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1、目 录一、公司简介1二、燃气激波吹灰工作原理介绍2三、激波的性质3四、系统构成8五、技术性能指标11六、吹灰器的安全性、经济性13七、燃气激波吹灰特点及预计吹灰效果14八、用户安装说明15九、设备运行与维护18一、公司简介1、述概上海力汀门工业设备有限公司是专业从事激波吹灰技术、火焰监控技术、各类工业燃烧器、燃烧热工控制系统研制开发的高新科技企业。公司经营地址位于上海市黄浦区，生产地位于江苏宜兴工业园区。公司现有员工五十多人。2、目标与追求我们的目标是以高安全性、高可靠性、高品质、高费效比的产品，最佳的解决方案和有效的服务，为客户解决现实问题，成为行业良伴。3、品质保证公司以GB/T19001
2、-2000idt ISO19001：2000 标准为模板，制定严格的企业品质标准，为各企业提供合格、先进的产品与技术。4、主要技术1）RT燃气激波吹灰技术是一种在线清除加热炉和换热器表面积灰的新型技术。基本工作原理是利用燃料在一个特殊装置爆燃后产生冲击激波，通过控制激波的喷口和强度来除灰。该产品以其可靠的安全性，优异的除灰效果，低廉的使用和维护成木，在石油、化工、电力和冶金等行业受到广泛的好评。2）RT系列燃烧器RT系列燃烧器产品包括各类工业燃烧器及其配套设备十多个系列，几百种规格，以及各种工业炉窑燃烧热工系统及控制系统。产品应用遍及石油化工、火力发电、冶金机械、锅炉采暖、陶瓷、玻璃以及各类焚
3、烧处理炉窑等诸多行业。3）RT-JK系列火焰监视器该系列产品不同于以往的火焰监视器，它即具备了以往火焰监测器的优点，而且它把数字传输和计算机控制应用在一起，大大提高了监视效果和处理能力，并且具有存储效果和输出接点、便于通信等特点。二、燃气激波吹灰工作原理介绍RT燃气激波吹灰器是通过燃气爆燃生成激波的。燃料（通常是乙炔、天然气、或丙烷等高能反应性能气体燃料）在一个特殊的装置中被高能点火器点燃，产生爆燃；使火焰锋面后的燃烧气体在瞬间升至高压，并在火焰烽面前形成压缩波；在经过火焰导管时，压缩波不断被加强，经过高速的推送作用，形成一道稳定的激波和火焰；经火焰导管进入激波发生器后，一方面作为点火激波点燃
4、罐体内的可燃混合气，另一方面受到罐内特殊结构的聚能和调制而进一步加强；最终，调制好的激波从激波发射喷口发射出来进入炉内，作用于炉内受热面上的积灰，在激波的冲击下破碎剥离，脱离积灰面。通过控制激波的强度，可以适应受热面上不同类型的积灰，使积灰在合适和足够强度的激波冲击下碎裂并被烟气带走。在实际使用中。产生激波的气体燃料通常是乙炔、天然气、液化石油气等气体燃料。因为这些气体燃料在现代工厂最容易得到，价格也低廉。这些气体的热值比较高，燃烧速度快，适合于产生激波。以乙炔为例，乙炔爆然后在燃气激波吹灰器内能产生大约45倍声速的爆轰激波，波前压力为常压，波后等容燃烧压力大约为1.0Mpa，波速为1500m
5、/s1860m/s。激波面的压力锋值与激波发生器的结构特性有关，通常可达到数倍于波后稳定压力的数值。当激波从激波发射喷口发射出来以后，将在喷口外的锥形空间中做部分球面的扩散，扩散的激波面由于不能维持高于常压的压力，在波面后形成一个反向压力峰，峰值低于空间中的常压。扩散后的激波会在炉膛内的物理界面发生反射，并能通过折射而导入物体内部。激波剧烈的压力脉动纵波对积灰产生一种先压后拉的作用，促使共碎裂和脱离积灰基底；导入积灰中的折射激波还会在灰体内产生横波，这道横波会在积灰基底上的反射波和入射波的相互作用使积灰与基底之间的结合面产生剪力，使积灰与基底的结合面发生分离。图1 RT燃气激波吹灰器的原理示意
