聲波清灰器技術要求

4.1關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。但是在工程設計上，完全按這樣的理論的有效范圍設計，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計依據，

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

4.2關于聲波清灰器的安裝位置和數量設計。

4.2.1聲波吹灰器的安裝一般設在催化劑上面，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）。設計過程中要充分綜合考慮鋼梁、人孔等附屬設施的設計位置，盡量避免與其他結構位置發(fā)生沖突。

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

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備特性，不發(fā)生沖突。

4.3關于聲波清灰器開孔的大小設計

現在大多數聲波吹灰器廠家都對設備進行了升級，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反應器一段。

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

4.4關于聲波清灰器氣源及管道的設計

聲波清灰器的清灰效果與空氣壓力和流量關系非常大，所以建議氣源壓力和流量盡量從設計角度給予優(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關于聲波清灰器運行方式設計及控制系統(tǒng)設計

聲波清灰器的控制比較簡單，只需要控制進氣電磁閥的開閉即可。一般需要設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。建議初始值設定為10min一次，一次10s，現場可以根據運行情況，調整間隔時間。

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，往往大部分用戶現場氣源不足，多臺同時啟動，各吹灰器之間往往會出現爭氣源現象，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，就地和遠程同時控制。建議采用第二種，優(yōu)化過的電磁閥預留手動旋鈕，調試過程不需要接電即可實現就地調試，這樣設計系統(tǒng)更簡單實用，維護量更小。

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目前，占主流地位的煙氣脫硝技術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脫硝反應器積灰的清除，國外歐美等發(fā)達國家已普遍采用聲波清灰技術，近年來，我國一些脫硝項目也開始采用聲波清灰這一先進技術，取得了理想的效果。

SCR脫硝反應器專用聲波清灰器可用于反應器進出口及催化劑表面或內部鋼構件表面積灰的清除，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脫硝反應器內的煙氣溫度為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脫硝反應器的清灰需要。從設備投資成本、運行成本、維護成本以及安全性、可靠性的角度等多方面考慮，聲波清灰都是SCR脫硝反應器最適合的清灰技術。

一、主要脫硝方法及SCR反應器布置方式

火電廠的脫硝控制技術方式一般有燃燒控制脫硝和煙氣脫硝等。煙氣脫硝技術按其作用原理不同，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，還原成無污染的氮氣和水，從而達到凈化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反應器布置方式為：

將SCR反應器布置在省煤器和空氣預熱器之間，從省煤器來的煙氣溫度一般在300℃～400℃。這個溫度范圍內多數催化劑具有足夠的活性，煙氣在進入催化反應器之前不需要再熱就可獲得好的脫硝效果。目前，絕大多數燃煤電廠SCR裝置都是采用這一方式布置的，也因此使得進入SCR反應器內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，也是整個脫硝裝置中最關鍵的部件，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。目前火電機組脫硝裝置應用最多的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，煙氣進入SCR反應器后，在反應器的進出口、催化劑表面、內部鋼結構表面會產生不同程度的積灰。

積灰的危害主要表現在降低催化劑效能、阻滯煙氣流通、增加反應器重量以及系統(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，阻止了反應物向催化劑表面及內部擴散，使催化劑的效能下降。

◆飛灰附著在反應器內部的其它結構上，時間久了結為塊狀，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反應器內積灰會增加反應器重量及系統(tǒng)中壓力阻力，系統(tǒng)阻力增大對后續(xù)空預器及除塵器將產生不利影響，使除塵器運行阻力相應增大，風機功耗增大。

◆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反應器內積灰，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，在清灰過程中產生振動力，清除設備積灰。

三、脫硝專用聲波清灰技術工作原理

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，并在諧振腔內產生諧振，把壓縮空氣勢能轉換為低頻聲能，通過空氣介質把聲能傳遞到相應的積灰點，使聲波對灰渣起到“聲致疲勞”的作用，由于聲波振蕩的反復作用，施加于灰、渣的擠壓循環(huán)變化的載荷，達到一定的循環(huán)應力次數時，灰、渣的結構因疲勞而破壞，然后因重力、或因流體介質媒體將灰渣清除出附著體表面，達到清灰的作用。

◆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特點

針對脫硝反應器開發(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。其聲波頻率遠高于設備結構的共振頻率，也不會損害催化劑，經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，其技術特點如下;

1、聲波清灰是預防性的清灰方式，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的維護成本。

4、設備結構簡單，聲波一旦進入SCR反應器內，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，無需龐大復雜的伸縮、旋轉機構，所以設備成本遠低于傳統(tǒng)的除灰器。

5、運行維護費用低。聲波清灰器沒有旋轉部件，設備本體為不銹鋼材質，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、對設備和人體健康安全無傷害。聲波頻率段避開了SCR反應器設備結構的固有震動頻率，因聲波激勵而產生的設備結構震動很??；不會產生機械磨損。

五、型號、技術參數

六、單臺安裝圖 ，系統(tǒng)圖及設備照片

七、部分資質業(yè)績

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