脫硝吹灰作(zuò)為(wèi)脫硝工(gōng)藝中(zhōng)的重要一環，對脫硝系統的正常運行有(yǒu)着保駕護航的重要作(zuò)用(yòng)。我們通過做不同角度，對吹灰器選型做出分(fēn)析。本文(wén)旨在抛磚引玉，希望與廣大設計院，工(gōng)程公(gōng)司，電(diàn)廠用(yòng)戶的技(jì )術人員商(shāng)榷，共同探讨更優化的的SCR脫硝器清灰方法、方案。

1、SCR脫硝工(gōng)藝的清灰需求

　　SCR即選擇性催化還原法，具(jù)有(yǒu)對爐膛影響小(xiǎo)、脫硝效率高、氨逃逸率低等優點，是目前主流地位的煙氣脫硝技(jì )術之一。在電(diàn)力行業，特别是煤粉爐上得到了廣泛應用(yòng)，以後也會在CFB上得到廣泛的推廣，也是目前用(yòng)于固定源 NOx 治理(lǐ)的一種好的脫硝工(gōng)藝。由于 SCR 脫硝反應器一般布置在電(diàn)除塵器之前，因此煙氣中(zhōng)的飛灰含量是比較高的。對SCR 脫硝反應器積灰的清除，國(guó)外歐美等發達國(guó)家已普遍采用(yòng)聲波清灰技(jì )術，近年來，我國(guó)的脫硝項目也開始采用(yòng)聲波清灰這一先進技(jì )術，取得了理(lǐ)想的效果。

　　SCR 脫硝反應器吹灰器可(kě)用(yòng)于反應器進出口及催化劑表面或内部鋼構件表面積灰的清除，延長(cháng) SCR 中(zhōng)催化劑活性和使用(yòng)壽命，同時降低系統中(zhōng)壓力阻力，清除飛灰過分(fēn)波動對後續除塵器的影響，并可(kě)減少每年用(yòng)于維修的人力及材料費用(yòng)，縮短生産(chǎn)停工(gōng)周期，以及延長(cháng)鍋爐運行周期等。

2、SCR脫硝工(gōng)藝清灰工(gōng)藝分(fēn)析

　　當前主流的SCR脫硝清灰工(gōng)藝為(wèi)聲波清灰器、蒸汽吹灰器和聲波+蒸汽吹灰器三種。目前針對中(zhōng)小(xiǎo)型鍋爐以聲波清灰器清灰工(gōng)藝為(wèi)主，200MW以上機組大部分(fēn)聲波+蒸汽吹灰器，一些特殊性的行業，比如玻璃爐窯煙氣中(zhōng)的灰粘性較大的，隻采用(yòng)蒸汽吹灰器。

　　下面就這三種工(gōng)藝的的優缺點分(fēn)析如下表：

 　　綜上分(fēn)析，以上三種吹灰工(gōng)藝均有(yǒu)其優點和不足之處，一般要根據鍋爐的爐型，燃燒的煤種，SCR反應器的尺寸大小(xiǎo)，煙氣流速、煙氣含塵量等因素綜合考量，确定适合當前工(gōng)藝特點的吹灰工(gōng)藝。

　　2.1對于200MW及以上機組，反應器尺寸比較大，建議采用(yòng)聲波+蒸汽吹灰器。運行時以聲波為(wèi)主，蒸汽吹灰器可(kě)以每天運行一次，以保護催化劑，延長(cháng)催化劑使用(yòng)壽命。

　　特别要說明的是：一定要明确以哪個吹灰器為(wèi)主運行設備，有(yǒu)些設計人員，因為(wèi)有(yǒu)蒸汽吹灰器，設計的聲波吹灰器數量較少，在實際運行中(zhōng)，不得不加強蒸汽吹灰器的運行次數。這樣的結果是即2.2對于200MW以下機組，其反應器比較小(xiǎo)，建議采用(yòng)聲波清灰器即可(kě)。但要注意設備的選型和數量以及安(ān)裝(zhuāng)位置。下面部分(fēn)會有(yǒu)詳細論述。

　　2.3對于一些特殊的爐型或者工(gōng)藝，灰分(fēn)粘性很(hěn)大，比如玻璃爐窯，比如一些燃燒特殊材料的垃圾焚燒，生物(wù)質(zhì)焚燒的爐型。建議采用(yòng)蒸汽吹灰器為(wèi)主，因為(wèi)粘性灰是聲波吹灰器的弱點，對于粘性大的灰，聲波吹灰器幾乎沒有(yǒu)什麽效果。這種情況下，隻能(néng)犧牲一下催化劑壽命作(zuò)為(wèi)代價。

