一種氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置及其除垢方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置及其除垢方法，屬于環(huán)保設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著節(jié)能減排標準的日益嚴格，大型火電機組的節(jié)能減排工作日益受到重視。鍋爐是火電站的核心設(shè)備，是火電站能量轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，鍋爐的熱效率直接影響火電站的燃料利用率。燃煤鍋爐在生產(chǎn)運行過程中，其受熱面(水冷壁、過熱器、省煤器、預(yù)熱器)及煙道等表面結(jié)垢的問題長期困擾著電力生產(chǎn)，是燃煤鍋爐熱效率達不到設(shè)計值的重要因素。此外，鍋爐內(nèi)帶有雜質(zhì)的高溫煙氣流場分布不均勻也導(dǎo)致鍋爐熱效率不高并加劇受熱面和煙道的表面結(jié)垢；此外，因含雜質(zhì)的煙氣流場分布不均勻還導(dǎo)致靜電除塵器結(jié)垢加劇，從而導(dǎo)致其除塵效率降低并造成大氣環(huán)境污染。
[0003]為促進燃煤鍋爐內(nèi)流場均布，現(xiàn)有技術(shù)中，通過設(shè)置一定穿孔率的氣流均布板在一定程度上可以實現(xiàn)氣流均布；為解決燃煤鍋爐結(jié)垢問題，現(xiàn)有技術(shù)一般采用蒸汽吹灰器除垢，其次是采用傳統(tǒng)聲波吹灰器除垢；對于靜電除塵器結(jié)垢問題，現(xiàn)有技術(shù)一般采用機械或電磁振打的方式除垢。
[0004]蒸汽吹灰器存在諸多無法解決的問題:運行時易導(dǎo)致吹灰管卡在爐內(nèi)造成機械卡死，故障率高，使用壽命短，能耗高，易引發(fā)爆管事故，漏氣現(xiàn)象普遍；排煙中含濕量大，煙氣露點較高；運行費用較高，鍋爐補給水和水處理費用高，檢修和維護工作量大；吹灰充滿度低，留有很多死角，并可導(dǎo)致爐內(nèi)受熱面磨損。傳統(tǒng)聲波吹灰器由于聲能量有限，發(fā)聲頻率固定，與灰粒的固有頻率差別很大，與積灰特性不適應(yīng)，吹灰效果很差，基本上不能除掉已有的積灰，只能在其吹灰時阻止積灰的產(chǎn)生。機械和電磁振打由于振打力不足以及設(shè)備易損壞，除垢效果不理想。目前，氣流均布板一般采用單層設(shè)置，因最佳開孔率、最佳孔形難以確定，所以很難達到理想的氣流均布效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置及其除垢方法，該裝置可用于燃煤鍋爐大空間部位除垢，有效預(yù)防和緩解大空間部位的結(jié)垢，提升鍋爐熱效率和除塵效率。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]—種氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置，包括裝置入口，氣聲均場布置空間，聲波吹灰裝置，除垢空間和裝置出口 ；其設(shè)置方式依次為裝置入口后設(shè)置氣聲均場布置空間，氣聲均場布置空間后設(shè)置除垢空間，除垢空間后設(shè)置裝置出口 ；其中氣聲均場布置空間為沿裝置入口到裝置出口方向逐步擴大的空間，除垢空間為氣聲均場布置空間擴大后的延伸空間；氣聲均場布置空間中設(shè)置聲波吹灰裝置，氣聲均場布置空間與除垢空間之間設(shè)置有氣聲導(dǎo)流板，聲波吹灰裝置的發(fā)聲方向朝向氣聲導(dǎo)流板。
[0008]所述的氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置，裝置入口處設(shè)置有進氣板。
[0009]所述的氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置，氣聲均場布置空間為進氣板、氣聲導(dǎo)流板以及二者之間的空間壁圍成的空間。
[0010]所述的氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置，氣聲均場布置空間沿擴大方向的截面為等腰梯形，其中氣聲導(dǎo)流板與進氣板之間的空間壁作為截面等腰梯形的腰，進氣板與氣聲導(dǎo)流板作為等腰梯形的底，氣聲導(dǎo)流板、進氣板與空間壁形成的截面的對應(yīng)邊長比為0.95-1.1:0.75-0.85:0.6-0.65。
[0011]所述的氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置，氣聲導(dǎo)流板為具有均勻穿孔設(shè)計的板。
[0012]所述的氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置，進氣板為由兩層或兩層以上穿孔率為10-50%的板組成，各層板之間存在間距，孔在同一層板上平均分布，孔在不同層板上錯位排布。
