鄧聯(lián)軍

（湖南省長沙市周南中學(xué) 湖南長沙 410008）

淺析能源動(dòng)力系統(tǒng)除灰新技術(shù)的機(jī)理及應(yīng)用

鄧聯(lián)軍

（湖南省長沙市周南中學(xué) 湖南長沙 410008）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國對能源的需求越來越大，而現(xiàn)如今的能源動(dòng)力系統(tǒng)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(xué)院力學(xué)研究所經(jīng)過多年的研究，總結(jié)相關(guān)理論實(shí)踐知識(shí)，研發(fā)了新除灰技術(shù)，本文就該除灰技術(shù)的機(jī)理及應(yīng)用做了分析。

能源動(dòng)力；除灰新技術(shù)；機(jī)理；應(yīng)用

我國是一個(gè)產(chǎn)煤大國，對煤炭的需求也比較大，但是產(chǎn)出的高灰原煤會(huì)被直接燃燒，這不僅使得煤炭的利用率比較低，不利于環(huán)境保護(hù)，還會(huì)使得燃煤設(shè)備的安全性能降低?；鹆Πl(fā)電廠中，高灰煤是經(jīng)常采用的動(dòng)力能源，高灰煤的燃燒往往會(huì)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(shí)清理這些積灰，可能會(huì)導(dǎo)致積灰在高溫的作用下，在空氣預(yù)熱器中再次燃燒，破壞鍋爐的同時(shí)引發(fā)重大安全事故。

1 能源動(dòng)力系統(tǒng)除灰新技術(shù)的機(jī)理及特點(diǎn)

在對鍋爐中積灰的處理上，我國一般是采用固定式、旋轉(zhuǎn)伸縮式和振動(dòng)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(jìn)的地方。例如維護(hù)這些裝置就需要大量的資金投入，對于固結(jié)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(xué)研究院需要研究的問題，在經(jīng)過多年的研究分析，得出了燃燒氣脈沖除灰技術(shù)。

1.1 機(jī)理

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

1.2 特點(diǎn)

在燃料燃燒的過程中，會(huì)產(chǎn)生一種強(qiáng)大的壓力波，這種壓力波是常規(guī)燃燒方式產(chǎn)生不了的，并且比常規(guī)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(yè)人員會(huì)計(jì)算出氣體燃燒可能產(chǎn)生的壓力值，防止產(chǎn)生“爆轟”的現(xiàn)象。此項(xiàng)技術(shù)的要求十分嚴(yán)格，首先要設(shè)計(jì)好燃燒芳，計(jì)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(shù)，只有在安全系數(shù)的范圍之內(nèi)，各項(xiàng)準(zhǔn)備工作都已經(jīng)做好的情況下才可以開始除灰作業(yè)。

2 燃燒氣脈沖技術(shù)機(jī)理研究

此項(xiàng)技術(shù)的研究，是為了對燃燒房中燃燒時(shí)非定常燃燒的分析研究，以便掌握相關(guān)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(huì)影響到除灰的效果，不同的燃料和混合比會(huì)產(chǎn)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(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)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?nèi)剂蠞舛鹊拇笮　．?dāng)我們減少燃料的量時(shí)，燃料濃度就會(huì)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(huì)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(guān)系。

2.2 燃料種類對火焰速度的影響

不同的可燃?xì)怏w，由于其燃燒的性質(zhì)不同，燃燒時(shí)產(chǎn)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?nèi)剂系姆N類，就可以看出，在貧燃料混合物燃燒的時(shí)候，由于其含氧量豐富，使得產(chǎn)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(jié)構(gòu)對火焰速度的影響

火焰速度毫無疑問受到燃燒室結(jié)構(gòu)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(dāng)阻塞比逐漸減小的時(shí)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(yè)應(yīng)用

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

4 結(jié)語

我國是一個(gè)能源大國，對能源的需求量很大，能源動(dòng)力系統(tǒng)除灰新技術(shù)的研究應(yīng)用能增強(qiáng)鍋爐除灰的效果，取得一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。要大力加強(qiáng)新技術(shù)的推廣應(yīng)用，以增強(qiáng)我國電力工業(yè)方面的實(shí)力。

[1]余立新，孫文超，吳承康.能源動(dòng)力系統(tǒng)除灰新技術(shù)的機(jī)理及應(yīng)用[J].動(dòng)力工程學(xué)報(bào)，2001（04）：1367～1371.

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

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2016-10-24