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激波吹灰器的系统结构形式与优缺点分析

激波吹灰器的系统结构形式与优缺点分析

  激波吹灰器分为燃气激波吹灰器和空气激波吹灰器(也叫气能激波旋转吹灰器)。燃气激波吹灰器属于比较传统的激波吹灰器。本文重点讲述一下,燃气激波吹灰器的分类及特点。
1、传统串联式
是燃气激波吹灰器较早期的结构形式,现已用的不多,不过有些厂家仍在采用。这种结构形式有诸多缺点,在多年的工程实例中早已得到证实。
串联是指激波吹灰器的主要工作部件的联接形式是前后串联,即混合点火装置后面串联分配装置,它的工艺流程是先混合后分配,分配混合好的可燃气到各吹灰支路,经干路的点火器点燃后产生爆燃气体作用于锅炉的受热面。各吹灰支路的吹灰都需要靠干路核心部件的工作,当干路出现故障时,整个吹灰系统就不能进行工作。串联有以下几种形式:
1.1 电动阀门分配式
采用电动阀门分配的燃气激波吹灰系统,首先将空气与可燃气在混合罐内混合,混合气体经分配集箱分出许多吹灰支路,每个吹灰支路上安装电动阀门,通过吹灰管路与脉冲发生罐相连。系统示意如图:
吹灰器控制柜原理
电动阀门分配式

该系统是激波吹灰器的早期产品。由于该系统是予混合后经分配联箱和分配阀门将爆燃气体送至各吹灰点,分配阀门承受高温、高压,易损坏而失控。如此结构带来诸多缺点:
1. 安全方面
● 混合装置位于主干路,由于回火点在混合装置,一旦全系统唯一的温控保护装置失效,就失去了对全系统回火的控制,易发生大的安全事故。
● 脉冲供气阀位于乙炔气源主路,由于每次脉冲都需要乙炔脉冲阀工作,脉冲阀一般采用电磁阀,电磁阀的主要缺陷是长时间工作会高温发热,吹灰点越多,工作时间越长,高温磨损速度越快,绝缘越容易被破坏,易发生短路打火,危及乙炔气源的安全。
● 串联结构导致回火燃烧时间,随吹灰点的增多而延长,也就是说吹灰点越多系统的危险性就越大。
2. 运行方面
● 不能单独调节各路的吹灰强度,不适合各路吹灰点烟气压力差较大的锅炉。
● 系统内易积水(需人工疏水),维修工作量大。
● 支路电动阀门处在回火和冲击区内,受到回火和高压力的正反向破坏,这种破坏导致支路阀门的密封和正常工作功能被很快破坏,加上积碳在球阀表面上的沉积也加速了这个过程,导致吹灰效果迅速下降和消失。
● 由于分配器的结构和位置,在发生支路阀门故障时会传递故障,影响正常路的吹灰工作,主要是:由于某路阀门密封失效时,正常路充入的气体会窜入故障路,从而影响正常路的工作。串联结构及其工艺流程还会导致其它安全和故障隐患,所以是激波吹灰技术形式中,安全和效率水平较低的。

