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脉冲燃气吹灰装置是利用乙炔、氢气、天然气、液化气及炼油厂瓦斯气等高反应性能的燃气与空气按一定比例配制，在特制的紊流管内使之产生爆燃，燃烧气体瞬间压能激增，爆燃火焰以音速或超音速在定向脉冲燃气喷嘴出口突然压能释放喷出，通过吹扫、声疲劳、热清洗和局部振打清除锅炉受热面上的积灰，最后灰尘被烟气流卷裹带走，从而提高锅炉的热效率。 （1）吹扫作用。脉冲吹灰可燃预混气体在脉冲罐中剧烈反应后, 由于燃烧时间极短, 反应产生的热量导致脉冲罐中压力急剧上升。在脉冲喷嘴处, 由于压力的突变, 气体急剧膨胀, 从而产生冲击波和较强的高温射流, 清除受热面上的积灰灰垢。 （2）声疲劳作用。爆燃瞬间由于部分化学能转化成声能，因而伴生声压级达到150~180dB（C）的强声，其声压可达到1500~2000Pa，对附着积灰有强烈的拉拽作用。声波在锅内不断被折射、反射和叠加，可从各个方向对受热面上的积灰进行击打振疏，使其碎裂剥离，另外伴生声波频率较低（30~150Hz），绕流性能好，在炉内空间传播不易衰减，具有强声清灰作用。 （3）热清洗作用。混合气在脉冲燃气罐中被点燃爆炸瞬间产生高温高压气体，其温度可达2800℃~3300℃。当高温燃气从喷嘴喷出射向积灰层时温度虽然有所降低，但积灰层表面仍因较高温度作用而被软化，粘结强度和疲劳强度降低，在强气流吹扫下灰层破碎脱落。 （4）局部振打作用。试验表明当脉冲气流以极高的速度冲击受热面管束时，由于作用时间很短（约几毫秒），力度很大（离喷嘴不同距离脉冲燃气的冲击压力约为2~2.5NMPa不等），而喷嘴出口处燃气气流速度可达到350 m/s左右，对受热面管束产生较强的冲击作用，使管子在短时间内产生自激振动。管子表面的积灰受到很大的惯性作用使灰层破裂和脱离管壁。 （5）降低再积灰作用。脉冲燃气吹灰装置吹灰干净、彻底，因而受热面再积灰速度减慢，吹灰时隔时间长。 脉冲燃气吹灰器自上世纪九十年代从国外引进技术到现在的发展主要经历了如下的完善与改进： 3.1最先引进时候的结构形式 （见图1）图1：集箱式结构流程 可燃气和空气经压力、流量配比的调整进入到混合罐，充分混合后，通过点火装置，再进入到长条式集箱，长条式集箱上连接了多个管路，每个管路连接两个脉冲罐，脉冲罐采用侧进气的结构。当第一管路工作时，第一管路的电动阀门开启，给第一管路的两个脉冲罐同时充气。其他管路的电动阀门都处于关闭状态。第一管路配气结束后，点火装置上的点火器进行点火，点火后的混合气会产生急剧的膨胀，膨胀的高温高压气体瞬间进入到长条式集箱内，由于膨胀后的高温高压气体的流速很快，膨胀的高温高压气体后进入到长条式集箱内后会对其他不工作管路的电动阀门产生冲击，由此出现电动阀门频繁损坏的问题。阀门的频繁损坏不仅耽误吹灰，而且给检修人员增加了很大的工作量，因为某个管路的阀门损坏需要一个一个的拆卸检查才能发现，然后再进行更换。 图2：集箱式结构系统图 并且这种结构形式还存在着以下缺点： a. 长条式集箱式系统结构的占地面积很大。 b. 由于长条式集箱占地较大，一般只能放置在0米或运转平台上，位置较低，因此吹灰系统工作时产生的积水无法自动排除，对设备腐蚀严重。 c. 长条式集箱式系统结构为了减少占地空间和降低成本都采用了一个管路连接两个脉冲罐的方式。（因此系统应用的时间较短，还没有集中体现一带二的缺陷 d. 脉冲罐均采用侧进气的方式。（因此系统应用的时间较短，还没有集中体现侧进气的缺陷） 图3：集箱式吹灰器现场安装图片 图4：集箱式吹灰器现场安装图片 这种长条式集箱式系统结构在市场上应用的时间不长，就集中反应了阀门频繁损坏和设备的腐蚀问题。为了延长阀门的使用寿命和改善设备腐蚀的问题。及时的进行了改进设计。改进成了分散式箱体点火系统结构。 3.2分散式箱体点火系统结构（或称为模块式结构见图5）图5：分散式箱体点火系统结构（或称为模块式结构）流程图 图6：分散式箱体点火系统结构（或称为模块式结构）系统图 改进后的系统结构：采用了可燃气和压缩空气管路同时架设到锅炉受热面附近平台位置的箱体内，然后在箱体内进行分配，分配后进入压力控制柜，通过压力控制柜再进入到混合点火柜，每个混合点火柜带两个脉冲罐，这样每次每个点火柜所带的脉冲罐工作时，其他柜体中的电动阀门就不会受到高温高压气体的冲击。