一种用于强化制造技术

本发明专利技术公开了一种用于强化

【技术实现步骤摘要】
一种用于强化W型火焰锅炉燃烧的声波激励系统及方法


[0001]本专利技术涉及锅炉高效清洁燃烧领域，特别是涉及一种用于强化
W
型火焰锅炉燃烧的声波激励系统及方法
。

技术介绍

[0002]W
型火焰锅炉使用无烟煤，运行中普遍存在着火不好，燃烧不稳定，燃烧过程中极易产生大量灰分的问题，使得锅炉的主燃区煤粉颗粒燃烧不充分，飞灰可燃物含量高，燃烧工况恶劣，原计划煤粉应在主燃区燃烬，但由于不充分燃烧，会使得一部分煤粉颗粒到了燃烬区仍然还在燃烧，使得炉膛壁面换热管束与热流间的传热效率降低，并伴随着锅炉蒸发量的降低，排烟温度和烟气阻力增大，增加了炉内燃煤的消量耗，带来巨大的能源浪费
。
[0003]中国常用的炉内助燃技术通常包括两种类型，一是改造炉拱，二是改造锅炉给风
。
[0004]改造炉拱对于小型锅炉的确可以起到一定程度的强化燃烧作用，但对于大型电厂锅炉却收效甚微，主要存在三个问题：
(1)
消耗成本大，施工时间长
。(2)
由于锅炉炉拱跨度大，运行一段时间常出现烧塌或结渣的现象，塌下的耐火材料或掉落的灰渣会把除渣机卡住，使得锅炉被迫停炉，从而影响电厂的正常生产
。(3)
因为不同煤种要求不同的炉拱，所以煤种一旦变化，原有炉拱就不能适应
。
因此对于这寿命较短且存在安全隐患的改造一般不予考虑
。
[0005]改造锅炉给风一般是增加二次风，包括增加空气二次风和采用蒸汽二次风，但效果并不理想
。
对于前者，炉内运行负荷时常变化，高负荷时，要增加二次风量，而低负荷时，要减少二次风量，由于无法做到及时调控，因而过多的二次风量将造成炉膛温度下降反而不利于燃烧
。
同理对于蒸汽二次风也是一样，虽说蒸汽本身在遇高温时有助燃作用，但运行中输入炉内的蒸汽量有着较高的要求，通入蒸汽太少，起不到助燃作用，通入蒸汽太多，一是增加锅炉自身耗能，二是使炉膛温度不增反降不利于燃烧
。
所以增加二次风也不能作为炉内助燃的主要手段
。
[0006]与上述强化燃烧技术相比，使用压缩空气的高强声声波激励助燃装置，将压缩空气输入声波发生装置内部，通过声波转换装置产生声波，可有效克服上述缺点，并且极大的促进煤粉颗粒的燃烧，极大降低排烟温度，极大降低烟气中的灰分，节约了能源，保护了环境
。
[0007]现有技术提供了一种高频声波助燃除尘器，其主要结构包括喷咀
、
簧片
、
套管等组成，其发声机理是通过高速气流冲击簧片产生声波
。
利用高频声波在炉内形成振荡声场，加速煤粉的燃烧，提高燃烧效率；通过声波团聚力，将炉内的细小灰尘团聚成较大颗粒，使其在重力的作用下掉落，以达到除尘目的
。
但是该装置有如下缺点，首先，采用簧片式发声器，该发声装置气声转化效率低下，且调频范围有限；其次，高频声波容易引发换热管束与声波产生共振，降低了管束材料的疲劳强度，容易引发爆管等事故
。
[0008]现有技术还提供了一种低频声波锅炉吹灰除焦助燃装置，主要由支撑板
、
锅炉放置底座
、
声波发生器
、
鼓风机
、
气泵
、
阀门
、
声波传输管
、
吹风管等组成，通过声波发声器向炉
内注入低频声波，利用声波的激振力将炉膛壁面和换热管束上的灰垢清除，以达到强化传热的目的，由于没有与声波测温技术联用，炉内温度场数据并不准确，使得声波发生器无法控制好声波清灰力度：发声力度过小时，起不到吹灰效果；当发声力度过大时，虽有良好的吹灰效果，但强声波在清灰过程中很容易将火焰打偏，从而造成炉膛壁面高温腐蚀
。
[0009]综上，如何在实现助燃的同时确保炉膛内的火焰始终位于中心位置成为目前亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0010]基于此，本专利技术实施例提供一种用于强化
W
型火焰锅炉燃烧的声波激励系统及方法，能在助燃的同时确保炉膛内的火焰始终位于中心位置，实现声波对燃烧的有效调控
。
[0011]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下方案：
[0012]一种用于强化
W
型火焰锅炉燃烧的声波激励系统，包括：声波激励助燃装置
、
声波测温装置和闭环控制装置；所述声波激励助燃装置和所述声波测温装置均与所述闭环控制装置连接；所述声波激励助燃装置和所述声波测温装置均设置在目标锅炉的炉膛外壁面上；
[0013]所述声波激励助燃装置包括：切割部件和声波导管；所述切割部件沿所述声波导管的横截面方向穿过所述声波导管；所述切割部件沿周向开设均匀分布的小孔；所述切割部件用于在转动时对进入所述声波导管中的气流进行周期性切割从而产生声波；所述声波激励助燃装置用于将产生的声波注入目标锅炉的炉膛中；
