熱蒸汽的高速射流衝擊力，清除受熱面積灰，多半應用於各種電廠鍋爐。水力吹灰器亦稱“吹渣器”，以高壓水作為介質，促使粘結在受熱面上的灰渣因驟冷脆裂而被除去；僅適用於個別特殊場合。受熱面上積灰，會影響傳熱效果，使排煙溫度升高，鍋爐效率降低，嚴重時還會造成過熱器發生爆管事故。因此，定期地使用吹灰器及時清除各種受熱面上的積灰，對確保鍋爐安全、經濟運行具有重要作用。
目前電站鍋爐安裝的吹灰設備主要是蒸汽吹灰器和聲波吹灰器以及激波吹灰器。蒸汽吹灰器為傳統吹灰器，目前使用數量最多，且最為有效，是鍋爐吹灰必備。由於結構和介質的特點，加上高溫環境的影響，吹灰槍管易發生卡澀、失靈、漏汽等現象，設備故障率相對較高，要求維護水平較高，長時間故障不處理會導致吹損管壁；聲波或次聲波吹灰器，理論上分貝越高吹灰越好（目前最大聲能在158分貝左右），但目前國產聲波吹灰器效果一般，吹灰效果不明顯，基本上不能除掉已有的積灰，只能在其吹灰時阻止積灰的產生，進口聲波吹灰器能明顯提高主煙溫度，降低排煙溫度，從而大大提高了鍋爐熱效率。激波吹灰器也是一種除灰技術，利用瞬間爆炸生產超衝擊波的能量，清除鍋爐積灰。但受乙炔、天然氣等氣源危險的影響，選用時都有所顧慮。
對燃煤鍋爐而言，爐膛燃燒水冷壁結焦，高溫過熱器及再熱器掛焦，尾部受熱面積灰是常見的不可避免的現象。水冷壁結焦嚴重時，大渣使冷渣斗蓬住無法排渣；高溫過熱器和再熱器結焦嚴重時，會使部分受熱面間煙氣通廊堵死；尾部受熱面積灰嚴重時，會使過熱器、再熱器、省煤器、空預器傳熱效率降低，鍋爐排煙溫度升高，鍋爐效率降低；受熱面結焦、積灰還會引起受熱面超溫，加劇受熱面腐蝕，縮短受熱面壽命，嚴重時會影響鍋爐的正常運行，甚至影響到巡檢人員的人身安全。因此，結焦、積灰是燃煤電站鍋爐運行中存在的難題，在鍋爐設計時均配有一定數量的吹灰器。。
蒸汽吹灰器容易吹損管壁，吹灰槍管易發生卡澀、失靈、漏汽等現象，設備故障率相對較高，要求維護水平較高，主煙溫度降低，導致熱效率降低。
聲波吹灰器在吹灰前必須人工清灰一次，不然頑固無法清除。
燃氣脈衝激波吹灰器的技術不足之處，首先在鍋爐上的應用範圍很窄，由於爆燃后極易卷吸高溫煙氣和燃氣泄漏等方面的考慮還只能應用於溫度相對較低的尾部煙道下部（如空預器等）。其次存在一定的安全隱患，由於工作介質為可燃氣體，一旦設計結構不合理，生產質量有問題，都易引起可燃氣體的泄漏，從而造成爐膛或環境發生安全事故。第三系統較為複雜，對控制系統的要求很高。第四沒有穩定氣源，需定期更換。
對吹灰器進行維修時，必須先切斷電源，關閉吹灰器閥門前的蒸汽管路閥，以防吹灰器自行啟動或其它電器事故。
1、定期檢查各密封處有無漏汽現象。如有泄漏，可適當調整填料的壓緊度；若調整仍無法解決的問題時，可更換填料密封圈。當更換空心軸處的聚四氟乙烯密封圈時，V型開口應朝閥桿方向裝入。
2、若閥門關閉后仍有泄漏，則表明閥座環與閥瓣的結合面磨損或變形，一般要重新研磨密封面；若密封面損壞到研磨不足以解決時，必須更換閥體。
3、定期加潤滑油脂。減速箱半月一次，啟動臂、銅套處每周一次。
4、吹灰器應每年解體一次，經常檢查行程開關，定期清理吹灰器上的積灰。
5、如電機負載過重，應檢查吹灰槍是否彎曲。如有彎曲應及時取出校直。
常用的吹灰器有蒸汽吹灰器、燃氣脈衝激波吹灰器、聲波吹灰器。下面就以上三種吹灰器的工作原理、技術特點、應用範圍發表一下自己的看法。
