燃气脉冲清灰系统说明书.doc

燃气脉冲清灰系统使用说明书

尼日尔3X75t/h油气锅炉

燃气脉冲清灰系统

说

明

书

北京光耀环境工程有限公司

目录
第一章 概述……………………………………………………………3
第二章 规格与性能……………………………………………………4
2.1 系统组成…………………………………………………………4
2.2 型号划分…………………………………………………………6
2.3 技术特点…………………………………………………………7
第三章 工作原理及适用范围…………………………………………8
3.1 工作原理…………………………………………………………8
3.2 适用范围…………………………………………………………8
第四章 安装……………………………………………………………9
第五章 系统调试………………………………………………………14
第六章 维护及故障处理………………………………………………15
6.1 设备机械部分维护……………………………………………..15
6.2 设备电气部分维护……………………………………………..15
6.3 故障分析及处理…………………………………………………17
6.4 维修注意事项……………………………………………………17
第七章 售后服务………………………………………………………18

第一章 概述
长期以来锅炉、加热炉的换热管线积灰结焦一直是个老大难问题，它使受热面的热阻增加，是导致热效率下降的主要原因之一。在国内，由于受劣质燃料影响，在大部分炉子上都存在积灰、结焦现象。情况严重时可能引起炉管的腐蚀和意外停工，造成重大的经济损失。为此人们采用了蒸汽吹灰、高压水力吹灰、钢珠除灰等手段，习惯上称为传统除灰技术；上述措施尽管在某些场合有一定的效果，但从总体来说，它们都普遍存在诸如：（1）除灰范围有限，存在死角死区；（2）能耗高；（3）设备可靠性差；（4）维修费用大；（5）对炉子有副作用（6）辅助设备庞大，操作复杂等诸多问题。尤其是蒸汽吹灰经常会导致烟气湿度增大；在炉体的冷端更容易造成积灰和堵塞，甚至会使腐蚀加剧。因此，虽然国内外的锅炉和加热炉大多配备了这类除灰设备，但因为上述原因，使用效率很低，多数处于闲置状态，未能真正从根本上解决积灰结焦问题。
用燃烧的方法产生气体脉冲，并用于锅炉受热面的除灰，是近年来兴起的新一代除灰技术。其原理是利用可燃气体如：煤气、天然气、液化石油气、乙炔等，与空气经各自的测控管路调控后，均匀混合，在特殊设计的燃烧室内产生爆燃、爆轰，经输出管上的喷口发射出脉冲激波。能量被引导至被作用管束附近，以高温、高速的气流伴随着巨大的声强作用到换热管束表面，通过波形扰动、气流冲刷、高温膨胀、声压震荡以及冲击振打等多种模式的综合作用，达到清除管束表面积灰的目的。

第二章 规格与性能
2.1 系统组成：燃气脉冲系统由比例-控制单元、调控-点火单元、脉冲输出单元以及自动控制系统部分四部分组成。

1、比例-控制单元：
比例控制单元是系统的前置单元，其作用是对现场空气、燃气的压力、流量进行调制并分别馈送至相应的管线支路。
根据现场选用燃料气的种类不同，可选择乙炔、氢气、瓦斯或液化气等，其压力调控范围需控制在0.1~0.3Mpa；空气源压力应不低于0.4Mpa.
经过比例调控的混合气体进入后面的分配-点火单元。
2、调控-点火单元：
调控-点火单元是系统的核心部分，其作用是根据自动控制系统发出的指令，开启相关支路的电磁阀，经过比例调控的燃气、空气通过特殊设计的混配装置进入脉冲输出系统，并在程序控制下点火，能量通过加速管线向后传递，进而在脉冲罐内形成爆轰输出。
我公司点火装置采用航空高能点火器，单点作用能量3J，放电次数不少于10万次。保证点火能量充分的同时，还具最好的质量。
3、脉冲输出单元：
脉冲输出单元包括脉冲罐及导向脉冲喷口；
脉冲罐：混合气体被分配至脉冲罐内发生爆轰效应，最终产生脉冲（激波），能量经作用喷口的导向传输至被作用面；脉冲波是一种高频波，具有极强的指向性，其传输速度可达7~8马赫，喷口出口处的超压可达1.5Mpa；之后呈指数型快速衰减，最终衰变为声波。
根据现场作用空间的不同，需要选择不同容积的脉冲罐以及不同导向类型的脉冲喷口。我公司脉冲罐以及脉冲喷口主要有如下规格：

