选什么样的清灰器和清灰方式？如何选择清灰器？高炉热风炉如何选择清灰方式

 

1 前 言

随着高炉冶炼强度的不断提高，对高风温的依赖程度越来越大。高炉热风炉为了烧炉达到****效果，送出更高的风温，将空气与煤气在燃烧前进行预热器加热。受高炉煤气纯度的影响，预热器内部容易积灰，在内壁形成垢层，减小了介质的受热面积，影响了空气与煤气的预热效果，腐蚀了设备。为此，对预热器实施除尘控制，目的是使附着在受热面上的积灰脱离受热面，使灰尘粒子悬浮起来，并始终处于悬浮流化状态，以便气流将其带走或自动脱离，从而达到清灰的目的。在影响预热器除尘效果的因素当中，除尘覆盖面积与安全运行性能是最关键的2个指标。传统的预热器外部振打清灰方式存在诸多弊端，效果不佳。由于预热器中预热的有煤气，不能采用电能击打方式，因此，针对高炉热风炉空煤气预热器的特殊工况，采用了宽频声波技术来处理预热器内部的积灰。

2 声波清灰技术

声波清灰是指通过声波发生器，把高压气流调制成强声波，利用声场能量，清除和减缓换热器表面的积灰。

2.1 声波频率的波段选择及装置安装

声波清灰效果的好坏与滤料和灰尘的黏着性、滤料的特性、 灰尘的质量、 声波的频率及声压有关，因此选择合适的声波频率与声压至关重要。声波发生器的安装关系到声波声压的大小，也决定能否完全作用于整个预热器受热面。因此，应寻找****炉墙开孔点，使声波器出口与预热器内底壁保持水平，声波可作用于整个空间，有效清灰区域达到****。

2.2 声波发生器的密封

声波发生器安装完毕后，应考虑密封，要求声导管连接法兰套管时，套管与炉墙之间填实，采用耐火保温材料填充固定，防止声强降低。

3 应用情况

3.1 声波清灰效果的理论分析

多次预热器清灰试验结果表明，声波在100～200 Hz********。这是由于在该频率下，容易引起灰尘料的局部共振，同时，声频越高，声压衰减越大，清灰范围越小。声波清灰的工作频率一般在20～250 Hz，声压级为125～140 dB。目前，用于声波清灰的声源一般是气动式声波，其发生机理是将高压气流所携带的直流能量经调制变换为交变的声波能量。在通常情况下，声压与振动频率、 声源振动速度、 声源表面积成正比，与传播距离成反比； 而声强与传播距离的平方成反比。由于声波频率较低，所以没有考虑介质的影响。为获得满意的清灰效果，一般应具备以下条件： 声波的声强和频率按预热器具体结构和粉尘性质进行设计计算。另外由于声波自声源向四周辐射时，声强随距离的增加，呈平方反比规律衰减。当距离增为2、 3、 4倍时，声能相应减少为1/4、 1/9、 1/16，所以声波发生器布置同样至关重要。

3.2 系统实际调试过程

系统由声波发生器部分、 管路及附件和控制3部分组成。系统结构组成如图1所示。

3.2.1 声波发生器的调试

系统由宽频声波发生器、 声导管组成。声波发生器由调制器、 变频调速电机、 电磁阀、 压力表、 过滤器、 底座等组成。声导管由特殊不锈钢精铸而成，将调制器产生的声波放大并导入预热器内。该装置的安装位置需经过分析方可得出准确数据。

由图1可知，声波发生器一般布置在除尘器顶部或侧部的壁板上，在设计嗽叭安装方向时，声波清洁器喇叭口垂直或斜角向下或平放，喇叭口切勿向上放置。为达到理想的声波传播，前应有400 mm距离的空间，而喇叭圆周的空间应有20 mm距离。经过测量计算，最终定位在距容器外平面110 cm的位置开孔安装。为保持****的声强效果，必需保证声波器出口与预热器内底壁保持水平，这样使声波作用于整个空间，能在容器内产生混响，不留死角，有效清灰区域达到****。为了验证开孔的精确性，进行了模拟试验，得出了可靠的数据。通过模拟曲线，证明开孔安装位置选择准确。然后，计算合适的声波频率和声强。

根据声压与平均有效声压级的关系式：

L=20lgP/K，

式中： L为声压级，dB； P为平均有效声压，Pa； K为参考声压。求出声波作用下介质被 “挤压” 的声压级数值。经过多次测试，声压级在150 dB以上时，有效声压较大，因此，选择150～160 dB作为设备的设定参数。实践证明，该参数恰好满足了工艺要求，除尘效果****。

3.2.2 管路及附件

为了保证系统的密封性，不发生 “跑风” 的现象，安装法兰套管时套管应伸入炉墙，套管内端必须与炉墙内壁平齐，中心线应水平，法兰与炉外壁间保证一定的距离以便安装连接螺栓。套管与炉壁外层钢板焊接，要求整体圈焊接，保证牢固； 声导管连接法兰套管时，套管与炉墙之间应填实，采用耐火保温材料填充固定，防止声强降低。因此，声波发生器的密封的问题得到解决。

3.2.3 自动控制部分

为了保证系统实时自动运行，采用了当前通用的PLC技术。应用Siemens S7-200编程控制器作为控制中心部件，通过控制程序的编写，实现了装置定时运行、 实时调控的目标。为了达到根据不同的积灰状况声波频率自动调整的目标，采用了变频器来调节电源频率，进而调整声波发生系统的声波级。现场电磁阀工作受编程控制器控制，声波系统的声

压值、 工作时间的周期都由主控系统来完成。现场的传感器实时检测每个除尘点的运行状态； 若有故障及时报警，且能准确判断出故障点所在，便于维护与维修。开发的控制程序自动化程度高，功能完善，完全满足了系统自动控制的要求。为便于与上位监控机通讯，采用了Profibus-OP远程I/O通讯协议与机算机联网，系统的工作特性参数可以实时地进行

监控，并且可以记录各种参数的历史曲线，以便进行数据分析。

4 应用效果