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生物质锅炉吹灰器
浏览: 发布日期:2018-08-23
生物质流化床锅炉吹灰器安装现场
燃生物质锅炉存在燃料高水分低热值和锅炉高温腐蚀的技术难题,生物质燃料中含水率高,导致燃料热值低,造成锅炉排烟温度升高,降低锅炉效率。且灰分大,燃料在炉膛内燃烧后,极易在过热器、空气预热器等尾部烟道内积灰和结焦。解决生物质锅炉尾部烟道积灰和结焦的难题就是使用吹灰器。
锅炉积灰的危害
一、产品概述
我公司生产的生物质锅炉吹灰器主要是针对生物质流化床锅炉尾部烟道(高温过热器,空预器,省煤器等部位)、生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉等进行吹灰作业的设备。生物质锅炉吹灰器是国内新型的先进吹灰设备。它是老式长杆吹灰器(蒸汽)、短杆吹灰器(蒸汽)、钢珠吹灰器、次声波吹灰器以及大喇叭口(声波)吹灰器的替代产品。
二、工作原理
利用可燃气体(乙炔)与空气按一定比例混合产生特性气体,在高湍流状态和可调脉冲频率基础上,通过燃烧混合气体产生强波射气流,同时伴有冲击波和热辐射,综合应用气体的动能、声能和热能进行吹灰。作用在锅炉受热面的积灰层上。该吹灰器具有效果优异、经济性好、运行可靠、操作维护简单等特点。
1、机械冲击作用:混合气体经点火爆炸燃烧后,体积瞬间发生急剧膨胀,经加速装置的加强,产生高压(通常1~10kg/cm2),高速(300~350m/s),经喷嘴进入炉内,以冲击波的形式作用于受热面部件表面并经多次折射,使积灰脱落飞扬。同时,受热面管子产生微振,使附着管子表面的灰层破裂、脱落。其作用类似于机械振打,但其效果远比机械振打强,且作用时间极短(毫秒级),对受热面无任何损坏。这种作用特别适用于坚硬的结层积灰。
2、热清洗作用:混合气体点火爆燃后,产生高温高压燃气。当高温燃气射向积灰层时,可以使积灰软化,粘结强度降低,在高压气流吹扫下,灰层破碎脱落。这对于燃油锅炉和工业用余热锅炉的粘结性灰尤为有效。
3、声波辐射作用:当爆燃气体进入炉内,产生巨大的声响,是能量以声能释放出来的体现。通过声能量的作用,使这些区域的受热面表面积灰层产生振荡。由于声波振荡的反复作用,使沉积物松散、破裂,直至脱落。
三、整套设备系统设计及组成部分
1、各个组成部分及部件严格按国家标准设计。
2、燃气、空气可实现自动分配,管路均设计五级以上止回装置,预混气点火必须能满足初始火焰形成传播,同时不导致回火以及风机口部位不产生回火现象发生。燃烧室的设计性能必须能满足在预混合气燃烧过程中,既让火焰快速传播,同时又必须能准确有效地控制激波压力参数。
3、混合管路短(控制在10米以内),有效防止安全事故发生;混合气中乙炔含量控制在安全范围之内,显示仪准确显示数值。
4、整个控制系统达到压力、故障、气体泄漏自动检测。
5、本系统包括控制系统、混合点火单元、吹灰分配单元、吹灰动力单元。由于燃料采用乙炔气,现场安装可燃气报警系统,结构设计有多重防回火措施,确保安全性万无一失。
生物质锅炉吹灰器主要部件功能说明一览表
序号 部件名称 功能说明 其他吹灰器厂家没有的性能及配件
1 漩涡气泵 产生空气 电容小易烧毁,要不就是全套采用一台风机。
2 高能点火器 点燃空气与燃气的混合物 目前采用ABS外壳防腐防静电。
3 乙炔电磁阀(进口) 控制进气时间和吹灰能量 采用意大利进口的燃气防爆电磁阀,内置阻火装置。
4 PLC(进口) 编制操作程序 西门子的系列产品之一,稳定性强。其他厂家采用信捷,施耐德。
5 触摸屏(进口) 人机操作界面 西门子七寸屏,其他厂家采用信捷,施耐德。
6 空气防回火逆止阀 防止空气回流以及爆燃后爆燃气体回流 目前所知分散式的只有我们一家采用.
7 燃气逆止阀 防止燃气回流以及明火回流 大部分厂家都有配备
8 燃气过滤阀 过滤气体以及防止回火 其他厂家没有配备
9 混合装置 空气燃气比例混合10:1 混合效果好,其他厂家都在用
10 点火装置 点燃混合气体 自主研发,节省混合气,多次混合增加爆燃强度.
11 脉冲发生器 储存、发射能量 根据锅炉大小设计,不像其他厂家比较单一.
12 阻火器 防止乙炔气体回火 都有配备
13 乙炔报警装置 乙炔泄漏报警 人性化设计,采用智能燃气泄漏报警,比工业的灵敏度高.效果好.
14 压力检测装置 哑炮检测 都有配备
15 喷口 定向吹灰 都有配备
 
