脫硝系統(tǒng)聲波吹灰器發(fā)聲異常故障的處理

殷胥杰

(中國國電集團公司諫壁發(fā)電廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

脫硝系統(tǒng)聲波吹灰器發(fā)聲異常故障的處理

殷胥杰

(中國國電集團公司諫壁發(fā)電廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

針對某電廠百萬機組脫硝系統(tǒng)中的聲波吹灰器經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)聲異常的情況，分析該設備的發(fā)聲原理，通過對聲波吹灰器的發(fā)生頭進行實拆和現(xiàn)場工作中的相關(guān)經(jīng)驗，對故障表象、原因及基本處理方式進行了歸納和總結(jié)。

百萬機組；脫硝系統(tǒng)；聲波吹灰器；發(fā)生頭

1 聲波吹灰器簡介

聲波吹灰器是一種新型的空氣介質(zhì)吹掃設備，其利用聲波使粉塵顆粒產(chǎn)生振動，從而使粉塵從工業(yè)設備表面脫落的低頻、高能喇叭。目前，聲波吹灰器被廣泛應用于電廠脫硝裝置、鍋爐煙道、灰斗等設備中。

某電廠的百萬機組脫硝裝置為選擇性觸媒還原煙氣脫硝系統(tǒng)(SCR)。為防止煙灰堵塞催化反應器，降低煙氣流動阻力，自機組啟動后，即程控投運聲波吹灰器，進行不間斷的順序吹掃。因該設備的工作強度較高，經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)聲異常(悶響、無聲)，對催化反應器的工作安全、效率有一定影響。

聲波吹灰器的主體構(gòu)造相對簡單，其外觀如圖1所示。其中A，B段為鑄鐵件，C段為不銹鋼件(安裝于脫硝裝置內(nèi)部、接觸煙氣)。由于構(gòu)造原因，檢修人員無法觀察到聲波吹灰器內(nèi)部機件的動作，難以明確檢修消缺方式。在早期消缺中，往往采取大錘敲擊其前段的鑄鐵段喇叭筒、用通條捅B—C段接口等較為盲目的檢修方式，不僅收效不明顯，野蠻敲擊還會對設備結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成不利影響。氣由此進入二級腔室；具有一定彈性形變能力的金屬膜片向右變形后會向左彈性復原，對進入二級腔室的空氣產(chǎn)生加速壓縮的拍擊力，進而形成低頻聲波，并經(jīng)過彎頭喇叭筒放大后進入SCR反應裝置內(nèi)部。發(fā)生頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 聲波吹灰器外觀

圖2 發(fā)生頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2 聲波吹灰器發(fā)聲原理分析

檢修人員通過查找資料和現(xiàn)場研究，了解到該設備的發(fā)聲原理為：靜態(tài)時，膜片未受壓力，為自然平整狀態(tài)；當壓縮空氣(壓力一般在0.45—0.65 MPa)進入膜片左側(cè)的一級腔室時，膜片受壓力向右變形，形成氣流通道，一級腔室內(nèi)的壓縮空

3 聲波吹灰器故障分析

3.1 實拆情況分析

(1) 發(fā)生頭內(nèi)部的膜片有鼓面的作用，即在壓縮空氣的擠壓下，發(fā)生彈性形變，膜片中心截面不斷鼓起、復原。在這過程中，壓縮空氣鼓入二級腔室，并加速使其發(fā)聲。在這種工作模式下，膜片的彈性保持、膜片與二級腔之間的密封性尤為重要。

(2) 在膜片與后端蓋(后端蓋內(nèi)側(cè)面有一定錐度)之間形成的空間中，呼吸頭是其與大氣的唯一通道，起到保持這個空間壓力始終與大氣壓一致的作用。呼吸頭的暢通對建立膜片內(nèi)外的壓差起到很大作用，膜片的回彈頻度與其也有直接聯(lián)系。經(jīng)金屬檢驗，膜片為鈦金屬材質(zhì)，鈦含量在99.3 %左右，其他成分為釩、錫、鈮等，具備較強的彈性形變能力。

(3) 發(fā)生故障的聲波吹灰器的呼吸頭一般都較臟。沾滿油泥灰垢的呼吸頭通孔如圖3所示。

圖3 后端蓋呼吸頭通孔

(4) 由于高頻的沖擊，膜片貼緊二級腔一面的中心區(qū)域都被壓出了鋼印。膜片的壓痕及邊緣缺損如圖4所示。

圖4 膜片的壓痕及邊緣缺損

(5) 膜片上有明顯的油性灰垢。有污垢的膜片如圖5所示。

檢修人員原先認為聲波吹灰器發(fā)聲異常的原因是其管道內(nèi)發(fā)生了堵塞，于是用大錘猛敲吹灰器彎管，用圓鋼疏通吹灰器管道，但是消缺效果并不理想。由發(fā)生頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，吹灰器喇叭口及管道被完全堵塞的情況極少；即便有輕微結(jié)塊堵塞，其位置也遠離吹灰器發(fā)聲區(qū)域，對吹灰器的發(fā)聲不會造成本質(zhì)性的影響。

圖5 有污垢的膜片

3.2 聲波吹灰器故障主要原因

(1) 膜片長期高頻度彈性變形后轉(zhuǎn)為冷塑性變形，影響了壓縮效果及其與二級腔之間的密封性。

(2) 膜片上越積越多的灰垢對腔室密封和彈性變形產(chǎn)生負面影響。

(3) 呼吸頭太臟或者堵塞，對壓縮空氣進入腔室及發(fā)聲產(chǎn)生不利影響。

4 聲波吹灰器的故障排除

(1) 清理干凈一、二級腔室、膜片及腔室后蓋上的灰垢。

(2) 將清洗過的膜片翻轉(zhuǎn)后安裝。

(3) 更換有明顯損傷或變形的膜片。

(4) 采用敲擊、浸泡清洗或空氣吹掃的方式清理呼吸頭。

(5) 當采用上述方式均無效時，可考慮喇叭口堵塞問題或調(diào)整壓縮空氣參數(shù)，另行處理。

5 實施效果

某日，14號爐B16，13號爐A12，A23，A24，B22 5臺吹灰器故障檢修，采用以上故障排除方式處理后，除A23因電磁閥不動作、壓縮空氣不通、無法試驗確認外，其余4臺均能當場恢復到相當?shù)陌l(fā)聲強度(有2臺發(fā)聲音調(diào)發(fā)生了變化，估計和膜片老化有關(guān))。

經(jīng)檢修人員進一步實地驗證，該方式對該類故障基本能做到對癥消缺，對保障該設備投用率、提高檢修效率和質(zhì)量起到積極作用。

1 魏 霞，劉 波，郭軍強，等.鍋爐長吹灰器控制邏輯

分析與優(yōu)化[J].電力安全技術(shù)，2011，13(9)：11-13. 2 葉江明.電廠鍋爐原理及設備[M].北京：中國電力出

版社，2004.

2016-11-28。

殷胥杰(1984—)，男，助理工程師，主要從事火電廠熱機設備檢修工作，email：yinxujie007@sina.com。