锅炉蒸汽吹灰系统

1.1 积灰

沉积在锅炉受热面上的灰，可分为积灰和结渣。积灰，是在受热面上温度低于灰熔点时灰沉积物的聚积，一般在锅炉炉膛出口多发生；结渣，是熔化了的灰粘附在受热面上，一般在高温受热面多发生。

积灰和结渣受物理、化学因素的影响，生成过程十分复杂。按积灰强度可分为松散性和粘结性积灰。锅炉受热面低温段因覆盖了粘结灰而变得粗糙，利于酸性凝结和腐蚀，而进一步向中温段延伸，最终造成堵灰腐蚀。

1.2 吹灰器

蒸汽吹灰系统由伸缩式或固定式旋转蒸汽吹灰器，以过热蒸汽为吹扫介质，阀组、汽水分离器等组成吹灰系统。

固定式吹灰器的吹灰管，开孔为相对两排多孔，在对流段两壁作支承，较为简单。伸缩式安装在锅炉外侧，吹灰时，吹灰管在锅炉内侧作伸缩运动。伸缩式的不足：结构复杂，密封长度大，易漏气，蒸汽直孔吹出，效率低。

葛京鹏等开发了新型无漏同步长伸缩蒸汽吹灰器，根据灰尘多少来选择蒸汽量，长时间停吹时，冷凝水通过疏水器排出，通过自紧动密封的蒸汽导通阀和吹灰管进行伸缩运动，不会产生泄露；吹灰管设置旋流导流器，使蒸汽有旋向速度，提高吹灰高效果；同步结构设计，简化了结构，降低蒸汽消耗量，提高了可靠性，缩小了体积和重量，便于安装。

周国华等在主蒸汽阀前后的蒸汽总管上设置旁路管线，在旁路管线上设置预热阀，防止了蒸汽冷凝水进入锅炉内，避免了炉管的腐蚀，提高了热效率。

周国华等发明了一种长伸缩吹灰器，吹扫角度360°，行程2.5~6 m，温度可超过550 ℃，吹灰时，作直线旋转往复伸缩运动，不吹灰时，吹灰管在炉膛外，避免了高温弯曲导致的机械故障；重新设计跑车上的双出轴减速机，避免了死角，吹灰效果更好；采用一组碟簧作填料压盖上的垫圈，减轻了外吹灰管的震动，延长填料的使用寿命。

目前，多介质吹灰器吹扫介质为高压水、低压水、蒸汽或压缩空气。为了达到吹扫效果，高压水喷嘴尺寸一般在φ1.6 mm~φ2mm，但烟气中颗粒和水源情况常导致喷嘴堵塞，不能正常使用。在半伸缩式多介质吹灰器后端枪管连接板增加高压水枪管活动臂手，当不用高压水清洗时，将高压水枪管旋转90°或180°，可有效防止粉尘堵塞。

现有技术的长行程蒸汽吹灰器结构复杂，喷嘴效率低，因结构局限，大于2 kg/s 的吹灰器难以制造。

章礼道开发了一种强指向超音速汽流蒸汽吹灰系统，超音速汽流的喷嘴速度系数高，有效地将蒸汽的压力能转换为速度能；获得更高的焓降和动能，出口流速超过1200 m/s；具有强指向性，布置在锅炉顶棚上喷嘴组，特别适合清除受热面之间搭桥式的积灰；喷嘴出口为带圆角的窄长矩形，按需要可以布置喷嘴的数量，清灰效果较好；

卢璐娇开发了一种包括吹灰管、角度调节装置、吹灰管嘴组件和流体开关控制单元的新型多功能的蒸汽吹灰器。吹灰角度可以调节，可实现蒸汽和高温水不同的吹灰方式，按积灰的严重程度来进行不同压强不同强度的喷射，改善了吹灰效果，提高了效率。

传统的蒸汽吹灰器常因机械和电器等原因导致吹灰管卡在炉内，故障率高，使用寿命短，能耗高，漏气现象普遍。新开发的气动旋流蒸汽吹灰器，节能效果比燃气激波吹灰器提高40 %，比声波吹灰器提高60 %，比传统蒸汽吹灰器提高80 %。

气动旋流蒸汽吹灰器主要包括蒸汽进管、气液分离室、蒸汽室、蒸汽输送管。气动旋流蒸汽吹灰器吹扫半径比传统蒸汽吹灰器大一倍左右，而吹灰长度可达5~20 m，平均耗汽量只有10 kgmin-1，可提高热效率3 %~5 %，具有操作灵活、维修方便、能耗低、吹灰效果好、可实现无人值守特点，广泛用于石油、力、化工、冶金等锅炉除灰。

1.3 控制系统

传统蒸汽吹灰器，吹管上设有前限位开关和后限位开关。由于热胀冷缩或安装偏差等原因，造成前限位开关受挤压变形或脱落，导致开关失灵，失去反馈信号。

李远征等开发了一种用于燃煤锅炉清灰的智能控制装置，包括PLC 控制器、驱动执行器、蒸汽(声波)清灰器、DCS 控制系统和传感器。通过DCS 将相应传感器的数据传输给PLC，PLC 通过执行器驱动相应的蒸汽(声波)吹灰器运转，达到清除积灰的目的，节约了能源，延长了设备寿命，却无法解决前极限位开关故障而导致的失灵问题。

温大为等开发了一种智能控制装置，在DCS 中预先设定目标时间值，即吹灰器启动后吹扫导管前进，直到触动前极限位开关位置的时间数值，并在DCS 和PLC 之间建立通信，当运行到目标时间值后，吹灰器开始反方向运动，在快退出炉膛时关闭阀门，吹灰器继续动作，直至退出炉膛。解决了前极限位开关发生故障而导致的失灵，增加了吹灰器的稳定性。

洛阳万山高新技术应用工程有限公司开发的WS 吹灰器控制系统由操作者接口单元、吹灰设备接口单元、动力驱动单元组成。WS 吹灰工艺灵活，画面丰富，具有保护、报警等多功能。可从DCS 监视WS 运行状况，还可以和其它系统组网，进行数据交换。

1.4 蒸汽、声波和燃气吹灰器性能比较

蒸汽、声波和燃气吹灰器性能比较如表1