6、图吹灰器包括以下主要部件：燃气与空气进气管、燃气与空气的混合罐、混合气的点火罐和火花塞、火焰导管、激波发生器和激波发射喷口。燃料和其氧化剂（通常是空气）以适当的比例被冲入一个特殊的混合器内，在那里空气和燃气混合能够产生爆燃的混合气体，被充满混合罐和它之后的管道和罐体。随后，一个高能的点火装置点燃点火罐中的均匀混合气体。点火罐中的爆燃火焰在通过火焰导管时被逐渐加速，并在火焰的前锋面形成爆轰波。当爆轰波传至激波发生器中时，它点燃激波发生器中的混合燃气，并使激波在发生器的罐体内受到调制，加强其压力锋值。最后，调制合适的激波从激波发生器中产生，并通过激波发射喷管导入炉膛内部。通过对激波发生器罐体和激波
7、发射喷口的设计，可以控制所得到的激波的强度。因而，可以使激波的强度最适合其对应工作受热面上的积灰类型，达到最佳的吹灰效果。三、激波的性质在空气动力学中，微弱扰动在空气中的传播波被定义为声波。由于扰动很微弱，声波的传播被看成是绝热等熵的，即声波过后空气的各物理参数仍能回复的原先的初始值，没有明显的变化。声波的强度通常由声压级来度量它是有效声压的对数函数：声压级分贝数=20log（P/Pr）通常，基准声压Pr的值定为Pr=210-5Pa一个产生140dB声压级声音的发声器在空气申引起约有效声压为Pr=210-510140/20=200Pa按正弦波计算，此时在空气中引起的峰值压力脉动约为300Pa。
8、根据气体的状态方程，我们知道此时空气的温度与密度变化也在相应的微小范围之内。与声波不同，激波是空气中的有限扰动波的传播。空气中的各物理参数在激波的前后有有限的变化。这样激波的传播速度必大于声波，否则，它将被传播速比它快的声波所耗散。激波的强度与其速度相关，下表是不同激波速度下激波前后空气备物理参数的值：由此看出，激波是一个剧烈的压缩波，空气在经过激波会受到急剧的压缩，其压力、温度的密度都产生有限的提高，与此同时，这种压缩是在极短的时间中完成的，典型的激波厚度只有空气分子的平均自由程尺度。激波速度空气压力（Mpa）空气温度（）空气密度（Kg/m3）激波前激波后激波前激波后激波前激波后2倍声速00
9、.35202001.253.343倍声速1.034924.824倍声速1.758845.715倍声速2.8013926.25表1 激波引起空气各参数的变化图2 是激波与声波前后空气各物理参数的变化。为了便于观看，声波传播中空气的参数脉动已放大了100 倍。即便如此，它还是比一道4倍声速激波前后的参数变化值小100倍。实际上，一道4 倍声速的激波造成的空气参数变化比140分贝声波引起的空气参数脉动峰值要高一万倍左右。图2 激波与声波前后物理参数的变化激波会在固壁上发生反射，两道激波在空间中发生相交或透射。图3给出了激波发生反射与透射的物理图形。图3 激波发生反射与透射的物理图形激波的特性：波面前
10、后气体压力、温度和密度的变化极大；波面的厚度极小；波速极高；激波发生器工作距离、工作范围及需求个数的计算激波发生器是利用甲烷、氢气、乙炔等高反应性能的燃料，在特制的紊流管内使之产生爆燃，爆燃火焰以音速或超音速从激波发生器喷出，利用激波清除受热面上的沉积物。用沉积物的膨胀速度UP（膨胀速度定义为灰渣微粒开始脱落沉积层的速度）表示沉积层与受热面粘结牢固的程度。UP越大时，沉积层粘结越牢固，对不同类型沉积层，膨积速度数值为：松散沉积物（UP8.0m/s）；弱粘沉积物（10UP35.0m/s）；中等粘沉积物（40UP100m/s）。用激波发生器中喷出的单位激波强度J0作为清除沉积物能客的度量，则对不同
