聲波清灰器發(fā)展

4.1關(guān)于聲波清灰器的有效范圍

4.1.1聲波清灰器的有效范圍，每個廠家說明書資料上各不相同。有些廠家提供有效長度L≤15m,直徑D≤6m，有些L≤10m,直徑D≤4m。各不相同。從理論上講，這樣的有效范圍也是正常的。但是在工程設(shè)計上，完全按這樣的理論的有效范圍設(shè)計，是不能滿足工程需要的。

4.1.2有些廠家宣傳聲波沒有方向性，是球狀傳播的。但是從實踐來說聲波喇叭往正前方有效距離就比較大，垂直方向有效距離就比較短。說明聲波還是有方向性的。

4.1.3同時實踐證明聲波帶來的振動能量隨著距離是衰減很快的。有清灰效果和能滿足工程需要的清灰能力要區(qū)分開來，不能直接套用有清灰效果作為設(shè)計依據(jù)，

4.1.4應(yīng)該以項目環(huán)境需要的清灰能力為準(zhǔn)。以用戶實際的工程應(yīng)用經(jīng)驗為參考，并考慮一定的裕量。

4.2關(guān)于聲波清灰器的安裝位置和數(shù)量設(shè)計。

4.2.1聲波吹灰器的安裝一般設(shè)在催化劑上面，喇叭下口距離催化劑100-200mm（或者喇叭中心線距離催化劑上表面50mm左右）。設(shè)計過程中要充分綜合考慮鋼梁、人孔等附屬設(shè)施的設(shè)計位置，盡量避免與其他結(jié)構(gòu)位置發(fā)生沖突。

4.2.2聲波吹灰器的數(shù)量要參照4.1充分考慮實際的有效清灰空間設(shè)計。不宜按理論值設(shè)計。

4.2.3聲波吹灰器的安裝位置，要充分考慮聲波具有方向性的特性，選定安裝位置。以保證同樣數(shù)量的清灰器，最大最優(yōu)的清灰效果。

4.2.4聲波與蒸汽吹灰器混裝的情況，要充分考慮兩者的安裝位置及設(shè)備特性，不發(fā)生沖突。

4.3關(guān)于聲波清灰器開孔的大小設(shè)計

現(xiàn)在大多數(shù)聲波吹灰器廠家都對設(shè)備進(jìn)行了升級，喇叭大小一般在350-500mm之間。這樣就有兩種開孔方式：1）開孔按喇叭大小及套筒大小開孔，這樣開孔就需要約400-550mm，這樣整個喇叭可以做到與反應(yīng)器墻齊平。2）開孔較小，比如開?219的孔，這樣就需要從人孔將喇叭運進(jìn)去，從里往外伸出喇叭，再與發(fā)生器連接。這種情況喇叭需要伸進(jìn)反應(yīng)器一段。

因為第二種方式會有喇叭后方及側(cè)面的盲區(qū)。所以建議在現(xiàn)場允許的情況下，采用第一種方式開孔。

4.4關(guān)于聲波清灰器氣源及管道的設(shè)計

聲波清灰器的清灰效果與空氣壓力和流量關(guān)系非常大，所以建議氣源壓力和流量盡量從設(shè)計角度給予優(yōu)化。比如氣源壓力盡量大一點，儲氣罐盡量離吹灰器現(xiàn)場近一些，吹灰器的主管道盡量粗一些。

壓縮空氣壓力盡量控制在0.5-0.6Mpa之間（用氣點）,太低了影響效果。但是0.7Mpa以上的壓力也會縮短膜片的壽命。適中為好。

4.5關(guān)于聲波清灰器運行方式設(shè)計及控制系統(tǒng)設(shè)計

聲波清灰器的控制比較簡單，只需要控制進(jìn)氣電磁閥的開閉即可。一般需要設(shè)定每臺清灰器的啟動時間和間隔時間，以及多臺聲波吹灰器的吹灰順序。因為如3.3所述，脫硝的吹灰是過程清灰，建議間隔時間要短，頻次要多。而運行時間要短，10S足以。建議初始值設(shè)定為10min一次，一次10s，現(xiàn)場可以根據(jù)運行情況，調(diào)整間隔時間。

有些廠家建議兩臺同時啟動，甚至多臺同時啟動。從理論上講，多臺同時啟動應(yīng)該是有更好的清灰效果。但是從工程實踐來看，往往大部分用戶現(xiàn)場氣源不足，多臺同時啟動，各吹灰器之間往往會出現(xiàn)爭氣源現(xiàn)象，反而效果不好。所以多臺之間的運行方式，還是要因地制宜，在氣源不特別充足的情況下，還是建議單臺順次運行為好。

