1、国家重点新产品燃气脉冲冲击波吹灰器说明书北 京 德 海 通 科 技 有 限 公 司（中国科学院力学研究所合作企业）公司地址：北京市海淀区半壁店 64 号运通行商务大厦四层工厂地址：北京东燕郊开发区电话：010-88602811 68244512 51523815传真：010-88602891邮编：1000391简 介我国电站锅炉大量使用高灰煤，致使锅炉尾部受热面出现严重积灰，影响锅炉效率和出力。国内外最常用的蒸汽吹灰方法往往会使烟气湿度增大，更容易造成受热面的积灰、腐蚀和堵塞。1993 年中国科学院力学研究所在国内率先采用高速脉冲气流和冲击波清除积灰（灰垢）的原理，研究并开发了适用我国电站锅炉
2、的新一代除灰技术燃气脉冲冲击波除灰技术。燃气脉冲冲击波除灰技术采用一种高能量、脉冲式、干法除灰的新思路，从根本上克服了蒸汽吹灰所固有的致命弱点，也克服了声波清灰能量低的不足，在原理和除灰效果上均明显优于国内外现有的除灰技术。降低运行成本 50%以上，有明显的经济效益。1025t/h 锅炉投用燃气脉冲冲击波除灰技术后，年增收节支总额平均为 120 万元/ 台。力学所研制开发的气脉冲除灰设备具有结构简单、系统可靠、操作方便、能耗低等优点。气脉冲除灰装置已获多项国家发明和实用新型专利，并于 1996 年 4 月通过电力部主持的专家鉴定，鉴定委员会认为：气脉冲除灰装置是新一代除灰技术，对我国电站锅炉的
3、除灰技术进步具有重大意义；属国内首创，具有国际先进水平。目前，气脉冲除灰装置已达到产业化水平，并形成系列产品，在工业应用中已产生了二亿元以上的直接经济效益，正逐步取代蒸汽吹灰技术。“燃烧气脉冲除灰技术研究”荣获中国科学院 1998 年度科学技术进步奖一等奖。力学所研制的“新一代气脉冲除灰装置”被中华人民共和国科学技2术部审定为 1999 年度国家重点新产品。北京德海通科技有限公司是中科院力学所的合作企业，机械加工厂在北京东燕郊，有 240 多台各类机加工设备，公司主要承担中科院力学所气脉冲除灰装置、电站锅炉排汽消声器、气力输灰系统、屋顶通风器等设备的市场开拓、现场设计、设备制造和技术服务，加快
4、中科院力学所高新技术产品的产业化。一、锅炉积灰情况电站锅炉及各种加热炉、余热锅炉在运行中，烟气中的灰粒常常附着在受热面如过热器、再热器、省煤器、空气预热器上，形成灰垢。灰垢的传热系数大大低于钢铁的传热系数，从而造成受热面的传热工况恶化，降低锅炉效率。根据锅炉所使用燃料特性的不同，形成灰垢的情况有所差别，煤粉炉由于烟气中微小灰粒具有一定粘度的，在过热器、再热器、省煤器表面形成松散的灰垢，较易吹除，而空气预热器由于有烟气结露的情况，使形成的灰垢厚而坚硬，不易清除；燃油锅炉由于灰分少，但灰的粘度大，形成的灰垢会越来越厚，极难清除，有些加热炉中因在烟气中含有大量催化介质，因此在受热面上造成大量积灰。二
5、、现有的吹灰技术现有的吹灰技术中以蒸汽吹灰为主，声波吹灰及压缩空气吹灰也占有一定的份额。蒸汽吹灰因是作用直接，从技术讲效果比较理想的，但蒸汽吹灰技术的致命弱点是其工作时伸入炉内的部分易发生故障，经常卡涩，使吹灰器在工作完毕后不能从炉内退出，从而造成吹灰装置失效，维护和3运行费用极高，且蒸汽易吹损受热面而产生爆管。声波吹灰技术曾被许多锅炉使用，但因效果不佳有些已被拆除。燃气冲击波吹灰技术因燃气爆燃产生的冲击波较强，根据锅炉的积灰情况可以通过调整冲击波的强度及各部位积灰的程度的不同而达到较为理想的效果。三、燃气冲击波吹灰基本原理1、 基本原理燃气脉冲吹灰技术是将可燃气体（乙炔、天然气、液化气等）和