11、沉积物极限膨胀速度与J0的关系与表2中。Up（m/s）J0（N.s/m2）5102535501007.58.59.09.51012.3表2 极限澎胀速度与激波强度J0的关系清理半径R定义为：在单位激波强度时从激波发生器喷出的射流及冲击波能对沉积物构成作用的范围。R的数值为：粘结沉积物R=2.2-5.0m，对松散沉积物R=8-10m，对多个激波发生器，则应举R的数值乘以喷口数。有了上述基本数据后袁激波发生器混合气体热量按下式计算：E=0.06J1.2OR式中，E为混合燃料热量（KJ）脉冲波发生器体积： V=E/（Q（1-e-3.3U2.5H）2 （m3）式中，UH为气体燃料常规燃烧速度（m/s）
12、，Q为燃料热值（KJ/m3），为混合气体燃料化学当量。表3列出了常规气体燃料的正常燃烧速度及爆燃速度值。燃料化学式爆燃速度（m/s）在空气混合气体中可燃气体的浓度正常燃烧速度（m/s）燃料的热值（KJ/m3）氢H228000.31.610800甲烷CH421500.0950.28-0.435850丙烷C3H826000.040.391300丁烷C4H1026000.03120.3118740乙炔C2H222000.0771.059100表3 常规气体燃料的正常燃烧速度及爆燃速度值对清除受热面局部沉积物的脉冲波发生器，其体积不应大于2-2.5m3。对灰渣沉积物烟道相对均匀分布情况，建议采用体积不
13、超过1m3的几个脉冲波发生器。对直径为0.15-0.25m范围的脉冲波发生器，其长度按下式计算：Lm=4V/3.1d2n式中，d为喷嘴直径（m），n为喷嘴个数。射流从脉冲燃烧室喷出后的有效长度L是保证清除膨胀速度为Up 的沉积物的有效作用范围。实践经验表明，当清理半径R与有效长度L满足下列关系时，可保证受热面上沉积物能被均匀清除：R=（0.5-0.6）L当RL时，射流有效长度L太小，不能保证受热面上沉积物均匀清除。 有效长度L按下列方法确定：按下式算出脉冲燃烧室断面上气流初始速度U0=0.8D（1-e-3.3Uh2.5）计算射流马赫数：Ma= U0/C式中，C为烟气温度下的音速，按下式确定：C
14、=20 T其中，T为锅炉烟气温度（K）。用M值，按图4查出系数2图4 速度系数与脉冲燃烧室马赫数关系根据沉积物特性确定膨胀速度Up。（5）根据Up/ U0值和2值，由图5查出L/r数值，r为脉冲波发生器管道半径。已知r，便可算出射流有效长度L。图5： 图6：激波发生器布置位置及数量的依据：依据上面的计算得出RT系列各激波发生器的作用距离（m），作用范围（m3），额定能量（KJ）。根据炉内管线的布置，计算出总的积灰半径R和长度L，再根据所选用激波发生器的作用数据，就可以算出需用多少个喷嘴。因喷口约布置位置受炉子结构的限制，所以就根据炉子各方面的管线布置来分别计算积灰半径R和长度L，从而得出炉子的
15、哪些面布置喷口具体的布置数量与位置。通过以上的计算方法，从而得出激波发生器的布置方案。四 系统构成RT燃气激波吹灰器由三个部分组成：主发生器部分、控制部分和工作部分。主发生器部分包括空气和燃气的混合器、混合器的点火器、层分配器以及控制进气和分层的各种控制阀门和压力、流量传感器等；控制部分包括控制柜和上位计算机（选项）；工作部分包括激波发生器和激波喷口。整个系统的示意图如下：图7 激波吹灰系统示意图1、发生器部分整个主发生器部分完全受控制部分的控制，按时序开启和关闭各个工作阀门，确定燃气的充给量、燃气和空气的配合比和工作层面的选择等，并点燃混合气体，制造爆燃火焰，通过火焰导管传给工作部分的激波发