表1
型号
MG1
MG2
MG3
MG4
MG5
MG6
结构
DN250´800
DN300´800
DN300´1000
DN300´1500
DN350´1500
DN350´2000
容积
0.045 m3
0.055 m3
0.078 m3
0.12 m3
0.16 m3
0.2 m3
空间
5~35 m3
5~50 m3
5~80 m3
5~120 m3
5~150 m3
5~200 m3
喷口直径
DN100
DN150
DN150
DN200
DN200
DN200
开孔尺寸
F160
F220
F220
F275
F275
F275

脉冲喷口：这是激波清灰系统透过锅炉炉墙引导波束作用区域的元件；采用耐温、耐冲刷材料制作。由于激波属于高频波束，具有较强的指向性，在实际应用过程中，喷口规格的选择非常重要，首先要保证激波能量不会波及炉衬等非承载部位，同时又要兼顾最大限度的扩大作用范围，避免能量过度的集中在某一区域。
由于作用空间区域的不同，脉冲喷口的直径会相应不同，与之相匹配的法兰套筒也会随之变化。
4、自动控制系统：
我公司激波自动控制系统根据用户现场需求的不同，分为三个标准系列：
GYPCⅠ系列: 按钮（触摸屏）模拟控制方式，主要用于用户的室外非防暴环境；
GYPCⅡ系列：防爆系列，主要用于用户要求各种规格防爆运行环境；
GYPCⅢ系列：采用工控机实施现场控制，主要用于在用户中控室内集中操作的运行环境。
上述三种控制方式均预留DCS远程通讯接口
本项目采用防爆型现场控制方式
2.2 型号划分
1：燃气脉冲发生系统：GYPW – DD x – EX
GYPW---------产品型号： 光耀激波清灰系列
DD-------------作用点数目
x----------------脉冲罐规格
EX--------------防爆型，无此项为普通型
范例：GYPW-18II
表示为：光耀激波清灰产品； 18个作用喷口，GM2型脉冲罐；无防爆要求。

2：脉冲罐：MG X
X-----------脉冲罐型号：参照第5页表1
范例：MG2
表示为：2型脉冲罐

3：脉冲喷口： PK----XX(D,G)
PK-------喷口代号
XX------表示喷口管径大小； 10表示φ108mm，
15表示φ159mm，
20表示φ219mm
D -------表示采用普通耐热村料；G -----------表示采用耐高温材料；
kk-------表示喷口开口斜度:分为45°、75°、90°，无数字表示斜喷口。
范例：PK-10D：
表示为：喷口外径为φ108mm，普通耐热材料。

4：控制柜： GYPCX—FF
GYPC-----------激波清灰系统控制柜，
X-------------控制柜规格，
FF-----------可控工作点数量。
范例：GYPCII-9
表示为：激波清灰系统采用防爆型控制方式，可控制9路工作组。

2.3 技术特点
燃气脉冲清灰系统作为我公司新开发的高效除灰技术，其特点具体表现在：
1． 系统效率高：脉冲罐内部设有压力扰流结构，特殊结构的设计确保了在同等介质消耗的情况下，脉冲罐可以获得最大的当量输出。
2． 燃气比例控制系统机构简单，配置灵活可靠：比例混配系统先进可靠，自动化程度高，当量调节方便而且稳定；无需在现场配置流量计，在提高系统工作稳定性的同时，简化现场调试、操作的流程。
3． 安全系数大：控制系统的设计充分考虑到可能存在的各类隐患，在系统中采用多重防回火结构，从根本上消除压力、温度反向传递的可能；各执行元件的动作均设置反馈、检测环节，对一旦可能发生的非正常动作予以有效监控，并在控制屏幕上加以显示，同时切断该通道的后续执行动作，以防止误动作的发生；该系统还会对现场压缩空气、燃气压力进行自动监控，提示操作者对现场可能发生的压力波动及时进行调整；最大限度的保证系统脉冲当量的稳定输出。
4． 控制系统先进：燃气脉冲控制系统中的关键器件均采用德国西门子等知名厂家的产品；采用微电脑计时，控制精度高，稳定性好；采用柔性编程模式，最大限度满足现场的实际需求，信息容量大，运行状态直观显示，操作、调试方便简捷。
5． 高水平的技术保障：由于脉冲波是一种具有极强指向性的能量输出，故对其波形的有效控制是能否实现有效清除积灰，同时确保主体设施安全的关键。便捷、合理的当量控制手段，可靠的喷口导向模式是我公司燃气脉冲清灰装置在各个现场安全运行的核心之所在。
6． 模块化设计，适用范围宽：调控-点火单元采用模块化的设计，可供不同炉型用户的不同配置选择，确保最佳的清灰效果。
7． 服务周到细致：北京光耀环境公司具备完善的售后服务网络，其服务人员会定期对用户的设备进行巡检和走访，对发现的问题及时进行调整和维护，全程无忧式的服务宗旨已经贯穿于设备应用的每一个环节。
8． 自主的知识产权：北京光耀环境公司GYPW系列燃气脉冲清灰系统具备自主的知识产权：
燃气脉冲清灰装置比例混控系统： 专利号：ZL 2005 2 0127583.4
燃气脉冲清灰装置脉冲罐扰动结构： 专利号：ZL 2005 2 0119003.3

