湯榮秀

（天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院，天津 300400）

1 全分布式燃?xì)饷}沖吹灰系統(tǒng)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

脈沖吹灰器又稱脈沖炸波吹灰器、激波吹灰器、弱爆吹灰器等，國(guó)內(nèi)對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究始于20 世紀(jì)90 年代中期，但近幾年才開始實(shí)際應(yīng)用。全分布式燃?xì)饷}沖吹灰系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)及臨界混合器，是目前鍋爐吹灰器結(jié)構(gòu)最合理、性能最好、吹灰效果最佳的設(shè)備，其特點(diǎn)如下：①可借助沖擊波聲波或高速氣體來(lái)進(jìn)行多功能的吹灰工作；②吹灰空間較大，工作時(shí)間較短，效果顯著，時(shí)間間隔較長(zhǎng)，成本資金較低，質(zhì)量安全可靠；③對(duì)不同類型的灰塵都有很好的處理效果，對(duì)特殊形態(tài)的器具進(jìn)行處理時(shí)不會(huì)存在死角，并且相關(guān)儀器的維護(hù)工作較為輕便，操作十分便捷，能夠做到高度的自動(dòng)化；④吹灰過(guò)程中具有較高溫度的介質(zhì)，同時(shí)受熱面極為干燥，腐蝕情況較少，再積灰速慢；⑤高效燃?xì)饷}沖發(fā)生器側(cè)向進(jìn)氣，提高充滿度技術(shù)；⑥具有五級(jí)回火技術(shù)、持續(xù)電弧點(diǎn)火技術(shù)；⑦設(shè)備的獨(dú)立性強(qiáng)，當(dāng)系統(tǒng)某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)了錯(cuò)誤，不會(huì)影響到其他設(shè)備正常運(yùn)行；⑧乙炔穩(wěn)壓凈化裝置配置了3 個(gè)進(jìn)氣口，當(dāng)一瓶余量不足時(shí)能夠連接另一瓶乙炔瓶同時(shí)使用，避免供應(yīng)中斷或浪費(fèi)；⑨無(wú)論哪一路的點(diǎn)火裝置、混合器、逆止閥、控氣電磁閥以及燃?xì)夤苈啡魏我惶幇l(fā)生故障，不會(huì)影響其他路線的使用，保證系統(tǒng)的可靠性。

2 全分布式燃?xì)饷}沖吹灰系統(tǒng)介紹

除控制系統(tǒng)以及供氧裝置之外，全分布式燃?xì)饷}沖吹灰裝置的其余部分均采用分布式結(jié)構(gòu)，相比于分布式控風(fēng)混合點(diǎn)火控器等諸多系統(tǒng)，全分布式系統(tǒng)借助多套分布式來(lái)進(jìn)行安置，在很大程度上落實(shí)了分布式的項(xiàng)目思想。這不僅繼承了非完全分布式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)、克服了其缺點(diǎn)，還使整個(gè)系統(tǒng)的使用更加可靠。

這種全分布式燃?xì)饷}沖吹灰裝置，使得吹灰器體型變小、能耗降低，安全性得到顯著提高，而且將逆止閥、混合器、臨界孔板穩(wěn)流器、點(diǎn)火電源、點(diǎn)火罐、空氣濾清器、點(diǎn)火頭、控氣電磁閥、爆炸傳感器等眾多部件全部進(jìn)行了小型化、機(jī)電熱一體化和高可靠性處理，構(gòu)成集成配氣點(diǎn)火模塊。

3 脈沖吹灰原理及工作方式

脈沖吹灰以可燃?xì)獗紴閯?dòng)力，以空氣為媒介，充分發(fā)揮可燃?xì)獗妓a(chǎn)生的熱、動(dòng)、聲等各種能量作用，以脈沖的方式作用于受熱面，保證吹灰過(guò)程無(wú)死角、無(wú)副作用、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)等效果，因此在耗能相同的情況下，其處理積灰的效果比其他裝置更顯著、更直觀。

3.1 工作原理

脈沖吹灰的工作原理比較簡(jiǎn)單，其本質(zhì)就是讓預(yù)混可燃?xì)庠谔刂频?、并且一?cè)與噴管進(jìn)行連接的爆燃罐內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)火，使其爆燃，進(jìn)而借助爆燃過(guò)程所產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊力，通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入煙道中，最終通過(guò)壓縮過(guò)程所產(chǎn)生的沖擊力對(duì)受熱面上的灰塵或污垢進(jìn)行強(qiáng)烈的重洗，如此實(shí)現(xiàn)吹灰工作。

