[發明專利]一種積灰的清除方法和系統

無效

• 申請號: 201110210151.6
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102313288A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 周巖梅;張瓊;田秀君;劉楊;毛世慧
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: F23J1/00
• 分類號: F23J1/00;F23J3/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

技術領域

本發明涉及一種積灰的清除方法和系統，屬于能源環保工程技術領域。更具體地，本發明涉及用于針對燃燒高灰份、低灰熔點的劣質燃料的鍋爐受熱面表面粘結性強的積灰的清除方法和系統。

背景技術

隨著傳統能源燃料的日益匱乏和環保產業的發展，燃燒高灰份、低灰熔點的劣質燃料的鍋爐得到迅猛的發展，鍋爐受熱面的積灰問題變得越來越突出。受熱面的積灰對于鍋爐運行的安全性和經濟性有很大的影響。鍋爐在運行過程中，因受熱面積灰造成傳熱熱阻增加，導致受熱面壁溫升高、換熱效率下降，嚴重時甚至造成受熱面爆管而導致停爐，給企業帶來巨大的安全隱患和經濟損失。因此，開發一種能夠有效地清除受熱面表面的積灰，尤其是燃燒高灰份、低灰熔點的劣質燃料的鍋爐受熱面表面的難清除的粘結性強的積灰，提高能源使用效率，實現受熱面安全、穩定、長期的運行，成為亟待解決的關鍵技術，具有十分重大的意義。

隨著環保產業的發展，城市生活垃圾的焚燒比重越來越大。由于生活垃圾焚燒后的飛灰具有灰熔點低、粘結性強的特點，一般地吹灰方法難以奏效，因此垃圾焚燒爐的受熱面的積灰問題十分嚴重，是目前急需解決的關鍵問題之一。

在環保要求日益嚴格、提高能源利用效率、節能減排的政策導向下，國家目前大力發展和推廣生物質焚燒發電鍋爐，該鍋爐主要以農作物秸稈為主要燃料，如麥草、稻草、玉米等，在提供電能和熱能的同時實現二氧化碳的零排放。但對于生物質焚燒發電鍋爐，由于生物質秸稈燃燒后的灰分中鉀、鈉等堿金屬的含量比較高、灰熔點相對較低、灰分具有較強的粘結性和吸附性，容易沉積在受熱面的表面，隨著沉積灰量的增加，灰層變厚，灰層的表面溫度也隨之升高，當煙氣溫度高于900℃時，灰層的外表面開始逐漸軟化，細小的灰粒子之間開始相互粘連，最終形成一種內部疏松、表面較硬的灰層包裹在受熱面的表面。從實際的應用效果來看，目前常用的吹灰方式不能有效地清除受熱面上的積灰，因此，開發一種有效的吹灰方法和裝置已經迫在眉睫。

為了清除受熱面的積灰，保證受熱面傳熱效果良好，在鍋爐的受熱面布置了不同形式、不同種類的吹灰器。目前電站鍋爐安裝的吹灰設備主要是蒸汽吹灰器、聲波吹灰器和燃氣脈沖激波吹灰器。蒸汽吹灰器為傳統吹灰器，應用比較廣泛，采用蒸汽作為吹灰介質，由于蒸汽的動能相對較低且衰減較快，故對于粘結性較強的積灰清除效果并不理想，同時還容易發生受熱面吹損的現象；聲波吹灰器，采用聲波作為吹灰介質，由于能量不足，與灰粒的固有頻率差別很大，與積灰特性不適應，吹灰效果很差，只能在其吹灰時減弱積灰的產生，基本上不能除掉已有的積灰，只能在其吹灰時阻止積灰的產生，造成鍋爐受熱面積灰嚴重，尤其對粘結性較強的積灰，吹灰效果極差；燃氣脈沖激波吹灰器，采用燃氣爆燃時產生的脈沖激波作為吹灰介質，雖然其強烈的激波和氣流的沖擊作用能產生遠遠優于聲波吹灰器的吹灰效果，但由于激波的能量衰減速度非常快，使得吹灰作用的空間范圍和距離都比較小，同時還存在著燃氣泄漏的安全隱患，以及控制系統比較復雜、氣源需要定期更換等問題，對于高粘結性的積灰，燃氣脈沖激波吹灰器的實際應用的效果也不理想。吹灰器的吹灰效果不好，是目前鍋爐運行達不到設計預期的重要原因之一。

申請號為98120072.9的專利公開了一種鍋爐鋼珠吹灰裝置，該裝置利用鋼珠自由下落產生的動能撞擊受熱面，對受熱面的積灰產生沖擊力，從而清除受熱面上的積灰。但在實際應用中，由于鋼珠的下落高度相對較低、受熱面管排之間的距離很小等因素，造成該方法具有吹灰死角、沖擊力低、積灰清除能力差等的缺點，同時，該裝置不能清除立式管束表面的積灰，如立式過熱器管束表面的積灰。

發明內容

本發明目的在于提供一種積灰的清除方法和系統，能夠更徹底地清除積灰，尤其是表面粘結性強的積灰。

本發明的技術方案是：一種積灰的清除方法，其特征在于，包括：

將氣體與固體顆粒混合為吹灰介質流；

將所述吹灰介質流噴吹至積灰層。

由于在吹灰的氣體中加入了一定數量的固體顆粒，極大地增加了對積灰層的沖擊動能，氣體攜帶著固體顆粒以噴吹積灰層，通過固體顆粒的不斷的撞擊作用，使得受熱面表面的積灰層破碎和剝離，并結合氣流的吹掃作用，從而達到清除積灰的目的。

進一步地，本發明的氣體為壓縮空氣或蒸汽