               主要零部件性能参数表
序号 项目 单位 技术规范 备注
1 规格型号    ZKD-36  
2 形式   智能分散式燃气脉冲吹灰器 中科大机械
3 脉冲波强度 dB ≥160  
4 工作噪音 dB ≤85  
5 作用范围 M2 ≥20 无阻碍情况下
6 气源压力 MPa 0.01~0.04  
7 耗气量 M3/min ≤0.2  
8 防护等级   IP54  
9 触摸屏   SMART-700IE 西门子
9 PLC   S7-200 西门子
10 电磁阀 0.02Mpa DN15 伊莱克斯
11 脉冲发生器质量 Kg/台      85 中科大机械
  工作介质   爆燃气  
  工作压力 MPa          0.1  
  外部尺寸 mm Ф325*10*1100  
  空气接口直径DN   DN40  
  乙炔接口直径   DN15  
  混合气接口直径   DN40  
  材质   20#GB3087-1999/20g  
  额定爆燃气压头 MPa 0.96  
  额定爆燃气温度       1600 瞬间
  额定爆燃气流量 M3/min 0.65 喷口瞬间
  爆燃气出口轰爆速度 ms       1800  
  爆燃气出口作用时间 s 0.5  
  爆燃气出口作用距离 m 7 无阻碍情况下
  有效声压等级 dB 炉内≥160 炉外≤80  
  爆燃气冲击强度 Kj ≥500  
12 混合点火罐 Kg        40  
13 工作介质   空气、乙炔及混合气  
14 燃气种类   乙炔  
  热值 Keal/Kg 国标  
  最低供气压力 Mpa 0.01  
  乙炔入口温度 常温  
  乙炔流量 M3/min 0.05  
  额定入口乙炔压头 Mpa 0.01-0.04  
  额定入口空气流量 M3/min 额定85,实际0.5  
  额定入口空气温度 常温  
  额定入口空气压头 Mpa 2-5  
  最佳混合比   乙炔1:空气10  
  钢瓶尺寸 mm Ф219*1050  
16 漩涡气泵   XGB2-12 富驰
  额定电压 V 220  
  额定电流 A 2  
  额定功率 KW 0.37  
  最大正压 Kpa 15  
  最大负压 Kpa 13  
  最大流量 M3/min 80  
17 高能点火器   GNQ-03  腾焰热工
  输入电压 V 220  
  点火棒耐温 1300  
  火花能量 J 3-5  
  输出频率 12/s  
  外观尺寸 mm 145*130*85 ABS抗冲击材质
6、设计原则:根据不同的锅炉积灰情况,确认积灰参数,根据锅炉吹灰部位确认环境参数,根据现场环境确认安装实用性。对于各种类型锅炉和不同类型积灰,可以选择合适的装置类型,获得适当的脉冲能量,实现优化配置。
7、混合单元:混合单元具有混合燃气和空气的作用,同时具备防止爆燃气体回火的功能。
 
8、点火单元:主体为密封罐体,内部设有高能点火器、防回火结构及疏水装置,设计安全系数8-10倍。
高能点火器采用航空、航天高端技术,具有输出电压高、火花能量大、抗污染、不积炭、耐高温、自净能力强、可连续放电等特点,绝对保证点火质量。保证达到五万次点火无故障。克服了火花塞点火能量低、易积炭、使用寿命短等项缺点。

高能点火器与火花塞的性能比较
高能点火器 高压线圈式点火器(火花塞)
点火能量高,可达2-3焦耳。 点火能量低,只有30-50毫焦。
点火可靠性强,点火电咀采用半导体材料,本身有自洁功能,无积炭现象产生,耐水、耐油、耐酸碱,适应环境强。 点火可靠性差,适应环境差,易积炭。
工作时放电,输出电压低,不会对人体造成损害 连续放电,输出电压高达万伏以上,一旦接触会对人体造成损伤。
使用寿命长,平均点火寿命在20-50万次,正常吹灰使用可达三年以上。 使用寿命短,平均点火寿命在3万次以下,正常吹灰使用仅达两个月左右。