16、生器。2、控制部分RT燃气激波吹灰器由控制部分的控制柜进行自动控制。控制柜可进行工作参数的设置，包括各工作层的工作次数和激波的强度控制，以及每次爆炸之间的等待间隔等。它可以配备一个主控室上位计算机（选项）。上位计算机具有与控制柜完全相同的控制功能，它通过接管控制柜的控制权实施整个系统的控制。计算机与控制柜之间的关系由控制柜上的一个状态旋钮设定，这个旋纽设置控制权。当控制柜取得控制权时，上位计算机仅作为监视终端使用；当上位计算机获得控制权时，控制柜仅作为控制件使用。控制柜和上位计算机之间通过标准的串行口进行通讯。RT型燃气激波吹灰器的控制系统由PLC、触摸屏或单片计算机、液晶显示器组成。PLC可
17、与主控室上位工业控制计算机（用户选项）通过标准RS232、422、485进行通讯，现场触摸屏显示的开关量、阀门状态、吹扫时间、混合注气时间、吹灰次数、吹灰周期等参数可全部上传上位机，上位机作为监控机可下传命令对PLC进行控制，包括复位、修改时间、设定参数等。上位机退出后不影响系统运行，PLC系统或单片机系统可自动运行。单片机除可通过标准串行口通讯外，还可用功能强大的CAN一BUS现场总线通讯。上位机可由上海力汀门工业设备有限公司专配或直接应用现场主控室上位机。控制系统采用优化程序，可根据设置参数顺序控制电磁阀、电动球阀、高压点火器，设置的参数如吹灰周期、吹灰次数、吹灰时间、吹扫时间、吹灰选层、
18、吹灰层数等均可根据现场工况修改，并可实时显示阀门状态及计时状态，实时监测现场数据变化，发现异常鸣笛报警并系统复位，直到解除报警。管路系统的主要部件均采用原装进口，提高了整个系统的可靠性。3、工作部分为了在实际使用中具有最大的方便性、经济性和通用性，RT燃气激波吹灰器的工作部分采用了设计独特的单元式激波发射器和分层吹灰的工作方式。单元式激波发射器和不同的激波喷口：RT燃气激波吹灰器系列化了所有可能的不同能量大小的激波发生器和各种大小和形状的激波发射喷口，通过它们的合理组合能最佳地满足不同场合和类型的吹灰需要。例如：当一个层面的吹灰总能量同为100KJ 时，根据具体情况，这个吹灰层面可以组合成多种
19、方式：只用一个100KJ 的激波发生器，单喷口，产生强度大、作用范围较小、作用距离较远的吹灰激波，用于积灰坚固和积灰面较小的场合；同样使用100KJ 的激波发生器，但采用4喷口形式，产生强度较小而作用范围大、作用距离较近的激波。或用四个25KJ 的单喷口激波发生器，产生类似的激波；用一个50KJ 的激波发生器和两个25KJ 的激波发生器，产生强度分布不均匀的激波，用于积灰相对不均匀的积灰受热面，等等。采用这种设计方式，使RT 燃气激波吹灰器在现场的实际使用中具有了特有的灵活性和实用性。图8及图9是不同的激波发生器和激波喷口的作用示意图。图8 总能量相同时，激波发生器的三种选择形式图9 喷口形状
20、对激波作用范围和作用距离的影响分层吹灰的工作方式：由一至几个激波发生器组成一个吹灰层面，负责某个局部区城的吹灰工作；而由几个吹灰层面共同组成一个完整的吹灰系统。各个吹灰层面都通过各自的火焰导管和层选通电动阀门与共用的主发生器相联。这种方式的系统设计不仅使吹灰器有最大的经济性，同时也使用系统更为简单可靠，易于安装。五 技术性能指标特点：1、系统能快速彻底清除与防止锅炉受热面的积灰与结渣、提高锅炉效率、延长检修时间、节约能耗、提高燃料适应性和可用率、减少工人的劳动强度、改善运行人员的工作环境、保证锅炉安全经济运行。2、运行成本低，可用任意一种燃气（液化气、乙炔气、炼厂干气）。激波能量可调及反应器喷
