一種氣聲復合場均布的大空間除垢裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，屬于環保設備領域。
【背景技術】
[0002]隨著節能減排標準的日益嚴格，大型火電機組的節能減排工作日益受到重視。鍋爐是火電站的核心設備，是火電站能量轉化的關鍵環節之一，鍋爐的熱效率直接影響火電站的燃料利用率。燃煤鍋爐在生產運行過程中，其受熱面(水冷壁、過熱器、省煤器、預熱器)及煙道等表面結垢的問題長期困擾著電力生產，是燃煤鍋爐熱效率達不到設計值的重要因素。此外，鍋爐內帶有雜質的高溫煙氣流場分布不均勻也導致鍋爐熱效率不高并加劇受熱面和煙道的表面結垢；此外，因含雜質的煙氣流場分布不均勻還導致靜電除塵器結垢加劇，從而導致其除塵效率降低并造成大氣環境污染。
[0003]為促進燃煤鍋爐內流場均布，現有技術中，通過設置一定穿孔率的氣流均布板在一定程度上可以實現氣流均布；為解決燃煤鍋爐結垢問題，現有技術一般采用蒸汽吹灰器除垢，其次是采用傳統聲波吹灰器除垢；對于靜電除塵器結垢問題，現有技術一般采用機械或電磁振打的方式除垢。
[0004]蒸汽吹灰器存在諸多無法解決的問題:運行時易導致吹灰管卡在爐內造成機械卡死，故障率高，使用壽命短，能耗高，易引發爆管事故，漏氣現象普遍；排煙中含濕量大，煙氣露點較高；運行費用較高，鍋爐補給水和水處理費用高，檢修和維護工作量大；吹灰充滿度低，留有很多死角，并可導致爐內受熱面磨損。傳統聲波吹灰器由于聲能量有限，發聲頻率固定，與灰粒的固有頻率差別很大，與積灰特性不適應，吹灰效果很差，基本上不能除掉已有的積灰，只能在其吹灰時阻止積灰的產生。機械和電磁振打由于振打力不足以及設備易損壞，除垢效果不理想。目前，氣流均布板一般采用單層設置，因最佳開孔率、最佳孔形難以確定，所以很難達到理想的氣流均布效果。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在于為了克服以上現有技術的不足而提供一種氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，該裝置可用于燃煤鍋爐大空間部位除垢，有效預防和緩解大空間部位的結垢，提升鍋爐熱效率和除塵效率。
[0006]本實用新型通過以下技術方案來實現:
[0007]—種氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，包括裝置入口，氣聲均場布置空間，聲波吹灰裝置，除垢空間和裝置出口 ；其設置方式依次為裝置入口后設置氣聲均場布置空間，氣聲均場布置空間后設置除垢空間，除垢空間后設置裝置出口 ；其中氣聲均場布置空間為沿裝置入口到裝置出口方向逐步擴大的空間，除垢空間為氣聲均場布置空間擴大后的延伸空間；氣聲均場布置空間中設置聲波吹灰裝置，氣聲均場布置空間與除垢空間之間設置有氣聲導流板，聲波吹灰裝置的發聲方向朝向氣聲導流板。
[0008]所述的氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，裝置入口處設置有進氣板。
[0009]所述的氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，氣聲均場布置空間為進氣板、氣聲導流板以及二者之間的空間壁圍成的空間。
[0010]所述的氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，氣聲均場布置空間沿擴大方向的截面為等腰梯形，其中氣聲導流板與進氣板之間的空間壁作為截面等腰梯形的腰，進氣板與氣聲導流板作為等腰梯形的底，氣聲導流板、進氣板與空間壁形成的截面的對應邊長比為0.95-1.1:0.75-0.85:0.6-0.65。