　　注意：即使如此，也不建議采用(yòng)燃氣激波吹灰器，因為(wèi)燃氣激波吹灰器，吹灰具(jù)有(yǒu)非常明顯的方向性，對指定固定點的催化劑進行反複大能(néng)量沖擊，對催化劑有(yǒu)緻命的破壞性。可(kě)以考慮筆(bǐ)者近年研發的噴口可(kě)旋轉、激波能(néng)量可(kě)調節的可(kě)調節旋轉空氣激波吹灰器。在這裏暫不做論述，以後會撰文(wén)專題解析對于特殊行業，特殊工(gōng)況粘性灰的SCR反應器吹灰。

3、聲波清灰器的選型分(fēn)析

　　3.1 關于聲波清灰器設備的正名(míng)：吹灰器的這個名(míng)稱來自于蒸汽吹灰器，蒸汽吹灰器确實是利用(yòng)蒸汽的能(néng)量，進行射流，噴吹的，所以“吹”字，恰如其分(fēn)。而聲波吹灰器和蒸汽吹灰器的用(yòng)途是一樣的，聲波吹灰器的名(míng)稱就沿襲蒸汽吹灰器的名(míng)字而來。而實際上聲波除灰的原理(lǐ)與射流噴吹完全不同，它利用(yòng)的是聲波的震動，帶動灰的震動，然後随煙氣的流速和重力作(zuò)用(yòng)，随煙氣帶走，達到除灰的目的。所以我在這裏建議，聲波吹灰器的名(míng)字，應改為(wèi)“聲波清灰器”或者“聲波除灰器”更妥。以免用(yòng)戶的誤讀。

　　3.2當前主流的聲波清灰器類型有(yǒu)：膜片式聲波清灰器、旋笛式聲波清灰器、共振腔型聲波吹灰器。

 　　3.3 SCR反應器聲波清灰器選型分(fēn)析：

　　反應器積灰特點：1)SCR脫硝反應器設計煙氣流速3-5m/S，比常規豎井煙道裏面的煙氣流速要慢，所以灰的沉積也要較快。2)催化劑的形式有(yǒu)蜂窩狀和闆式催化劑兩種。相對于煙道裏面其他(tā)受熱面，比如過熱器，省煤器，空預器相對而言，所占空間比例要大，也就是煙氣流通的空間小(xiǎo)，該結構也相對容易産(chǎn)生積灰。

　　通過以上可(kě)以了解SCR反應器内煙氣積灰沉積相對較快，而聲波是需要在過程中(zhōng)清灰的設備，所以清灰的頻率(次數)較高。在這種工(gōng)況下，建議采用(yòng)膜片式聲波清灰器。

　　現在改進後的膜片式聲波清灰器，頻率低，灰振幅大，清灰效果好。因為(wèi)膜片式的隻需要控制進氣電(diàn)磁閥即可(kě)，可(kě)以随時起停，控制靈活方便。而旋笛式功率雖然比較大，但是因為(wèi)它是靠電(diàn)機驅動轉子切割空氣的，不适合頻繁的啓停工(gōng)況。如果按照現在常用(yòng)脫硝清灰的運行方式，每十分(fēn)鍾清灰十秒(miǎo)鍾，旋笛吹灰器頻繁啓停，故障率會比較高。共振腔式聲波清灰器雖然有(yǒu)其安(ān)裝(zhuāng)方便，免維護的優點，但是一般頻率較高，清灰效果不太理(lǐ)想，在這裏不做重點推薦類型。

沒有(yǒu)節省設備投資費用(yòng)，也無法保障盡可(kě)能(néng)的減少吹損，保障催化劑的壽命。

4、聲波清灰器在SCR反應器統設計要點

　  4.1關于聲波清灰器的有(yǒu)效範圍

　  4.1.1聲波清灰器的有(yǒu)效範圍，每個廠家說明書資料上各不相同。有(yǒu)些廠家提供有(yǒu)效長(cháng)度L≤15m,直徑D≤6m，有(yǒu)些L≤10m,直徑D≤4m。各不相同。從理(lǐ)論上講，這樣的有(yǒu)效範圍也是正常的。但是在工(gōng)程設計上，完全按這樣的理(lǐ)論的有(yǒu)效範圍設計，是不能(néng)滿足工(gōng)程需要的。

　　4.1.2有(yǒu)些廠家宣傳聲波沒有(yǒu)方向性，是球狀傳播的。但是從實踐來說聲波喇叭往正前方有(yǒu)效距離就比較大，垂直方向有(yǒu)效距離就比較短。說明聲波還是有(yǒu)方向性的。