1、工作原理
蒸汽吹灰器分為長伸縮式和段伸縮式兩種。①長伸縮式吹灰器(：用於吹掃過熱器和再熱器(也有用於省煤器的)管束中的積灰。吹灰時吹灰管子和噴頭一面旋轉，一面伸入煙道。噴頭用拉瓦爾噴管式，蒸汽或空氣的噴射速度超過聲速，有效吹灰半徑約1.5～2米。②短伸縮式吹灰器：用於吹掃爐膛水冷壁管子表面的結渣和積灰。以上兩種吹灰器多數用於高於700℃的煙溫範圍，吹灰結束后吹灰管退出爐外，以免被高溫煙氣燒壞
2、主要型式
蒸汽吹灰系統主要由吹灰蒸汽管路系統、蒸汽吹灰器和程式控制裝置三部分組成；蒸汽吹灰器的型式有爐膛吹灰器、長伸縮式吹灰器和空預器吹灰器。蒸汽吹灰器均為電動驅動，閥門開啟為機械式，配有蒸汽開度微調裝置來調整吹掃蒸汽壓力和流量，吹灰管為耐熱合金鋼。各種吹灰器的主要性能參數見表1。
| 表1蒸汽吹灰器主要性能參數 | |||||
| 序號 | 項目 | 單位 | 爐膛吹灰器 | 長伸縮式吹灰器 | 空預器吹灰器 |
| 1 | 型號 | / | 不同廠家型號不同 | ||
| 2 | 行程 | mm | 255~400 | ~10000 | ~1300 |
| 3 | 吹灰角度 | 360 | 360 | 垂直向上 | |
| 4 | 有效吹掃半徑 | mm | ~2000 | ~2000 | 1200~1500 |
| 5 | 每次吹掃時間 | s | 20~25 | 300~600 | ~1800 |
| 6 | 汽耗率 | kg/min | 66~70 | 36~100 | 70~90 |
| 7 | 吹掃蒸汽壓力 | MPa | 0.8~1.98 | 0.8~1.98 | 0.8~1.98 |
3、技術性能特點
蒸汽吹灰器作為一種傳統的吹灰方式，高溫高壓蒸汽直接吹掃受熱面，對清除受熱面的積灰和掛渣都有較好的作用，對結渣性強、灰熔點低的灰效果也很好。其主要優缺點如下：
優點：(1)可以布置在鍋爐各個部位，能對爐膛、水平煙邊、尾部豎井的受熱面直接進行吹灰。
(2)對結渣、灰熔點低和較粘的灰效果也很好。
(3)蒸汽直接從鍋爐引接，按設定程序運行吹灰。
(4)短吹灰器運行可靠，長吹灰器也較為可靠。
缺點：（1）吹灰耗費蒸汽，降低了煙氣露點，增加了鍋爐補給水。
（2）吹灰只能清除所吹到的受熱面，吹灰有死角。
（3）長伸縮式吹灰器伸縮部分易變形卡澀，蒸汽吹傷受熱面引起爆管，且維護量大，結構尺寸大，佔用較大的空間位置。
1、工作原理
燃氣脈衝激波吹灰器的工作原理是利用空氣和可燃氣體（如氫氣、乙炔氣、煤氣、液化氣和天然氣等）以適當的比列混合，在一特殊的容器中混合，經高頻點火，產生爆燃，瞬間產生的巨大聲能和大量高溫高速氣體，以衝擊波的形式振蕩、撞擊和沖刷受熱面管束，使其表面積灰飛濺，隨煙氣帶走。
2、主要型式
燃氣脈衝激波吹灰器根據氣體混合點的設置位置分為串連式和並聯式兩種型式。串連式系統是指氣體混合點設置在主幹管路上，經點火器后產生的高溫氣體再經分配器至各吹灰點；並聯式系統是指氣體混合點設置在各吹灰點的分支管路上，經點火器后產生的高溫氣體直接至各吹灰點。從系統設置而言，並聯式系統比串連式系統更安全、控制更靈活。
3、技術性能特點
燃氣脈衝激波吹灰器主要由燃氣供給系統、空氣供給系統、氣體混合罐、點火器、激波能量分配系統、激波發生器和衝擊管等構成。其主要優缺點如下：
