吹灰器
一种清除锅炉受热面上积灰用的器具。常由吹灰管和操作阀门等部件组成。一般分别设置在锅炉炉膛、水平烟道和尾部烟道等处的炉墙上。按结构型式，有枪式、旋转式、伸缩式等数种。按使用的介质不同，有空气吹灰器、蒸汽吹灰器和水力吹灰器三类。空气吹灰器利用压缩空气的高压气流冲击力，吹去受热面上积灰；常用于工业锅炉。蒸汽吹灰器利用过热蒸汽的高速射流冲击力，清除受热面积灰，多半应用于各种电厂锅炉。水力吹灰器亦称“吹渣器”，以高压水作为介质，促使粘结在受热面上的灰渣因骤冷脆裂而被除去；仅适用于个别特殊场合。受热面上积灰，会影响传热效果，使排烟温度升高，锅炉效率降低，严重时还会造成过热器发生爆管事故。因此，定期地使用吹灰器及时清除各种受热面上的积灰，对确保锅炉安全、经济运行具有重要作用。
介绍
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以及激波吹灰器。蒸汽吹灰器为传统吹灰器，目前使用数量最多，且最为有效，是锅炉吹灰必备。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，长时间故障不处理会导致吹损管壁；声波或次声波吹灰器，理论上分贝越高吹灰越好（目前最大声能在158分贝左右），但目前国产声波吹灰器效果一般，吹灰效果不明显，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，进口声波吹灰器能明显提高主烟温度，降低排烟温度，从而大大提高了锅炉热效率。激波吹灰器也是一种除灰技术，利用瞬间爆炸生产超冲击波的能量，清除锅炉积灰。但受乙炔、天然气等气源危险的影响，选用时都有所顾虑。
吹灰的必要性
对燃煤锅炉而言，炉膛燃烧水冷壁结焦，高温过热器及再热器挂焦，尾部受热面积灰是常见的不可避免的现象。水冷壁结焦严重时，大渣使冷渣斗蓬住无法排渣；高温过热器和再热器结焦严重时，会使部分受热面间烟气通廊堵死；尾部受热面积灰严重时，会使过热器、再热器、省煤器、空预器传热效率降低，锅炉排烟温度升高，锅炉效率降低；受热面结焦、积灰还会引起受热面超温，加剧受热面腐蚀，缩短受热面寿命，严重时会影响锅炉的正常运行，甚至影响到巡检人员的人身安全。因此，结焦、积灰是燃煤电站锅炉运行中存在的难题，在锅炉设计时均配有一定数量的吹灰器。。
吹灰器不足
蒸汽吹灰器容易吹损管壁，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，主烟温度降低，导致热效率降低。
声波吹灰器在吹灰前必须人工清灰一次，不然顽固无法清除。
燃气脉冲激波吹灰器的技术不足之处，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。
维护方法
对吹灰器进行维修时，必须先切断电源，关闭吹灰器阀门前的蒸汽管路阀，以防吹灰器自行启动或其它电器事故。
1、定期检查各密封处有无漏汽现象。如有泄漏，可适当调整填料的压紧度；若调整仍无法解决的问题时，可更换填料密封圈。当更换空心轴处的聚四乙烯密封圈时，V型开口应朝阀杆方向装入。
2、若阀门关闭后仍有泄漏，则表明阀座环与阀瓣的结合面磨损或变形，一般要重新研磨密封面；若密封面损坏到研磨不足以解决时，必须更换阀体。
3、定期加润滑油脂。减速箱半月一次，启动臂、铜套处每周一次。
4、吹灰器应每年解体一次，经常检查行程开关，定期清理吹灰器上的积灰。
5、如电机负载过重，应检查吹灰枪是否弯曲。如有弯曲应及时取出校直。
分类
