声波吹灰器对比

声波清灰系统与蒸汽吹灰系统比较声波清灰器作为一种新技术、新产品能够对传统的吹灰技术进行挑战，必然有它特有的功效和特点，这主要体现在清灰效果、投资效率、安全可靠、运行管理等方面的突出优势。

声波清灰技术的产生就是在传统清灰方式所面对诸多无法解决的积灰问题的情况下产生，为满足日益发展的节能环保要求发展起来的新兴技术，通过多年的应用，声波清灰产品已形成规模，是技术成熟、性能稳定的定型产品，无疑是传统清灰装置的换代产品。

一、声波清灰器在功能效果方面的优势声波是一种以能量形式存在的机械波，它表现为振动、扰动、波动等形式，声波激烈而快速变化的振动会对积灰结垢受热面的附着状态产生分离并使积垢疲劳断裂和破碎，当具有一定频率和强度的声波（通过某种声波转换机构将气能转换成声能）在积灰空间内、振动，使其形成一个声场，有效破坏粉尘颗粒之间、粉尘与积灰壁之间的粘结力，使之处于疏松流化状态，脱离其附着表面，随烟气被带走或靠重力作用落下被收集，从而达到清灰的目的。

由于声波能均匀布满整个积灰空间，所以清灰无死角，这与传统吹灰方式相比较就是一个极大的优势，声波清灰能清除管束的背后、积灰空间的角落及狭缝等蒸汽吹灰所无法吹到的地方，所以，声波清灰的功效是显而易见的。

二、声波清灰器在安全可靠方面的优越性安全可靠性对于企业来说至关重要，由于蒸汽吹灰的吹损而导致爆管停炉是长久以来没有解决的问题，但是，声波清灰则不然，声波清灰虽然也是以空气或蒸汽为介工作质，但其机理不是依靠这些介质直接作用于受热面，而是以其为动力，通过特殊的声能转换机构将气能转换为声能，并将这个低频高强的能量辐射到积灰空间，从而达到清灰目的。

所以不存在对设备的冲刷磨损，可以说，声波清灰器是属于本质安全型的设备，从根本上解决了因吹灰而爆管的隐患。

ZHK系列声波清灰产品在开发、研制、生产上是依据《工业企业噪声控制设计规范》、《工业企业噪声控制设计标准》、《工业企业噪声卫生标准》及相关的企业标准所制造，因此，声波清灰器工作时所产生的噪声均在国际安全健康机构允许的噪声控制范围之内，对环境无污染，对操作人员和设备也不产生危害，不影响环境质量。

声波吹灰器原理、特点及效果说明一、声波吹灰器原理高效能免维护大功率声波清灰器（共振腔式）的原理是以气流在特定的几何空腔内振荡，激发空腔内气体的共振而发出高强声波，属于三维振动的大功率发声机制。

显然，激烈而快速变化的机械运动将会对积灰结垢在热交换器受热面的附着状态产生影响。

积灰和结垢将在声波的作用下，尤其是在极高的加速度的外力策动下，从热交换器受热面上剥离下来。

处于声场中的一个物质质点，在声波的激励下将产生受迫振动。

以声波作用到热交换器受热面上的一颗积灰或一结垢为例：其受声波作用的效应，会反映到力学量如质量位移，振动速度和加速度等。

假设作用空间中声波的频率为1KHz ，声功率为1W/cm2 ，取烟气密度10 g/Nm3。

声速C=400m/s，可以计算出：对应的声压幅值为Pa=2.509Pa ，最大质点振动速度V0 =6.298m/s，最大质点位移X0 =1.018mm，最大质点加速度a0 =3.89×104 m/s2 。

这就意味着：在声波的作用下，附着在极板、极线或受热面上的一粒积灰、一块结垢，在每一秒钟内，要在大约2.5千帕的压力振幅下往返振动1000次，振动的速度大约要达到每秒6米，而加速度要接近4万米/秒2，即大约是重力加速度的四仟倍(即近似等于4000g)。

显然，激烈而快速变化的机械运动将会对积灰结垢在热交换器受热面、极板或极线的附着状态产生影响。

积灰和结垢将在声波的作用下，尤其是在极高的加速度的外力策动下，从热交换器受热面或电除尘器的极板、极线上剥离下来。

简而言之，声波清灰的基本原理在于声波对积灰积垢的高加速度剥离作用和振动疲劳破碎作用。

二、声波淸灰器技术参数及特定1. 清灰功能特性：解决了低亚声速气流的发声机制和效率，使其高效地发出高强声波，形成了150分贝以上的特大功率型，有利于大幅度地提高清灰效能，改善吹灰效果。