21、口可修改以适应不同的现场工况。吹灰时对运行中的工业炉本体无任何的不良影响。3、各种参数均可手动修改，实时在线监测现场数据，发现异常报警并复位禁止任何操作，直到解除报警。自动记录报警时间及原因，自动记录自动运行或手动运行吹灰时的历史时间。4、单片机装置核心部分采用总线内藏技术，工艺上使用嵌入式生产技术，集成度高，运行速度快（平均每条指令执行时间100ns 左右）。PLC、触摸屏都是进口装置，性能稳定可靠，抗干扰能力强。5、全汉化人机对话操作提示，界面直观、明了、操作方便。6、配备专用计算机控制软件，可通过便携式计算机与装置通讯口连接，对装置进行就地升级。7、单片机可通过软件选择422、485、2
22、32 等通讯接口，无须更换芯片。波特率及响应参数由软件设定，并可随用户要求扩充备种规格。8、PLC与上位机的通讯可选422、485、232 等通讯接口，但上位机必须安装相应的PLC软件。9、系统具有完善的自检功能，PLC或单片机自检故障及初始状态与设置不符时，系统报警。主要技术性能指标电源电压：AC220V10%或380V10%，50HZ 点火激波时间：3S30S点火持续时间：3S5S功率消耗： 1KW空气源：压力为0.11MPa，风量 60m3/h，常温。燃料气：压力为0.11MPa，气量 8m3/h，常温，要求稳定的压力和流量。通讯接口：RS232、RS422、RS485、CAN网控制柜使
23、用条件：环境温度：-30+75：湿度： 90%大气压力：80110Kpa吹灰时应保证设备处于正常工作状态。型号RT规格()()()适用燃料乙炔天然气或炼厂干气液化气燃料低热值MJ/Nm3范围51.259.133.542.093.1122.7额定56.436.2108.4爆炸极限体积（%）上限1.55.0(天然气)3.7(炼厂气)1.7下限8215(天然气)25.7(炼厂气)9.7燃料压力Kpa范围1001000额定500燃料温度常温空气压力Kpa范围1001000额定500空气温度常温表4 RT燃气激波发生器的使用条件型号额定能量KJ作用范围m3作用距离m一次工作的额定燃料用量10-3Nm3(
24、)型乙炔()型天然气干气()型液化气RT-101042.00.20.30.13RT-252582.50.50.70.25RT-5050123.01.01.40.5RT-100100204.02.02.81.0RT-200200355.04.05.62.0RT-400400606.58.011.24.0RT-8008001008.016.022.48.0表5 RT燃气激波发生器的技术性能六 吹灰器的安全性、经济性燃气激波吹灰器的安全性包括两方面院1、吹灰器自身的安全性2、激波对炉膛和换热面可能造成的影响。现在，按典型的乙炔为燃料的吹灰器估计器安全性。由于乙炔有很高的燃烧速度和燃烧温度，因而只要乙
25、炔是安全的，共他燃料的安全性也可以得到说明。乙炔燃料的特性：乙炔燃烧的低发热值：56488KJ/Nm3，（1315Kal/Nm3）乙炔最低着火点温度：335乙炔燃烧热量计温度：2620乙炔燃烧理论空气量：11.9Nm3/Nm3乙炔燃烧理论烟气量：12.4Nm3乙炔爆燃的安全估计：初始状态：1单位乙炔+11.9单位空气；0.1Mpa（绝对压力）；0；终了状态：（乙炔最理想的完全燃烧）：12.4单位烟气，2620又设在过程中保持体积不变遥即激波发生器完全是封闭的袁则终了压力为：P=0.112.4/（1.0+11.9）（2620+273）/273=1.02Mpa即在密封罐体中乙炔燃烧时能产生的最大爆