6、空气（或氧气）以适当的比例混合，爆燃后生成一定强度的冲击波，反复作用于积灰表面上，从而将积灰或灰垢击落。2、燃气脉冲冲击波性质燃气脉冲冲击波技术的特点是基于“爆燃”的燃烧技术。与可燃气体的常规燃烧不同，这是一种带有压力波的燃烧，压力波行进在燃烧阵面之前，并且在毫秒或十毫秒量级的时间内完成燃烧过程，即比通常的燃烧过程要快 23 个数量级。由于这种快速燃烧是一种非定常燃烧过程，这就要求在燃烧室结构设计、燃烧参数的确定、气体燃料的选择和运行及控制等方面要充分考虑“非定常”这一因素的影响。燃气和空气混合爆燃后，产生一定能量的冲击波。冲击波能量可4通过控制程序设定，并可在一定范围内调节。冲击波进入发射器
7、后，其强度会进一步增强，增强后的冲击波速度在 7001000m/s，约为声速的 2.53.5 倍，最后冲击波从发射口冲出，作用于受热面上，将受热面上的积灰清除。四、燃气冲击波吹灰器技术优点1、 作用直接，吹灰彻底。2、 运行费用低，其运行费用只有蒸汽运行费用的 1/10 左右。3、 操作简便，自动化程度高。4、 维护保养容易，维护量小，维修费用低。5、 安全可靠。五、冲击波吹灰装置的系统构成冲击波吹灰装置的系统由五个部分组成，他们分别是：燃气供给系统、空气供给系统、冲击波发生系统、冲击波工作系统和控制系统（见附图）5点 火 罐接 空 气接 燃 气 逆 止 阀流 量 计截 止 阀阻 火 器计 算
8、 机 电 磁 阀 P混 合 罐 分 配 联 箱控 制 阀控 制 柜 脉 冲 发 射 器 发 射 口燃气脉冲冲击波吹灰系统1、燃气供给系统它由燃气供给站、隔离阀、流量调节单元、调节阀、电磁保护阀和机械阻火器组成。在整个系统中完成燃气的供给工作，在这个系统中拥有两级电磁阀快关保护以确保该系统的安全性能。2、空气供给系统它由空气供给隔离阀、流量计组成。在整个系统中完成空气的供给工作。3、冲击波发生系统它由截止阀、逆止阀、智能点火单元和能量分配单元组成。逆止阀实现对燃气和空气系统的回火保护，智能点火单元和能量分配单元同时实现有序的对每个工作点的能量分配。4、冲击波工作系统6它由发射器、发射口组成。发射
9、器用于冲击波强度的进一步增强，冲击波最后从发射口冲出，发射口的形状可根据受热面及积灰情况而进行设计，以满足不同需求。5、控制系统它是由 PLC 控制柜和上位机组成。冲击波吹灰装置所有控制装置全部安装在控制柜中，通过对 PLC 的编程实现整个系统的所有工作参数的智能化运行（工作次序、次数、时间间隔、能量调控和分配以及系统保护） ，控制柜可以布置在现场，也可以布置在集控室。上位机通过标准的串行口与控制柜进行通讯。通过上位机可以实现对整个系统的控制，在计算机屏幕上显示吹灰工作过程。 六、系统参数和性能1、使用条件燃 料种 类 乙 炔 天然气 液化气燃料低热值 MJ/Nm3额 定 55 36 105范
10、 围 50.0130.0压力（KPa） 额 定 100.0燃料温度 常 温范 围 200500空气压力KPa 额 定 3007空气温度 常 温3、技术性能一次工作的额定燃料用量10-3Nm3型 号额定能量KJ作用范围m3作用距离m乙炔 天 然 气 液化气DHT-50 50 30 3.5 2.0 2.8 1DTH-100 100 55 4.5 4.0 5.6 2DTH-200 200 85 7 8.0 11.2 4DTH-400 400 130 8 16.0 22.4 8七、安装燃气冲击波吹灰系统的安装主要包括脉冲波发射器及发射口、产生器及控制部分三个方面，产生器和控制部分依现场条件而定，一般情