因此大大的延长了电动阀门的使用寿命。这种系统结构应用的时间比较长，现在大多数厂家还都在采用这种形式，或在这种形式上进行改造。虽然这种系统形式延长了电动阀门的使用寿命，但在长期的运行过程中逐渐的显露出了以下几种缺点。 a.纯的可燃气管路往炉上的分配柜上送存在一定的安全隐患。 b.纯可燃气管路的管线相对较长，管线内存的可燃气量相对就多。 c.由于分配柜安装的位置距离炉墙较近，即距离热源较近，并且柜内管路的连接方式都是螺纹或法兰连接，产生松动时就会出现可燃气泄漏的问题。 d.因柜体距离热源较近，若出现可燃气泄漏现象时极易出现巨大的安全事故。 图7：内蒙乌达电厂箱体结构出现连锁爆炸的图片 图8：分散式箱体点火系统安装照片 e.此系统的检修工作量大的问题。 因每次吹灰时气体的膨胀都会产生一定的回作力，回作力使箱体中的连接件产生振动，螺纹或法兰连接处产生松动，需要维护检修人员做定期的检查维护工作，增加了检修工作量。 由于混合器距离点火装置近，点火时会有碳的析出，混合器中的小孔道很容易产生堵死的现象，孔道堵死达到一定数量时就会造成混合气的配比偏离爆炸极限范围，出现了吹灰点不响的情况。因此，系统运行一段时间后也要进行对混合器的检修清理工作。 f.此系统的电动阀门还是会出现问题，并需要定期更换的问题。 由于点火装置距离电动阀门比较近，点火时气体膨胀的反作力也会对电动阀门产生一定的冲击。所以电动阀门是要作为备品备件提供给买方的，买方也是要定期采购进行更换的。 h.一条管路连接两个脉冲罐出现一些问题。 图9：分散式箱体点火系统安装照片 此系统基本上都是采用一条管路连接两个脉冲罐，这样设计不仅是为了减少箱体的数量（箱体多占用的平台也大，锅炉的平台本身面积就有限），其主要目的也是为了减少成本。此系统最初设计一带二的方式时主要针对的炉型是煤粉炉和CFB燃煤炉或燃天然气的锅炉，因这几种炉型积灰相对垃圾炉轻许多，并且他们一般都是浮灰，基本上没有像垃圾炉那种粘性很重的积灰。所以一带二系统也就得到了大面积的推广。但随着近几年垃圾炉的大量投运，一带二的系统方式在积灰较重的垃圾炉上应用的弊病日益突出。 首先出现的问题就是清灰效果不理想。清灰效果不理想主要是因为一个箱体同时给两个脉冲罐配气时，产生配气不均的现象，配气不均就会造成两个吹灰点的吹灰力度不同。配气量少的吹灰点的吹灰力度偏小。另外，还会产生两个脉冲罐不能同时爆燃，不能同时爆燃会造成先爆的罐体瞬间产生真空，产生真空后将烟气吸入到此罐内再经过另一个罐，从另一个喷嘴排入到烟道内，这样烟气中的灰尘就会有部分沉积到其中一个喷嘴内部，有一个喷嘴极易产生灰堵现象。喷嘴产生灰堵后又会加剧吹灰力度的降低。并造成较大的检修工作量。 那么是什么原因造成配气不均那。a、一条管路连接两个脉冲罐时一定要保证总管路要均匀分配，即每个脉冲罐的支管路的长度要均等，避免由于管路的长短造成气体的偏流。这条是人为可以控制的。b、两个吹灰点所在的烟道内处的烟气的负压不同时，造成的两个脉冲罐体内的充气量的不同。这条是人为不能控制的。由于每个吹灰点处炉内烟气的烟压的不同，造成了两个罐同时充气时的充气量的不同。因此，现在在垃圾炉等积灰较重的炉型尤其在高温区都要求采用一带一的设计方式。 为什么尤其在高温区都要求采用一带一的设计？ 因为高温区炉内的烟气温度远远超过了乙炔与空气爆燃的点火温度(335℃)。若想保证每个罐体都能达到应有的吹灰力度，那么配气时间设定的就要足够长，但配气时间长时，就极易出现混合气会先从其中的一个喷嘴流到烟道内，这时倒点火的情况就会出现。倒点火即火花塞还没有进行点火工作时，已经由高温烟气将混合气点燃了，倒点火的出现对这个系统造成很大的危险，因这时乙炔电磁阀还没有关闭，火焰回窜到系统中，这时系统很容易出现爆炸现象。 b、为了避免倒点火现象的出现，就需缩短配气时间，配气时间短时，有一个罐的充满度相对就少，那么他的吹扫力度就小。 i.脉冲罐采用侧进气的问题。 