第三章 工作原理及适用范围

3.1 工作原理
燃气脉冲清灰装置的工作原理是利用可燃气体如：煤气、天然气、液化石油气、乙炔等，与空气经各自的测控管路调控后，均匀混合，在特殊设计的燃烧室内产生爆燃、爆轰，经输出管上的喷口发射出脉冲激波。能量被引导至被作用管束附近，以高温、高速的气流伴随者巨大的声强作用到换热管束表面，通过波形扰动、气流冲刷、高温膨胀、声压震荡以及冲击振打等多种模式的综合作用，达到清除管束表面积灰的目的。

3.2 适用范围
GYPW系列燃气脉冲清灰系统是我公司历经多年开发和优化设计的系列产品，从零部件的设计、结构和材料选用等方面都调高了科技含量，达到作用范围大、效率高、当量调节方便而且稳定、自动化程度高、安全系数大、操作简单等特点。
GYPW系列燃气脉冲清灰系统可广泛应用在以煤粉、燃油和各种气体为燃料的加热炉、余热炉、电站锅炉等热交换器，用以清除炉膛、过热器、高温辐射段、对流段、低温段以及空气预热器等部件上的积灰。

第四章 安装
GYPW系列燃气脉冲清灰系统现场安装示意图如下：

图4.1
（1）法兰套筒 （2）脉冲喷口 （3）脉冲罐 （4）输出管线
（5）气源总管线 （6）调控点火单元 （7）比例控制单元 （8）自动控制系统

系统安装步骤和技术要求
1、炉墙开孔：
根据工程《安装方案》的开孔尺寸进行，如有炉墙衬里，应尽量减少开孔对炉衬的破坏（先开一个小孔，然后再逐渐扩大）。对于电厂锅炉炉墙利用原有人孔门进行开孔，如人孔门为铸铁，则拆下原人孔门，补装用于固定法兰衬套管用的钢板，然后在钢板上开孔，如人孔门为铸钢，则直接在人孔门上开孔，开孔尺寸按照脉冲喷口而定
DN100：开孔尺寸φ160mm（本项目开孔尺寸）；
DN150：开孔尺寸φ220mm；
DN200：开孔尺寸φ275mm

2、焊接固定法兰：
如图4.2 所示，炉墙开孔尺寸应与法兰套管相匹配,套管前端伸入炉内与炉墙内壁平齐，套管中心线应水平。安装时法兰螺栓孔的正确位置如A向所示，法兰套管与炉壁牢固焊接，留出螺栓的安装空间。

3、喷口的安装
将喷口带导向弯头的一侧伸进炉墙上的套筒内。伸进长度根据方案要求，并考虑炉墙外的安装及紧固方便，其喷口弯头指向根据安装方案要求旋转至指定位置，如图示要求装填保温、密封填料后，将衬套压盖固定；如图4.3所示。

☆ 本工序的目的是确定喷口的角度以及前端的伸出尺寸，一旦确定以后，不允许再随意变更。
4、脉冲罐的安装：
在炉墙开孔位置的正上方将脉冲罐吊起，大端法兰向下竖向垂直安装，确定脉冲罐的固定位置后，将焊接弯头固定在脉冲罐上，找准弯头前端与喷口法兰的相对位置，截取相应尺寸与喷口通径相同的无缝管补焊在喷口管上，然后将喷口法兰固定在弯头前端法兰上，再次确认喷口的角度、前伸长度是否满足安装要求；确认无误后，将喷口法兰焊接在喷口管上。
☆ 尽量将脉冲罐固定在炉体上，而不要将其固定在承重梁上，因为炉体受热膨胀会带动喷口
移动，使喷口与脉冲罐之间的连接变形甚至破坏。