優點：（1）衝擊波能量大，既適合鬆散性積灰又適合粘結性積灰。（2）整個系統簡單，無轉動機械，運行程序化，檢修工作量小。（3）結構尺寸小，佔用較小的空間位置。
缺點：（1）吹灰消耗燃氣，需定期更換供氣設備。（2）吹灰主要對垂直衝刷面作用大，吹灰有死角。（3）吹灰長期沖刷固定的受熱面，燃氣須注意安全。
現今，以上三類吹灰器都針對於不同廠家的工藝流程發揮著自己獨特的作用，其中衝擊波吹灰器成本低廉而且能滿足多種條件下不同的需求，所以應用最為廣泛。
4、衝擊波吹灰器的工藝流程
鍋爐在運行過程中，換熱表面上產生的積灰將減弱工質與煙氣間的熱交換，增加煙氣阻力，降低鍋爐熱效率，增加燃料消耗，影響鍋爐的正常運行。在工業鍋爐中，積灰有時還會引起尾部換熱器產生腐蝕，造成鍋爐運行危險。定期清除鍋爐換熱器表面的積灰可以保證鍋爐正常運行，降低鍋爐燃料消耗，提高換熱器的換熱效率和延長換熱器的使用壽命。此類型吹灰器很少採用國外產品，一是價格昂貴，其次是適用範圍小。國內廠家，如北京凱明陽，基本都是非標準定做，要根據不同的工藝流程，滿足客戶不同的需求，還會對客戶的管道和鍋爐保護鏈接，相對延長鍋爐壽命和管道壽命。另外，有效減少吹灰器數量，以最少的吹灰點滿足吹灰效果，降低了安裝成本和燃料成本。
1、工作原理
聲波吹灰器有雙音雙頻聲波吹灰器和單音單頻聲波吹灰器兩種，其發聲原理不盡相同，雙音雙頻聲波吹灰器是將壓縮空氣流經一個高音高頻發聲哨產生的高音高頻聲波和一個低音低頻聲波發生罩反射形成的低音低頻聲波進行耦合疊加產生雙音雙頻帶狀頻率聲波；單音單頻聲波吹灰器是將壓縮空氣或蒸汽流經金屬膜片、旋笛、發聲共振腔或其它聲波發生組件產生很強的聲音；聲波在煙道或爐膛內傳播，牽動煙氣中的灰粒同步振動，在聲波振動及疲勞反覆累計作用下，使微小的灰粒難以靠近積灰面，也使沉積在受熱面上的灰塵破壞剝離，從而達到清灰的目的。
聲波吹灰系統主要由壓縮空氣管路系統、聲波吹灰器和程式控制裝置三部分組成。聲波吹灰器很簡單，由發聲裝置和導波裝置構成，就像一個高音喇叭一樣。兩種聲波吹灰器的主要性能參數見表2。
| 表2聲波吹灰器主要性能參數 | ||||
| 序號 | 項目 | 單位 | 雙音雙頻聲波吹灰器 | 單音單頻聲波吹灰器 |
| 1 | 複合頻率帶 | Hz | 32.5--2000 | 32.5--360Hz |
| 2 | 低音頻主頻率 | Hz | 50 | / |
| 3 | 高音頻主頻率 | Hz | 500 | / |
| 4 | 輻射功率 | W | ≥2000 | 600~1000 |
| 5 | 輻射方向 | 橢圓形 | 橢圓形 | |
| 6 | 介質（壓縮空氣）流量 | m/min | 0.8~1.4 | 1.0~3.0 |
| 7 | 聲強 | dB | 135~155 | 130~158 |
| 8 | 清灰角度 | 360 | 360 | |
| 9 | 有效吹掃半徑 | m | 10 | 3-9 |
| 10 | 控制電源 | 交流電220V，50Hz | 交流電220V，50Hz | |
| 11 | 運行方式 | 間歇式，每次發聲 15－30s，間隔時間2h | 間歇式，每次發聲15s， 間隔時間2h | |
| 12 | 使用壽命 | 4~8年 | 1~6年 |
註：雙音雙頻聲波吹灰器技術指標引自西安熱工研究院對該產品的技術檢測報告；膜片式聲波吹灰器技術指標引自國外某公司的網站。
