【摘要】本文通过对于热电厂燃气高能脉冲除灰技术的特征原理的分析,并在与常规的热电厂锅炉除灰装置对比分析基础上,对其在热电厂燃气锅炉中的应用实现进行分析研究,以促进在热电厂发电运行中的推广应用,提高热电厂发电运行的综合效益。
【关键词】热电厂;燃气锅炉;高能脉冲;除灰技术;结构原理;特征;应用分析
随着国家能源危机的日益严重,热电厂在发电运行过程中,为了提升发电运行的经济效益,推动热电厂的发展进步,其发电运行中所应用的锅炉装置已经逐渐向低热值劣质燃料的燃烧发电方向发展,这样一来就容易导致热电厂锅炉在发电运行过程中产生大量的积灰,从而对于锅炉燃烧运行中的烟气和工质之间的热交换作用造成减弱影响,同时也会增加锅炉燃烧运行中的烟气阻力,对于锅炉燃烧运行的热效率产生不利影响。针对这种情况,为了提升锅炉运行的热效率,促进热电厂发电运行的综合效益,分别进行了蒸汽吹灰器以及声波吹灰器、高压水力吹灰器、压缩空气吹灰器等除灰装置的开发应用,但是,这些除灰装置在实际应用,不仅能够实现的除灰范围非常有限,并且所产生的能量消耗也比较高,装置设备的可靠性与维护费用也相对较高,具有较为突出的不利作用和影响。
一、燃气高能脉冲除灰技术及其技术原理分析
1、燃气高能脉冲除灰技术的相关原理分析
燃气高能脉冲除灰技术是一种通过燃气高能脉冲除灰装置设计应用而实现的技术方式,它也是近几年开发实现的一种热电厂锅炉运行除灰新技术,它在实际应用中主要是通过空气和燃气在一特殊的容器中混合,经高频点火,产生爆燃,体积急剧膨胀,生成高温、高压的爆燃气体,而爆燃气体在一个特殊结构的罐体内得到加强,蓄集极高的能量,以冲击动能、热能和声能的形式从喷嘴进入炉内,作用在锅炉受热面的积灰层上,使积灰脱落,由烟气带出炉外的作用原理,实现锅炉除灰的。根据燃气高能脉冲除灰技术的这一原理特征,在实现锅炉除灰过程中,该技术主要包含有以下三个作用机理,即机械冲击、热清洗和声波辐射。
首先,燃气高能脉冲除灰技术的机械冲击作用主要体现在,混合气体经点火爆炸燃烧后,体积瞬间发生急剧膨胀,产生极高的压力和极高的速度,经喷嘴进入炉内,以冲击波的形式作用于受热部件表面的积灰,使积灰脱落飞扬。同时,受热面管子产生振动,使附着在管子表面的积灰破裂、脱落。其作用类似机械振打,但其效果远比机械振打强,且作用时间极短,对受热面无任何损坏。这种作用特别适用于粉末结层积灰。
其次,燃气高能脉冲除灰技术的热清洗作用表现为,当高温燃气射向积灰层时,可以使积灰软化,粘结强度降低,在高压气流吹扫下,灰层破碎脱落。这对于燃油锅炉和工业用余热锅炉的粘结性积灰尤为有效。
最后,燃气高能脉冲除灰技术的声波辐射作用表现为,当爆燃气体进人炉内时,产生较大的声响,能量以声能形式释放出来。在距离喷嘴轴线6到7米处,其声压级仍保持在160dB以上,声波频率在35至205HZ以内,且以低频为主。而目前常规采用的声波吹灰装置在距离喷嘴轴线1米处的声压级只能达到150至156dB,声波频率为200至250HZ。因此,燃气高能脉冲除灰装置具有声波频率低、能量大的特点,在进入炉膛后不易衰减,以辐射状向炉膛的各方传播并形成多次反射,使沉积物产生声疲劳而松散、破裂、脱落。
2、燃气高能脉冲除灰装置的结构性能分析