通常情況下，爆燃罐在爆燃過(guò)程中會(huì)由其噴口射出兩個(gè)爆燃波。其實(shí)在爆燃罐內(nèi)，通過(guò)爆燃反應(yīng)所產(chǎn)生的巨大壓力而形成的沖擊波，接著就是在其噴口處，由于壓力大幅下降，所產(chǎn)生的爆燃效果而生成的沖擊波。這兩道沖擊波之間的時(shí)間間隔極為短暫（約10 ms），但是這兩道雙沖擊波可以顯著增強(qiáng)吹灰工作的效果，就好象剃須刀中雙層刀片具有更為顯著的剔除效果一樣。

在噴口背后1 m 處實(shí)測(cè)的雙沖擊波的波形圖譜如圖1 所示。

圖1 雙沖擊波波形圖譜

通常情況下，燃爆吹灰機(jī)就是借助這種雙重動(dòng)力強(qiáng)大的沖擊作用，這也是其最為主要的工作原理。此外，相關(guān)的吹灰機(jī)還有3 項(xiàng)吹灰工作原理。

（1）借助爆燃反應(yīng)所生成的高溫高壓氣體，經(jīng)過(guò)其噴口后發(fā)射出高溫高壓射流的沖擊作用。相比于傳統(tǒng)的噴射，吹灰機(jī)的工作原理類似，差異就是沖擊過(guò)程中具有的高溫氣體對(duì)灰塵、污垢造成的熱解作用。

（2）借助爆燃作用所產(chǎn)生的受熱面的激振，水分含量極低的灰塵以及經(jīng)過(guò)沖擊的灰塵會(huì)受到強(qiáng)大的慣性力，然后與受熱面分離。這一工作原理與傳統(tǒng)的清灰器極為相似，不同之處是振動(dòng)清灰器是借助機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而燃爆吹灰機(jī)則是通過(guò)爆燃反應(yīng)所形成的振動(dòng)，兩者相比，前者振動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，后者振動(dòng)時(shí)間極短。

（3）由爆燃作用所生成的強(qiáng)烈聲波，是借助聲波吹灰的工作原理。這種壓縮沖擊波對(duì)受熱面上的灰垢產(chǎn)生強(qiáng)烈的“先沖壓后吸拉”的交變沖擊作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)吹灰。

3.2 脈沖吹灰機(jī)的工作原理

現(xiàn)階段脈沖吹灰機(jī)的吹灰效果較為顯著，但其沖擊波所影響范圍卻十分有限。少量的燃爆管無(wú)法應(yīng)對(duì)太多的問(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用中還要受鍋爐受熱面積、灰的類型、積灰程度、受熱面積等多個(gè)因素的影響，因此應(yīng)根據(jù)情況選取那些科學(xué)合理的不同類型的脈沖吹灰機(jī)，如此才能夠達(dá)到所要求的應(yīng)用效果。

為達(dá)到目標(biāo)的吹灰效果，吹灰工作過(guò)程中各個(gè)燃爆罐不能僅僅工作一次，而是要反復(fù)使用，在實(shí)際操作中還需要依據(jù)相應(yīng)的具體狀況規(guī)劃出各種各樣的吹灰流程，在特殊情況下還需要多個(gè)層面、多個(gè)燃爆灌同時(shí)工作。

脈沖吹灰機(jī)是在燃爆罐按需求排布的前提下，與供配氣設(shè)施、管道閥門、控制系統(tǒng)以及點(diǎn)火裝置等多種裝置協(xié)同工作而構(gòu)成的一個(gè)龐大的工作系統(tǒng)。

4 全分布式燃?xì)饷}沖吹灰系統(tǒng)的組成

4.1 高效燃?xì)饷}沖發(fā)生器

高效燃?xì)饷}沖發(fā)生器是北京唐韻科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“唐韻公司”）研發(fā)的第七代爆燃波發(fā)生器，包含側(cè)向進(jìn)氣技術(shù)，不但能發(fā)出足夠高強(qiáng)度的爆炸沖擊波，而且大大節(jié)約了燃?xì)庀摹Ｔ摪l(fā)生器包括高效燃?xì)饷}沖發(fā)生器罐體及噴口等部件，是吹灰系統(tǒng)最后的執(zhí)行裝置，罐體的容量及內(nèi)部構(gòu)造直接影響脈沖爆炸波的威力，噴口布置直接影響各受熱面的吹灰效果。

4.2 混合配氣點(diǎn)火系統(tǒng)

混合配氣點(diǎn)火柜是唐韻公司獨(dú)立研發(fā)的配氣點(diǎn)火裝置。采用全分布式系統(tǒng)，將過(guò)濾器、逆止閥、混合器、點(diǎn)火電源、點(diǎn)火器、電磁閥等部件全部進(jìn)行了小型化、微型化和集成化處理，壓力檢測(cè)儀等裝置全部集成在一個(gè)柜體內(nèi)。這使得燃?xì)饷}沖吹氣極為簡(jiǎn)便，從根本上去除了傳統(tǒng)燃?xì)饷}沖灰機(jī)龐大笨重的構(gòu)造。