11、况下，产生器部分装在锅炉运转平台，控制柜安置在控制室。安装脉冲发射口需要在炉墙上开孔，发射器、发射口及开孔尺寸见图及下表：8外形尺寸表型 号 D D1 HDHT50 133 273 1200DHT100 159 273 1400DHT200 219 325 1600DHT400 219 377 1600八、除灰自动控制系统说明1、自动控制系统概述气脉冲除灰自动控制系统，采用工业控制器和计算机对气脉冲除灰过程进行控制，实现远程自动除灰操作。该控制系统分为计算机控制和手工控制，可分别在控制室和现场进行操作。2、系统结构控制系统由西门子 S7-300 系列的 PLC、工业计算机、控制柜和工业监控软件
12、组成。3、控制系统特点1） 具有良好的稳定性和可靠性；2） 抗干扰能力强，可在较恶劣的环境下长期正常工作；3） 具有自动操作和手动操作两种方式，保证各种情况下的除灰操作；94） 具有各项保护功能，保证安全可靠的操作；5） 控制操作简单灵活，界面方便友好；6） 监控软件具有操作记录、历史数据查询等管理功能。4、系统组成冲击波除灰自动控制系统采用 xontroX2000 控制系统和软件构成，运行稳定、可靠性强。基本配置由 SIEMENS S7-300 系列中新型的 CPU314C-2DP 处理器和上位机显示软件构成。软件运行在工控机。其说明如下：1） 硬件配置SIEMENS 公司的可编程控制器 C
13、PU314C-2DP 为最新推出新型 CPU，它结构紧凑，所占空间小，使得客户可以先用更小的控制柜。执行时间更短和报警响应更快，工作内存扩大，不会有数据丢失。无需备份电池，在执行过程中不会丢失任何功能性的数据，节约了硬成本。是一款性能价格比相当高的 PLC。2） 软件配置部分工控机配有 WindowsNT 原版软件。优秀的上位机监控软件controX2000 作为人机界面软件。ControX2000 监控软件为西门子和微软公司合作的上位机监控软件。功能强大、组态简单、易学易用、维护方便；除可以完成一般性监控软件可以完成的功能外，还可以通过加入各种控制和 C 脚本编程完成更加复杂的功能。5、功能
14、介绍系统工作站上位机除了要完成与下位机的数据交换（数据采集） ，生动地显示已组态好的系统流程画面、显示参数、PID 控制画面，并具有趋势10曲线、报警画面、报警确认、事件记录等功能。使运行人员可以及时地了解除灰系统的运行情况，并采取有效的控制，保证系统稳定地运行。具体介绍如下：1） 系统流程画面系统流程画面是带工控参数的自动除灰系统的自动除灰系统流程显示画面。流程画面生动地反映了气脉冲除灰系统各个设备之间的关系，提供了系统全部检测点测量值的显示和操作人员的权限登录。2） 调节参数显示此画面为系统最为重要的画面，它提供了除灰系统的启动按钮，同时形象地显示了各除灰的状态及手、自动的状况。另外，此画面还提供了乙炔、空气的 PID 自动调节棒图，以及和系统息息相关的重要参数值的设定，如工作次数、吹灰间隔时间、参数报警联锁值等。3） 报警画面报警画面是监控系统的重要组成部分，它提示操作员在操作过程中作出正确的判断和及时的反应，记录系统曾经出现的故障。在此画面中还记录进入系统登录的操作人员的用户名。以上为气脉冲除灰自动控制系统部分功能的简单介绍，同时我们会根据用户的需求，提供更为丰富的系统功能。
