声波清灰器

4.1关于声波清灰器的有效范围

4.1.1声波清灰器的有效范围，每个厂家说明书资料上各不相同。有些厂家提供有效长度L≤15m,直径D≤6m，有些L≤10m,直径D≤4m。各不相同。从理论上讲，这样的有效范围也是正常的。但是在工程设计上，完全按这样的理论的有效范围设计，是不能满足工程需要的。

4.1.2有些厂家宣传声波没有方向性，是球状传播的。但是从实践来说声波喇叭往正前方有效距离就比较大，垂直方向有效距离就比较短。说明声波还是有方向性的。

4.1.3同时实践证明声波带来的振动能量随着距离是衰减很快的。有清灰效果和能满足工程需要的清灰能力要区分开来，不能直接套用有清灰效果作为设计依据，

4.1.4应该以项目环境需要的清灰能力为准。以用户实际的工程应用经验为参考，并考虑一定的裕量。

4.2关于声波清灰器的安装位置和数量设计。

4.2.1声波吹灰器的安装一般设在催化剂上面，喇叭下口距离催化剂100-200mm（或者喇叭中心线距离催化剂上表面50mm左右）。设计过程中要充分综合考虑钢梁、人孔等附属设施的设计位置，尽量避免与其他结构位置发生冲突。

4.2.2声波吹灰器的数量要参照4.1充分考虑实际的有效清灰空间设计。不宜按理论值设计。

4.2.3声波吹灰器的安装位置，要充分考虑声波具有方向性的特性，选定安装位置。以保证同样数量的清灰器，最大最优的清灰效果。

4.2.4声波与蒸汽吹灰器混装的情况，要充分考虑两者的安装位置及设备特性，不发生冲突。

4.3关于声波清灰器开孔的大小设计

现在大多数声波吹灰器厂家都对设备进行了升级，喇叭大小一般在350-500mm之间。这样就有两种开孔方式：1）开孔按喇叭大小及套筒大小开孔，这样开孔就需要约400-550mm，这样整个喇叭可以做到与反应器墙齐平。2）开孔较小，比如开ø219的孔，这样就需要从人孔将喇叭运进去，从里往外伸出喇叭，再与发生器连接。这种情况喇叭需要伸进反应器一段。

因为第二种方式会有喇叭后方及侧面的盲区。所以建议在现场允许的情况下，采用第一种方式开孔。

4.4关于声波清灰器气源及管道的设计

声波清灰器的清灰效果与空气压力和流量关系非常大，所以建议气源压力和流量尽量从设计角度给予优化。比如气源压力尽量大一点，储气罐尽量离吹灰器现场近一些，吹灰器的主管道尽量粗一些。

压缩空气压力尽量控制在0.5-0.6Mpa之间（用气点）,太低了影响效果。但是0.7Mpa以上的压力也会缩短膜片的寿命。适中为好。

4.5关于声波清灰器运行方式设计及控制系统设计

声波清灰器的控制比较简单，只需要控制进气电磁阀的开闭即可。一般需要设定每台清灰器的启动时间和间隔时间，以及多台声波吹灰器的吹灰顺序。因为如3.3所述，脱硝的吹灰是过程清灰，建议间隔时间要短，频次要多。而运行时间要短，10S足以。建议初始值设定为10min一次，一次10s，现场可以根据运行情况，调整间隔时间。

有些厂家建议两台同时启动，甚至多台同时启动。从理论上讲，多台同时启动应该是有更好的清灰效果。但是从工程实践来看，往往大部分用户现场气源不足，多台同时启动，各吹灰器之间往往会出现争气源现象，反而效果不好。所以多台之间的运行方式，还是要因地制宜，在气源不特别充足的情况下，还是建议单台顺次运行为好。

声波吹灰器的控制系统有三种，一种是就地设电控箱，第二种是直接主系统的DCS控制，第三种是就地控制箱留DCS接口，就地和远程同时控制。建议采用第二种，优化过的电磁阀预留手动旋钮，调试过程不需要接电即可实现就地调试，这样设计系统更简单实用，维护量更小。

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目前，占主流地位的烟气脱硝技术是选择性催化还原法（简称SCR），具有对炉膛影响小、脱硝效率高、氨逃逸率低等优点，在工业上得到了广泛应用，也是目前用于固定源NOx治理的一种最好的脱硝工艺。

由于SCR脱硝反应器一般布置在电除尘器之前，因此烟气中的飞灰含量是比较高的。对SCR脱硝反应器积灰的清除，国外欧美等发达国家已普遍采用声波清灰技术，近年来，我国一些脱硝项目也开始采用声波清灰这一先进技术，取得了理想的效果。

SCR脱硝反应器专用声波清灰器可用于反应器进出口及催化剂表面或内部钢构件表面积灰的清除，延长SCR中催化剂活性和使用寿命，同时降低系统中压力阻力，清除飞灰过分波动对后续除尘器的影响，并可减少每年用于维修的人力及材料费用，缩短生产停工周期，以及延长两次检修之间的运行时间等。

由于SCR脱硝反应器内的烟气温度为300℃—400℃，烟气干燥且具有一定的辐射空间，声波清灰器完全能够满足SCR脱硝反应器的清灰需要。从设备投资成本、运行成本、维护成本以及安全性、可靠性的角度等多方面考虑，声波清灰都是SCR脱硝反应器最适合的清灰技术。

