采用次声、低频高强度声波能清除锅炉换热面处积灰, 强化传热, 提高锅炉热效率。也可用来清除静电除尘器电极板、烟道、风机壳内的积灰、提高除尘效率, 这是声能学应用领域中高效节能新技术之一。声波除灰技术在国外自60年代问世以来,发展很快。

目前有两种典型声波除灰器, 一种是次声波除灰器, 频率小于2 0 H z , 作用空间总声压级为12 5 一1 3 5dB, 有效作用范围为巾( 12-16 )m X ( 15-1 7 ) m。另一种是音频声波除灰器, 频率为2 2 0 一2 5 0 H z , 作用空间总声压级为1 4 3 一1 4 5dB, 有效作用范围为中( 4 一6) m ( 4 一6 ) m。

国外产品报价高, 一台中型锅炉约需十万美元, 这其中还未包括空压机等设施费用。国内自20世纪开始研究声波除灰技术, 据悉其中有几家因声源辐射声功率低, 其炉内总声压级仅为10 OdB 左右, 比炉内燃烧本底噪声都低, 达不到除灰目的。

我们在阐述高声强助燃、除灰清渣作用机理基础上, 分析了决定换热面处总声压级的相关物理量出自江苏凤谷节能科技研制出FGSSC-A型高声强除灰器, 通过理论分析和现场试验, 对其除灰器的特性进行测试, 并观察炉内除灰效果。试验表明; 当声波辐射系统采用1 / 4 波长共振管时, 可大辐度提高炉内总声压级, 从而获得明显除灰效果。1 高声强助燃及除灰清渣作用机理.

1 高声强助燃

一般炉内燃烧本底噪声为155~120db, 其频率主要集中在次声和低频段。若将高强度次声、低频声波辐射到炉内, 可在炉内产生总声压级达1 2 5 一1 4 5 dB 时, 即比本底噪声平均高出1 0 dB 以上, 为此高强度声波, 可以扰乱燃料颗粒周围的氮气附面层, 促使燃料颗粒与氧分子碰撞机会增加, 进而得以充分燃烧, 从而提高燃烧效率。国外有日本岩井公司从瑞典引进利用2 0 一2 5 H z 低频高能声波引起空气振动,提高锅炉燃烧效率1 倍的报导。

2 高声强除灰清渣

在锅炉换热面上形成积灰情况下, 高强度声波( 1 25 一14 5dB ) 足以破坏灰粒与金属管壁间的束缚力, 使灰粒处于悬浮状态, 随时被烟气流带走, 在声波周期作用下, 可长久保持换热面的清洁。

如果在锅炉水冷壁或炉膛出口处的高温受热区域已经结渣, 高强度声波能量将被灰渣颗粒吸收, 使其灰渣表面发生形变、疏松、破碎。这个逐渐变化过程是灰渣积累吸收声能过程,一但灰渣表面产生微小裂隙, 声波便沿着裂隙将振动状态传人, 进而发生结渣颗粒与受热面剥离的现象。为了除渣, 必须向炉内辐射比除灰所需声压级更高强度的声波。用一个160db几百赫兹的声源, 可在现场中很快把灰渣除掉

根据( 1) 式可知, 炉内声场是由直达声与混响声迭加而成。LP值与声源辐射声功率, 炉体的结构, 声源安装位置等因素有关。对给定的锅炉, 选择适当位置安装除灰声源, 若声源辐射声功率愈大, 则LP值也愈大。据声波辐射理论知道, 对一个活塞式声源,如果直接向作用空间辐射单频简谐声波, 其辐射声功率W` 为