DSK-5型高效能免维护大功率声波清灰器的声源声压级153分贝。

蒸汽式吹灰器蒸汽吹灰是目前大型电厂常用的清除锅炉内部附着于换热管表面积灰的方法，它是利用水蒸汽的自由射流冲击力，消除受热面积灰的吹灰方法，它使用压力P=1.5-2.0Mpa，温度t≤320℃的蒸汽吹除受热面积灰。

蒸汽吹灰器可以布置在锅炉各个部位，能对炉膛、水平烟道和尾部竖井进行吹灰，对结渣性强，灰熔点低和较粘的灰有明显效果，并且蒸汽来源比较充分。

图1所示为蒸汽吹灰器在锅炉上的安装情况，从图上看出，蒸汽吹灰器体积较大，设计安装蒸汽吹灰器要专门设置吹灰平台，这会影响到整台锅炉的空间布局。

图2所示为蒸汽吹灰器工作示意图，吹灰时，长达6-9米的中空的伸缩管螺旋伸入到锅炉中，伸缩管上分布有蒸汽出口，伸缩管伸入炉墙的同时蒸汽出口开始喷出蒸汽，对换热面进行吹扫，伸长到最大限度后伸缩管返回，如此往复，完成对换热管积灰的吹扫过程。

在现场应用中，吹灰器会发生机械卡涩、热态进退困难、受热面吹损等现象，严重时可导致受热面发生爆管事故，机械卡涩等原因也会导致电机烧损。

另外，蒸汽吹灰有吹灰死角，被蒸汽吹到的部位，积灰会被清理干净，蒸汽吹不到的地方，积灰的去除效果不佳。

如图3所示为山东石横热电厂所用的上海锅炉厂煤粉炉折焰角部位积灰情况，此部位蒸汽吹不到，折焰角部位的积灰相当严重。

这些机械故障和除灰性能的缺陷，使吹灰器投入率很低，200MW以下机组蒸汽吹灰器的投入率不到20%，300MW以上机组的蒸汽吹灰器在锅炉投运安装后维护投入的成本和人力很大，有的甚至由制造厂方派专人长年维护，平均每台锅炉每年为此要多付出几十万元的维护费用。

蒸汽吹灰器的投运要消耗大量高温高压蒸汽，运行成本大大高于其它类型的吹灰器，有些还影响大机组的负荷。

图1蒸汽式吹灰器图2 蒸汽式吹灰器工作原理图3遮掩角积灰CFB循环流化床锅炉飞灰的主要化学成份是SiO2、Al2O3和CaO 等，可用作粘土质原料，提供硅铝成份，并有较高活性，广泛用于水泥等建材制造。

CFB如果使用蒸汽吹灰器吹灰，会向炉内吹进大量水分和湿蒸汽，一台蒸汽吹灰器的耗气量为0.3T/H。

吹灰器知识吹灰器的作用下面就以上三种吹灰器的工作原理、技术特点、应用范围发表一下自己的看法。

蒸汽吹灰器：1、工作原理：蒸汽吹灰器分为长伸缩式和段伸缩式伸入烟道。

喷头用拉瓦尔喷管式,蒸汽或空气的喷射速度超过声速，有效吹灰半径约1.5～2米。

②短伸缩式吹灰器：用于吹扫炉膛水的烟温范围，吹灰结束后吹灰管退出炉外，以免被高温烟气烧坏2、主要型式：蒸汽吹灰系统主要由吹灰蒸汽管路系统、蒸汽吹灰器和程控装置热合金钢。

各种吹灰器的主要性能参数见表1。

表1 蒸汽吹灰器主要性能参数蒸汽直接吹扫受热面，对清除受热面的积灰和挂渣都有较好的作优点：(1) 可以布置在锅炉各个部位，能对炉膛、水平烟边、尾灰效果也很好。

(3) 蒸汽直接从锅炉引接，按设定程序运行吹灰。

(4) 短吹灰器运行可靠，长吹灰器也较为可靠。

（2）吹灰只能清除所吹到的受热面，吹灰有死角。

（3）长伸缩式吹灰器伸缩部分易变形卡涩，蒸汽吹伤受热面引起爆管，且维护量大，结构尺寸大，占用较大的空间位置。

原理是利用空气和可燃气体（如氢气、乙炔气、煤气、液化气和天然气等）以适当的比列混合，在一特殊的容器中混合，经高频点火，产生爆燃, 瞬间产生的巨大声能和大量高温高速气体，以冲击波的形式振荡、撞击和冲刷受热面管束，使其表面积灰飞溅，随烟气带走。

