高能燃?xì)饷}沖吹灰裝置技術(shù)研究與應(yīng)用

摘要：高能燃?xì)饷}沖吹灰裝置是根據(jù)乙炔爆炸的機(jī)械沖擊、聲波輻射、熱清洗作用合理的設(shè)計(jì)吹灰裝置系統(tǒng)及加速脈沖罐的結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀，從而獲得可控的吹灰強(qiáng)度，達(dá)到最佳吹灰效果。實(shí)際加裝到鍋爐上后，平均降低煙溫100-120℃，且無需停爐即可保證鍋爐在高效率狀態(tài)下運(yùn)行，熱效率提高5%，降低單耗2.8kg/t，節(jié)約了大量的資金。

關(guān)鍵詞：高能燃?xì)饷}沖吹灰裝置 鍋爐 乙炔 脈沖

0 引言

特種油開發(fā)公司熱注作業(yè)一區(qū)有1臺(tái)9.2t鍋爐和6臺(tái)50t鍋爐，所用燃油為渣油，油質(zhì)中灰分含量高，造成積灰較多，煙溫上升較快，造成吹灰次數(shù)多，影響鍋爐熱效率，增加了成本，這對(duì)鍋爐運(yùn)行是十分不利的，而傳統(tǒng)的吹灰方法在效果和經(jīng)濟(jì)性上都不能令人滿意。隨著鍋爐的使用年限增加，對(duì)流段翅片管吸熱效果逐年漸差，目前燃油鍋爐煙溫在315℃以上，這些煙氣攜帶了大量熱量被排放到大氣中，排煙熱損失是鍋爐最大一項(xiàng)熱損失，目前鍋爐熱效率為75%-80%之間，提高鍋爐熱效率是鍋爐運(yùn)行的當(dāng)務(wù)之急。

1 高能燃?xì)饷}沖吹灰裝置的技術(shù)原理

1.1 爆炸吹灰的基本原理 因?yàn)橐胰矚怏w爆炸極限范圍較寬（爆炸極限為1.5%-82%），易于掌握，且可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)吹灰強(qiáng)度，所以采用乙炔爆炸吹灰。

乙炔與空氣按爆炸極限內(nèi)的比例混合后經(jīng)點(diǎn)火燃燒，其反應(yīng)式為：2C2H2+5O2→4CO2+2H2O+Q

1.2 爆炸吹灰的作用機(jī)理 ①機(jī)械沖擊作用?；旌蠚饨?jīng)點(diǎn)燃后，體積瞬間發(fā)生急劇增益，經(jīng)加速脈沖罐的激發(fā)，產(chǎn)生較高的壓力（通常1-10kg/cm2），較高的速度（300-

350m/s），經(jīng)噴嘴進(jìn)入爐內(nèi)，其動(dòng)能以沖擊波的形式作用于受熱面積灰表面并經(jīng)多次折射，使積灰脫落飛揚(yáng)。②聲波輻射作用。由運(yùn)行實(shí)驗(yàn)可知，在距噴油嘴6-7m處，其聲壓級(jí)保持在160dB以上。而目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)采用的聲波除灰裝置，距噴油嘴軸線1m處的聲壓級(jí)只達(dá)到150-156dB。③熱清洗作用。混合氣體點(diǎn)火爆燃后，產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?。?dāng)高溫燃?xì)馍湎蚍e灰層時(shí)，可以使積灰軟化，粘結(jié)強(qiáng)度降低，在高壓氣流吹掃下，灰層破碎脫落。則對(duì)于燃油鍋爐、煉鋼廠、加熱爐和余熱爐的粘結(jié)性積灰尤為有效。

2 高能燃?xì)饷}沖吹灰裝置的工藝

根據(jù)以上高能燃?xì)饷}沖吹灰理論設(shè)計(jì)了裝置系統(tǒng)流程圖如下所示：

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圖1 高能燃?xì)饷}沖吹灰裝置系統(tǒng)流程圖

控制系統(tǒng)由觸摸屏、可編程序控制器、電動(dòng)閥、壓力流量計(jì)量元件、點(diǎn)火裝置等組成，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、半自動(dòng)及手動(dòng)控制。該系統(tǒng)具有良好的安全性、穩(wěn)定性，既降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度又提高了生產(chǎn)效率。

3 高能燃?xì)饷}沖吹灰裝置的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

根據(jù)注汽鍋爐尾部受熱面特點(diǎn)，確定乙炔充氣時(shí)間、壓力、風(fēng)壓、流量。

采用現(xiàn)場(chǎng)操作方法，按著操作程序進(jìn)行試驗(yàn)：①將脈沖加速器固定在注汽鍋爐尾部受熱面；②用快速聯(lián)接管，將混合加量與加速器連接；③確定移動(dòng)式吹灰器位置；④調(diào)整好各參數(shù)。

將控制程序確定的手動(dòng)方式，由于在線試驗(yàn)指標(biāo)為注汽鍋爐的排煙溫度，記錄①到④點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果。

4 效果分析

高能燃?xì)饷}沖吹灰裝置一次性投入31萬元，以單爐計(jì)算，該技術(shù)使用的乙炔為298元/瓶，每瓶乙炔可吹灰三次，每爐每月平均吹灰兩次，則單爐年吹灰投入資金為：

298×（12×2÷3）=2384元

該裝置可平均降低煙溫110℃，熱效率提高5%，降低單耗2.8kg/t，按每爐年注汽量10萬方計(jì)算，則年節(jié)約燃油：2.8×10-3×1×106=296.8（噸）

按燃油費(fèi)用2000元/噸計(jì)算，則可節(jié)約：296.8×2000=59.3（萬元）

所以，每爐年節(jié)約燃油費(fèi)用59.3萬元。

投入產(chǎn)出比為：投入/產(chǎn)出=312384元/593000元=0.53

可見加裝該裝置第一年初即可收回成本，全年節(jié)約：59.3-31-0.24=28.06（萬元）。

5 總結(jié)

①解決了鍋爐吹灰效果不好、吹灰費(fèi)用高的問題，為公司的整體效益做出了貢獻(xiàn)。②加裝的高能燃?xì)饷}沖吹灰裝置具有良好的工作安全性與穩(wěn)定性。③加裝的高能脈沖吹灰裝置具有較高的自動(dòng)化程度，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。

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作者簡(jiǎn)介：

包波（1970-），男，工程師，1992年畢業(yè)于遼河石油學(xué)校礦場(chǎng)機(jī)械專業(yè)，現(xiàn)從事熱注運(yùn)行。