脉冲罐采用侧进气最初认为是比较合理的，认为侧进气结构气体进入脉冲罐后会上下扩散，这样脉冲罐内的充满度要高，但在实际运行时发现，没有达到预计的充满度，分析原因是由于脉冲罐所连接的喷嘴是敞口的，由于大部分锅炉都是负压锅炉，即炉内烟气是负压的，由于负压的吸引，脉冲罐充气时，气体直接向喷嘴方向流动，脉冲罐上方存在一定的死区。根据这个情况，开发了顶进气结构的脉冲罐。试验与实际证明。同样容积的脉冲罐顶进气结构的充满度比侧进气结构的充满度好。现在脉冲吹灰行业也很少有采用侧进气结构的脉冲罐了。 模块式系统结构运行中存在了以上的这些问题，为了解决以上问题，各吹灰器厂家都不断的在进行改进，但大多是在原来基础上进行改进。此系统存在的一些问题也只能起到缓解的作用即治标不治本，没有从根本上解决问题。 3.3旋转集箱式系统结构的特点(同行行业最先进的吹灰系统)旋转集箱式系统结构的设计理念及优点是：1）首先在保证系统的安全性的情况下，做到系统中的阀门仪表要能达到安全、稳定、长期、可靠运行。2）系统要做到基本免维护的功能，减少买方的检修维护工作量。3）占地面积小，检修维护操作方便。4）根据客户不同的锅炉、锅炉受热面结构的不同形式、不同炉型不同受热面位置积灰情况的不同、烟气成份温度的不同等，进行有针对性的设计。因此为了保证达到最佳清灰效果，喷嘴必须要根据实际情况进行设计。5）为了保证垃圾炉的清灰效果保证每个吹灰点的吹灰力度系统中的所以吹灰点全部采用一带一的方式。6）采用带限位功能的燃气整合器即节约乙炔又可保护设备安全。 旋转集箱式系统结构主要由中央控制系统、燃气整合器、配气调节控制岛、旋转集箱、点火器、脉冲罐和脉冲喷嘴（或固定喷嘴或旋转喷嘴）等组成。 图10：旋转集箱式系统结构
图11：旋转集箱式系统结构
图12：旋转集箱式系统结构安装照片 此系统结构的主要结构流程是：气源→燃气整合器（乙炔汇流装置减压）、配气调节控制岛（空气过滤减压→燃气的压力、流量的调节与控制、两种气体的混合）→旋转集箱（分配、点火）→脉冲罐（产生脉冲波）→脉冲喷嘴（将爆燃气流导向受热面）。 旋转集箱式系统结构各部件的功能与优势：1）、燃气整合器 燃气整合器：（乙炔供应系统）采用将3瓶40L标准溶解乙炔气瓶的乙炔气进行汇流、减压、调节，可靠的保证所有乙炔瓶内气体可同时用到国家标准要求的最低剩余压力，杜绝浪费，在燃气整合器上设有干式阻火器，有效阻止系统回火。 燃气整合器经过数次改进，改进后有如下优点： A、燃气整合器是在原乙炔汇流排上重新设计，使燃气得到充分的利用，节省燃气； B、结构更加紧凑，占用空间小；安装方便； C、外形美观； D、使用乙炔金属软管代替高压胶管，乙炔金属软管使用寿命更长，并有效的避免了高压胶管易老化、漏气等弊端； E、燃气整合器上新增加了限位环，当乙炔瓶是满瓶时，瓶内压力高，操作不当时易发生压力超过压力表量程，而使压力表损坏，新增加的限位环能够有效的防止此种误操作，限制压力调整最高值，有效的保护设备； F、燃气整合器采用“开放式”供气系统，保证吹灰器乙炔气源的存放达到国家相关消防部门的规定。 图13：燃气整合器 2）配气调节控制岛 配气调节控制岛：是一种集合了空气与燃气流量、压力的调节与控制、自动配气及吹扫控制、空气和燃气均匀混合控制、燃气管路阻火、防止气流反冲等功能为一体的装置。卖方共开发了七种不同型号的配气调节控制岛，可以满足各类炉型气源。卖方配气调节控制岛可实现以下先进功能： (1)电磁阀自动控制：通过程序自动控制空气电磁阀及两道防爆燃气电磁阀的开启和关闭，从而实现自动配气、吹扫、保护等功能。 (2)燃气流量调节计量单元：先进的流量控制技术，可视性强，配比可调且操作简单，耐腐蚀性能优良，流量控制精确，使吹灰能量能达到最优利用，减少运行成本。 (3)空气、燃气均匀混合：空气和燃气混合器由一定规格的孔道单元组成，可以使气体混合提供更良好的流体接触面积，使空气和燃气混合的更为均匀。 (4)阻火器：在燃气控制单元与燃气反冲装置中间装有管道阻爆式阻火器，阻火器设有全不锈钢阻火层，能有效阻止管道内火焰向配气调节控制岛方向传播。 (5)防反冲装置：防反冲装置采用全不锈钢结构，可以保护配气调节控制岛内元件不受冲击，同时还可以起到一定的阻火作用。 |
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