2、主要型式：燃气脉冲激波吹灰器根据气体混合点的设置位置分为串连式和并联式两种型式。

串连式系统是指气体器至各吹灰点；并联式系统是指气体混合点设置在各吹灰点的分支管路上，经点火器后产生的高温气体直接至各吹灰点。

从系统设置而言，并联式系统比串连式系统更安全、控制更灵活。

3、既适合松散性积灰又适合粘结性积灰。

（2）整个系统简单，无转动机械，运行程序化，检修工作量小。

（3）结构尺寸小，占用较小的空间位置。

缺点：（1）吹灰消耗燃气，需定期更换供气设备。

（2）吹灰主要对垂直冲刷面作用大，吹灰有死角。

（3）吹灰长期冲刷固定的受热面，燃气须注意安全。

锅炉蒸汽吹灰、声波吹灰和弱爆炸波吹灰的技术经济性比较摘要锅炉及热交换器的积灰、结焦使锅炉排烟温度上升，导致热效率下降，并会引起受热面腐蚀，影响经济性、安全性。

故长期以来，人们一直在寻求较好的除灰方式。

通过对目前主要采用的蒸汽吹灰、声波吹灰及弱爆炸波吹灰（也称激波吹灰、燃气脉冲吹灰或燃气高能脉冲吹灰）的原理、效果、费用比较，认为弱爆炸波吹灰值得推广应用。

前言锅炉、加热器和换热器的积灰、结焦影响受热面的传热效率，使锅炉排烟温度上升，导致锅炉的热效率下降，理论计算和运行经验表明，锅炉排烟温度升高20℃，锅炉热效率就会下降1%，同样严重的是积灰、结焦达到一定程度时会引起锅炉受热面的腐蚀和意外停炉，造成重大的经济损失。

长期以来，锅炉受热面的除灰问题一直是锅炉运行中特别受关注的问题之一，多年来，为了解决此类问题，陆续研制了蒸汽吹灰、高压水力吹灰、钢珠清灰，压缩空气吹灰和声波吹灰，俄罗斯（中央锅炉透平研究所）研制了弱爆炸波吹灰技术。

国内第一套弱爆炸波吹灰是由中电国华电力股份有限公司北京热电分公司（北京一热）于198年从乌克兰进口的100×104kcal/h热水锅炉配套引进的。

90年代初该技术开始用于国内电站锅炉，并获得成功，几年来经过改进，在电站锅炉、水泥窑余热炉、有色金属冶炼余热炉和化工行业加热炉上得到较大的推广，并取得了明显的效果，下面对蒸汽吹灰声波吹灰和弱爆炸波吹灰作一简要的技术经济性分析和比较。

1 吹灰器的原理1.1 蒸汽吹灰一定压力和一定干度的蒸汽，从吹灰器喷口高速喷出，对积灰受热面进行吹扫，以达到清除积灰的目的。

1.2 声波吹灰金属膜片在压缩空气的作用下产生具有一定声压和频率的声波，锅炉受热面的积灰在声波的作用下处于松动和悬浮的状态，易被有一定速度的烟气带走，达到清理受热面的目的。

1.3 弱爆炸波吹灰弱爆吹灰的基本原理比较简单：主要是使预混可燃气（例如乙炔-空气预混气）在特制的、一端连接喷管的爆燃罐内点火爆燃，产生的强烈的压缩冲击波（即爆燃波）并通过喷管导入烟道内，通过压缩冲击波对受热面上的灰垢产生强烈的“先冲压后吸拉”的交变冲击作用而实现吹灰。

锅炉各种吹（除）灰器比较表
我国电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉以及各种工艺加热炉等等，随着能源紧张，已逐渐转向以燃用低热值劣质燃料为主的发展方向，这将导致受热面玷污、结渣加重，传热大幅度降低，各种腐蚀穿孔加剧，使锅炉长周期高负荷高效率安全运行遭受严重威胁，因此，非常有效的清除锅炉积灰十分迫切。

实践证明，采用高性能吹灰器，经常对锅炉各部分受热面进行在线吹扫，保持
受热面清洁干燥，就能有效地揭制受热面玷污、结渣和腐蚀，确保锅炉安全、稳定、高效运行，并可获得可观的经济收益。