通常情况下,燃气高能脉冲吹灰系统主要由脉冲罐、混合点火装置、点火器、截止阀、电磁阀、调节阀、止回阀、流量测量装置、管路、固定装置、控制箱等组成。在工作运行中,空气和燃气分别经过各自管道上的截止阀、流量测量装置、电磁阀、调节阀、止回阀,进入混合点火装置,经高频点火产生爆燃气体,该爆燃气体进人脉冲罐,蓄集能量再以极高速度从喷嘴进人炉内,作用在锅炉受热面的积灰层上,使积灰脱落,由烟气带出炉外。
需要注意的是,由于混合气体中含有一定比例的可燃气体, 因此,为保障燃气高能脉冲吹灰装置在运行应用中的安全性,需要从以下几个方面对其运行应用进行控制,以保障其运行应用的安全性。首先,进行运行应用中,可燃气体用量要少,比例控制在混合气体的5%至10%范围以内,送入时间最好控制在2至10秒之间;其次,可燃气爆炸极限范围宽,易于控制和掌握。当燃气量较多时,会成为燃烧火焰,不再发生爆炸,当点火故障不能点火时,混合气体会被烟气带走,不会在炉内积存;再次,可燃气体爆燃是在炉外的一开口容器中进行,爆燃后的气体用喷嘴导人炉内,对锅炉本体无任何不良影响,能够确保炉体和受热面不受任何损伤;最后,系统内设有两级防回火装置,以对其运行安全进行保障。
二、热电厂燃气高能脉冲除灰技术的应用分析
1、燃气高能脉冲除灰技术与常规除灰技术的对比分析
结合上述对于燃气高能脉冲除灰技术及其特征原理的分析研究,在对于热电厂锅炉运行中应用的常规除灰装置进行对比分析后可知,燃气高能脉冲除灰技术在实际应用中主要具有以下特征优势。
首先,燃气高能脉冲除灰装置在实际应用中,不仅能够彻底清除锅炉受热面上的牢固性积灰,而且对于各类锅炉和不同性质的积灰,都可以通过合理装置类型的选择与优化配置,进行积灰清除;其次,由于燃气高能脉冲除灰装置的每种类型产品都可以在不同初始压力下工作,因此,其脉冲燃气能量具有极宽的无级可调范围,适用性极强;再次,燃气高能脉冲除灰装置的脉冲燃气射流的方向,可以通过不同喷嘴结构和喷嘴的设置方向调整,因而能适应于不同结构和形状的锅炉管束,同时,燃气高能脉冲除灰装置还具有脉冲燃气能量大、吹灰效果明显、吹灰速度快、每次吹灰间隔时间长等特征优势;最后,燃气高能脉冲除灰装置对锅炉本体的运行无任何不良影响,能够确保炉墙和受热面管束不受任何损伤,且工作时冲击振动小,锅炉外部瞬间噪声符合环保要求。此外,燃气高能脉冲除灰装置由于无运动部件,可靠性高,不需要经常维护,并且装置运行的成本低、回收周期短、社会效益高。
2、热电厂燃气高能脉冲除灰技术的应用分析
根据相关研究显示,燃气高能脉冲除灰装置在我国的应用实现,最早是在上世纪九十年代,主要应用于炼油厂油炉系统中,并且取得了较为明显的应用效果,随后在我国的电力以及石化、炼油、水泥等行业中,都有应用实现。以某热电厂发电运行中对于燃气高能脉冲技术的应用为例,该热电厂锅炉系统在发电运行中由于建设运行时间相对比较在,并且随着燃料品质的不断下降,导致锅炉尾部出现较为严重的积灰和腐蚀现象,对于锅炉燃烧运行效率产生了极大的不利影响,针对这种情况,在应用传统除灰装置对于该热电厂锅炉积灰进行清除,所取得的作用效果并不明显,并且严重影响了热电厂的发电运行。在此基础上,通过对于该锅炉除灰装置的改造,应用燃气高能脉冲除灰装置,在经过半年的运行试验后,取得了较好的除灰效果,很大程度上提升了热电厂发电运行效益。
三、结束语
总之,燃气高能脉冲除灰技术作为一种新技术,与传统除灰技术相比,具有较为突出的特征优势,在热电厂发电运行中的应用实现,有利于促进热电厂发电运行效益的提升,具有积极作用和意义。
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