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燃气脉冲吹灰器

燃气脉冲吹灰器的工作原理
    将空气和可燃气体(乙炔、氢气、天然气、液化气等)按定比例在混合器内充分混合后,沿管路进入特制的脉冲发生器中,在内部形成高湍流的混合气体。高能点火器点火,引燃发生器内的高湍流混合气形成爆燃,爆燃气体在极短的时间内压力和温度急剧升高,迅速膨胀,形成强压缩波即爆燃波,在脉冲发生器的调制作用和脉冲喷口的强制压缩下,加强的爆燃波以一定能量和方向沿脉冲喷口向前传播,并在喷口出口突然扩张的截面形成冲击波,直接作用于受热面表面,同时沿喷管出口产生膨胀波束。喷口冲出的高速热气流直接冲刷受热面表面管排,吹扫表面灰垢,同时各种脉冲波通过反射、衍射、折射等特性作用于内部管排表面及锅炉内部各物理表面,清理受热面深处的积灰。


燃气脉冲吹灰器的吹灰机理主要有三个方面
    ★脉冲波的动能吹扫作用
    混合气体经点火爆燃后,体积瞬间发生急剧膨胀,经脉冲发生器的加强,产生较高压力(10Kgf/cm平方),较高速度(300~500m/s)的气流,经吹灰管定向导入炉内,其动能以脉冲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,附着在管子表面的积灰层破裂、脱落。且作用时间极短(毫秒级),对受热面无任何损坏,特别适用于坚硬的积灰。
    ★热清洗作用
    混合气体在脉冲发生器内被点火后爆燃,瞬间产生高温高压的气流。当高温气流射向积灰层时,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。这对于燃油锅炉、炼厂的加热、余热锅炉、垃圾焚烧锅炉的粘结性积灰尤为有效。
    ★声波疲劳作用
    当爆燃气体进入炉内时,伴有巨大的声响,是能量以声能释放出来的表现。实验测试结果表明在距离喷嘴轴线6-7米处,其声压级仍保持在160dB以上。声能以辐射状向受热面各个方向传播,通过声能量的作用,使这些受热面区域的积灰层产生振荡。由于声波振荡的反复作用,使沉积物松散、破裂,直至脱落。

TJM型燃气脉冲吹灰系统基本技术规范


    不同类型锅炉的结构不同,各受热面的形式和布置也千差万别;同时根据实际情况采用的燃料和工况不同,各受热面的积灰情况也不尽相同。所以吹灰器的设计要根据受热面的结构和形式,积灰特点和现场环境来确定吹灰点数,选择适合的装置类型,以获得行之有效的吹灰配置,确保吹灰效果可靠、吹灰系统经济实用。我公司提供两种型式的脉冲吹灰系统:
    1、TJM-1型:智能单元化控制
    2、TJM-II型:导气柜集中控制
    这两种方式就其工作原理是样的,只是结合设计需要,根据安装点数不同,而采取有针对性的充气、混合、配气、点火方式。

    主要应用于安装点数大于24个吹灰点的脉冲吹灰系统
    根据受热面的实际情况,分层设计吹灰路径,每组吹灰器配备一套单元模块。每组都能独立完成混合、点火,实现独立工作,一组故障不会影响到其它组的工作。

    主要应用于安装点数少于24个吹灰点的脉冲吹灰系统
    此结构通过导气点火柜将混台气体分配至各组,集分配和点火功能于体,无支路分配阀、点火罐,结构紧凑,功能全面,经济性高。点火后无旋转零件,能充分保证系统工作的安全。

    TJM型燃气脉冲吹灰系统安全措施
    ◆防止泄漏
    1管道在焊接完成后,进行气密检测,保证所有的焊缝和联接处密封可靠;
    2通过系统压力、流量等传感元件进行实时监测,若有阀门内漏现象,控制系统设计的逻辑
  保护程序及时报警提示;
    3对于管道可能出现的外部泄漏,通过可燃气泄漏报警仪进行监测。
    ◆防止系统回火和冲击
    系统安装有多级阻火器,能绝对保证可燃气的安全;系统内安装有机械式止回装置,能有效杜绝点火后产生的反冲击。
    ◆系统防超温装置
    吹灰器在工作中如果因为流量配比误差,会出现回火现象,即混合气燃烧而不产生脉冲波,这样就会烧损管道,造成安全隐患。所以在系统中安装了多点温度监测元件,实时监测系统的工作温度,出现超温现象会及时停止系统工作,报警提示。
    ◆可燃气压力监测
    可燃气管道上安装压力表和压力传感器,如果出现压力超设定值,系统自动锁死进入保护状态,并且报警提示。
    使用罐装燃气时,随着消耗的逐步增加,罐内压力下降,当到达警戒值时,系统自动发出报警,提示更换新燃气罐。
    ◆哑炮监测
    当一组点火工作后,监测点会产生压力和震动信号,主控制器对信号进行判断,确认是否正常。
  如果压力和震动值达不到设定要求,系统会判断为点火失败,作为哑炮记录到系统内。
    ◆脉冲发生器是吹灰系统的贮气设备,也是产生脉冲波的设备,它是整套吹灰系统安全的关键。我公司制作的脉冲发生器全部严格按照国家相关标准加工制作,逐台进行水压试验(试验压力1.3MPa)检测强度,逐批随机抽样(抽样率>20%)进行RT探伤检测。保证了脉冲发生器的质量安全可靠。


