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声波吹灰技术知识

声波除灰的方法源于人们的生活实践。 1918年,瑞典人就曾利用枪声除去工业烟道内的烟灰;第二次世界大战期间,英格兰人也曾使用枪声除掉住宅烟囱内的烟灰;据记载我国也曾有使用鞭炮的爆炸声,清除烟囱中的积灰。现代的声波除灰技术的提出和发展始于70年代的欧洲,1978年进入美国市场,80年代末引入我国,并开始在电站和石化锅炉上试验性地推广使用。

  声波除灰技术是利用将一定强度、频率的声波导入运行中的锅炉炉体内,在粉尘微?赡芫奂目占淝,通过声波使空气分子和粉尘微粒产生振荡,使积灰粉尘粒子之间产生循环交变应力作用,阻止粉尘微粒在热交换表面以及粒子之间的聚合、结集,再由烟气流的冲涮和粉尘粒子之间的碰撞,使它处于悬浮状态,以便由烟气流或重力作用将其带走。

  为达到一定的除灰效果,声波强度必须达到一定的等级。大量实践表明,声级必须达到135dB以上才能实现除灰效果。而要到快速除灰效果,一般要求声级必须达到140dB以上。

  声波能量,作用范围以及声强级的关系如何:

  声强(单位面积上的通过能量或者说能量强度)的大小,是用声强级来衡量的。(数值上声强级和声压级相等)。声强级每提高3分贝,声强增大为2倍(乘以2)。提高一分贝,乘以1.26。声强级155dB的产品 和 声强级145dB的产品对比。大10dB,(3+3+3+1)155的声强是145的(2×2×2×1.26)= 10 倍。但并不意味着有效作用距离是其的10倍。以距离加倍,声强级减小6dB计算。

  1M:155dB  2M: 149dB  3M:145dB                       

  4M: 143dB  8M:137dB  10M: 135dB    

  即作用距离是3倍的关系。简单的说,可以这样理解,声强10倍,范围10倍,半径和范围是平方的关系,所以距离为3倍左右。

什么叫在线清灰,为什么要采用这种方式吹灰?

  锅炉在运行时,烟气中会含有大量的灰份,当烟气流通过锅炉内部的换热面时,灰份会在换热面管束的表面发生沉积。从而造成换热面上的积灰,影响锅炉换热面的换热效率,降低锅炉的热效率。积灰严重的还有可能造成管道间空隙的堵塞,减少锅炉的出力。

  因此最佳的除灰方式应当是在线及时除灰,也就是指在锅炉运行期间,通过多次数短时间的除灰,保持换热管束表面始终处于洁净的状态,维持良好的换热效率。

  举例说明:

  假定在换热面积灰层厚度小于1cm的情况下,灰份在换热管束表面上的净沉积速度为0.1mm/2h,当积灰层厚度大于0.1mm时开始影响换热器的换热效率,增加0.1mm, 效率损失0.1%。吹灰器每工作1分钟,可减少灰层0.2mm。

  锅炉开始工作2小时后由于积灰的原因,换热面的效率开始受轻微影响。24小时内,积灰层厚度增为1.2mm。如果采用每天除灰一次的方式(吹灰器工作6分钟),可达到清除积灰的目的,但是锅炉换热面的换热效率有22小时是受到了影响的,实际上损坏了锅炉的效益。

  如果采用每2小时1分钟的除灰方式,则可以保持换热面的换热效率在24小时内都维持在设计值水平。减少煤耗,提高经济效益。而实际上,当灰份积累到一定程度,由于重力及灰份间的相互作用力,会增加除灰的难度。

  因此采用在线清灰的方式,是锅炉除灰的最佳选择。

  而我公司声波吹灰器正是针对这种先进的除灰方式设计的。其完全不同于过往的旧式被动的除灰方式,如等到积灰到一定程度了再一次性清除。而是在线式的除灰,提前预防积灰的出现,在积灰到达一定程度后,再采用声波除灰则需要较长的除灰工作时间。因此,只有多班次的运行方式才能真正体现声波除灰的优点,取得最佳的吹灰效果,提高锅炉效益。

调频的优势在什么地方?

  声波除灰的机理是将具有一定强度的声波送入到锅炉内部积灰的部位,通过声波的反复作用,以达到除灰、除焦的目的。声波作为一种波,在其所及的范围内,对于单一的声波频率来说,总会出现有的部位强,有的部位要弱一些,就象用石头击水,在水面出现的水波的波纹一样。因此,单一的除灰声波频率会导致局部除灰不彻底,留下死角的情况。

  调频的目的就是使声波发生器发出的声波在一个频率段内循环变化。这样,一个频率对某个部位除灰不彻底,另外一个频率就能解决此处的积灰问题。调频的目的就是使声波发生器作用范围内不会出现死角,达到彻底除灰。

  必须要指出的是每个锅炉的实际情况均有所偏差,声源频率可调,保证了可根据现场锅炉的实际匹配情况,调整频率,以便达到最佳的声压级。实现除灰器与锅炉腔体内的空间良好匹配。杜绝了由于声波频率固定而出现了在不同锅炉乃至不同部位除灰效果迥异的现象。

低频的优势在什么地方?