一、主要脱硝方法及SCR反应器布置方式

火电厂的脱硝控制技术方式一般有燃烧控制脱硝和烟气脱硝等。烟气脱硝技术按其作用原理不同，可分为吸收、吸附和催化还原等三类。

催化还原法是利用催化剂或高温等条件来提高、加速烟气中NOx物与还原剂的还原反应，还原成无污染的氮气和水，从而达到净化NOx物。由于脱硝效率高、投资运行成本相对较低，目前催化还原法占主流地位。

SCR反应器布置方式为：

将SCR反应器布置在省煤器和空气预热器之间，从省煤器来的烟气温度一般在300℃～400℃。这个温度范围内多数催化剂具有足够的活性，烟气在进入催化反应器之前不需要再热就可获得好的脱硝效果。目前，绝大多数燃煤电厂SCR装置都是采用这一方式布置的，也因此使得进入SCR反应器内的烟气灰分含量特别高。

二、脱硝催化剂清灰问题

脱硝催化剂是SCR脱硝工艺中的核心技术，也是整个脱硝装置中最关键的部件，催化剂的使用效果及寿命是保证整个SCR系统脱硝性能的基础。目前火电机组脱硝装置应用最多的SCR催化剂主要分为蜂窝式、板式、波纹板式三种。

由于燃煤电厂烟气中的飞灰含量普遍较高，烟气进入SCR反应器后，在反应器的进出口、催化剂表面、内部钢结构表面会产生不同程度的积灰。

积灰的危害主要表现在降低催化剂效能、阻滞烟气流通、增加反应器重量以及系统阻力等。

◆飞灰附着在催化剂的表面，飞灰中的CaO与SO3反应生成CaSO4，催化剂表面被CaSO4包围，将催化剂与烟气隔绝开，阻止了反应物向催化剂表面及内部扩散，使催化剂的效能下降。

◆飞灰附着在反应器内部的其它结构上，时间久了结为块状，降落在催化剂上，会堵塞催化剂表面的小孔，引起催化剂钝化，同样影响催化剂效能的发挥，同时阻碍了烟气的流通。

◆SCR反应器内积灰会增加反应器重量及系统中压力阻力，系统阻力增大对后续空预器及除尘器将产生不利影响，使除尘器运行阻力相应增大，风机功耗增大。

◆积灰的清除耗费不必要的维修人力及材料费用，造成生产停工周期延长，以及两次检修之间的运行时间缩短等问题。

因此，为防止SCR反应器内积灰，需采取有效的清灰方式。

目前，SCR装置中主要有2种清灰方式，一种是蒸汽吹灰，一种是声波清灰。蒸汽吹灰器一般为耙式吹灰器，由电机带动可伸缩，介质为高压蒸汽。声波清灰是通过发射低频、高能声波，在清灰过程中产生振动力，清除设备积灰。

三、脱硝专用声波清灰技术工作原理

声波清灰是以压缩空气作为声波的能源，高强度的钛金属膜片在压缩空气气源作用下自激振荡，并在谐振腔内产生谐振，把压缩空气势能转换为低频声能，通过空气介质把声能传递到相应的积灰点，使声波对灰渣起到“声致疲劳”的作用，由于声波振荡的反复作用，施加于灰、渣的挤压循环变化的载荷，达到一定的循环应力次数时，灰、渣的结构因疲劳而破坏，然后因重力、或因流体介质媒体将灰渣清除出附着体表面，达到清灰的作用。

◆声波清灰器发声原理图

◆声波清灰作用示意图

四、脱硝专用声波清灰技术特点

针对脱硝反应器开发的专用声波清灰器可使堆积在催化剂表面的粉尘松脱，这样气流就可以将粉尘带走。其声波频率远高于设备结构的共振频率，也不会损害催化剂，经常开启声波清灰装置，可以使催化剂免于堵塞，通过合理安排声波清灰的周期，灰量处于稳定的低水平，其技术特点如下;

1、声波清灰是预防性的清灰方式，阻止灰渣在催化剂表面形成堆积，保持催化剂的连续清洁，最大限度、最好的利用催化剂对脱硝反应的催化活性。

2、声波清灰对催化剂没有任何的毒副作用，长期的运行不会对影响催化剂失效，且没有对催化剂发生腐蚀和堵塞的危险。

3、声波清灰器是非接触式的清灰方式，对催化剂没有磨损，可有效延长催化剂使用寿命，并降低SCR的维护成本。

4、设备结构简单，声波一旦进入SCR反应器内，通过反射、绕射、透射、折射作用能自动地传播到需要除灰的空间部位，无需庞大复杂的伸缩、旋转机构，所以设备成本远低于传统的除灰器。

5、运行维护费用低。声波清灰器没有旋转部件，设备本体为不锈钢材质，使用寿命在30年以上，发声器的钛金属膜片使用寿命一般都在5年以上。

6、对设备和人体健康安全无伤害。声波频率段避开了SCR反应器设备结构的固有震动频率，因声波激励而产生的设备结构震动很小；不会产生机械磨损。

五、型号、技术参数

六、单台安装图 ，系统图及设备照片

七、部分资质业绩

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