脱硝系统声波吹灰器发声异常故障的处理

殷胥杰

(中国国电集团公司谏壁发电厂，江苏 镇江 212006)

脱硝系统声波吹灰器发声异常故障的处理

殷胥杰

(中国国电集团公司谏壁发电厂，江苏 镇江 212006)

针对某电厂百万机组脱硝系统中的声波吹灰器经常出现发声异常的情况，分析该设备的发声原理，通过对声波吹灰器的发生头进行实拆和现场工作中的相关经验，对故障表象、原因及基本处理方式进行了归纳和总结。

百万机组；脱硝系统；声波吹灰器；发生头

1 声波吹灰器简介

声波吹灰器是一种新型的空气介质吹扫设备，其利用声波使粉尘颗粒产生振动，从而使粉尘从工业设备表面脱落的低频、高能喇叭。目前，声波吹灰器被广泛应用于电厂脱硝装置、锅炉烟道、灰斗等设备中。

某电厂的百万机组脱硝装置为选择性触媒还原烟气脱硝系统(SCR)。为防止烟灰堵塞催化反应器，降低烟气流动阻力，自机组启动后，即程控投运声波吹灰器，进行不间断的顺序吹扫。因该设备的工作强度较高，经常出现发声异常(闷响、无声)，对催化反应器的工作安全、效率有一定影响。

声波吹灰器的主体构造相对简单，其外观如图1所示。其中A，B段为铸铁件，C段为不锈钢件(安装于脱硝装置内部、接触烟气)。由于构造原因，检修人员无法观察到声波吹灰器内部机件的动作，难以明确检修消缺方式。在早期消缺中，往往采取大锤敲击其前段的铸铁段喇叭筒、用通条捅B—C段接口等较为盲目的检修方式，不仅收效不明显，野蛮敲击还会对设备结构安全构成不利影响。气由此进入二级腔室；具有一定弹性形变能力的金属膜片向右变形后会向左弹性复原，对进入二级腔室的空气产生加速压缩的拍击力，进而形成低频声波，并经过弯头喇叭筒放大后进入SCR反应装置内部。发生头内部结构如图2所示。

图1 声波吹灰器外观

图2 发生头内部结构

2 声波吹灰器发声原理分析

检修人员通过查找资料和现场研究，了解到该设备的发声原理为：静态时，膜片未受压力，为自然平整状态；当压缩空气(压力一般在0.45—0.65 MPa)进入膜片左侧的一级腔室时，膜片受压力向右变形，形成气流通道，一级腔室内的压缩空

3 声波吹灰器故障分析

3.1 实拆情况分析

(1) 发生头内部的膜片有鼓面的作用，即在压缩空气的挤压下，发生弹性形变，膜片中心截面不断鼓起、复原。在这过程中，压缩空气鼓入二级腔室，并加速使其发声。在这种工作模式下，膜片的弹性保持、膜片与二级腔之间的密封性尤为重要。

(2) 在膜片与后端盖(后端盖内侧面有一定锥度)之间形成的空间中，呼吸头是其与大气的唯一通道，起到保持这个空间压力始终与大气压一致的作用。呼吸头的畅通对建立膜片内外的压差起到很大作用，膜片的回弹频度与其也有直接联系。经金属检验，膜片为钛金属材质，钛含量在99.3 %左右，其他成分为钒、锡、铌等，具备较强的弹性形变能力。

(3) 发生故障的声波吹灰器的呼吸头一般都较脏。沾满油泥灰垢的呼吸头通孔如图3所示。

图3 后端盖呼吸头通孔

(4) 由于高频的冲击，膜片贴紧二级腔一面的中心区域都被压出了钢印。膜片的压痕及边缘缺损如图4所示。

图4 膜片的压痕及边缘缺损

(5) 膜片上有明显的油性灰垢。有污垢的膜片如图5所示。

检修人员原先认为声波吹灰器发声异常的原因是其管道内发生了堵塞，于是用大锤猛敲吹灰器弯管，用圆钢疏通吹灰器管道，但是消缺效果并不理想。由发生头内部结构可知，吹灰器喇叭口及管道被完全堵塞的情况极少；即便有轻微结块堵塞，其位置也远离吹灰器发声区域，对吹灰器的发声不会造成本质性的影响。

图5 有污垢的膜片

3.2 声波吹灰器故障主要原因

(1) 膜片长期高频度弹性变形后转为冷塑性变形，影响了压缩效果及其与二级腔之间的密封性。

(2) 膜片上越积越多的灰垢对腔室密封和弹性变形产生负面影响。

(3) 呼吸头太脏或者堵塞，对压缩空气进入腔室及发声产生不利影响。

4 声波吹灰器的故障排除

(1) 清理干净一、二级腔室、膜片及腔室后盖上的灰垢。

(2) 将清洗过的膜片翻转后安装。

(3) 更换有明显损伤或变形的膜片。

(4) 采用敲击、浸泡清洗或空气吹扫的方式清理呼吸头。

(5) 当采用上述方式均无效时，可考虑喇叭口堵塞问题或调整压缩空气参数，另行处理。

5 实施效果

某日，14号炉B16，13号炉A12，A23，A24，B22 5台吹灰器故障检修，采用以上故障排除方式处理后，除A23因电磁阀不动作、压缩空气不通、无法试验确认外，其余4台均能当场恢复到相当的发声强度(有2台发声音调发生了变化，估计和膜片老化有关)。

经检修人员进一步实地验证，该方式对该类故障基本能做到对症消缺，对保障该设备投用率、提高检修效率和质量起到积极作用。

1 魏 霞，刘 波，郭军强，等.锅炉长吹灰器控制逻辑

分析与优化[J].电力安全技术，2011，13(9)：11-13. 2 叶江明.电厂锅炉原理及设备[M].北京：中国电力出

版社，2004.

2016-11-28。

殷胥杰(1984—)，男，助理工程师，主要从事火电厂热机设备检修工作，email：yinxujie007@sina.com。