  A、低频声波具有良好的绕射能力。以频率30~300赫兹为例,其声波的波长在1.2~12米之间,这意味着对于尺寸为数米量级的障碍物都可以获得良好的绕射效果,不存在“寂静区”,确保了除灰无死角。针对于锅炉中,换热管道密布且管间间隙小的实际情况,要取得大范围良好的除灰效果,采用低频段的声波进行除灰是必要的选择。

  B、低频声波衰减慢。声波在空气中传播时,由于气团分子的阻尼作用,存在着一定的耗散。对于高声强的声波,耗散效应尤为明显。以声源强度同为151db为例,低频声波(300HZ以下)的耗散效应只有高频声波(1000HZ以上)的20%-40%。也就是说,采用高频声波除灰时,会有大量的声能耗费在空气中,无法起到除灰的作用。相同大小的声源,高频声波的除灰范围要比低频的明显偏小。在日常生活中,低频声波(音感表现低沉)要比高频声波(音感表现为声音尖锐)传播的远,就是低频声波衰减慢的最好明证。

  C、有效避开共振频率,对锅炉无损害。锅炉整体的共振频率为几赫兹,而换热面上的管件的共振频率为几千赫兹。高声强的声波采用30~300赫兹作为工作频率,可以完全消除由于共振引起的对锅炉的损害。而当采用高频声波时,则有可能引起换热管道的共振,对管件造成损害。

声波除灰对人是否有损害?

  一般认为人耳可听到的声音频率在20Hz~20,000Hz之间。频率在20Hz以下的声波称为次声波,频率高于20000Hz以上的声波称为超声波。医学上的B超即是超声波的应用。次声波对人体有伤害。声波按其频率一般可划分为超声波(2万Hz以上),可听声(20~20000Hz)和次声波(20Hz以下)。

  超声波多用于探测(声呐,工业探伤),医疗检查(B超),医疗治理(聚焦)等,对人体基本无害(医学上用B超来检测胎儿就是明证)。次声波由于其频率接近人体内部器官及组织的共振频率,容易激起人体器官及组织的共振,对人体有害,多表现为头昏,头疼,神经衰弱等,高强度的次声波甚至可使人暂时失明,昏阕甚至死亡。由于其可制敌而不损坏物件并且不可听,很多国家都已经开始进行次声波武器研究,美国已有实际应用。

  可听声是人们日常生活中最多接触到的声音。其对人的影响也比较复杂,比如某些人喜欢的音乐在另一部分人听来确实严重的噪声。但总的来说,可分为两个方面:

  一个方面是噪声对人的心理影响,如:吵闹的噪声让人讨厌,烦恼,精神不集中,影响工作效率,妨碍休息睡眠等。这一方面由于个体差异较大,因此无具体的统一数据,但从统计数据看,噪声影响程度大致与声级成正比。

  另一个方面是噪声对人的生理影响,最典型的就是听力损失。这又包括永久性的听力损失和暂时性的听力损失。对于这一现象,国际上很早就开始了研究。1961年,国际标准组织(ISO)就针对连续噪声提出了噪声标准,依照其标准规定(ISO1996-1971E),为避免听力损失,对于每天工作八小时,每周40小时的情况,其连续噪声不得超过90dBA,连续噪声级每声升高3dB,连续暴露时间减半。美国采用的是八小时工作日容许稳定噪声A声级为90dB,A声级升高5dB,容许暴露时间减半。现在大多数国家采用每日8小时或每周40小时A声级为90dB的标准。

  我国1980年颁布的中国工业企业噪声标准为(节。

每日工作时间

现有企业

新建企业

8h

90dB

85dB

4h

93

88

2h

96

91

1h

99

94

注:1,工作时间指在噪声环境下连续工作的时间。 2, 连续噪声级最高不超过115dBA

  满足标准情况下的确保对工作人员不造成听力损失。

  对于噪音有变化波动的情况,一般采用A声级按能量平均值、等效连续声级Leq(简称等效声级)计算。对于脉冲声,如枪声,每天100次的容许声压级峰值为140dB。在次之下,可认为对人体无危害。除了听力损失外,强噪声还可能诱发一些疾病,如神经衰弱,消化不良,高血压,心血管病等等。特强噪声(160dBA)还会引起胃疼,咳嗽甚至失明等。

  但这些要求的声级都远大于引起听力损失的噪声级。

  我公司出品的RL系列大功率旋笛声波除灰器,最大有效工作声级可达155分贝以上。但由于采用了喇叭,其声波具有强的指向性(即不是均匀分布),喇叭后方声级要小的多,且喇叭口对准锅炉内部,在采用可靠密封及隔声措施条件下,吹灰器工作现场最大噪声低于98分贝(远小于115分贝)。并且由于声波吹灰器是间隙工作的,每小时工作的时间一般在10分钟以下,其等效声级Leq小于85分贝,对人无任何损害。


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