浅析能源动力系统除灰新技术的机理及应用

邓联军

（湖南省长沙市周南中学 湖南长沙 410008）

浅析能源动力系统除灰新技术的机理及应用

邓联军

（湖南省长沙市周南中学 湖南长沙 410008）

随着经济的快速发展，我国对能源的需求越来越大，而现如今的能源动力系统中大量使用高灰煤，使得受热面积灰比较多，不利于能源有效利用。为此，我国科学院力学研究所经过多年的研究，总结相关理论实践知识，研发了新除灰技术，本文就该除灰技术的机理及应用做了分析。

能源动力；除灰新技术；机理；应用

我国是一个产煤大国，对煤炭的需求也比较大，但是产出的高灰原煤会被直接燃烧，这不仅使得煤炭的利用率比较低，不利于环境保护，还会使得燃煤设备的安全性能降低。火力发电厂中，高灰煤是经常采用的动力能源，高灰煤的燃烧往往会使得锅炉，尤其是锅炉尾部的受热面上积聚量的灰，大大降低了锅炉的工作效率。如果人们不及时清理这些积灰，可能会导致积灰在高温的作用下，在空气预热器中再次燃烧，破坏锅炉的同时引发重大安全事故。

1 能源动力系统除灰新技术的机理及特点

在对锅炉中积灰的处理上，我国一般是采用固定式、旋转伸缩式和振动式这三种方法，这三种方式对清理积灰有一定的效果，但是还是有许多需要改进的地方。例如维护这些装置就需要大量的资金投入，对于固结的灰垢无法完全的清理干。因此，如何高效的清除煤灰就成为了科学研究院需要研究的问题，在经过多年的研究分析，得出了燃烧气脉冲除灰技术。

1.1 机理

燃烧气脉冲技术的原理就是采用高脉冲的方式，在积灰的表面，用高脉冲进行冲击。而该种高冲击波形成的原理就是点燃混合性气体，使其在狭窄的管道进行燃烧，燃烧后气体经过管道，在气压逐渐增大的情况下，由管道内喷出，释放出高脉冲流对着积灰的部位进行喷射，使积灰能够有效的被清除。

1.2 特点

在燃料燃烧的过程中，会产生一种强大的压力波，这种压力波是常规燃烧方式产生不了的，并且比常规的燃烧过程还要快，这就被称之为“爆燃”，但是这种快的速度又不是不可控制的，专业人员会计算出气体燃烧可能产生的压力值，防止产生“爆轰”的现象。此项技术的要求十分严格，首先要设计好燃烧芳，计算好燃烧所需的气体及体积，再综合各方面的因素，得出安全系数，只有在安全系数的范围之内，各项准备工作都已经做好的情况下才可以开始除灰作业。

2 燃烧气脉冲技术机理研究

此项技术的研究，是为了对燃烧房中燃烧时非定常燃烧的分析研究，以便掌握相关的控制手段及方法。除灰效果的影响因素有很多，燃料的类别、燃料的混合比、火焰速度等都会影响到除灰的效果，不同的燃料和混合比会产生不一样的除灰效果，火焰越大，燃烧速度越快，除灰效果也越明显。但是不同超出火焰速度的范围，否则就会产生比较严重的后果。

2.1 火焰速度随燃料浓度的变化

在燃烧室中，其他因素相同的情况下只改变燃料浓度的大小。当我们减少燃料的量时，燃料浓度就会降低，火焰速度越慢，一旦增加燃料的量，火焰燃烧的速度就会立刻快起来，由此可见，火焰燃烧速度与燃料浓度之间有着不可分割的关系。

2.2 燃料种类对火焰速度的影响

不同的可燃气体，由于其燃烧的性质不同，燃烧时产生的温度也不同，使得火焰的速度也不尽相同。在其他因素不变的前提下，只改变燃料的种类，就可以看出，在贫燃料混合物燃烧的时候，由于其含氧量丰富，使得产生有利于燃烧的氧气，燃烧速度也就更快，我们可以得出水煤气的燃烧速度大于液化石油气，甲烷端午火焰速度是其中最小的。

2.3 燃烧室结构对火焰速度的影响

火焰速度毫无疑问受到燃烧室结构的影响，在阻塞比比较大的管道中，火焰气流的火焰速度更快，在阻塞比小的管道中燃烧速度更慢。当阻塞比逐渐减小的时候，火焰穿过障碍物的压力就减小了，燃烧气流受到阻碍而变大，使得火焰速度提升。

3 工业应用

在研究实验的基础上，我们对燃烧室进行了改良，更加有利于锅炉除灰。目前，该项技术已经在不同机组中的锅炉除灰上面得到应用，并取得了一定的成效，产生了一定的经济效益和社会效益。有一些发电厂一直都是采用蒸汽除灰法，该种方法有许多的缺点，除灰的效果不太明显，在新技术发明后，该厂也应用了此种技术，例如上海外高桥电厂，在使用了该种技术之后，空气预热器的性能大大提升，锅炉也能高效的运行：而另外一些发电厂，在应用了此项技术之后也有不同的效果。例如闸北电厂，在使用了该项技术之后，3台130MW燃烧油机组的锅炉清理的时间减少，清理时间间隔也增长，使得发电量大大提升。由于除灰的效果比较好，降低了压力的摆动幅度，例如江苏新海电厂，300MW的机组在使用该项技术之后，锅炉内的积灰减少，使得锅炉故障问题的发生概率减少了，便于锅炉的正常工作。本技术还有利于银风电流，如深圳某电厂在使用该项技术之后，锅炉排烟能力大大增强，引风电流水平大大提升。

4 结语

我国是一个能源大国，对能源的需求量很大，能源动力系统除灰新技术的研究应用能增强锅炉除灰的效果，取得一定的经济效益和社会效益。要大力加强新技术的推广应用，以增强我国电力工业方面的实力。

[1]余立新，孙文超，吴承康.能源动力系统除灰新技术的机理及应用[J].动力工程学报，2001（04）：1367～1371.

[2]樊未军，孙文超.气脉冲除灰器工作机理研究[J].中国电机工程学报，2003（06）：137～141.

TK223.2

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1004-7344（2016）32-0321-01

2016-10-24