求高效聲波吹灰器在油田注汽鍋爐上的應(yīng)用？？

核心提示：注汽鍋爐是油田開采稠油的重要設(shè)備，在運(yùn)行過程中，如何及時(shí)降低鍋爐的排煙溫度、提高熱效率是一項(xiàng)研究課題。本文指出了傳統(tǒng)清灰方法存在的不足，介紹了高效聲波吹灰器的結(jié)構(gòu)、原理和特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況加以總結(jié)分析，應(yīng)用效果理想

注汽鍋爐是油田進(jìn)行稠油開采的重要設(shè)備。它主要由對(duì)流段、輻射段兩大部分組成。對(duì)流段由對(duì)流換熱系數(shù)很高的翅片管組成，高溫?zé)煔猓ㄔ?00℃左右）在對(duì)流段內(nèi)將熱量以對(duì)流的方式傳給管路內(nèi)的水，將煙溫降至250℃左右排放。隨著注汽鍋爐運(yùn)行時(shí)間的增加，翅片管積灰逐漸加厚，對(duì)流換熱系數(shù)下降，鍋爐熱效率降低，煙溫不斷升高，當(dāng)達(dá)到280℃時(shí)必須停爐清灰。傳統(tǒng)的清灰方法是，停爐后人工將翅片管逐排沖洗，刮擦灰垢，直到爐管表面干凈為止。此方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，灰塵被吸入后影響健康，也浪費(fèi)水源，污染環(huán)境。聲波吹灰器是一種自動(dòng)清灰裝置，運(yùn)行中可隨時(shí)將翅片管的積灰除掉，使對(duì)流段始終保持較高的換熱系數(shù)，確保濕蒸汽發(fā)生器安全高效運(yùn)行。

一、聲波吹灰器的結(jié)構(gòu)及工作原理

1．結(jié)構(gòu)與發(fā)聲原理

聲波吹灰器的基本結(jié)構(gòu)如圖1。

壓縮氣體經(jīng)穩(wěn)壓穩(wěn)流室后，由收縮管加速到臨界速度，從噴嘴呈環(huán)形片狀噴出。在噴出的瞬間由于速度的增加大于密度的減小，氣流繼續(xù)加速到超音速，進(jìn)入旋流室。旋流室壓力增高，超音速氣流在噴口外形成沖擊波面，波面前的氣流壓力。密度和溫度急劇增加，從而產(chǎn)生高聲強(qiáng)聲波。氣流在收縮噴嘴達(dá)不到臨界聲速時(shí)，環(huán)形片狀氣流仍以亞音速噴入旋流室。旋流室的壓力增加到足以克服片狀氣流的內(nèi)應(yīng)力時(shí)，將改變片狀氣流的方向，向著旋流室外噴射，壓縮周圍的氣體介質(zhì)或亞音速氣流產(chǎn)生高聲強(qiáng)聲波。

2．清灰原理

聲波清灰的基本原理是強(qiáng)烈聲波所產(chǎn)生的起伏壓力連續(xù)不斷地沖刷翅片管表面達(dá)到除灰目的。

(1)一般性積灰。由于高聲強(qiáng)所產(chǎn)生的高壓聲波連續(xù)不斷地沖擊翅片管表面，使灰塵不能在翅片管表面集聚。

(2)牢固性積灰。由于翅片管表面的吸附作用，使灰塵在翅片管表面集聚產(chǎn)生積灰。這種積灰在強(qiáng)烈聲波的作用下產(chǎn)生聲波疲勞而脫落。

(3)粘性積灰。主要是燃油鍋爐燃燒不完全或由于其它不易燃物質(zhì)顆粒凝聚在一起的柔性積灰。這種積灰在高頻強(qiáng)聲波的作用下會(huì)加速干燥老化、板結(jié)、聲疲勞而脫落。

二、聲波自動(dòng)清灰裝置的系統(tǒng)構(gòu)成與工作特點(diǎn)

1．系統(tǒng)構(gòu)成

全套吹灰系統(tǒng)由壓力表1、高效聲波吹灰器2、ZIS型二通活塞式高溫高壓電磁閥3、KS型聲波除塵觸發(fā)時(shí)間自動(dòng)控制器4、儲(chǔ)氣罐5、配管6及配套空氣壓縮機(jī)組成，流程如圖2所示。YSC發(fā)生器作用半徑為0.5~1.3m，其工作由觸發(fā)時(shí)間自動(dòng)控制器控制，每次發(fā)聲2~5min，每天總發(fā)聲時(shí)間為60~90min；人工操作時(shí)，每隔60min開啟一次，每次開啟2~3min。

2．主要特點(diǎn)

(1)自動(dòng)化程度高，不需人工操作；

(2)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、除灰效率高；

(3)耐高溫。選用優(yōu)質(zhì)耐熱磨不銹鋼材料加工而成，在600℃以下的爐膛內(nèi)安裝可長(zhǎng)期使用；

(4)壽命長(zhǎng)，不用維修。YSC發(fā)生器的使用壽命高于供氣管道的使用壽命，因此一次性投資可長(zhǎng)期受益；

(5)對(duì)氣源要求低。只要保證氣體清潔沒有雜質(zhì)都可使用；

(6)工作區(qū)域?qū)?。氣體壓力在0.1~0.6MPa之間都能發(fā)生高聲強(qiáng)聲波；

(7)聲波范圍大。強(qiáng)聲波的作用范圍，單個(gè)吹灰器在2~20m3；

(8)耗能少。除用壓縮空氣或蒸汽作用力源外，無任何能耗；

(9)對(duì)鍋爐和輔機(jī)不造成損害。

三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2001年3月，G203#注汽鍋爐大修時(shí)，在對(duì)流段兩個(gè)側(cè)板共裝了四個(gè)YSC聲波吹灰器。應(yīng)用該聲波吹灰器后，煙溫上升緩慢，全年該鍋爐共注汽10口井，平均注汽煙溫為228℃，比安裝前煙溫降低了22℃，熱效率提高2%，每噸汽可省油1.4kg，年節(jié)油量為28t，經(jīng)濟(jì)效益5萬元。