气源

  脉冲吹灰系统的气源由:空气和可燃气体两大部分组成。主要功能:为系统提供稳定可靠的工作气源。

气源基本技术规范

控制部分

    控制部分由控制柜和控制电缆组成,其中控制柜是整个控制系统核心,也是整套吹灰系统的中枢,吹灰系统各种功能都是通过控制柜来实现和完成。
    控制柜是吹灰系统实现自动/手动吹扫、逻辑保护、在线监测等功能的核心部件,是整个吹灰系统的中枢。主要通过PLC、触摸屏、各种仪器仪表配合来实现各功能。
    (一)主要功能
    ▲PLC控制,彩色人机界面操作,可根据积灰情况随时调整吹灰次数、吹灰强度、间隔时间。
    ▲对气体流量、压力和工作温度实时监测和显示,具有各种报警和联锁保护功能。
    ▲实现自动连续吹灰,也可选择任一组进行手动吹灰。
    ▲PLC的输入、输出预留冗余裕度,扩展性能强。
    ▲可预留DCS接口,通过RS485或232通讯,能方便的实现远程吹灰操作。
    ▲存储一个月的报警和运行记录,方便对故障原因的分析和排除。
    ▲对系统各点进行燃气泄漏监测,发现泄漏,及时关闭系统,进行报警提示。
    ▲对吹灰系统的工作状态进行监测,及时发现故障,并作出提示。对吹灰时产生的哑炮进行监测,并能提示系统作出调整。


    ▲系统自动工作,可在操作面板上点击“自动启动”按钮,系统按照设定程序自动工作:如果出现故障,系统自动停止工作,面板上的报警灯闪烁。故障原因可在触摸屏内的“报警界面”查看。
    (二)控制系统组成
    控制部分的所有设备集中安装在控制柜内。控制柜可放于主控室内或就地,控制柜箱体的颜色为象牙白,尺寸为800×600×1800。
    脉冲吹灰系统的控制系统的核心是一台可编程控制器,配合彩色触摸屏进行操作、显示。控制系统可完成对可燃气的通断、点火器的放电点火等的控制,实现吹扫层的选择、可燃气压力的采集显示、异常报警和连锁保护等功能。
    (三)控制电缆的型号为:
    kVV、KC、VVP等各种型号,根据国标和厂标选型敷设,通过电缆桥架和镀锌管引至各个执行元件连接。

    脉冲发生装置

    包含:脉冲发生器和吹灰管
    ☆构成混合气传输导管、脉冲发生器、支架、密封函、吹灰管:
    ☆特点合理设计内部湍流件,强化混合,增加充气饱满度;爆炸强度大,能量高,吹灰无死角:多点结合,覆盖范围广:
    脉冲发生器是贮存混合气、强化气体混合效率,调制产生脉冲波的主要关键设备。其容量影响着爆炸压力的衰减速度,容量大衰减慢,容量小则衰减快。脉冲发生器要反复承受脉冲压力的作用,尽管为开口容器,也参照压力容器标准设计、制造、检验。

    脉冲发生器型号和主要参数


    吹灰管:控制脉冲波的气流方向。根据锅炉受热面和积灰特性的不同,结合现场的角度、距离,配置相应规格的脉冲发生器和相应形式的吹灰管。

    吹灰管的材质根据工作部位的温度进行合理的选择,材质有高温耐热钢,普通耐热钢,锅炉钢和普通碳素钢。
    吹灰管从安装结构可分为两种型式:单孔和排孔。
    单孔形式的结构主要针对厚度较大,面积稍小的受热面。
    这种结构形式脉冲能量集中释放,吹扫强度大,更能有效的吹除顽固积灰。
    根据吹扫的角度、距离、积灰特点,吹灰管喷口采用不同的形式,以达到良好的吹灰效果。


    排孔形式的结构主要针对厚度较小,面积较大的受热面。
    这种结构形式,脉冲能量通过下部多个喷口传递到受热面,通过喷口的导向作用加大了吹扫的深度,能更大限度的扩展吹扫面积。
    根据受热面的结构和面积、受热面的积灰特点、吹灰管的安装距离,确定吹灰管喷口的数量,喷口的形状和尺寸,以达到良好的吹灰效果。

