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摘要：SP余热锅炉的热源主要是水泥窑窑尾预热器排出的废气，在运行过程中，由于废气的温度较低，含有大量的粉尘，从而存在受热面积灰较为严重的现象。在实际的运行中，为了防止积灰，提高锅炉热效率，并保证其的安全，稳定运行，需要对其进行安装清灰装置。当前，在我国的清灰方式中，最常用的就是机械振打的方式，对锅炉受热面进行间接连续的击打，实现清灰的目的，并且具有较好的清灰效果。基于此，针对 SP 余热锅炉振打除灰的需要，本文就对了一种新型的振打除灰装置 - 蒸汽气动锤进行了详细的介绍与分析，该蒸汽气动锤结构简单、运行成本低、运行可靠性高、安全防爆、击打频率可智能控制。
关键词：SP；余热锅炉；振打除灰；蒸汽气动锤
引言
水泥窑窑尾预热器排出的余热烟气含粉尘浓度高，一般在 100 ～ 140g /m3。粉尘即生料，附着性很强，导致余热锅炉在运行过程中，过热器、蒸发器、省煤器等受热面管的表面积灰严重。积灰不仅使受热面的传热减弱，降低热效率，减少蒸发量，减少发电量；严重时还会堵塞烟道，造成烟气偏流，甚至锅炉意外停炉，造成重大经济损失。故 SP 余热锅炉目前普遍都采用了除灰装置。
一、常用几种除灰装置的优缺点分析
（一）吹灰器吹灰
优点：技术较为成熟，吹灰介质压力高，喷射速度大，能清除黏附性较强的积灰，安装位置灵活。缺点：使烟气中的含湿量增加，吹扫有死角，一次性投资较大，因有伸缩、旋转部件，故障率高，维护量大，运行费用高。
（二）声波清灰
优点：在声波有效范围内都可以除灰，短间隔断续运行，对烟气无影响，受热面无机械损伤。缺点：吹灰器震动膜片造价高，需不断更换，运行成本高，吹灰能量低，效果不好，持续高分贝的噪音对人体有害。
（三）可燃气体爆燃吹灰
可燃气体爆燃产生冲击波和高速热气流，综合应用气体的动能、热能、声能来吹灰。优点：吹灰全方位，有效范围大，不留死角，吹灰效果好。缺点：吹灰系统复杂，安全保护装置复杂，一次性投资较大，运行费用高。
（四）机械振打除灰
机械振打除灰。小功率电动机通过减速机带动一长轴做低速转动，在轴上按等分的相位挂上许多振打锤，按顺序对锅炉受热面进行振打除灰。优点：消耗能量少，振打频率高。
实践证明：生料粉积灰较为松散，机械振打除灰效果好且对水泥生产工艺无影响，故机械振打除灰最为经济理想。常见的机械振打除灰原理如图1 所示。电动机连接减速机，减速机通过链条带动长轴逆时针方向缓慢转动，长轴上等分的振打锤按照一定的频率不断的振打传动杆，由传动杆把振打力传递给锅炉内部的振打杆，起到振打除灰的目的。
二、机械振打除灰装置的不足
机械振打除灰装置由于是纯机械结构，主要由电动机、减速机、链条、长轴和振打锤等组成，结构相对简单。但机械振打除灰装置在实际使用过程中，经常出现电机损坏、减速机损坏、链条断裂、长轴卡死、振打锤脱落等一系列问题。只要其中任意一环节出现问题，机械振打装置就会停止工作。导致 SP 余热锅炉的多根内部振打杆均不再受振打力，造成大面积的受热面得不到振打除灰。机械振打除灰装置如图 2 所示，故障为长轴卡死，最右侧振打锤脱落。
三、蒸汽气动锤根据机械振打的原理
根据机械振打的原理和 SP 余热锅炉本身产生高温高压蒸汽的特性，设计了一种新型振打除灰装置 - 蒸汽气动锤。蒸汽气动锤如图 3 所示。其中密封圈、轴套、气动锤底座可组合成可更换性的底座，不仅可以适应不同直径大小的传动杆，还便于维修。为了保证蒸汽气动锤的安全，防止气缸和蒸汽腔的压力过高，发生爆炸，设计了定向爆破片，实现蒸汽气动锤的安全可控。目前，该蒸汽气动锤已申请了实用新型专利。
四、蒸汽气动锤工作原理