不同形式的声波吹灰器的对比一：共振腔式•发声原理：原理是一定强度的压缩空气，吹入一定体积的腔体，空气共振而发声，故称为共振腔。

其优点是•1、体积小，容易安装，无易损件，装上后不用维护。

•2、功率小，除灰效果无法控制。

由于发声腔体不能做得很大，功率受到很大限制。

当共振腔体发生积灰现象而无法共振时，清灰器发不出声音，也无法调整，因此吹灰效果的好坏无法控制，共振时好，不共振时不好，必须停炉后才可以知晓。

发声频率过高，波长短，声波衰减过快，因此除灰效果差•3、更换成本高。

安装于锅炉内部，长期受到高温的灼烧，腔体容易变形而无法再共振，又由于无法维护，一般寿命在3年左右，而且只能停炉后整个拆除更换，所以虽然维护成本低，但更换成本高。

•4、运行成本高。

•由于发声行时间较长，每次大约3-5分钟才有效果，4小时一个循环周期。

而单台吹灰器耗气量在2.4立方/分钟以上，因此总的耗气量要求比较大。

运行成本相对来讲是三原理是压缩空气高压吹空腔发出声音，能量由气转换为声的效率较低（因不共振的气流均可视为无效）。

因此对压缩空气压力要求较高，一般在0.5MPa以上，运行吹灰器运种形式的声波吹灰器中最高的。

二：膜片式•低频发声器通过时—声控制系统调制为特定频率，产生大振幅的声波，可满足设备不同工发声原理：利用气流吹动圆板或具有张力的圆膜，激励膜片的本征振动，发出声波。

•1、体积小，容易安装•2、发声原理简单•只需膜片振动就可发出声音，比共振腔更容易发出声音，由气转换为声的效率比共振腔高。

因此功率可以比共振腔大一些•维护成本高•维护成本在三种形式的声波吹灰器中最高，由于膜片每秒钟要振动200-300下（发声频率200-300赫兹），因此膜片的疲劳度很大，容易破损。

需要3-6个月更换一次膜片。

•4、运行成本低单台耗气量1.2-1.8立方/分钟，气源要求0.4-0.8MPa况灰份的要求，也可根据粉尘的物理特性、粘度调整振动周期，使之达到最佳清灰效果。

锅炉蒸汽吹灰、声波吹灰和弱爆炸波吹灰的技术经济性比较北京凡元兴科技有限公司技术部摘要锅炉及热交换器的积灰、结焦使锅炉排烟温度上升，导致热效率下降，并会引起受热面腐蚀，影响经济性、安全性。

故长期以来，人们一直在寻求较好的除灰方式。

通过对目前主要采用的蒸汽吹灰、声波吹灰及弱爆炸波吹灰（也称激波吹灰、燃气脉冲吹灰或燃气高能脉冲吹灰）的原理、效果、费用比较，认为弱爆炸波吹灰值得推广应用。

0 前言锅炉、加热器和换热器的积灰、结焦影响受热面的传热效率，使锅炉排烟温度上升，导致锅炉的热效率下降，理论计算和运行经验表明，锅炉排烟温度升高20℃，锅炉热效率就会下降1%，同样严重的是积灰、结焦达到一定程度时会引起锅炉受热面的腐蚀和意外停炉，造成重大的经济损失。

长期以来，锅炉受热面的除灰问题一直是锅炉运行中特别受关注的问题之一，多年来，为了解决此类问题，陆续研制了蒸汽吹灰，高压水力吹灰，钢珠清灰，压缩空气吹灰和声波吹灰，俄罗斯（中央锅炉透平研究所）研制了弱爆炸波吹灰技术。

国内第一套弱爆吹灰器是由中电国华电力股份有限公司北京热电分公司（北京一热）于1988年从乌克兰进口的100×104kcal/h热水锅炉配套引进的。

90年代初该技术开始用于国内电站锅炉，并获得成功，几年来经过改进，在电站锅炉、水泥窑余热炉、有色金属冶炼余热炉和化工行业加热炉上得到较大的推广，并取得了明显的效果，下面对蒸汽吹灰，声波吹灰和弱爆炸波吹灰作一简要的技术经济性分析和比较。

1吹灰器的原理1.1蒸汽吹灰一定压力和一定干度的蒸汽，从吹灰器喷口高速喷出，对积灰受热面进行吹扫，以达到清除积灰的目的。

1.2声波吹灰金属膜片在压缩空气的作用下产生具有一定声压和频率的声波，锅炉受热面的积灰在声波的作用下处于松动和悬浮状态，易被有一定速度的烟气带走，达到清理受热面积灰的目的。