5、调控-点火单元的安装
在确定安装位置后，现场安装人员应根据现场条件确定调控-点火单元箱体的位置布局，通过与用户相关人员协调，根据现场的实际情况，将箱体固定在指定位置。
☆ 布局模式应遵循以下原则：
1) 不影响用户相关职能人员正常业务的通行、检修需求；
2) 遵循现场管线施工、布局的企业要求；方便现场施工作业；
3) 线路走向美观、合理。

6、比例-控制单元安装及气路系统连接：
GYPW燃气脉冲清灰系统气源为压缩空气和燃气两路，两种管线的通径均为DN25，气源连接处为法兰连接式，气源入口处应由厂方安装一个总阀门，以方便安装。比例-控制单元为模块化设计，通过与用户相关人员协调，根据现场的实际情况，将箱体固定在指定位置。
☆ 空气、燃气管线在与我公司脉冲发生系统管线连接前，必须经过高压吹扫，在吹扫的同时击打管线，防止焊渣或管内残余物进入调控-点火系统；
完成连接后空气路压力不应低于0.3MPa，否则应及时与用户方面联系，务必使该压力满足
我方设计需求。

7. 脉冲输出管路连接
经比例混合后的气体经过配气控制组件和点火罐后，通过管路引导至脉冲罐，需严格按照规程连接；一般来说配气控制组件控制两个脉冲罐的输出，所以脉冲罐相对位置应尽可能对称，可以稍有偏差，但不能超过10cm；如图4.7所示。

图4.7
☆ 注意：连接管线与点火罐、脉冲罐法兰连接时，需遵循以下顺序：
1>.将相应的副法兰用螺栓固定在点火罐出口或脉冲罐的法兰上;
2>.将DN50弯头找正方向后焊接在副法兰上;
3>.连接（焊接）中间的管路 。
这样做的目的是避免发生系统箱体和脉冲罐受到外来力矩的作用.
☆ 所连接管路尽量做到水平或者按照气流方向向上倾斜，而不要呈U型，以免在里面积水而影响设备工作，

8、安装控制柜：
按照燃气脉冲清灰系统布置方案确定控制柜安装位置，安装地点必须满足控制柜的安装环境要求，控制柜需安放平稳，控制柜与安装基座用地脚螺栓固定，接地可靠。
☆ 控制柜安放环境要求：
温度：-20～55°C，不允许有剧烈的温度变化。（如低于-20°C控制柜内需配置保温装置）
湿度： ＜97%，不得有凝露和结冰。
振动：小于0.6G，禁止任何直接的冲击。
控制柜周围留有足够的空间便于操作和观察。
控制柜不能置于强的电场和磁场中。
控制柜周围必须有良好的通风和散热条件。

9、电路联接：
GYPW燃气脉冲清灰系统要求使10芯屏蔽电缆，内芯线大于等于0.75mm2，加上故障检测信号电缆一根，共N+1根，N调控-点火单元数量。电缆线与接线端子连接牢固，电缆线两端应有清晰线号标志，以方便接线和检修。如果使用旧电缆，应保证电缆绝缘可靠。由厂方负责将电缆铺设至调控-点火单元跟前，中间对电缆要有必要的防护措施 （穿管、三通、套电缆护管、接线盒等）。

第五章 调试与操作
5.1设备调试：
1、压力开关的调节
GYPW燃气脉冲清灰系统的压力开关是为检测压缩空气压力而设计的，其工作压力根据现场配比压力确定，该项工作由我公司现场调试人员调整。
2、工作当量的计算
（1）连接管线长度的测量
测量从点火罐至脉冲罐管线的长度L米，每米管线容积为2升，则管线内容积为V1=2×L升，其充满需要的时间为t1=V1/S（秒）。其中S代表混合气体流速。
（2）当量的计算
假定当量为90%（由现场或方案决定），按最普通的情况计算，每个点火罐带两个脉冲罐，按照GM3的脉冲罐容积计算，则每组脉冲罐需要的混合气体体积为V2=78×2×90%=140升，需要的充气时间为t2=V2/S秒，因此本通道的总充气时间t=t1+t2,各通道均照此计算。
（3）控制程序中时间数据的输入
在程序中，打开数据块，照说明修改参数后，下载程序到控制柜中，并按住复位键重新启动电源将参数值输入控制柜中。