    高能点火器


    吹灰系统采用高能脉冲点火器,点火嘴选用不锈钢材质,耐水、耐油,适应性强;点火能量高,可靠性强,能在各种恶劣条件下正常放电点火;承载功率大,使用寿命长;拥有自清洁功能;点火电流小,不会对人体造成伤害。
    工作电压:220V,输出电压2500VDC,工作电流0.5A;点火能量:5焦耳,点火频率:15次/秒。点火嘴为半导体加不锈钢材质。

    燃气供气柜

    主要功能存放燃气,将高压燃气降低到O.12-O.18MPa,为吹灰系统提供稳定的可燃气气源。
    ☆构成汇流排、减压阀、压力表、阻火器、连接软管、卡口。
    特点成套组装,体积小巧:采用管道总减压,每次更换燃气气时,无需逐瓶调压,保证了系统燃气气源的稳定性;总减压阀压力调节精确,使用寿命长。
    ☆尺寸长800×宽400×高1600mm
    ☆安装位置锅炉O米层。
    ☆重量80Kg
    ☆颜色:象牙白供气柜内的汇流排,可将2-3瓶燃气并联到一起为系统提供稳定的气源。汇流排通过供气总成与气瓶联接,通过管道减压阀将燃气调整到所需的0.12-0.18MPa。
    柜内设备,出厂前严格进行水压试验,确保严密不泄漏。
    柜内燃气出口,安装有燃气紧急切断阀门,当系统出现超温、回火、泄露等报警时,阀门能快速切断,保证燃气管道安全。
    在燃气瓶出气口安装有阻火器,增加了系统的安全可靠性。

TJM-1型燃气脉冲智能单元化系统配置图

单元模块
   一套吹灰系统由若干个单元模块构成,一个工作组配套个单元模块,与发生器数量比例关系一般为1:2。
    每个单元模块由混合器、高能脉冲点火器、超温监测仪、哑炮监测仪、阻火器、逆止阀、流量调节阀、过滤器、双备份燃气电磁阀、空气电磁阀、燃气泄漏报警器、排污阀组成。
    所有的元器件在单元模块内集中布置,模块化设计,内部设置防回火、防泄漏、防冲击、防超温的设备,确保安全可靠运行。
    混合器采用迷宫和紊流双结构设计,即可增加混合气体的行程,又能提高混合效果;缓解冲击波的反冲力和阻火;自动疏水,积碳自动排出。
    每个模块均可单独完成气体混合、点火、防回火、防串组、超温保护、点火监测、泄漏检测自诊断等功能。


TJM-II型燃气脉冲集中分配系统配置图

流量调节柜


一套吹灰系统配置台。主要功能:调节空气和可燃气体的流量:调节混合气配比浓度:监测吹灰系统工作温度:控制和监测气体的流量和压力。
    外形尺寸:1150×550×1100mm颜色象牙白重量:100Kg
    流量调节柜由可燃气管路和空气管路组成,元器件主要有:截止阀、过滤器、电磁阀、流量调节阀、阻火器、止回阀、流量传感器、压力监测传感器、温度传感器、混合器等组成。
    在流量调节柜内设计了多项安全保障措施,能实现超温报警保护、回火和反冲击保护、可燃气泄漏报警保护、流量和压力非正常报警保护等功能,能确保系统的安全。
    所有阀门采用不锈钢材质,无卡涩,确保长期可靠的运行。柜体式设计易于安装,同时能防尘、防雨,更能适应恶劣的现场环境。
导气点火炬
    导气点火柜由两部分构成:旋转分配阀和高能脉冲点火器。
    外形尺寸。700×700×1000mm颜色象牙白重量50Kg
    旋转分配阀:将混合气根据需要分配到各组脉冲发生器中,实现各组稳定可靠的吹灰。
    ☆分配阀和点火器集中布置在箱体内,现场安装简便、效率高,现场占地面积小,管路铺设美观。同时能防尘防雨防锈,延长设备使用寿命。混合气体的分配和点火合二为一 ,结构简洁紧凑,零部件少,故障点少,运行更加可靠,维护量更小。
    ☆旋转分配阀芯体采用耐热钢材料,不会因高温变形。密封采用耐高温材料和机械密封相结合,出厂前进行水压密封检测,保证无漏损。采用自润滑轴承,低速旋转,保证10年以上使用寿命。
    ☆导气点火柜与流量调节柜的安装距离大于10米,不同标高布置。这样混合气配比稳定,点火时间充裕,有效杜绝回火和脉冲波对系统的反冲击。
    ☆采用先进的光学定位方式,定位准确可靠,气体分配无串组现象。


 
  

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