高能燃气脉冲吹灰装置技术研究与应用

摘要：高能燃气脉冲吹灰装置是根据乙炔爆炸的机械冲击、声波辐射、热清洗作用合理的设计吹灰装置系统及加速脉冲罐的结构、尺寸、形状，从而获得可控的吹灰强度，达到最佳吹灰效果。实际加装到锅炉上后，平均降低烟温100-120℃，且无需停炉即可保证锅炉在高效率状态下运行，热效率提高5%，降低单耗2.8kg/t，节约了大量的资金。

关键词：高能燃气脉冲吹灰装置 锅炉 乙炔 脉冲

0 引言

特种油开发公司热注作业一区有1台9.2t锅炉和6台50t锅炉，所用燃油为渣油，油质中灰分含量高，造成积灰较多，烟温上升较快，造成吹灰次数多，影响锅炉热效率，增加了成本，这对锅炉运行是十分不利的，而传统的吹灰方法在效果和经济性上都不能令人满意。随着锅炉的使用年限增加，对流段翅片管吸热效果逐年渐差，目前燃油锅炉烟温在315℃以上，这些烟气携带了大量热量被排放到大气中，排烟热损失是锅炉最大一项热损失，目前锅炉热效率为75%-80%之间，提高锅炉热效率是锅炉运行的当务之急。

1 高能燃气脉冲吹灰装置的技术原理

1.1 爆炸吹灰的基本原理 因为乙炔气体爆炸极限范围较宽（爆炸极限为1.5%-82%），易于掌握，且可在较大范围内调节吹灰强度，所以采用乙炔爆炸吹灰。

乙炔与空气按爆炸极限内的比例混合后经点火燃烧，其反应式为：2C2H2+5O2→4CO2+2H2O+Q

1.2 爆炸吹灰的作用机理 ①机械冲击作用。混合气经点燃后，体积瞬间发生急剧增益，经加速脉冲罐的激发，产生较高的压力（通常1-10kg/cm2），较高的速度（300-

350m/s），经喷嘴进入炉内，其动能以冲击波的形式作用于受热面积灰表面并经多次折射，使积灰脱落飞扬。②声波辐射作用。由运行实验可知，在距喷油嘴6-7m处，其声压级保持在160dB以上。而目前国际、国内采用的声波除灰装置，距喷油嘴轴线1m处的声压级只达到150-156dB。③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。则对于燃油锅炉、炼钢厂、加热炉和余热炉的粘结性积灰尤为有效。

2 高能燃气脉冲吹灰装置的工艺

根据以上高能燃气脉冲吹灰理论设计了装置系统流程图如下所示：

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图1 高能燃气脉冲吹灰装置系统流程图

控制系统由触摸屏、可编程序控制器、电动阀、压力流量计量元件、点火装置等组成，可实现自动、半自动及手动控制。该系统具有良好的安全性、稳定性，既降低了操作者的劳动强度又提高了生产效率。

3 高能燃气脉冲吹灰装置的现场实施情况

根据注汽锅炉尾部受热面特点，确定乙炔充气时间、压力、风压、流量。

采用现场操作方法，按着操作程序进行试验：①将脉冲加速器固定在注汽锅炉尾部受热面；②用快速联接管，将混合加量与加速器连接；③确定移动式吹灰器位置；④调整好各参数。

将控制程序确定的手动方式，由于在线试验指标为注汽锅炉的排烟温度，记录①到④点的试验结果。

4 效果分析

高能燃气脉冲吹灰装置一次性投入31万元，以单炉计算，该技术使用的乙炔为298元/瓶，每瓶乙炔可吹灰三次，每炉每月平均吹灰两次，则单炉年吹灰投入资金为：

298×（12×2÷3）=2384元

该装置可平均降低烟温110℃，热效率提高5%，降低单耗2.8kg/t，按每炉年注汽量10万方计算，则年节约燃油：2.8×10-3×1×106=296.8（吨）

按燃油费用2000元/吨计算，则可节约：296.8×2000=59.3（万元）

所以，每炉年节约燃油费用59.3万元。

投入产出比为：投入/产出=312384元/593000元=0.53

可见加装该装置第一年初即可收回成本，全年节约：59.3-31-0.24=28.06（万元）。

5 总结

①解决了锅炉吹灰效果不好、吹灰费用高的问题，为公司的整体效益做出了贡献。②加装的高能燃气脉冲吹灰装置具有良好的工作安全性与稳定性。③加装的高能脉冲吹灰装置具有较高的自动化程度，降低了操作人员的劳动强度，提高了劳动生产率。

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作者简介：

包波（1970-），男，工程师，1992年毕业于辽河石油学校矿场机械专业，现从事热注运行。