4.3 乙炔穩(wěn)壓凈化裝置

乙炔穩(wěn)壓凈化裝置包括3 瓶乙炔及相應(yīng)的乙炔氣減壓閥組、匯流器、過(guò)濾器、電磁閥、止回閥等管件，匯流器上還安裝有就地壓力表和遠(yuǎn)傳壓力變送器。該系統(tǒng)有以下3 個(gè)安全措施。

（1）便攜的燃?xì)庑孤﹫?bào)警器。如果出現(xiàn)意外情況發(fā)生燃?xì)庑孤?，該?bào)警器可以及時(shí)進(jìn)行聲光和系統(tǒng)報(bào)警，同時(shí)還可以自動(dòng)切斷電磁閥，進(jìn)而及時(shí)終止吹灰工作。

（2）柜內(nèi)安置有乙炔壓力檢測(cè)設(shè)備。氣瓶?jī)?nèi)的燃?xì)夂谋M時(shí)相關(guān)控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)并及時(shí)發(fā)出警告，并對(duì)乙炔瓶進(jìn)行更換。

（3）吹灰系統(tǒng)停止工作時(shí)，相關(guān)的控制系統(tǒng)將及時(shí)切斷電磁閥，進(jìn)而保證供氣系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

4.4 中央管控機(jī)制

中央控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)和功能：①諸多零部件儀表盤以及元器件都選用大型正規(guī)廠家所生產(chǎn)的安全產(chǎn)品，進(jìn)而最大程度上保證產(chǎn)品的質(zhì)量以及控制系統(tǒng)的安全性。智能化程度更高，燃?xì)馄績(jī)?nèi)部的燃?xì)夂谋M后，將會(huì)及時(shí)自動(dòng)進(jìn)行警告，同時(shí)，在相關(guān)部分出現(xiàn)意外故障的同時(shí)，還可以及時(shí)作出判斷并進(jìn)行警報(bào)，進(jìn)而關(guān)閉回路，確保其余回路的正常運(yùn)作，不對(duì)系統(tǒng)造成較大影響；②對(duì)于吹灰工作的氣壓強(qiáng)度、吹灰時(shí)間、吹灰次數(shù)等參數(shù)，相關(guān)的工作人員或是用戶可以在合理的范圍內(nèi)進(jìn)行隨意的調(diào)整，并且在設(shè)置值不符合安全值時(shí)，還可以及時(shí)自動(dòng)調(diào)整為最小值；③用戶以及相關(guān)工作人員還有權(quán)利選取任意個(gè)噴口進(jìn)行吹灰作業(yè)，借此為相關(guān)用戶爭(zhēng)取到極為龐大的發(fā)揮空間；④相關(guān)工作人員以及用戶還被允許在上位機(jī)上編制個(gè)吹灰流程，同時(shí)還能夠隨時(shí)進(jìn)行使用；⑤上位機(jī)可以自動(dòng)及時(shí)地儲(chǔ)存重要的工作日志；⑥兼容性的DCS 系統(tǒng)通過(guò)RS-485 或Profibus-DP 接口與DCS 的無(wú)縫連接，不僅可以自行控制，也可以通過(guò)DCS 控制，提高了控制系統(tǒng)的可靠性；⑦爆炸傳感器與集成配氣點(diǎn)火模板協(xié)同工作，形成一個(gè)完善的保護(hù)鏈來(lái)維持脈沖吹灰機(jī)的安全工作。

4.5 空氣穩(wěn)壓減壓裝置

空氣的穩(wěn)壓減壓裝置是對(duì)壓縮空氣分成兩路支路，一路為供氣路、另一路提供高溫隔離風(fēng)裝置，采用減壓閥實(shí)現(xiàn)空氣、乙炔的流量精確配比，確保乙炔與空氣壓力穩(wěn)定。

4.6 隔離風(fēng)系統(tǒng)（根據(jù)爐型確定）

隔離風(fēng)的氣源來(lái)自空氣穩(wěn)壓裝置的第二路或者隔離風(fēng)風(fēng)機(jī)。該裝置可以減少鍋爐的腐蝕性氣體或液體對(duì)吹灰器管道、本體的腐蝕，延長(zhǎng)設(shè)備的壽命。

5 總結(jié)

脈沖吹灰系統(tǒng)的原理最早便被人們采用，近年來(lái)運(yùn)用更是廣泛，它無(wú)死角吹灰、無(wú)副作用、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)獲得一致好評(píng)。唐韻公司經(jīng)過(guò)多年的不斷改造，現(xiàn)在運(yùn)行的脈沖系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了整套配置的小型化、節(jié)能化和高可靠性，形成了全分布式的脈沖系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)后續(xù)的更新與變革，脈沖吹灰系統(tǒng)的整體性能將會(huì)更加完善，成為更加簡(jiǎn)單、便捷的工具。