由於雙音雙頻聲波吹灰器功率大、壽命長、維護量小、運行成本低，近幾年已在十多家電廠鍋爐上安裝使用，甚至安裝在煤粉倉上對防止煤粉結塊堵塞效果也較好。
3、技術性能特點
上世紀八十年代國外開始研製聲波吹灰器，經過20餘年的發展和改進，聲波吹灰器技術已逐步成熟。聲波吹灰器的主要優缺點如下：
優點：（1）利用聲波與灰粒及積灰發生振動和共振，適合鬆散性積灰。
（2）吹灰器簡單可靠，無轉動機械，運行程序化，維修工作量很少。
（3）聲波可以達到其它吹灰器難以達到的位置，不留死角。
（4）對受熱面管壁無吹損、無腐蝕，運行成本低。
缺點：（1）產生的聲能能量有限，影響了其使用範圍。
CHQ(壓縮空氣激波吹灰器)是針對節能減排研發的一種以壓縮空氣為介質，採用泄壓爆發釋放技術，利用瞬間生產超音速流體激波(衝擊波)的能量，清除鍋爐積灰的新型吹灰器。產品相比傳統的機械吹灰器(蒸汽吹灰器)、聲波吹灰器、燃氣激波吹灰器，具有效率高、耗能低、結構簡單、安全可靠、維修方便、智能控制等優點，實為理想的鍋爐吹灰裝置。
1、產品結構
CHQ（壓縮空氣激波吹灰器）主要由激波發生器、步進旋轉噴頭、中央控制櫃、就地控制櫃和空氣壓縮機(氣源)等設備組成。
1.2、激波發生器
激波發生器是由儲蓄罐和泄壓釋放結構組成，其容積可分為0.02m3~0.10m3多種規格，儲蓄罐能承受1.0MPa~1.6MPa的工作壓力。泄壓釋放結構在罐體中，當壓力達到額定值時，可自動泄壓，而引發激波發生器罐體內壓縮空氣瞬間釋放產生激波(衝擊波)，泄壓響應時間為0.5S。
1.3、步進旋轉噴頭
步進旋轉噴頭是壓縮空氣激波吹灰器的衝擊波釋放口，其特點在於改變吹灰方位能夠較大的處理鍋爐管束表面的積灰。每次吹灰步進旋轉噴射口自動軸向順時針旋轉30°角，連續工作12次即完成一個單點吹灰器的周期工作(360°)。步進旋轉噴頭的噴口與步進旋轉噴頭的軸線成15°~45°夾角，使噴射口噴出的衝擊波更好的對準積灰面，從而達到每次有效吹灰的完成。
1.4、中央控制櫃
控制器主體採用PLC可編程式控制制器，可實現自動或手動控制模式，也可遠程控制與DCS兼容等功能。
1.5、就地控制櫃
實現方便靈活的現場就地單台操作，為檢修維護提供了便利的條件。
2、工作原理
CHQ(壓縮空氣激波吹灰器)是一種以壓縮空氣為介質，採取泄壓釋放技術，利用瞬間產生的超音速氣體衝擊波(激波)，清除鍋爐積灰的新型鍋爐吹灰裝置。根據物理學理論，氣體的體積V，強壓P，和溫度T，三個狀態參量，存在著固定的物態方程關係，它們之間互為函數，這種函數關係是守恆的，因此可以通過從一種狀態變換到另一種狀態，並獲得設計期望的結果，既我們研製壓縮空氣激波吹灰器的原理。
3、技術參數
| 參數名稱 | 單位 | CHQ（壓縮空氣激波吹灰器）-0.02/50-B | CHQ（壓縮空氣激波吹灰器）-0.1/80-B |
| 有效吹灰作用範圍 | m | 6 | 9 |
| 吹灰頻率 | 次/周 | 每點方位周期(360°)的脈衝次數為12次 | |
| 最大工作壓力 | MPa | 1.0～1.6 | |
| 激波發生器的罐體容積 | m3 | 0.02 | 0.10 |
| 脈衝聲級 | dB | ≥150 | |
| 工作雜訊 | dB | ≤80 | |