[0011]所述的氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，氣聲導流板為具有均勻穿孔設計的板。
[0012]所述的氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，進氣板為由兩層或兩層以上穿孔率為10-50%的板組成，各層板之間存在間距，孔在同一層板上平均分布，孔在不同層板上錯位排布。
[0013]所述的氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，聲波吹灰裝置由控制器、聲導管、聲發生器和氣管路連接而成，其中氣管路用于輸送聲波吹灰裝置的工作氣體，控制器用于控制聲發生器的運行過程。
[0014]所述的氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，聲波吹灰裝置的設置數量為一個以上。
[0015]所述的氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，除垢空間中設置有聲傳感器。
[0016]所述的氣聲復合場均布的大空間除垢裝置，除垢空間中還設置有易結垢裝置，其中易結垢裝置為換熱器或除塵器。
[0017]本實用新型所涉及的設計原理如下:
[0018](1)本實用新型通過特殊的氣聲均場布置空間的設置，使得氣流進入該空間后能夠與聲波形成氣聲復合場，同時均流后的氣流能夠影響聲波，使其向均流的狀態過渡，二者形成氣聲趨于均布的混響空間；同時氣聲均場布置空間的設置能夠最大限度利用聲波，使其損耗大大降低。
[0019](2)不同流場之間存在相互作用和影響，氣流通過錯位穿孔的進氣板、聲混響空間以及不同頻率發聲裝置組合的設計在氣聲均場布置空間已實現氣聲復合流的均布；在此基礎上，該氣聲復合流在氣聲導流板處又同時被整流、截流、均流后一起均勻從氣聲導流板的小孔中通過并到達除垢空間，氣聲復合流到達除垢空間后達到理想的均布效果。其中，氣流的均布傳輸有利于聲流的均布傳播，促進了聲波在除垢空間的除垢。
[0020](3)進氣板經兩層或兩層以上板的錯位穿孔設計后，氣流相當于在很短的距離內被兩次或多次均布，氣流場均布效果大大提升。同時聲波因不能透過錯位穿孔的進氣板被反射回來，混響場內的聲能量得到增強。
[0021](4)氣流的均布使氣流中的含塵雜質均勻進入除垢空間，從而使含塵雜質可以均勻附著或被吸附在除垢空間中設置的換熱器或除塵器上，避免了因氣流通過不均導致換熱器、除塵器表面局部特別嚴重結垢的情況。
[0022](5)氣流的均布使得氣流和聲波均勻地充滿了整個除垢空間，一定程度上增加了除垢空間中易結垢裝置與氣流的接觸面，提高了易結垢裝置的工作效率。
[0023](6) —定強度經均布的聲能量在除垢空間通過共振效應(通過調頻使聲波頻率與灰垢固有頻率一致)使除垢空間設置的換熱器、除塵器等表面結垢疏松、破碎，并阻止新的結垢形成。在換熱器部位，通過高聲強聲波來回推拉，結垢不斷壓縮和伸張，最終因聲疲勞而斷裂并逐步松動、脫落，隨煙氣流帶走。在除塵器部位，通過高聲強聲波來回推拉，結垢不斷壓縮和伸張，最終因聲疲勞而斷裂并逐步松動、脫落。隨著結垢問題的解決，換熱器熱效率提尚，除塵器除塵效率提尚。
[0024]本實用新型與現有技術相比，有益效果如下:
[0025]1、本實用新型不僅僅是實現了單個物質能量流場的均布，而是實現了一個氣聲復合物質能量流場的均布，并且能夠通過不同物質能量場之間的相互作用促進了復合流場均布程度的提高。
[0026]2、本實用新型通過獨特的空間尺寸設計形成混響空間，有效提升了聲場的均布效果Ο
