一种气声复合场均布的大空间除垢装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气声复合场均布的大空间除垢装置，属于环保设备领域。
【背景技术】
[0002]随着节能减排标准的日益严格，大型火电机组的节能减排工作日益受到重视。锅炉是火电站的核心设备，是火电站能量转化的关键环节之一，锅炉的热效率直接影响火电站的燃料利用率。燃煤锅炉在生产运行过程中，其受热面(水冷壁、过热器、省煤器、预热器)及烟道等表面结垢的问题长期困扰着电力生产，是燃煤锅炉热效率达不到设计值的重要因素。此外，锅炉内带有杂质的高温烟气流场分布不均匀也导致锅炉热效率不高并加剧受热面和烟道的表面结垢；此外，因含杂质的烟气流场分布不均匀还导致静电除尘器结垢加剧，从而导致其除尘效率降低并造成大气环境污染。
[0003]为促进燃煤锅炉内流场均布，现有技术中，通过设置一定穿孔率的气流均布板在一定程度上可以实现气流均布；为解决燃煤锅炉结垢问题，现有技术一般采用蒸汽吹灰器除垢，其次是采用传统声波吹灰器除垢；对于静电除尘器结垢问题，现有技术一般采用机械或电磁振打的方式除垢。
[0004]蒸汽吹灰器存在诸多无法解决的问题:运行时易导致吹灰管卡在炉内造成机械卡死，故障率高，使用寿命短，能耗高，易引发爆管事故，漏气现象普遍；排烟中含湿量大，烟气露点较高；运行费用较高，锅炉补给水和水处理费用高，检修和维护工作量大；吹灰充满度低，留有很多死角，并可导致炉内受热面磨损。传统声波吹灰器由于声能量有限，发声频率固定，与灰粒的固有频率差别很大，与积灰特性不适应，吹灰效果很差，基本上不能除掉已有的积灰，只能在其吹灰时阻止积灰的产生。机械和电磁振打由于振打力不足以及设备易损坏，除垢效果不理想。目前，气流均布板一般采用单层设置，因最佳开孔率、最佳孔形难以确定，所以很难达到理想的气流均布效果。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种气声复合场均布的大空间除垢装置，该装置可用于燃煤锅炉大空间部位除垢，有效预防和缓解大空间部位的结垢，提升锅炉热效率和除尘效率。
[0006]本实用新型通过以下技术方案来实现:
[0007]—种气声复合场均布的大空间除垢装置，包括装置入口，气声均场布置空间，声波吹灰装置，除垢空间和装置出口 ；其设置方式依次为装置入口后设置气声均场布置空间，气声均场布置空间后设置除垢空间，除垢空间后设置装置出口 ；其中气声均场布置空间为沿装置入口到装置出口方向逐步扩大的空间，除垢空间为气声均场布置空间扩大后的延伸空间；气声均场布置空间中设置声波吹灰装置，气声均场布置空间与除垢空间之间设置有气声导流板，声波吹灰装置的发声方向朝向气声导流板。
[0008]所述的气声复合场均布的大空间除垢装置，装置入口处设置有进气板。
[0009]所述的气声复合场均布的大空间除垢装置，气声均场布置空间为进气板、气声导流板以及二者之间的空间壁围成的空间。
[0010]所述的气声复合场均布的大空间除垢装置，气声均场布置空间沿扩大方向的截面为等腰梯形，其中气声导流板与进气板之间的空间壁作为截面等腰梯形的腰，进气板与气声导流板作为等腰梯形的底，气声导流板、进气板与空间壁形成的截面的对应边长比为0.95-1.1:0.75-0.85:0.6-0.65。
[0011]所述的气声复合场均布的大空间除垢装置，气声导流板为具有均匀穿孔设计的板。
[0012]所述的气声复合场均布的大空间除垢装置，进气板为由两层或两层以上穿孔率为10-50%的板组成，各层板之间存在间距，孔在同一层板上平均分布，孔在不同层板上错位排布。
[0013]所述的气声复合场均布的大空间除垢装置，声波吹灰装置由控制器、声导管、声发生器和气管路连接而成，其中气管路用于输送声波吹灰装置的工作气体，控制器用于控制声发生器的运行过程。
[0014]所述的气声复合场均布的大空间除垢装置，声波吹灰装置的设置数量为一个以上。
[0015]所述的气声复合场均布的大空间除垢装置，除垢空间中设置有声传感器。
[0016]所述的气声复合场均布的大空间除垢装置，除垢空间中还设置有易结垢装置，其中易结垢装置为换热器或除尘器。
[0017]本实用新型所涉及的设计原理如下:
[0018](1)本实用新型通过特殊的气声均场布置空间的设置，使得气流进入该空间后能够与声波形成气声复合场，同时均流后的气流能够影响声波，使其向均流的状态过渡，二者形成气声趋于均布的混响空间；同时气声均场布置空间的设置能够最大限度利用声波，使其损耗大大降低。
[0019](2)不同流场之间存在相互作用和影响，气流通过错位穿孔的进气板、声混响空间以及不同频率发声装置组合的设计在气声均场布置空间已实现气声复合流的均布；在此基础上，该气声复合流在气声导流板处又同时被整流、截流、均流后一起均匀从气声导流板的小孔中通过并到达除垢空间，气声复合流到达除垢空间后达到理想的均布效果。其中，气流的均布传输有利于声流的均布传播，促进了声波在除垢空间的除垢。
[0020](3)进气板经两层或两层以上板的错位穿孔设计后，气流相当于在很短的距离内被两次或多次均布，气流场均布效果大大提升。同时声波因不能透过错位穿孔的进气板被反射回来，混响场内的声能量得到增强。