　　4.1.3同時實踐證明聲波帶來的振動能(néng)量随着距離是衰減很(hěn)快的。有(yǒu)清灰效果和能(néng)滿足工(gōng)程需要的清灰能(néng)力要區(qū)分(fēn)開來，不能(néng)直接套用(yòng)有(yǒu)清灰效果作(zuò)為(wèi)設計依據，

　　4.1.4應該以項目環境需要的清灰能(néng)力為(wèi)準。以用(yòng)戶實際的工(gōng)程應用(yòng)經驗為(wèi)參考，并考慮一定的裕量。

　　4.2關于聲波清灰器的安(ān)裝(zhuāng)位置和數量設計。

　　4.2.1聲波吹灰器的安(ān)裝(zhuāng)一般設在催化劑上面，喇叭下口距離催化劑100-200mm(或者喇叭中(zhōng)心線(xiàn)距離催化劑上表面50mm左右)。設計過程中(zhōng)要充分(fēn)綜合考慮鋼梁、人孔等附屬設施的設計位置，盡量避免與其他(tā)結構位置發生沖突。

　　4.2.2聲波吹灰器的數量要參照4.1充分(fēn)考慮實際的有(yǒu)效清灰空間設計。不宜按理(lǐ)論值設計。

　　4.2.3聲波吹灰器的安(ān)裝(zhuāng)位置，要充分(fēn)考慮聲波具(jù)有(yǒu)方向性的特性，選定安(ān)裝(zhuāng)位置。以保證同樣數量的清灰器，大優的清灰效果。

　　4.2.4聲波與蒸汽吹灰器混裝(zhuāng)的情況，要充分(fēn)考慮兩者的安(ān)裝(zhuāng)位置及設備特性，不發生沖突。

　　4.3關于聲波清灰器開孔的大小(xiǎo)設計

　　現在大多(duō)數聲波吹灰器廠家都對設備進行了升級，喇叭大小(xiǎo)一般在350-500mm之間。這樣就有(yǒu)兩種開孔方式：1)開孔按喇叭大小(xiǎo)及套筒大小(xiǎo)開孔，這樣開孔就需要約400-550mm，這樣整個喇叭可(kě)以做到與反應器牆齊平。2)開孔較小(xiǎo)，比如開ø219的孔，這樣就需要從人孔将喇叭運進去，從裏往外伸出喇叭，再與發生器連接。這種情況喇叭需要伸進反應器一段。

       因為(wèi)第二種方式會有(yǒu)喇叭後方及側面的盲區(qū)。所以建議在現場允許的情況下，采用(yòng)那種方式開孔。

　　4.4關于聲波清灰器氣源及管道的設計

　　聲波清灰器的清灰效果與空氣壓力和流量關系非常大，所以建議氣源壓力和流量盡量從設計角度給予優化。比如氣源壓力盡量大一點，儲氣罐盡量離吹灰器現場近一些，吹灰器的主管道盡量粗一些。

　　壓縮空氣壓力盡量控制在0.5-0.6Mpa之間(用(yòng)氣點),太低了影響效果。但是0.7Mpa以上的壓力也會縮短膜片的壽命。适中(zhōng)為(wèi)好。

　　4.5關于聲波清灰器運行方式設計及控制系統設計

　　聲波清灰器的控制比較簡單，隻需要控制進氣電(diàn)磁閥的開閉即可(kě)。一般需要設定每台清灰器的啓動時間和間隔時間，以及多(duō)台聲波吹灰器的吹灰順序。因為(wèi)如3.3所述，脫硝的吹灰是過程清灰，建議間隔時間要短，頻次要多(duō)。而運行時間要短，10S足以。建議初始值設定為(wèi)10min一次，一次10s，現場可(kě)以根據運行情況，調整間隔時間。

　　有(yǒu)些廠家建議兩台同時啓動，甚至多(duō)台同時啓動。從理(lǐ)論上講，多(duō)台同時啓動應該是有(yǒu)更好的清灰效果。但是從工(gōng)程實踐來看，往往大部分(fēn)用(yòng)戶現場氣源不足，多(duō)台同時啓動，各吹灰器之間往往會出現争氣源現象，反而效果不好。所以多(duō)台之間的運行方式，還是要因地制宜，在氣源不特别充足的情況下，還是建議單台順次運行為(wèi)好。

　　聲波吹灰器的控制系統有(yǒu)三種，一種是就地設電(diàn)控箱，第二種是直接主系統的DCS控制，第三種是就地控制箱留DCS接口，就地和遠(yuǎn)程同時控制。建議采用(yòng)第二種，優化過的電(diàn)磁閥預留手動旋鈕，調試過程不需要接電(diàn)即可(kě)實現就地調試，這樣設計系統更簡單實用(yòng)，維護量更小(xiǎo)。

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