LYWS声波吹灰器用于炼油厂加热炉

一、技术背景
目前国内炼油装置加热炉中使用的吹灰器有长杆吹灰器、短杆吹灰器、水力吹灰器、钢珠吹灰器等，但由于使用中存在不同程度的问题，多处于半投用甚至停用状态。随着燃料油中Ca，Mg，Fe等金属离子含量的增加，加热炉炉管积灰现象日趋严重，造成炉管传热系数下降，炉膛温度、排烟温度上升，热效率下降。某炼油厂常压加热炉对流室采用自旋转长杆蒸汽吹灰器后，有一定效果，但吹灰半径小，无法清除边角部位的积灰。常压装置烟气余热锅炉采用了WS-10型免维护声波吹灰器，吹灰效果显著。其技术参数见表1。
二、性能原理
1、声渡吹灰器的原理。将一定强度的声波，送入运行中的锅炉体内各种可能积灰、结渣的空间区域，通过声能量的作用，使这些区域中的空气分子与粉尘颗粒产生振荡，破坏和阻止粉尘粒子在热交换器表面或粒子之间的结合，使之始终处于悬浮流化状态，以便烟气或重力将其带走。
2、声波对结垢积灰的影响。由于声波的能量产生的振动移位很大，速度很快，致使粉尘不能积聚，阻止灰垢的生长，同时由于高声强，声波的疲劳效应，对已经结成的大块灰垢，也能使其断裂，声波可以使灰垢粒子之间的结合变弱，间隙增大，生长速度变慢，垢块体积减小，易于自行脱落。
3、声波除灰与气（汽）力、水力、振打落球等清灰方法，同属于纯物理机制，但是声波清灰作用的能量来自于声波，声波是一种以能量形式存在的机械波，它的表现为振动、扰动和波动，声波的激烈而快速度变化的振动，会对积灰、结垢在受热面的附着状态产生分离，并使积灰、结垢疲劳断裂和破碎，在工业中，清灰用的声波都是在以空气（或蒸汽）为原动力，通过特别的声波发生器转换而成，这些设备称为声波吹灰器。
表1WS-10型声波吹灰器技术参数
项目 数值
规格/mm 直径75~102，长度300~400
耐热温度℃ 1200~1700
每套重量/kg 10
链接方式 活动安装
平台设置 无需平台
介质类别 压缩空气或蒸汽
介质压力/MPa 0.3~0.6
介质流量/m3•min-1 0.6~1.0
声学特性 无噪声
频率/Hz 30~1000Hz任意调整
声强级/dB ＞150~180高频
方向性图 扁圆柱形
除灰空间范围/m 半径2.4，长度7~12
运行方式 连续或间歇
每班运行时间/min 10~15
辐射声功率/W 30000
三、安装方法
安装方式为炉墙包复固定式。声波吹灰器通过炉墙伸向炉膛内，前端小部分穿过水冷壁层伸进炉膛。一般伸进长度不超过60～70mm，声波吹灰器用密封补强板固定在炉墙钢板上。安装示意图见图1。

图1 安装示意图
1、法兰；2、吹灰器导管；3、密封装置；4、加强板；
5、喇叭套筒；6、发生器；7、定位环；8、石棉
四、安装步骤
1、根据炉墙厚度将声波吹灰器附有的补强板定位。一般将补强板的前端面至补强板的距离定为炉墙厚度加80mm。
2、将声波吹灰器由原有吹灰器孔伸向炉膛直至密封补强板贴紧为止。
3、将吹灰器主体与法兰接管的连接处，密封补强板与法兰接管用不锈钢焊接。
4、根据现场情况，切割密封补强板的形状和大小，并焊牢在炉墙钢板上。
5、先在声波吹灰器法兰处加平盖堵板，松开法兰间隙进行管道吹扫，在确认全部管道吹灰干净的前提下才可拆掉堵板，接通管路。
五、使用情况
某炼油厂常压装置烟气余热锅炉原设计热负荷为1.163MW，产汽量1.5t/h。由于原设计只有净化风吹灰嘴，设计简单，吹灰方式不合理，一直起不到吹灰作用，导致翅片管间积灰严重，烟气换热器传热系数大幅度降低，产汽量由1. 5t/h降至0. 6t/h，排烟温度由160 C土升至189 C，热效率下降2%。利用原吹灰位置，新安装了WS-10型免维护能锅炉声波吹灰器，通过近三个月的生产运行，排烟温度由189 C下降至152 C，热效率上升2%。
六、结束语
通过工业应用，证明WS-10型免维护能锅炉声波吹灰器具有以下特点：
1、拆装、检修方便，安装成本低；
2、本体不用电，无电机；
3、无机械旋转机构，不会产生机械运动旋转故障；
4、操作方法简单，使用方便，可大大降低劳动强度；
5、除灰空间大而深，可以清除边角旁道。