淺析能源動力系統除灰新技術的機理及應用

鄧聯軍

（湖南省長沙市周南中學 湖南長沙 410008）

淺析能源動力系統除灰新技術的機理及應用

鄧聯軍

（湖南省長沙市周南中學 湖南長沙 410008）

隨著經濟的快速發展，我國對能源的需求越來越大，而現如今的能源動力系統中大量使用高灰煤，使得受熱面積灰比較多，不利于能源有效利用。為此，我國科學院力學研究所經過多年的研究，總結相關理論實踐知識，研發了新除灰技術，本文就該除灰技術的機理及應用做了分析。

能源動力；除灰新技術；機理；應用

我國是一個產煤大國，對煤炭的需求也比較大，但是產出的高灰原煤會被直接燃燒，這不僅使得煤炭的利用率比較低，不利于環境保護，還會使得燃煤設備的安全性能降低。火力發電廠中，高灰煤是經常采用的動力能源，高灰煤的燃燒往往會使得鍋爐，尤其是鍋爐尾部的受熱面上積聚量的灰，大大降低了鍋爐的工作效率。如果人們不及時清理這些積灰，可能會導致積灰在高溫的作用下，在空氣預熱器中再次燃燒，破壞鍋爐的同時引發重大安全事故。

1 能源動力系統除灰新技術的機理及特點

在對鍋爐中積灰的處理上，我國一般是采用固定式、旋轉伸縮式和振動式這三種方法，這三種方式對清理積灰有一定的效果，但是還是有許多需要改進的地方。例如維護這些裝置就需要大量的資金投入，對于固結的灰垢無法完全的清理干。因此，如何高效的清除煤灰就成為了科學研究院需要研究的問題，在經過多年的研究分析，得出了燃燒氣脈沖除灰技術。

1.1 機理

燃燒氣脈沖技術的原理就是采用高脈沖的方式，在積灰的表面，用高脈沖進行沖擊。而該種高沖擊波形成的原理就是點燃混合性氣體，使其在狹窄的管道進行燃燒，燃燒后氣體經過管道，在氣壓逐漸增大的情況下，由管道內噴出，釋放出高脈沖流對著積灰的部位進行噴射，使積灰能夠有效的被清除。

1.2 特點

在燃料燃燒的過程中，會產生一種強大的壓力波，這種壓力波是常規燃燒方式產生不了的，并且比常規的燃燒過程還要快，這就被稱之為“爆燃”，但是這種快的速度又不是不可控制的，專業人員會計算出氣體燃燒可能產生的壓力值，防止產生“爆轟”的現象。此項技術的要求十分嚴格，首先要設計好燃燒芳，計算好燃燒所需的氣體及體積，再綜合各方面的因素，得出安全系數，只有在安全系數的范圍之內，各項準備工作都已經做好的情況下才可以開始除灰作業。

2 燃燒氣脈沖技術機理研究

此項技術的研究，是為了對燃燒房中燃燒時非定常燃燒的分析研究，以便掌握相關的控制手段及方法。除灰效果的影響因素有很多，燃料的類別、燃料的混合比、火焰速度等都會影響到除灰的效果，不同的燃料和混合比會產生不一樣的除灰效果，火焰越大，燃燒速度越快，除灰效果也越明顯。但是不同超出火焰速度的范圍，否則就會產生比較嚴重的后果。

2.1 火焰速度隨燃料濃度的變化

在燃燒室中，其他因素相同的情況下只改變燃料濃度的大小。當我們減少燃料的量時，燃料濃度就會降低，火焰速度越慢，一旦增加燃料的量，火焰燃燒的速度就會立刻快起來，由此可見，火焰燃燒速度與燃料濃度之間有著不可分割的關系。

2.2 燃料種類對火焰速度的影響

不同的可燃氣體，由于其燃燒的性質不同，燃燒時產生的溫度也不同，使得火焰的速度也不盡相同。在其他因素不變的前提下，只改變燃料的種類，就可以看出，在貧燃料混合物燃燒的時候，由于其含氧量豐富，使得產生有利于燃燒的氧氣，燃燒速度也就更快，我們可以得出水煤氣的燃燒速度大于液化石油氣，甲烷端午火焰速度是其中最小的。

2.3 燃燒室結構對火焰速度的影響

火焰速度毫無疑問受到燃燒室結構的影響，在阻塞比比較大的管道中，火焰氣流的火焰速度更快，在阻塞比小的管道中燃燒速度更慢。當阻塞比逐漸減小的時候，火焰穿過障礙物的壓力就減小了，燃燒氣流受到阻礙而變大，使得火焰速度提升。

3 工業應用

在研究實驗的基礎上，我們對燃燒室進行了改良，更加有利于鍋爐除灰。目前，該項技術已經在不同機組中的鍋爐除灰上面得到應用，并取得了一定的成效，產生了一定的經濟效益和社會效益。有一些發電廠一直都是采用蒸汽除灰法，該種方法有許多的缺點，除灰的效果不太明顯，在新技術發明后，該廠也應用了此種技術，例如上海外高橋電廠，在使用了該種技術之后，空氣預熱器的性能大大提升，鍋爐也能高效的運行：而另外一些發電廠，在應用了此項技術之后也有不同的效果。例如閘北電廠，在使用了該項技術之后，3臺130MW燃燒油機組的鍋爐清理的時間減少，清理時間間隔也增長，使得發電量大大提升。由于除灰的效果比較好，降低了壓力的擺動幅度，例如江蘇新海電廠，300MW的機組在使用該項技術之后，鍋爐內的積灰減少，使得鍋爐故障問題的發生概率減少了，便于鍋爐的正常工作。本技術還有利于銀風電流，如深圳某電廠在使用該項技術之后，鍋爐排煙能力大大增強，引風電流水平大大提升。

4 結語

我國是一個能源大國，對能源的需求量很大，能源動力系統除灰新技術的研究應用能增強鍋爐除灰的效果，取得一定的經濟效益和社會效益。要大力加強新技術的推廣應用，以增強我國電力工業方面的實力。

[1]余立新，孫文超，吳承康.能源動力系統除灰新技術的機理及應用[J].動力工程學報，2001（04）：1367～1371.

[2]樊未軍，孫文超.氣脈沖除灰器工作機理研究[J].中國電機工程學報，2003（06）：137～141.

TK223.2

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1004-7344（2016）32-0321-01

2016-10-24