26、炸压力为1.0Mpa绝对压力。对应表压为9.0Kg/cm2。可见，只要吹灰器的承压能力大于0.9Mpa，即不存在有任何安全性问题。现在，再按典型的以乙炔这燃料的吹灰器估计其对炉体的影响。乙炔的C-J爆轰速度大约是1800m/s，爆轰波的厚度不大于约0.002mm，爆轰波峰值压力量级一般以波后稳定压力的数倍来度量。我们得到：峰值压力： 8.0Mpa作用振幅： 20m作用时间： 0.5s由于作用范围和作用时间实在太小，仅在极小的时间范围内对炉体作用一个快速移动压力脉动，其作用小于平时用铁錾对换热面进行的敲打作用，对炉体没有影响。RT燃气激波吹灰系统在各种炉型上的成功应用的实际使用也证明了这一点。经
27、济性：RT燃气激波吹灰器的运行成本很低。按一般锅炉常用的RT-l00型激波发生器来说，其一次吹灰所需的总能量小于30克标煤在燃烧时的总发热量。RT燃气激波吹灰器为间隔式工作方式，大部分时间处于不工作状态。因此，RT燃气激波吹灰器的运行成本很低。如果使用现场有现成的燃料气，例如炼厂干气等，则整个运行成本相当低廉。七 燃气激波吹灰特点及预计吹灰效果1、RT系列燃气激波吹灰器特点 能够彻底清除锅炉受热面上的牢固性积灰； 对于各种类型锅炉和不同类型的积灰，可以选择合适的装置类型（获得适当量的激波能力）实现优化配置； 由于每种类型产品都可以在不同初始压力下工作，因此，其激波能量具有极宽的无级可调范围，适
28、用性极强； 激波射流的方向，可以通过不同喷口结构和喷中极的设置方向调整，因而，能适应不同结构和形状的锅炉管束，避免死角； 激波能量大，吹灰效果明显，吹灰速度快，每次吹灰间隔时间长； 对锅炉本体的运行无不良影响，能够确保炉墙和换热器管束不受任何损伤； 由于采用特殊罐体结构，燃气激波吹灰装置在工作时冲击振动小，锅炉外部瞬间噪声符合环保要求； 无运动部件，可靠性强，不需要经常维护； 吹灰运行程序简单，易于操作； 可以实现全自动化运行； 运行成本低廉，可以使用瓦斯等管道气体；2、预计吹灰效果吹灰彻底、有效、吹灰覆盖率可高达95%。排烟温度平均下降10-40（参考）节能1-3%装置运行成本和后期维护低，
29、回收周期短，社会效益高。八 用户安装说明控制柜和计算机RT系列标准控制柜为防水型控制柜，可以按规范安装在现场非爆区域内或者安装在控制室内。也可按照用户要求防爆与防护等级制造防爆控制柜。控制柜尺寸为1800800500。控制核心采用三菱PLC及触摸屏（或按用户要求选用其它型号）。工控计算机为可选，采用标准RS232、RS422/S485端口与PLC通讯。主发生器主发生器管道包括截止阀、调压阀、压力表、流量计、压力开关、电磁阀、止回阀、高压点火器、火花塞、电动球阀、混合器、点火器和层分配器等部件。所有的部件在出厂时都已经按标准尺寸加工完毕，在现场只需按要求和对应次序依次连接即可。电气线材电气线材走
30、线在现场采用无缝钢管或标准线槽。动力线和控制线隔离。激波发生器和激波喷口激波发生器的标准安装方式如下图所示。图10 激波发生器标准安装方式系统安装：图11 某常压炉燃气激波吹灰系统安装示意图图12 某CO余热锅炉燃气激波吹灰系统安装示意图图13 某250T/H煤粉锅炉燃气激波吹灰系统安装示意图九 设备运行与维护运行RT系列燃气激波吹灰系统完全由控制核心PLC全天候自动控制，可选上位计算机可用来在中控室进行现场的监测与控制，并且可以将每天的运行情况以历史记录的形式记入历史数据库。运行方式：当用户只想运行其中的某一层时，可以在触摸屏上或计算机上点一下相应的层即可，不需要其它的任何操作，简单方便，易于操作。用户可以根据实际需要，自行设定系统的运行周期，发生次数，当设定完毕后，系统将根据设定的各种参数自动运行，如某一层不需运行时，可以将此层运行键取消即可。维护在日常运行过程当中，本系统不需日常维护，只要保证足够的空气和燃气压力即可。