常用的吹灰器有蒸汽吹灰器、燃气脉冲激波吹灰器、声波吹灰器。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两种。①长伸缩式吹灰器(：用于吹扫过热器和再热器(也有用于省煤器的)管束中的积灰。吹灰时吹灰管子和喷头一面旋转，一面伸入烟道。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：用于吹扫炉膛水冷壁管子表面的结渣和积灰。以上两种吹灰器多数用于高于700℃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排水管、蒸汽吹灰器和程控装置三部分组成；蒸汽吹灰器的型式有炉膛吹灰器、长伸缩式吹灰器和空预器吹灰器。蒸汽吹灰器均为电动驱动，阀门开启为机械式，配有蒸汽开度微调装置来调整吹扫蒸汽压力和流量，吹灰管为耐热合金钢。各种吹灰器的主要性能参数见表1。
3、技术性能特点
蒸汽吹灰器作为一种传统的吹灰方式，高温高压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用，对结渣性强、灰熔点低的灰效果也很好。其主要优缺点如下：
优点：(1)可以布置在锅炉各个部位，能对炉膛、水平烟边、尾部竖井的受热面直接进行吹灰。
(2)对结渣、灰熔点低和较粘的灰效果也很好。
(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。
缺点：（1）吹灰耗费蒸汽，降低了烟气露点，增加了锅炉补给水。
（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。
燃气脉冲激波
1、工作原理
燃气脉冲激波吹灰器的工作原理是利用空气和可燃气体（如氢气、乙炔气、煤气、液化石油气和天然气等）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混合点设置在主干管路上，经点火器后产生的高温气体再经分配器至各吹灰点；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、技术性能特点
燃气脉冲激波吹灰器主要由燃气供给系统、空气供给系统、气体混合罐、点火器、激波能量分配系统、激波发生器和冲击管等构成。其主要优缺点如下：
优点：（1）冲击波能量大，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。
现今，以上三类吹灰器都针对于不同厂家的工艺流程发挥着自己独特的作用，其中冲击波吹灰器成本低廉而且能满足多种条件下不同的需求，所以应用最为广泛。
4、冲击波吹灰器的工艺流程
锅炉在运行过程中，换热表面上产生的积灰将减弱工质与烟气间的热交换，增加烟气阻力，降低锅炉热效率，增加燃料消耗，影响锅炉的正常运行。在工业锅炉中，积灰有时还会引起尾部换热器产生腐蚀，造成锅炉运行危险。定期清除锅炉换热器表面的积灰可以保证锅炉正常运行，降低锅炉燃料消耗，提高换热器的换热效率和延长换热器的使用寿命。此类型吹灰器很少采用国外产品，一是价格昂贵，其次是适用范围小。国内厂家，如北京凯明阳，基本都是非标准定做，要根据不同的工艺流程，满足客户不同的需求，还会对客户的管道和锅炉保护链接，相对延长锅炉寿命和管道寿命。另外，有效减少吹灰器数量，以最少的吹灰点满足吹灰效果，降低了安装成本和燃料成本。
声波吹灰器
1、工作原理
声波吹灰器有双音双频声波吹灰器和单音单频声波吹灰器两种，其发声原理不尽相同，双音双频声波吹灰器是将压缩空气流经一个高音高频发声哨产生的高音高频声波和一个低音低频声波发生罩反射形成的低音低频声波进行耦合叠加产生双音双频带状频率声波；单音单频声波吹灰器是将压缩空气或蒸汽流经金属膜片、旋笛、发声共振腔或其它声波发生组件产生很强的声音；声波在烟道或炉膛内传播，牵动烟气中的灰粒同步振动，在声波振动及疲劳反复累计作用下，使微小的灰粒难以靠近积灰面，也使沉积在受热面上的灰尘破坏剥离，从而达到清灰的目的。