1.3弱爆炸波吹灰弱爆吹灰的基本原理比较简单：主要是使预混可燃气（例如乙炔－空气预混气）在特制的、一端连接喷管的爆燃罐内点火爆燃，产生强烈的压缩冲击波（即爆燃波）并通过喷管导入烟道内，通过压缩冲击波对受热面上的灰垢产生强烈的“先冲压后吸拉”的交变冲击作用而实现吹灰。

1 浅谈各种浅谈各种吹灰器吹灰器吹灰器的优缺点的优缺点
在电站锅炉的设计与应用中，为有效地清除受热面积灰，保证受热面传热效果良好，在锅炉的受热面布置了不同形式、不同种类的吹灰器。

吹灰器运行不正常和吹灰效果不好，是目前锅炉排烟温度高的主要原因之一。

目前电站锅炉安装的吹灰设备主要是蒸汽吹灰器和声波吹灰器。

蒸汽吹灰器为传统吹灰器，目前使用数量最多，由于结构和介质的特点，加上高温环境的影响，吹灰枪管易发生卡涩、失灵、漏汽等现象，设备故障率相对较高，要求维护水平较高；声波吹灰器，由于能量不足（目前最大声能在140分贝左右），与灰粒的固有频率差别很大，与积灰特性不适应，吹灰效果很差，基本上不能除掉已有的积灰，只能在其吹灰时阻止积灰的产生，造成锅炉受热面积灰严重，排烟温度升高，从而大大降低了锅炉热效率。

燃气脉冲激波吹灰器吹灰作用的空间范围距离都较大，有效克服蒸汽吹灰器须伸缩进退的问题，其强烈的激波和气流冲击作用又能产生远远优于声波吹灰器的吹灰效果。

但是该技术也存在一定的不足，首先在锅炉上的应用范围很窄，由于爆燃后极易卷吸高温烟气和燃气泄漏等方面的考虑目前还只能应用于温度相对较低的尾部烟道下部（如空预器等）。

其次存在一定的安全隐患，由于工作介质为可燃气体，一旦设计结构不合理，生产质量有问题，都易引起可燃气体的泄漏，从而造成炉膛或环境发生安全事故。

第三系统较为复杂，对控制系统的要求很高。

第四没有稳定气源，需定期更换。

国内现有声波清灰器的种类声波可以分为超声波（频率范围20000hz以上）根据其频率特性，可听声波（频率范围20Hz-20000Hz）和次声波（频率小于20Hz）。

声波烟尘的结构形式有五种：汽笛、警笛式、振动式、共鸣管和燃气脉冲除灰器，前三种和第五种属于第四种可听声波：1.振动式声波吹灰器：通过金属板振动的气流，高强度的低频声波，如fgssc-a型凤谷节能科技生产的设计和选择。

是目前广泛使用的典型的声波发生器，是国际上公认的一种比较理想的声学装置，用于锅炉、静电场除尘器一定范围内。

2.哈特曼（甄强少）：高频哈特曼长笛的声音设备，是一种空气的超声波发生器，但效率不高，只有百分之几，不需要声音的方向，还需要安装一个特殊装置的特点，而且具有结构简单、制造方便等优点，获得高功率气体需要提供3个大气压力，每分钟80立方米消费，效率为10%(a)塞壬式声波吹灰器：通过高速旋转的通孔交替被高压气体的孔，气体介质和超声波的影响，和空气是超声波发生器和声波探测仪可以获得可调频率调制，空气通过端口号，带孔的固定和旋转盘上的孔，变速驱动转子旋转一点，理想的笛声是很有效的，但事实上转盘和固定一个适当的间隙，造成天然气泄漏，降低效率。

(b)燃气脉冲：中国2013机械研究所率先使用国产高速脉冲空气冲击波和清洁除尘，燃气脉冲清灰技术使用高能量脉冲，除干灰的新思路，而且成本低，燃气脉冲除灰装置结构简单。

该系统运行可靠，操作方便，能耗低，效果受煤气比、浓度、压缩比等因素的影响，同时也要严格考虑人员和设备的安全。

20000吨/年软质炭黑生产线在空气系统解决方案的确定中，为了能够使用全开式半开式空气输送系统，最后在风机上采用脉冲袋式除尘器。

对袋式除尘器的平均吞吐量2.5t/h，这是一般的份，脉冲袋式除尘器，它是5-10倍的主袋滤器，所以它是防止锥堵塞的一个重要问题。

为了解决这个问题，通常的办法是增加搅拌器笼子的上部。

但是，锥桶是一个金字塔形，下部约4.4m长度，和饲养笼是依附于它。