聲波吹灰器的控制系統(tǒng)有三種，一種是就地設(shè)電控箱，第二種是直接主系統(tǒng)的DCS控制，第三種是就地控制箱留DCS接口，就地和遠(yuǎn)程同時控制。建議采用第二種，優(yōu)化過的電磁閥預(yù)留手動旋鈕，調(diào)試過程不需要接電即可實現(xiàn)就地調(diào)試，這樣設(shè)計系統(tǒng)更簡單實用，維護(hù)量更小。

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目前，占主流地位的煙氣脫硝技術(shù)是選擇性催化還原法（簡稱SCR），具有對爐膛影響小、脫硝效率高、氨逃逸率低等優(yōu)點，在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用，也是目前用于固定源NOx治理的一種最好的脫硝工藝。

由于SCR脫硝反應(yīng)器一般布置在電除塵器之前，因此煙氣中的飛灰含量是比較高的。對SCR脫硝反應(yīng)器積灰的清除，國外歐美等發(fā)達(dá)國家已普遍采用聲波清灰技術(shù)，近年來，我國一些脫硝項目也開始采用聲波清灰這一先進(jìn)技術(shù)，取得了理想的效果。

SCR脫硝反應(yīng)器專用聲波清灰器可用于反應(yīng)器進(jìn)出口及催化劑表面或內(nèi)部鋼構(gòu)件表面積灰的清除，延長SCR中催化劑活性和使用壽命，同時降低系統(tǒng)中壓力阻力，清除飛灰過分波動對后續(xù)除塵器的影響，并可減少每年用于維修的人力及材料費用，縮短生產(chǎn)停工周期，以及延長兩次檢修之間的運行時間等。

由于SCR脫硝反應(yīng)器內(nèi)的煙氣溫度為300℃—400℃，煙氣干燥且具有一定的輻射空間，聲波清灰器完全能夠滿足SCR脫硝反應(yīng)器的清灰需要。從設(shè)備投資成本、運行成本、維護(hù)成本以及安全性、可靠性的角度等多方面考慮，聲波清灰都是SCR脫硝反應(yīng)器最適合的清灰技術(shù)。

一、主要脫硝方法及SCR反應(yīng)器布置方式

火電廠的脫硝控制技術(shù)方式一般有燃燒控制脫硝和煙氣脫硝等。煙氣脫硝技術(shù)按其作用原理不同，可分為吸收、吸附和催化還原等三類。

催化還原法是利用催化劑或高溫等條件來提高、加速煙氣中NOx物與還原劑的還原反應(yīng)，還原成無污染的氮氣和水，從而達(dá)到凈化NOx物。由于脫硝效率高、投資運行成本相對較低，目前催化還原法占主流地位。

SCR反應(yīng)器布置方式為：

將SCR反應(yīng)器布置在省煤器和空氣預(yù)熱器之間，從省煤器來的煙氣溫度一般在300℃～400℃。這個溫度范圍內(nèi)多數(shù)催化劑具有足夠的活性，煙氣在進(jìn)入催化反應(yīng)器之前不需要再熱就可獲得好的脫硝效果。目前，絕大多數(shù)燃煤電廠SCR裝置都是采用這一方式布置的，也因此使得進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi)的煙氣灰分含量特別高。

二、脫硝催化劑清灰問題

脫硝催化劑是SCR脫硝工藝中的核心技術(shù)，也是整個脫硝裝置中最關(guān)鍵的部件，催化劑的使用效果及壽命是保證整個SCR系統(tǒng)脫硝性能的基礎(chǔ)。目前火電機組脫硝裝置應(yīng)用最多的SCR催化劑主要分為蜂窩式、板式、波紋板式三種。

由于燃煤電廠煙氣中的飛灰含量普遍較高，煙氣進(jìn)入SCR反應(yīng)器后，在反應(yīng)器的進(jìn)出口、催化劑表面、內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面會產(chǎn)生不同程度的積灰。

積灰的危害主要表現(xiàn)在降低催化劑效能、阻滯煙氣流通、增加反應(yīng)器重量以及系統(tǒng)阻力等。

◆飛灰附著在催化劑的表面，飛灰中的CaO與SO3反應(yīng)生成CaSO4，催化劑表面被CaSO4包圍，將催化劑與煙氣隔絕開，阻止了反應(yīng)物向催化劑表面及內(nèi)部擴(kuò)散，使催化劑的效能下降。

