各種燃燒生成物中, 聲波對鉆著物的生成過程, 以及對已生成的砧著物本身的影響機 理尚缺乏研究, 有關(guān)的探討僅處于設(shè)想階段。由于現(xiàn)場環(huán)境等因素，設(shè)計研究方案選用了江蘇鳳谷節(jié)能科技生產(chǎn)的FGSSC-A型聲波清灰器安裝在頂部左右各三只。一般有兩種理論,一種理論認為聲波吹灰的機理是以邊界層在聲振動作用下形成斷續(xù)為依據(jù)。由聲波 引起的受熱面管壁振動并不重要,應(yīng)避免受熱面產(chǎn)生共振。另一種理論認為受熱面管道的共振機理對于吹灰是主要的。

1 聲波吹灰機理及實現(xiàn)

鍋爐運行過程中, 由于灰粒子的表面引力、粒子之間及粒子與爐內(nèi)管壁之間的粘結(jié)力、分子附著力、靜電引力以及化學親合力等 多方面 的作 用, 在爐膛及 煙道各部位的換 熱面上 就會逐 漸形成 積灰結(jié) 焦 。煙氣中的 灰粒是 一種寬 篩分組 成 , 

大部分都＜220μm,其中多數(shù)為10～30μm的微粒。當煙氣橫向沖刷受熱面時,管子的背風面產(chǎn)生旋渦,將許多小塵粒吸附進去,灰粒依靠分子和靜電引力吸附在管壁上 ,灰粒越小其單位重量的表面積就越大 , 因而相對分子和靜電引力就越大。小于3～5μm的灰粒與管壁接觸時,其分子引力大于本身重量,從而使其吸附在管壁上;另外煙氣中的灰粒可以被感應(yīng)而帶有靜電荷,當帶電的灰粒與管壁接觸時, 靜電引力大于灰粒自身重力的顆粒便會吸附在管壁上 。

一般情況＜10μm帶電灰粒都會被吸附住,有時＜20～30μm的帶電灰粒也能吸附灰管壁上。但大的灰粒不但不會吸附在管壁上,而且還有可能會沖擊管壁,使積灰減輕,聲波吹灰正是利用這一原理進行除灰的。在聲場中, 細小塵?？梢阅⒊纱箢w粒已被證實。聲波引起的振動,致使不同大小(或不同密度)的塵粒被帶動的程度不同,從而產(chǎn)生不同的移動速度。小塵粒由于質(zhì)量小將參與大幅度的聲波振動 , 并與難以振動的大塵粒相碰撞,在靜電作用下凝并。

凝并增大了粉塵粒徑, 從而達到減輕和清除積灰的目的。另外, 聲波作為一種以能量形式存 在的機械波, 還可以使積灰表面產(chǎn)生附加振動而進行除灰。邊界層的音數(shù)由近爐墻區(qū)的壓力場和磨擦力的相互作用所決定 ,邊界層的間斷伴隨著煙氣的逆向流動 , 煙氣的聲振蕩周期性可改變邊界層中壓力縱向梯度, 這種不穩(wěn)定的流動工況使微粒難以在管壁上沉積,并能破壞已形成的粘著層。簡而言之, 聲波清灰的基本原理在于聲波對積灰的高加速度剝離作用和振動疲勞破碎作用。此外, 聲波與煙氣流, 換熱管之間的流體動力場關(guān)系,高聲強非線性 的特 殊效應(yīng)等都將對清灰除焦起作用。在聲波吹灰系統(tǒng)中, 由聲能轉(zhuǎn)化機構(gòu)(聲波發(fā)生器)將蒸汽或壓縮空氣攜帶的能量轉(zhuǎn)化為高聲強聲波, 通過聲波的作用力灰粒子和空氣分子產(chǎn)生振蕩, 破壞和阻止灰粒子在熱交換 表面結(jié)合, 使之處于懸浮流化狀態(tài),以便煙氣或重力將其帶走。在聲波的高能量作用下, 粉塵不能在熱交換表面積聚,可有效阻止焦渣的生長。由于高聲強聲波的聲疲勞效應(yīng), 對已結(jié)成的焦塊在鍋爐 運行過程中,也能使其斷為小塊自行脫落。