| 噴頭步進行程 | ° | 30 | |
| 噴頭出口內徑￠ | mm | 50 | 80 |
| 控制模式 | PLC編程式控制制，每單元可控制24個點位 | ||
| 適配空氣壓縮機 | 台 | W-/12.5 | |
| 重量(空氣壓縮機除外) | Kg | 45 | 224 |
| 罐體外形尺寸直徑×長度 | mm | 273×600 | 325×1000 |
四種產品的對比：
| 比較項目 | 蒸汽吹灰器 | 聲波吹灰器 | 燃氣脈衝激波吹灰器 | CHQ壓縮空氣激波吹灰器 |
| 工作原理 | 利用高壓蒸汽的射流沖 擊動能清除積灰、結焦。 | 利用聲波能量的震動、擾動吹灰。 | 利用可燃氣體與空氣混合，經點火燃爆禪城衝擊波吹灰。 | 利用壓縮空氣經激波發生器產生衝擊波、步進旋轉噴頭吹灰。 |
| 聲波能及 | 80dB~100dB | 140dB~150dB | 160dB~170dB | 160dB~170dB |
| 吹灰效果 | 較好，對清除積灰、結 焦有效，對積灰死角無 效。 | 好，清除原積灰後起到一定的阻止積灰沉降的作用，但初次清除積灰、結焦無效。 | 好，對清除積灰、結焦效果好。但容易損傷管壁 | 好，由於步進旋轉噴頭在吹灰中可清除煙道內的死角、積灰、結焦。 |
| 設備結構 | 複雜，機械結構部分復 雜。 | 較簡單，單電磁閥、聲波次片。 | 較複雜，燃氣罐須經常更換，控制部分有空氣、燃氣流量檢測、高能點火控制、燃氣泄漏控制等。 | 較簡單，控制櫃、激波發生器、步進旋轉噴頭，無需導線連接吹灰點，因此故障少。 |
| 可靠性 | 最低，機械故障率高，驅動電機易燒毀，穩定運行期短。 | 高，有易損部件膜 片、旋轉閥等。 | 較低，點火器、混合氣罐有高溫燒蝕、鏽蝕，長期有強度減弱容器爆破的危險。點火不穩定，激波強度忽強忽弱不易控制。 | 高，純啟動式設計，工作可靠性極高。靜密封元件壽命大於30年，動密封元件壽命大於50萬次脈衝動作，產生激波強度穩定。 |
| 能耗水平 | 最高，每次吹灰須消耗鍋爐產蒸汽0.7%。 | 低，雜氣耗氣量。 | 較低，脈衝式工作，氣、燃氣耗量低。 | 最低，脈衝工作，耗氣量極低 |
| 安全性能 | 低，鍋爐管束壁易腐蝕，產生爆管事故。 | 高，以純空氣為介質安全清潔。 | 最低，有鍋爐內爆炸或回火爆轟爆炸危險。 | 高，以純空氣為介質產生脈衝吹灰安全可靠。 |
| 適用範圍 | 對流管束受熱面 | 所有受熱面 | 所有受熱面 | 所有受熱面 |
蒸汽吹灰器、聲波吹灰器及燃氣脈衝激波吹灰器是國內外燃煤鍋爐使用的三類吹灰設備，這三類吹灰設備存在著各自的優缺點。蒸汽吹灰器仍不失作為吹灰除焦的重要設備；燃氣脈衝激波吹灰器對粘性積灰效果較好；對鬆散性積灰，聲波吹灰器利用震動與共振將積灰清除，在灰斗、粉斗、SCR、水平煙道裝設聲波吹灰器也起到了非常好的清灰效果；隨著聲波吹灰設備技術的發展，聲波吹灰器將會得到更為廣泛的應用。
基本信息
- 中文名
- 吹灰器
- 外文名
- Soot Blower
- 吹灰器
- SCR 尾部煙道 水平煙道
- 蒸汽
- 普通冷氣源
- 聲能
- 153分貝左右
- 能量
- 蒸汽、聲波能、衝擊波
- 結構及優點
- 耙式吹灰器 能全覆蓋吹掃表面
- 衝擊波
- 乙炔、煤氣、天然氣（站）
- 工作原理
- 蒸汽、膜片震動、爆炸波