9、激波发生器:开口容器,用于高能气体的膨胀和吹灰气体能量的集中与释放,是主要的吹灰部件。脉冲发生器是燃气预混合气体进行爆燃的罐体,用于组织和加速爆燃过程,建立高湍流路线、调制、发射冲击波。脉冲发生器内部为有稳流隔板分离的罐体且用混合气导管(火焰导管)与混配点火装置连接。保证气体混合均匀、点燃充分,能量有效发挥。蓄积吹灰能量、发生爆燃、调制发射冲击波的功能均由脉冲发生器完成,它要反复承受脉冲压力的作用。尽管为开口容器,也参照压力容器标准(《GBl50—98钢制压力容器》)设计、制造、检验。
10、激波喷嘴:用于控制爆燃冲击波的气流方向。激波喷嘴采用定向曲型喷嘴,扩散范围大,使冲击波能量有效利用,确保对炉体的安全。激波喷嘴是吹灰器工作的关键部件,冲击波是以球面波的形式沿喷嘴出口法线方向传播。为了使其能量有效作用于积灰受热面,减少对炉墙的冲击,激波喷嘴采用定向曲型喷嘴。
11、燃气控制系统:该系统主要由燃气管道、集气箱、压力表、燃气泄漏报警器、阻火器、柜体及配备的阀门组成,所有阀门关闭严密、开启灵活,套接紧密,保证无泄漏。
12、控制单元:控制系统可以实现空气流量、乙炔气流量调节以及吹灰参数(如:充气时间、脉冲次数、脉冲次序等)实时调整的功能。控制发生点火信号,调节时间间隔及频率,反馈激波除灰效果。该单元系统采用现场自动控制和手动控制。
13、系统各单元采用集中控制,集成化设计布置美观。
14、控制系统可以按操作员给定的参数自动安全地按设定程序顺序完成吹灰操作,也可单独作业对单个积灰层面进行吹灰工作。
15、气源设备布置在便于操作的地面上,混合点火单元和吹灰分配单元均集中布置在锅炉的就近部位。吹灰控制单元主控柜就地布置在锅炉房内。
四、性能保证
1、设计使用寿命:碳钢主体≥10年,不锈钢主体≥20年。
2、年连续使用小时数≧8500小时;易损件使用寿命>3年
3、安全性:无未燃气体进入锅炉烟道,无爆炸压力释放隐患。设备运行期间,对锅炉烟道对流受热面管组不产生共振现象,不损坏炉墙,不对受热面、衬里产生冲刷、腐蚀、损坏,不影响锅炉正常运行。设备运行期间不对人体产生任何危害。
4、使用性能:有效冲击强度≧600KJ; 有效声压等级≥160dB。
5、吹灰效果:按照规程操作,保证锅炉受热面无积灰、堵灰现象。保证吹灰器投运后,其工作范围内无明显积灰。提高锅炉现有运行参数。吹灰系统运行一个月后排烟温度降到设计指标(仅有积灰因素引起的排烟温度上升)。能根据积灰种类对脉冲冲击波强度任意可调,保证锅炉烟气通道畅通。
6、完好性:主要设备完好率≥99%,系统静密封点泄露率≦0.055。
系统动密封点泄露率≤0.1%,系统不漏气合格率≥99%。吹灰器故障率不高于3次/年,设备运行期间炉外噪声≤80dB。低于国家控制标准范围。
设备能防止气路系统受到较大冲击及乙炔气管路回火等问题,确保绝对安全;保证吹灰器在锅炉额定负荷和允许超负荷情况下稳定长期运行。
五、ZKD-36型燃气激波吹灰器特点:
1、燃气用量小:ZKD-36型燃气吹灰器采用了大量的高新技术,不仅具有可靠而稳定的吹灰效果,极高的安全性和可靠性,还具有很好的节能性。平均每瓶乙炔吹260-500炮以上。进气压力0.01-0.06 Mpa,其他厂家吹灰器进气压力0.1-0.15 Mpa,平均每瓶乙炔吹100-120炮。以上简单的理解就是3号割炬用多大的乙炔量,ZKD-36型燃气脉冲激波吹灰器就用多大的乙炔量。
2、采用进口电磁阀:采用意大利伊莱克斯DN15型燃气防爆电磁阀,进气压力超过0.06 Mpa电磁阀不打开不进气,更好的阻止了发生器因可燃气体多而形成的爆炸隐患。
      名称     老式燃气吹灰器 ZKD-36型脉冲吹灰器
混合器部位   存气量大混合比不好 存气小混合比10:1
漩涡风机部位   爆燃后易发生回火 加装空气防回火装置
乙炔气进气量 太多大部分被负压抽走    抽走瞬间爆燃
单瓶乙炔吹灰次数       80-120次     260-300次
进气压力 0.1-0.15 Mpa 0.01-0.04 Mpa
进气时间        6-12秒       3-8秒
单炮脉冲强度         ≥500kj        ≥500kj
电子阀门等配件 暴露在外使用寿命短 在箱内使用寿命长

目前我公司在生物质锅炉上安装的激波吹灰器案例有
序号 公司名称 锅炉台数、吨位蒸汽量 吹灰器点数 锅炉类型
1 济南圣泉股份有限公司 2×35吨 24 糠醛渣生物质炉
2 山东阳信金缘生物热电有限公司 50吨 12 糠醛渣生物质焚烧炉
3 新乡市天洁生物发电有限公司 75吨 24 秸秆焚烧生物质炉
4 济南圣泉化工股份有限公司 75吨 14 生物质流化床锅炉
5 淇县天瑞生物质热电有限公司 60吨 18 生物质锅炉
6 安徽阜阳国祯生物质发电有限公司 2×65吨 56 秸秆焚烧炉
7 邢台市康丰化工有限公司(大曹庄) 35吨 12 糠醛渣焚烧炉
8 许昌飞达纸业有限公司 35吨 8 生物质锅炉
9 东台百通达科技有限公司 2台锅炉 16 小型生物质导热油锅炉

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