1.2 旋转集箱分配式
吹灰器原理图
传统激波吹灰器系统-旋转集箱式

此串联系统采用旋转集箱分配混合气。这种分配方式是空气与可燃气通过混合器后进入旋转集箱,经旋转集箱上的点火器点燃,爆燃气体通过吹灰管路到达脉冲发生罐和喷嘴对受热面进行吹灰。 缺点如下:
1、泄漏量大
采用旋转集箱分配的主要目的是为了取代电动阀门分配使回火位置后移,希望用旋转式分配器的密封设计将回火移至旋转集箱之后,并在集箱上点火,从而达到在混合室和旋转集箱之间只传气不传火,这是个较好的设计结构。但是旋转集箱是运动式机械结构,任何机械设备都有运动磨损和机械故障问题,这两个问题直接导致密封失败,引起气体泄漏,损耗大量的可燃气体,增加了用户的运行成本,并增大了系统的安全隐患。
2、点火故障率高
点火器在集箱上,集箱长期承受高温、高压,影响其使用寿命;基于集箱的构造,集箱内积碳不易清除,长期积碳致使点火器不点火,故障率高。
3、卡涩问题严重
旋转集箱的分配形式决定了它的转子和壳体之间的配合必须紧密,传动必须灵敏、到位,各个相互配合的部件加工精度高;由于点火器在集箱上,集箱内各个传动部件长期承受高温、高压,热胀冷缩、变形、磨损严重;任何一个部件出现问题,都会导致旋转集箱卡涩而停止工作,必须由厂家工作人员进行维修,工作量大、维修困难、费用高。
4、整个系统仍为串联
前面所述串联结构的缺点基本都存在。
综上所述,对旋转集箱的加工、维护要求较高,增加了维修工作量。一旦旋转集箱机件出问题,其余支路均不能工作,比电动阀门分配式问题还要大。
2、普通并联式
相对于串联结构,并联式的系统为:空气和燃气主干路先各由一路分配成多个支路,各自分出的支路一对一汇合接混合装置,每个汇合点都有混合点火装置,每一吹灰支路都可独立完成吹灰的开启/关闭、混合、点火,各支路故障只影响故障支路,系统整体仍将继续吹灰运行。基本结构形式如下图:
吹灰器控制柜原理
并联式空气激波吹灰器
该结构形式的燃气激波吹灰装置,采用先分配后混合的方式,解决了前述串联吹灰装置存在的问题,是目前多数燃气激波吹灰器厂家所采用的基本结构形式。其主要特点如下:
★ 各吹灰支路之间采用普通并联式组合设计,各路吹灰层均为独立单元,并联式组装,分散执行,集中控制。
★ 每一路燃气与空气混合点火后,高温、高压输出路径上无任何活动和阀门等受阻部件,保证系统运行安全、可靠,提高了系统寿命。
★ 可根据各吹灰点的烟气压力、积灰状况等单独调节各支路的吹灰参数及吹灰强度,从而达到较好的吹灰效果。
★ 控制简单,易于实现自动化。
★ 无日常维修工作量。
上述普通并联式燃气激波吹灰器,虽然对于传统串联式来说具有如上所说的许多好处,而且也确实得到了相当范围的应用。但是,普通并联式也还存在许多不足之处,特别是对中大型机组锅炉,问题尤为突出,主要有以下方面:
1、普通并联式燃气激波吹灰器有较大的局限性
由于需要吹灰的锅炉大小、结构、布局等有着很大的不同,所以,要求吹灰器要能够适应不同的锅炉情况,而普通并联式要做到这一点是比较困难的。特别是有较大空间尺寸的中大型锅炉,吹灰点数十个,甚至上百个,上述的普通并联式吹灰器不言而喻会出现系统的不平衡、不一致等问题,影响系统的整体吹灰效果。
2、普通并联式燃气激波吹灰器控制水平不高,对吹灰参数的监控能力较差。
对吹灰点较多的系统需要控制或监控的吹灰参量较多,如何科学、合理、经济地实现控制、监控及系统的高效、安全、稳定运行就显得尤为重要,上述普通并联式吹灰器这方面的能力较差。
3、普通并联式燃气激波吹灰器结构松散,适应能力差,不易控制和管理。
由于普通并联式的结构所致,对于较大空间尺寸的锅炉吹灰器设计、布局,以及现场安装施工等,会带来较多问题,为解决这些问题会牵涉许多人力、物力、乃至财力,往往也很难达到较好的效果。这是由于普通并联式燃气激波吹灰器的固有缺陷所造成的。
4、独立分布式
目前,在燃气激波吹灰器的系统结构和工艺流程设计上,一些厂家依然沿用传统的串联集中式系统,采用对空气和燃气混合后的可燃气体进行分配,即先混合后分配的方式,在混合点火装置和各个脉冲发生器之间设有电动球阀(或旋转集箱),其在吹灰运行中显现的诸多缺点和问题前面已经分析和说明。
另有许多厂家采用了上述的普通并联式,应该说比传统串联式有很大进步;不过,针对不同机组的锅炉,特别是对中大型机组锅炉来说,普通并联式有着较大的局限性和欠缺性。
虽然,普通并联式从根本上解决了传统串联式的许多固有缺点和问题,但是,随着燃气激波吹灰器的使用范围和应用领域不断扩大,普通并联式的局限和不足越加显现。
我公司针对普通并联式的这些问题,从燃气激波吹灰技术的吹灰本质、吹灰机理、吹灰运行工作原理,以及各类不同锅炉尤其是中大型机组锅炉的技术参数、运行工况等入手,结合我们多年从事燃气激波吹灰器工程项目的实践经验,开发研制出能够适用于不同类型、不同机组,特别是中大型机组锅炉的节能燃气激波吹灰系统。
节能燃气激波吹灰系统的主要特征:
1、根据锅炉尾部烟道及空气预热器受热面的空间尺寸、分布位置、运转形式等,科学、合理、准确、经济地设计确定燃气激波吹灰系统的吹灰器布点位置。
2、依据吹灰器布点位置,在各路/层吹灰点附近设计配置相互独立的,可以单独选择、设置、调节吹灰参数及吹灰强度的支路控制吹灰系统。
3、各支路控制吹灰系统均配有燃气脉冲电磁阀、空气支路电磁阀、混合点火装置、逆止阻火装置等。吹灰系统运行时,支路故障报警只停故障路的吹灰,不影响吹灰系统的整体运行。
4、所有支路控制吹灰系统共用一提供精确空气和燃气流量的主干路供气系统,保证每一支路吹灰所需的空气-燃气混合比,提高空气、燃气使用效率。
5、吹灰控制智能化设计,实现人机友好对话,在线实时显示吹灰运行状态。6、根据需要,可实现全部吹灰点连续自动吹灰,单个或多个吹灰点自动吹灰。
7、控制系统具有自诊断功能、系统自动检漏程序,具有系统各类故障声光报警、联锁保护功能,具有吹灰信息记录与查询功能。
8、具有本地/远方控制操作和互锁功能,可与 DCS 接口,实现远方监视吹灰运行。
说明:尽管燃气激波吹灰器经历了数代的研发和提升,仍然存在着其与生俱来的缺点,比如哑炮现象、回火现象、积碳现象,运行成本低,吹灰有盲区,运行维护量大。河北诚毅环保设备公司在此多年设计、生产燃气激波吹灰器的基础上,研发出了新型的气能激波旋转吹灰器,从根本上解决了燃气激波吹灰器的弊端。欢迎搜“烧锅炉的梦想家”具体交流沟通。
 
  
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