[0014]所述声波测温装置包括：发声装置和接收装置；所述发声装置用于发射声波信号；所述接收装置用于接收所述声波信号；
[0015]所述闭环控制装置用于根据所述发声装置发射声波信号的时间和所述接收装置接收所述声波信号的时间，计算所述声波信号在所述发声装置和所述接收装置之间的飞渡时间，根据所述飞渡时间确定所述发声装置和所述接收装置之间的路径上的温度分布，并根据所述温度分布调整所述声波激励助燃装置的发声参数；所述发声参数包括：所述声波激励助燃装置所发射的声波的力度和
/
或所述声波激励助燃装置的开启台数
。
[0016]可选地，所述声波激励助燃装置还包括：第一扩放器；
[0017]所述声波导管输出声波的端部连接所述第一扩放器；所述第一扩放器用于对所述声波进行放大，放大后的声波注入目标锅炉的炉膛中
。
[0018]可选地，所述声波激励助燃装置还包括：传动装置和电机；
[0019]所述传动装置的一端连接电机，另一端连接所述切割部件；所述电机用于驱动所述传动装置转动；所述传动装置用于带动所述切割部件转动
。
[0020]可选地，所述发声装置包括至少两个发生器；所述接收装置包括至少两个接收器
。
[0021]可选地，所述发声装置还包括：第二扩放器；每个所述发生器连接一个所述第二扩放器；
[0022]所述接收装置还包括：第三扩放器；每个所述接收器连接一个所述第三扩放器
。
[0023]可选地，所述声波激励助燃装置还包括：进气管；
[0024]所述进气管的进气口用于通入气流；所述进气管的出气口与所述声波导管的进口连接
。
[0025]可选地，所述声波激励助燃装置包括多个；多个声波激励助燃装置错位分布在目标锅炉的主燃区和燃烬区；
[0026]所述声波测温装置包括四个，其中两个声波测温装置位于目标锅炉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于强化
W
型火焰锅炉燃烧的声波激励系统，其特征在于，包括：声波激励助燃装置
、
声波测温装置和闭环控制装置；所述声波激励助燃装置和所述声波测温装置均与所述闭环控制装置连接；所述声波激励助燃装置和所述声波测温装置均设置在目标锅炉的炉膛外壁面上；所述声波激励助燃装置包括：切割部件和声波导管；所述切割部件沿所述声波导管的横截面方向穿过所述声波导管；所述切割部件沿周向开设均匀分布的小孔；所述切割部件用于在转动时对进入所述声波导管中的气流进行周期性切割从而产生声波；所述声波激励助燃装置用于将产生的声波注入目标锅炉的炉膛中；所述声波测温装置包括：发声装置和接收装置；所述发声装置用于发射声波信号；所述接收装置用于接收所述声波信号；所述闭环控制装置用于根据所述发声装置发射声波信号的时间和所述接收装置接收所述声波信号的时间，计算所述声波信号在所述发声装置和所述接收装置之间的飞渡时间，根据所述飞渡时间确定所述发声装置和所述接收装置之间的路径上的温度分布，并根据所述温度分布调整所述声波激励助燃装置的发声参数；所述发声参数包括：所述声波激励助燃装置所发射的声波的力度和
/
或所述声波激励助燃装置的开启台数
。2.
根据权利要求1所述的用于强化
W
型火焰锅炉燃烧的声波激励系统，其特征在于，所述声波激励助燃装置还包括：第一扩放器；所述声波导管输出声波的端部连接所述第一扩放器；所述第一扩放器用于对所述声波进行放大，放大后的声波注入目标锅炉的炉膛中
。3.
根据权利要求1所述的用于强化
W
型火焰锅炉燃烧的声波激励系统，其特征在于，所述声波激励助燃装置还包括：传动装置和电机；所述传动装置的一端连接电机，另一端连接所述切割部件；所述电机用于驱动所述传动装置转动；所述传动装置用于带动所述切割部件转动
。4.
根据权利要求1所述的用于强化
W
型火焰锅炉燃烧的声波激励系统，其特征在于，所述发声装置包括至少两个发生器；所述接收装置包括至少两个接收器
。5.
根据权利要求4所述的用于强化
W
型火焰锅炉燃烧的声波激励系统，其特征在于，所述发声装置还包括：第二扩放器；每个所述发生器连接一个所述第二扩放器；所述接收装置还包括：第三扩放器；每个所述接收器连接一个所述第三扩放器
。6.
根据权利要求1所述的用于强化
W
型火焰锅炉燃烧的声波激励系...

【专利技术属性】
技术研发人员：王方红，李晓坚，刘威，张文龙，薛贵平，武旭升，王新中，李军亮，原海峰，李星宇，高建辉，李乐乐，邱洪保，杨延峰，李新卓，
申请(专利权)人：陕西岱南新能源工程有限公司，
类型：发明
国别省市：