◆飛灰附著在反應(yīng)器內(nèi)部的其它結(jié)構(gòu)上，時間久了結(jié)為塊狀，降落在催化劑上，會堵塞催化劑表面的小孔，引起催化劑鈍化，同樣影響催化劑效能的發(fā)揮，同時阻礙了煙氣的流通。

◆SCR反應(yīng)器內(nèi)積灰會增加反應(yīng)器重量及系統(tǒng)中壓力阻力，系統(tǒng)阻力增大對后續(xù)空預(yù)器及除塵器將產(chǎn)生不利影響，使除塵器運行阻力相應(yīng)增大，風(fēng)機功耗增大。

◆積灰的清除耗費不必要的維修人力及材料費用，造成生產(chǎn)停工周期延長，以及兩次檢修之間的運行時間縮短等問題。

因此，為防止SCR反應(yīng)器內(nèi)積灰，需采取有效的清灰方式。

目前，SCR裝置中主要有2種清灰方式，一種是蒸汽吹灰，一種是聲波清灰。蒸汽吹灰器一般為耙式吹灰器，由電機帶動可伸縮，介質(zhì)為高壓蒸汽。聲波清灰是通過發(fā)射低頻、高能聲波，在清灰過程中產(chǎn)生振動力，清除設(shè)備積灰。

三、脫硝專用聲波清灰技術(shù)工作原理

聲波清灰是以壓縮空氣作為聲波的能源，高強度的鈦金屬膜片在壓縮空氣氣源作用下自激振蕩，并在諧振腔內(nèi)產(chǎn)生諧振，把壓縮空氣勢能轉(zhuǎn)換為低頻聲能，通過空氣介質(zhì)把聲能傳遞到相應(yīng)的積灰點，使聲波對灰渣起到“聲致疲勞”的作用，由于聲波振蕩的反復(fù)作用，施加于灰、渣的擠壓循環(huán)變化的載荷，達(dá)到一定的循環(huán)應(yīng)力次數(shù)時，灰、渣的結(jié)構(gòu)因疲勞而破壞，然后因重力、或因流體介質(zhì)媒體將灰渣清除出附著體表面，達(dá)到清灰的作用。

◆聲波清灰器發(fā)聲原理圖

◆聲波清灰作用示意圖

四、脫硝專用聲波清灰技術(shù)特點

針對脫硝反應(yīng)器開發(fā)的專用聲波清灰器可使堆積在催化劑表面的粉塵松脫，這樣氣流就可以將粉塵帶走。其聲波頻率遠(yuǎn)高于設(shè)備結(jié)構(gòu)的共振頻率，也不會損害催化劑，經(jīng)常開啟聲波清灰裝置，可以使催化劑免于堵塞，通過合理安排聲波清灰的周期，灰量處于穩(wěn)定的低水平，其技術(shù)特點如下;

1、聲波清灰是預(yù)防性的清灰方式，阻止灰渣在催化劑表面形成堆積，保持催化劑的連續(xù)清潔，最大限度、最好的利用催化劑對脫硝反應(yīng)的催化活性。

2、聲波清灰對催化劑沒有任何的毒副作用，長期的運行不會對影響催化劑失效，且沒有對催化劑發(fā)生腐蝕和堵塞的危險。

3、聲波清灰器是非接觸式的清灰方式，對催化劑沒有磨損，可有效延長催化劑使用壽命，并降低SCR的維護(hù)成本。

4、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，聲波一旦進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi)，通過反射、繞射、透射、折射作用能自動地傳播到需要除灰的空間部位，無需龐大復(fù)雜的伸縮、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所以設(shè)備成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的除灰器。

5、運行維護(hù)費用低。聲波清灰器沒有旋轉(zhuǎn)部件，設(shè)備本體為不銹鋼材質(zhì)，使用壽命在30年以上，發(fā)聲器的鈦金屬膜片使用壽命一般都在5年以上。

6、對設(shè)備和人體健康安全無傷害。聲波頻率段避開了SCR反應(yīng)器設(shè)備結(jié)構(gòu)的固有震動頻率，因聲波激勵而產(chǎn)生的設(shè)備結(jié)構(gòu)震動很??；不會產(chǎn)生機械磨損。

五、型號、技術(shù)參數(shù)

六、單臺安裝圖 ，系統(tǒng)圖及設(shè)備照片

七、部分資質(zhì)業(yè)績

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