2、主要型式
声波吹灰系统主要由压缩空气排水管、声波吹灰器和程控装置三部分组成。声波吹灰器很简单，由发声装置和导波装置构成，就像一个高音喇叭一样。两种声波吹灰器的主要性能参数见表2。
注：双音双频声波吹灰器技术指标引自西安热工院研究院对该产品的技术检测报告；膜片式声波吹灰器技术指标引自国外某公司的网站。
由于双音双频声波吹灰器功率大、寿命长、维护量小、运行成本低，近几年已在十多家电厂锅炉上安装使用，甚至安装在煤粉仓上对防止煤粉结块堵塞效果也较好。
3、技术性能特点
上世纪八十年代国外开始研制声波吹灰器，经过20余年的发展和改进，声波吹灰器技术已逐步成熟。声波吹灰器的主要优缺点如下：
优点：（1）利用声波与灰粒及积灰发生振动和共振，适合松散性积灰。
（2）吹灰器简单可靠，无转动机械，运行程序化，维修工作量很少。
（3）声波可以达到其它吹灰器难以达到的位置，不留死角。
（4）对受热面管壁无吹损、无腐蚀，运行成本低。
缺点：（1）产生的声能能量有限，影响了其使用范围。
压缩空气激波
CHQ(压缩空气激波吹灰器)是针对节能减排研发的一种以压缩空气为介质，采用泄压爆发释放技术，利用瞬间生产超音速流体激波(冲击波)的能量，清除锅炉积灰的新型吹灰器。产品相比传统的机械吹灰器(蒸汽吹灰器)、声波吹灰器、燃气激波吹灰器，具有效率高、耗能低、结构简单、安全可靠、维修方便、智能控制等优点，实为理想的锅炉吹灰装置。
1、产品结构
CHQ（压缩空气激波吹灰器）主要由激波发生器、步进旋转喷头、中央控制柜、就地控制柜和空气压缩机(气源)等设备组成。
1.2、激波发生器
激波发生器是由储蓄罐和泄压释放结构组成，其容积可分为0.02m3~0.10m3多种规格，储蓄罐能承受1.0MPa~1.6MPa的工作压力。泄压释放结构在罐体中，当压力达到额定值时，可自动泄压，而引发激波发生器罐体内压缩空气瞬间释放产生激波(冲击波)，泄压响应时间为0.5S。
1.3、步进旋转喷头
步进旋转喷头是压缩空气激波吹灰器的冲击波释放口，其特点在于改变吹灰方位能够较大的处理锅炉管束表面的积灰。每次吹灰步进旋转喷射口自动轴向顺时针旋转30°角，连续工作12次即完成一个单点吹灰器的周期工作(360°)。步进旋转喷头的喷口与步进旋转喷头的轴线成15°~45°夹角，使喷射口喷出的冲击波更好的对准积灰面，从而达到每次有效吹灰的完成。
1.4、中央控制柜
控制器主体采用PLC可编程控制器，可实现自动或手动控制模式，也可远程控制与DCS兼容等功能。
1.5、就地控制柜
实现方便灵活的现场就地单台操作，为检修维护提供了便利的条件。
2、工作原理
CHQ(压缩空气激波吹灰器)是一种以压缩空气为介质，采取泄压释放技术，利用瞬间产生的超音速气体冲击波(激波)，清除锅炉积灰的新型锅炉吹灰装置。根据物理学理论，气体的体积V，强压P，和温度T，三个状态参量，存在着固定的物态方程关系，它们之间互为函数，这种函数关系是守恒的，因此可以通过从一种状态变换到另一种状态，并获得设计期望的结果，既我们研制压缩空气激波吹灰器的原理。
3、技术参数
四种产品的对比：
应用
蒸汽吹灰器、声波吹灰器及燃气脉冲激波吹灰器是国内外燃煤锅炉使用的三类吹灰设备，这三类吹灰设备存在着各自的优缺点。蒸汽吹灰器仍不失作为吹灰除焦的重要设备；燃气脉冲激波吹灰器对粘性积灰效果较好；对松散性积灰，声波吹灰器利用震动与共振将积灰清除，在灰斗、粉斗、SCR、水平烟道装设声波吹灰器也起到了非常好的清灰效果；随着声波吹灰设备技术的发展，声波吹灰器将会得到更为广泛的应用。
参考资料
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