[0027]3、本實用新型通過設置由錯位穿孔設計的雙層或多層板組成的進氣板，氣流均布效果明顯提升，聲能量因聲波被進氣板反射回來得到增強。
[0028]4、本實用新型基于氣聲復合場均布設計形成了一個大空間除垢裝置，氣流的均布提高了換熱器的熱交換效率；氣流的均布也使氣流中的含塵雜質均勻附著在換熱器、除塵器表面，降低了換熱器、除塵器表面結垢程度；聲能量在除垢空間的均布對于換熱器、除塵器起到了預防表面結垢和除垢的作用。
[0029]5、本實用新型通過在線監測除垢空間中聲強、聲頻率等指標，可更好的自動控制和調節聲波吹灰裝置的工作運行參數，整體裝置的運行效果更佳，運行成本更低、自動化程度更高。
[0030]6、本實用新型的系統結構緊湊，方法實施簡單，且能夠真正實現基于氣聲復合場均布設計進行大空間除垢，節能環保意義重大，具有推廣價值。
【附圖說明】
[0031]圖1為實施例1中氣聲復合場均布的大空間除垢裝置示意圖；
[0032]圖2為實施例2中氣聲復合場均布的大空間除垢裝置示意圖；
[0033]圖3為實施例3中氣聲復合場均布的大空間除垢裝置示意圖；
[0034]圖4為實施例3中氣聲復合場均布的大空間除垢裝置示意圖；
[0035]圖5為實施例6中氣聲復合場均布的大空間除垢裝置示意圖；
[0036]以上圖1-圖5中，1為裝置入口，2為氣聲均場布置空間，3為聲波吹灰裝置，4為除垢空間，5為裝置出口，6為氣聲導流板，7為進氣板，8為空間壁，9為聲傳感器，10為易結垢裝置，11為控制器。
[0037]【具體實施方式】:
[0038]實施例1
[0039]如圖1所示，為本實施例氣聲復合場均布的大空間除垢裝置示意圖，包括裝置入口 1，氣聲均場布置空間2，聲波吹灰裝置3，除垢空間4和裝置出口 5，其設置方式依次為裝置入口 1后面設置氣聲均場布置空間2，氣聲均場布置空間2中設置聲波吹灰裝置3，氣聲均場布置空間2后設置除垢空間4，除垢空間4后設置裝置出口 5 ;氣聲均場布置空間2與除垢空間4之間設置有氣聲導流板6，聲波吹灰裝置3的發聲方向朝向氣聲導流板6。由圖1可以看出，氣聲均場布置空間2為沿裝置入口 1到裝置出口 5的方向逐步擴大的空間，除垢空間4為氣聲均場布置空間2擴大后的延伸空間。
[0040]實施例2
[0041]如圖2所示，為在實施例1基礎上的進一步改進，其中裝置入口 1處設置有進氣板7，氣聲均場布置空間2為進氣板7、氣聲導流板6以及二者之間的空間壁8圍成的空間；為了能夠更好地發揮氣聲均場布置空間的均布與混響作用，本實施例中設置氣聲均場布置空間2沿擴大方向的截面為等腰梯形，其中氣聲導流板6與進氣板7之間的空間壁8作為截面等腰梯形的腰，進氣板7與氣聲導流板6作為等腰梯形的底，氣聲導流板6、進氣板7與空間壁8形成的截面的對應邊長比為0.95-1.1:0.75-0.85:0.6-0.65。其中氣聲導流板6為具有均勻穿孔設計的板，該板可以為塑料板，金屬板也可以是其他材質的能夠通過穿孔設計起到導流作用的板，其上的穿孔率以及孔的大小可以根據需要進行設置；進氣板7由兩層或兩層以上穿孔率為10-50%的板組成，各層板之間存在間距，孔在同一層板上平均分布，孔在不同層板上實行錯位排布。這樣錯位排布的穿孔設置能夠很好地對聲波進行反射，同時由于其不同層板之間存在間距，因此在氣流穿過的過程中通過不同層板達到了充分的均流效果。
[0042]對于以上提供的氣聲均場布置空間運用聲學模擬軟件進行聲學模態計算，可以得出在該空間中，在聲波吹灰裝置工作頻率范圍內可以避開固有聲學模態頻段，氣流在傳輸過程中不產生明顯的氣流噪聲，聲波吹灰裝置發出的聲波與進入的氣流達到了很好的均流分布效果。
[0043]實施例3
[0044]圖如3所示，為在實施例2