[0013]所述的氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置，聲波吹灰裝置由控制器、聲導(dǎo)管、聲發(fā)生器和氣管路連接而成，其中氣管路用于輸送聲波吹灰裝置的工作氣體，控制器用于控制聲發(fā)生器的運行過程。
[0014]所述的氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置，聲波吹灰裝置的設(shè)置數(shù)量為一個以上。
[0015]所述的氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置，除垢空間中設(shè)置有聲傳感器。
[0016]所述的氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置，除垢空間中還設(shè)置有易結(jié)垢裝置，其中易結(jié)垢裝置為換熱器或除塵器。
[0017]—種以上所述的氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置的除垢方法，步驟如下:
[0018](1)將含有煙塵和其他雜質(zhì)的氣流經(jīng)裝置入口通入氣聲復(fù)合場均布的大空間除垢裝置中；
[0019](2)氣流通過進氣板后形成均流氣體進入氣聲均場布置空間，聲波吹灰裝置發(fā)出高強聲波，連同均流氣體一起經(jīng)過氣聲導(dǎo)流板形成整流后的氣聲復(fù)合流進入除垢空間，進行除垢空間中預(yù)先設(shè)置的易結(jié)垢裝置的除垢；
[0020](3)氣聲均場布置空間中的進氣板將聲波吹灰裝置發(fā)出的高強聲波反射回來，反射聲波連同聲波吹灰裝置新發(fā)出的聲波一起與氣流通過氣聲導(dǎo)流板。
[0021]本發(fā)明所涉及的設(shè)計原理如下:
[0022](1)本發(fā)明通過特殊的氣聲均場布置空間的設(shè)置，使得氣流進入該空間后能夠與聲波形成氣聲復(fù)合場，同時均流后的氣流能夠影響聲波，使其向均流的狀態(tài)過渡，二者形成氣聲趨于均布的混響空間；同時氣聲均場布置空間的設(shè)置能夠最大限度利用聲波，使其損耗大大降低。
[0023](2)不同流場之間存在相互作用和影響，氣流通過錯位穿孔的進氣板、聲混響空間以及不同頻率發(fā)聲裝置組合的設(shè)計在氣聲均場布置空間已實現(xiàn)氣聲復(fù)合流的均布；在此基礎(chǔ)上，該氣聲復(fù)合流在氣聲導(dǎo)流板處又同時被整流、截流、均流后一起均勻從氣聲導(dǎo)流板的小孔中通過并到達除垢空間，氣聲復(fù)合流到達除垢空間后達到理想的均布效果。其中，氣流的均布傳輸有利于聲流的均布傳播，促進了聲波在除垢空間的除垢。
[0024](3)進氣板經(jīng)兩層或兩層以上板的錯位穿孔設(shè)計后，氣流相當于在很短的距離內(nèi)被兩次或多次均布，氣流場均布效果大大提升。同時聲波因不能透過錯位穿孔的進氣板被反射回來，混響場內(nèi)的聲能量得到增強。
[0025](4)氣流的均布使氣流中的含塵雜質(zhì)均勻進入除垢空間，從而使含塵雜質(zhì)可以均勻附著或被吸附在除垢空間中設(shè)置的換熱器或除塵器上，避免了因氣流通過不均導(dǎo)致?lián)Q熱器、除塵器表面局部特別嚴重結(jié)垢的情況。
[0026](5)氣流的均布使得氣流和聲波均勻地充滿了整個除垢空間，一定程度上增加了除垢空間中易結(jié)垢裝置與氣流的接觸面，提高了易結(jié)垢裝置的工作效率。
[0027](6) 一定強度經(jīng)均布的聲能量在除垢空間通過共振效應(yīng)(通過調(diào)頻使聲波頻率與灰垢固有頻率一致)使除垢空間設(shè)置的換熱器、除塵器等表面結(jié)垢疏松、破碎，并阻止新的結(jié)垢形成。在換熱器部位，通過高聲強聲波來回推拉，結(jié)垢不斷壓縮和伸張，最終因聲疲勞而斷裂并逐步松動、脫落，隨煙氣流帶走。在除塵器部位，通過高聲強聲波來回推拉，結(jié)垢不斷壓縮和伸張，最終因聲疲勞而斷裂并逐步松動、脫落。隨著結(jié)垢問題的解決，換熱器熱效率提尚，除塵器除塵效率提尚。
[0028]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果如下:
[0029]1、本發(fā)明不僅僅是實現(xiàn)了單個物質(zhì)能量流場的均布，而是實現(xiàn)了一個氣聲復(fù)合物質(zhì)能量流場的均布，并且能夠通過不同物質(zhì)能量場之間的相互作用促進了復(fù)合流場均布程度的提高。
[0030]2、本發(fā)明通過獨特的空間尺寸設(shè)計形成混響空間，有效提升了聲場的均布效果。
[0031]3、本發(fā)明通過設(shè)置由錯位穿孔設(shè)計的雙層或多層板組成的進氣