核心提示：注汽锅炉是油田开采稠油的重要设备，在运行过程中，如何及时降低锅炉的排烟温度、提高热效率是一项研究课题。本文指出了传统清灰方法存在的不足，介绍了高效声波吹灰器的结构、原理和特点，对现场应用情况加以总结分析，应用效果理想
注汽锅炉是油田进行稠油开采的重要设备。它主要由对流段、辐射段两大部分组成。对流段由对流换热系数很高的翅片管组成，高温烟气（在800℃左右）在对流段内将热量以对流的方式传给管路内的水，将烟温降至250℃左右排放。随着注汽锅炉运行时间的增加，翅片管积灰逐渐加厚，对流换热系数下降，锅炉热效率降低，烟温不断升高，当达到280℃时必须停炉清灰。传统的清灰方法是，停炉后人工将翅片管逐排冲洗，刮擦灰垢，直到炉管表面干净为止。此方法劳动强度大，灰尘被吸入后影响健康，也浪费水源，污染环境。声波吹灰器是一种自动清灰装置，运行中可随时将翅片管的积灰除掉，使对流段始终保持较高的换热系数，确保湿蒸汽发生器安全高效运行。
一、声波吹灰器的结构及工作原理
1．结构与发声原理
声波吹灰器的基本结构如图1。
压缩气体经稳压稳流室后，由收缩管加速到临界速度，从喷嘴呈环形片状喷出。在喷出的瞬间由于速度的增加大于密度的减小，气流继续加速到超音速，进入旋流室。旋流室压力增高，超音速气流在喷口外形成冲击波面，波面前的气流压力。密度和温度急剧增加，从而产生高声强声波。气流在收缩喷嘴达不到临界声速时，环形片状气流仍以亚音速喷入旋流室。旋流室的压力增加到足以克服片状气流的内应力时，将改变片状气流的方向，向着旋流室外喷射，压缩周围的气体介质或亚音速气流产生高声强声波。
2．清灰原理
声波清灰的基本原理是强烈声波所产生的起伏压力连续不断地冲刷翅片管表面达到除灰目的。
(1)一般性积灰。由于高声强所产生的高压声波连续不断地冲击翅片管表面，使灰尘不能在翅片管表面集聚。
(2)牢固性积灰。由于翅片管表面的吸附作用，使灰尘在翅片管表面集聚产生积灰。这种积灰在强烈声波的作用下产生声波疲劳而脱落。
(3)粘性积灰。主要是燃油锅炉燃烧不完全或由于其它不易燃物质颗粒凝聚在一起的柔性积灰。这种积灰在高频强声波的作用下会加速干燥老化、板结、声疲劳而脱落。
二、声波自动清灰装置的系统构成与工作特点
1．系统构成
全套吹灰系统由压力表1、高效声波吹灰器2、ZIS型二通活塞式高温高压电磁阀3、KS型声波除尘触发时间自动控制器4、储气罐5、配管6及配套空气压缩机组成，流程如图2所示。YSC发生器作用半径为0.5~1.3m，其工作由触发时间自动控制器控制，每次发声2~5min，每天总发声时间为60~90min；人工操作时，每隔60min开启一次，每次开启2~3min。
2．主要特点
(1)自动化程度高，不需人工操作；
(2)体积小、重量轻、结构简单、造价低、除灰效率高；
(3)耐高温。选用优质耐热磨不锈钢材料加工而成，在600℃以下的炉膛内安装可长期使用；
(4)寿命长，不用维修。YSC发生器的使用寿命高于供气管道的使用寿命，因此一次性投资可长期受益；
(5)对气源要求低。只要保证气体清洁没有杂质都可使用；
(6)工作区域宽。气体压力在0.1~0.6MPa之间都能发生高声强声波；
(7)声波范围大。强声波的作用范围，单个吹灰器在2~20m3；
(8)耗能少。除用压缩空气或蒸汽作用力源外，无任何能耗；
(9)对锅炉和辅机不造成损害。
三、现场应用
2001年3月，G203#注汽锅炉大修时，在对流段两个侧板共装了四个YSC声波吹灰器。应用该声波吹灰器后，烟温上升缓慢，全年该锅炉共注汽10口井，平均注汽烟温为228℃，比安装前烟温降低了22℃，热效率提高2%，每吨汽可省油1.4kg，年节油量为28t，经济效益5万元。
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