第六章 维护与故障处理

6.1 设备机械部分维护
（一） 管路部分
1、 气源质量：每套脉冲清灰系统都配有两个过滤阀以保证气源质量，但是当供气气源质量过差时将造成过滤阀的损坏；
2、 过滤阀的维护：系统每次经过调试或维修后都应该及时更换过滤阀芯；设备开始正常运行后，每隔12个月清洗过滤阀芯一次；
3、 气源压力：空气路工作压力0.3MPa以上；燃气路工作压力保证在0.1MPa以上；
4、 管线检测：管线堵塞、泄露均影响脉冲系统的正常工作，设备安装前，应先吹扫干净总管线和每条支管线，安装使用后定期检查并保持管路畅通、密封良好。

（二） 设备维护
设备连接：因现场各种因素影响，可能导致系统某些部位螺纹连接处松动，并进一步影响清灰系统的正常使用，用户应对一下螺纹连接处，定期进行检查。

6.2 设备电气部分维护
（一） 使用环境
1、 电源电压：220V，不应有频繁的电压波动；
2、 温度：-20~55度
3、 相对湿度：<97%
4、 振动：小于0.6G，禁止任何直接的冲击；
5、 周围环境不得有灰尘、铁粉等导电的油雾、粉尘、含盐气体、有机溶剂；
6、 控制柜周围留有足够的空间便于操作和观察；
7、 不能将控制柜放于强的电场和磁场；
8、 控制柜周围必须有良好的通风和散热条件。
（二） 日常检查
从外部检查系统的运行情况，确认系统是否有异常情况。下列几点必须经常检查
1、 周围环境是否符合标准规定；
2、 控制柜各项参数显示是否正常；
3、 有无异常的噪音、振动和气味；
4、 有无过热和变色的情况；
5、 连接部件是否松动或脱落；
6、 电缆有无损坏。

（三） 定期检查
定期检查的周期是每年1-2次，定期检查前请阅读《注意事项》
1、 各部件的固定是否结实可靠；
2、 各端子与电线、电缆是否连接可靠，无脱落；
3、 各种插头是否接驳完好；
4、 各种电线、电缆的外层绝缘胶皮是否有焦糊、破损等现象，并做到及时更换；
5、 各电气援建是否有焦糊、直观破损等现象，酌情做更换处理。

（四） 注意事项
1、 由于PLC的电池会自己放电，在放着不用时电压也会下降，其使用寿命一般为5年，请在更换期之前更换新电池；
2、 发生故障时应针对相应器件进行器件级的更换；
3、 在打开控制柜或者控制箱时，部分元器件可能温度较高，注意防止烫伤。

6.3 故障分析及处理

故障现象
故障分析
解决措施
报 警
1. 系统总供气不足或
没有
2. 压力开关损坏
1.检查压缩空气
2.更换压力开关
不工作的几路电磁阀不能打开或关闭
1. 检查对应空气电磁阀的动
作，检查控制柜内对应熔断器。使它恢复正常
2.检查相应通道压力
未 报 警
系统工作正常，但各路均不能打响
1. 配比不对
2. 点火器故障
3. 燃气路电磁阀损坏
4. 燃气压力不足
1. 检查气源压力及孔板是否堵
塞。
2. 查点火器是否点火，控制柜
3. 内熔断器是否烧断
4. 查燃气电磁阀及柜内熔器。
5. 查燃气压力
系统工作正常，某一路或几路不能打响
1、 点火器故障
2、 对应路燃气电磁阀
没有打开
1、检查对应路点火器正常否
2、检查对应路燃气电磁阀是否全部打开

6.4 维修注意事项
1、 电磁阀、过滤阀等管路连接处应密封可靠；
2、 不得擅自打开控制柜；
3、 不得擅自更改控制柜内的各种接线；
4、 监视报警装置，及时排除可能出现的各种故障；
5、 在维修中打开控制柜时，部分元器件可能温度较高，注意防止烫伤；
6、 如果出现的故障无法判断，请及时与北京光耀环境工程有限公司联系。

第七章 售后服务

我公司具有完善的服务体系，强大的售前、售后服务力量，可为用户提供全方位的及时服务，我公司对产品实行“三免”即免费指导安装、免费国内现场工况下调试（一次）、免费保修一年。我公司将终身提供设备配件，提供维修服务。此外，公司还可按照不同用户的特殊要求，提供用户满意的产品。
我公司为用户提供快捷的服务；国内用户任何的需求我们将在24小时内（工作时间）做出响应。
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