聲波清灰器吹灰形態理論研究

針對鍋爐長期積灰的問題，吹灰的主要裝置就是清灰器，國內外在吹灰方法上還在不斷尋求新的理論，但根據原理主要有蒸汽清灰器、燃氣脈沖清灰器和聲波清灰器這幾種形態。

⑴蒸汽清灰器主要是利用高壓蒸汽的射流沖擊力清除受熱面上的結渣積灰。對于爐膛和高溫區受熱面的粘性大的積灰清除效果較好，但由于采用蒸汽一方面消耗了蒸汽量會降低鍋爐一定的效率;另一方面蒸汽的沖擊力會增加管壁的磨損，還會增加煙氣濕度，使煙氣的露點溫度升高，加強低溫腐蝕；再有蒸汽清灰器屬于接觸式的吹灰，故存在很大的吹灰死角（如下圖）。

如：CFB循環流化床鍋爐飛灰的主要化學成份是SiO2、Al2O3和CaO等，可用作粘土質原料，提供硅鋁成份，并有較高活性，廣泛用于水泥等建材制造。CFB如果使用蒸汽清灰器吹灰，會向爐內吹進大量水分和濕蒸汽，一臺蒸汽清灰器的耗氣量為0.3t/h。大量的水分和濕汽進入爐內會使積灰形成水泥狀結塊，還會造成尾部受熱面低溫腐蝕。為提高鍋爐效率，CFB鍋爐采用比煤粉爐更低的排煙溫度，尾部受熱面低溫腐蝕降低了鍋爐的使用壽命和鍋爐運行的安全性，再結合蒸汽清灰器自身存在的運行維護上的諸多弊端分析，蒸汽清灰在CFB循環流化床鍋爐上是不適用的。

⑵燃氣脈沖激波清灰器是以適當的比例混合的空氣和可燃氣體(如氫氣、乙炔氣、煤氣、液化氣和天然氣等)為工質，在一特殊的容器中經高頻點火，產生爆燃，瞬間產生巨大聲能和大量高溫高速氣體，對受熱面以沖擊波的形式振蕩、撞擊和沖刷，使其表面積灰飛濺，隨煙氣帶走。這種清灰器由于會產生高溫高速氣體，一方面對管路的密封性能要求比較高，激波吹灰系統整體維護維修量比較大；另一方面由于是利用可燃氣體與空氣的混合爆燃，故存在很大的安全隱患；再一方面，由于利用可燃氣體量大，故運行費用很高；最后、由于是以沖擊波的形式瞬間振蕩、撞擊和沖刷換熱管束表面，屬于接觸式吹灰，故存在很大的吹灰死角，如下圖所示。目前，該類型清灰器被市場慢慢的排斥。

⑶聲波清灰器是以壓縮空氣為工質，在電磁閥的控制下將壓縮空氣的能量由聲波發生器轉變為聲能，以聲波的方式向外傳遞。聲波以直射、滲透、反射和繞射等形式疊加形成強大的諧振聲場作用于受熱面上，破壞灰粒與受熱面的結合力而達到除灰效果。對鍋爐爐壓以及換熱面無影響，運行維護費用低且吹灰無死角（如下圖）。

聲波發生器及控制器的設計到使用過程涉及的技術均屬聲波技術范疇。目前聲波清灰器國內市場逐漸得到更廣泛的認可，并在工程實際中發揮著越來越重要的作用。