采用次聲、低頻高強度聲波能清除鍋爐換熱面處積灰, 強化傳熱, 提高鍋爐熱效率。也可用來清除靜電除塵器電極板、煙道、風機殼內的積灰、提高除塵效率, 這是聲能學應用領域中高效節能新技術之一。聲波除灰技術在國外自60年代問世以來,發展很快。

目前有兩種典型聲波除灰器, 一種是次聲波除灰器, 頻率小于2 0 H z , 作用空間總聲壓級為12 5 一1 3 5dB, 有效作用范圍為巾( 12-16 )m X ( 15-1 7 ) m。另一種是音頻聲波除灰器, 頻率為2 2 0 一2 5 0 H z , 作用空間總聲壓級為1 4 3 一1 4 5dB, 有效作用范圍為中( 4 一6) m ( 4 一6 ) m。

國外產品報價高, 一臺中型鍋爐約需十萬美元, 這其中還未包括空壓機等設施費用。國內自20世紀開始研究聲波除灰技術, 據悉其中有幾家因聲源輻射聲功率低, 其爐內總聲壓級僅為10 OdB 左右, 比爐內燃燒本底噪聲都低, 達不到除灰目的。

我們在闡述高聲強助燃、除灰清渣作用機理基礎上, 分析了決定換熱面處總聲壓級的相關物理量出自江蘇鳳谷節能科技研制出FGSSC-A型高聲強除灰器, 通過理論分析和現場試驗, 對其除灰器的特性進行測試, 并觀察爐內除灰效果。試驗表明; 當聲波輻射系統采用1 / 4 波長共振管時, 可大輻度提高爐內總聲壓級, 從而獲得明顯除灰效果。1 高聲強助燃及除灰清渣作用機理.

1 高聲強助燃

一般爐內燃燒本底噪聲為155~120db, 其頻率主要集中在次聲和低頻段。若將高強度次聲、低頻聲波輻射到爐內, 可在爐內產生總聲壓級達1 2 5 一1 4 5 dB 時, 即比本底噪聲平均高出1 0 dB 以上, 為此高強度聲波, 可以擾亂燃料顆粒周圍的氮氣附面層, 促使燃料顆粒與氧分子碰撞機會增加, 進而得以充分燃燒, 從而提高燃燒效率。國外有日本巖井公司從瑞典引進利用2 0 一2 5 H z 低頻高能聲波引起空氣振動,提高鍋爐燃燒效率1 倍的報導。

2 高聲強除灰清渣

在鍋爐換熱面上形成積灰情況下, 高強度聲波( 1 25 一14 5dB ) 足以破壞灰粒與金屬管壁間的束縛力, 使灰粒處于懸浮狀態, 隨時被煙氣流帶走, 在聲波周期作用下, 可長久保持換熱面的清潔。

如果在鍋爐水冷壁或爐膛出口處的高溫受熱區域已經結渣, 高強度聲波能量將被灰渣顆粒吸收, 使其灰渣表面發生形變、疏松、破碎。這個逐漸變化過程是灰渣積累吸收聲能過程,一但灰渣表面產生微小裂隙, 聲波便沿著裂隙將振動狀態傳人, 進而發生結渣顆粒與受熱面剝離的現象。為了除渣, 必須向爐內輻射比除灰所需聲壓級更高強度的聲波。用一個160db幾百赫茲的聲源, 可在現場中很快把灰渣除掉

根據( 1) 式可知, 爐內聲場是由直達聲與混響聲迭加而成。LP值與聲源輻射聲功率, 爐體的結構, 聲源安裝位置等因素有關。對給定的鍋爐, 選擇適當位置安裝除灰聲源, 若聲源輻射聲功率愈大, 則LP值也愈大。據聲波輻射理論知道, 對一個活塞式聲源,如果直接向作用空間輻射單頻簡諧聲波, 其輻射聲功率W` 為