[0021](4)气流的均布使气流中的含尘杂质均匀进入除垢空间，从而使含尘杂质可以均匀附着或被吸附在除垢空间中设置的换热器或除尘器上，避免了因气流通过不均导致换热器、除尘器表面局部特别严重结垢的情况。
[0022](5)气流的均布使得气流和声波均匀地充满了整个除垢空间，一定程度上增加了除垢空间中易结垢装置与气流的接触面，提高了易结垢装置的工作效率。
[0023](6) —定强度经均布的声能量在除垢空间通过共振效应(通过调频使声波频率与灰垢固有频率一致)使除垢空间设置的换热器、除尘器等表面结垢疏松、破碎，并阻止新的结垢形成。在换热器部位，通过高声强声波来回推拉，结垢不断压缩和伸张，最终因声疲劳而断裂并逐步松动、脱落，随烟气流带走。在除尘器部位，通过高声强声波来回推拉，结垢不断压缩和伸张，最终因声疲劳而断裂并逐步松动、脱落。随着结垢问题的解决，换热器热效率提尚，除尘器除尘效率提尚。
[0024]本实用新型与现有技术相比，有益效果如下:
[0025]1、本实用新型不仅仅是实现了单个物质能量流场的均布，而是实现了一个气声复合物质能量流场的均布，并且能够通过不同物质能量场之间的相互作用促进了复合流场均布程度的提高。
[0026]2、本实用新型通过独特的空间尺寸设计形成混响空间，有效提升了声场的均布效果Ο
[0027]3、本实用新型通过设置由错位穿孔设计的双层或多层板组成的进气板，气流均布效果明显提升，声能量因声波被进气板反射回来得到增强。
[0028]4、本实用新型基于气声复合场均布设计形成了一个大空间除垢装置，气流的均布提高了换热器的热交换效率；气流的均布也使气流中的含尘杂质均匀附着在换热器、除尘器表面，降低了换热器、除尘器表面结垢程度；声能量在除垢空间的均布对于换热器、除尘器起到了预防表面结垢和除垢的作用。
[0029]5、本实用新型通过在线监测除垢空间中声强、声频率等指标，可更好的自动控制和调节声波吹灰装置的工作运行参数，整体装置的运行效果更佳，运行成本更低、自动化程度更高。
[0030]6、本实用新型的系统结构紧凑，方法实施简单，且能够真正实现基于气声复合场均布设计进行大空间除垢，节能环保意义重大，具有推广价值。
【附图说明】
[0031]图1为实施例1中气声复合场均布的大空间除垢装置示意图；
[0032]图2为实施例2中气声复合场均布的大空间除垢装置示意图；
[0033]图3为实施例3中气声复合场均布的大空间除垢装置示意图；
[0034]图4为实施例3中气声复合场均布的大空间除垢装置示意图；
[0035]图5为实施例6中气声复合场均布的大空间除垢装置示意图；
[0036]以上图1-图5中，1为装置入口，2为气声均场布置空间，3为声波吹灰装置，4为除垢空间，5为装置出口，6为气声导流板，7为进气板，8为空间壁，9为声传感器，10为易结垢装置，11为控制器。
[0037]【具体实施方式】:
[0038]实施例1
[0039]如图1所示，为本实施例气声复合场均布的大空间除垢装置示意图，包括装置入口 1，气声均场布置空间2，声波吹灰装置3，除垢空间4和装置出口 5，其设置方式依次为装置入口 1后面设置气声均场布置空间2，气声均场布置空间2中设置声波吹灰装置3，气声均场布置空间2后设置除垢空间4，除垢空间4后设置装置出口 5 ;气声均场布置空间2与除垢空间4之间设置有气声导流板6，声波吹灰装置3的发声方向朝向气声导流板6。由图1可以看出，气声均场布置空间2为沿装置入口 1到装置出口 5的方向逐步扩大的空间，除垢空间4为气声均场布置空间2扩大后的延伸空间。
[0040]实施例2
[0041]如图2所示，为在实施例1基础上的进一步改进，其中装置入口 1处设置有进气板7，气声均场布置空间2为进气板7、气声导流板6以及二者之间的空间壁8围成的空间；为了能够更好地发挥气声均场布置空间的均布与混响作用，本实施例中设置气声均场布置空间2沿扩大方向的截面为等腰梯形，其中气声导流板6与进气板7之间的空间壁8作为截面等腰梯形的腰，进气板7与气声导流板6作为等腰梯形的底，气声导流板6、进气板7与空间壁8形成的截面的对应边长比为0.95-1.1:0.75-0.85:0.6-0.65。其中气声导流板6为具有均匀穿孔设计的板，该板可以为塑料板，金属板也可以是其他材质的能够通过穿孔设计起到导流作用的板，其上的穿孔率以及孔的大小可以根据需要进行设置；进气板7由两层或两层以上穿孔率为10-50%的板组成，各层板之间存在间距，孔在同一层板上平均分布，孔在不同层板上实行错位排布。这样错位排布的穿孔设置能够很好地对声波进行反射，同时由于其不同层板之间存在间距，因此在气流穿过的过程中通过不同层板达到了充分的均流效果。
[0042]对于以上提供的气声均场布置空间运用声学模拟软件进行声学模态计算，可以得出在该空间中，在声波吹灰装置工作频率范围内可以避开固有声学模态频段，气流在传输过程中不产生明显的气流噪声，声波吹灰装置发出的声波与进入的气流达到了很好的均流分布效果。
[0043]实施例3
[0044]图如3所示，为在实施例2