蒸汽气动锤的工作原理如图 4 所示。冲击活塞在没有通入高温高压蒸汽时，冲击活塞借助永磁体的强磁力紧贴在基板上。智能控制机构控制蒸汽三通阀打开后，高温高压蒸汽通过蒸汽管流入蒸汽腔，随着蒸汽腔内的压力增高，当腔内压力大于磁力时，冲击活塞高速脱离基板，由于强磁力的反作用力，冲击活塞会产生很强的冲击力撞击传动杆，由传动杆将振打力传递给内部振打杆，达到机械振打的目的。当冲击活塞撞击传动杆时，线圈获得感应信号，智能控制机构控制蒸汽三通阀停止进入蒸汽，并同时进行排汽。冲击活塞在弹簧的作用下被缓慢的推向基板，将气缸的蒸汽通过蒸汽三通阀排出，并同时将气缸内的冷凝水通过疏水孔，经过蒸汽三通阀排出，最后冲击活塞通过强磁力密接在基板上，完成一个往复运动。智能控制机构通过控制蒸汽三通阀的开闭可以控制蒸汽气动锤的击打频率。该蒸汽气动锤结构简单、运行成本低、运行可靠性高、安全防爆、击打频率可智能控制。
结语
相比传统机械振打除灰装置，蒸汽气动锤有以下优势：1）蒸汽气动锤减少了电动机、减速机、链条、转动长轴和振打锤等机械，结构简单紧凑，设备投资少；2）蒸汽气动锤运行期间只消耗 SP 余热锅炉本身产生的蒸汽，不消耗电能，运行成本低；3）任意一个蒸汽气动锤出现问题，只影响一根传动杆不受力，不会影响其他传动杆工作，保证了余热锅炉的除灰效果，运行可靠性高；4）机械振打的振打频率完全靠减速机决定，击打频率固定不变，蒸汽气动锤的击打频率靠智能控制机构可以根据实际需要进行调节控制。总之，蒸汽气动锤在 SP 余热锅炉上的投入使用将会取得良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]陆海梅，陶云，秦勇，等. SP 余热锅炉几种清灰装置的对比与分析[J]. 节能，2010，29（8）：75 - 76.
[2]王新建，魏永杰，彭巖. 水泥窑余热锅炉清灰方式选择[J]. 水泥工程，2010，（5）：65 - 69.
关键词：SP；余热锅炉；振打除灰；蒸汽气动锤
引言
水泥窑窑尾预热器排出的余热烟气含粉尘浓度高，一般在 100 ～ 140g /m3。粉尘即生料，附着性很强，导致余热锅炉在运行过程中，过热器、蒸发器、省煤器等受热面管的表面积灰严重。积灰不仅使受热面的传热减弱，降低热效率，减少蒸发量，减少发电量；严重时还会堵塞烟道，造成烟气偏流，甚至锅炉意外停炉，造成重大经济损失。故 SP 余热锅炉目前普遍都采用了除灰装置。
一、常用几种除灰装置的优缺点分析
（一）吹灰器吹灰
优点：技术较为成熟，吹灰介质压力高，喷射速度大，能清除黏附性较强的积灰，安装位置灵活。缺点：使烟气中的含湿量增加，吹扫有死角，一次性投资较大，因有伸缩、旋转部件，故障率高，维护量大，运行费用高。
（二）声波清灰
优点：在声波有效范围内都可以除灰，短间隔断续运行，对烟气无影响，受热面无机械损伤。缺点：吹灰器震动膜片造价高，需不断更换，运行成本高，吹灰能量低，效果不好，持续高分贝的噪音对人体有害。
（三）可燃气体爆燃吹灰
可燃气体爆燃产生冲击波和高速热气流，综合应用气体的动能、热能、声能来吹灰。优点：吹灰全方位，有效范围大，不留死角，吹灰效果好。缺点：吹灰系统复杂，安全保护装置复杂，一次性投资较大，运行费用高。
（四）机械振打除灰
机械振打除灰。小功率电动机通过减速机带动一长轴做低速转动，在轴上按等分的相位挂上许多振打锤，按顺序对锅炉受热面进行振打除灰。优点：消耗能量少，振打频率高。
实践证明：生料粉积灰较为松散，机械振打除灰效果好且对水泥生产工艺无影响，故机械振打除灰最为经济理想。常见的机械振打除灰原理如图1 所示。电动机连接减速机，减速机通过链条带动长轴逆时针方向缓慢转动，长轴上等分的振打锤按照一定的频率不断的振打传动杆，由传动杆把振打力传递给锅炉内部的振打杆，起到振打除灰的目的。
二、机械振打除灰装置的不足
机械振打除灰装置由于是纯机械结构，主要由电动机、减速机、链条、长轴和振打锤等组成，结构相对简单。但机械振打除灰装置在实际使用过程中，经常出现电机损坏、减速机损坏、链条断裂、长轴卡死、振打锤脱落等一系列问题。只要其中任意一环节出现问题，机械振打装置就会停止工作。导致 SP 余热锅炉的多根内部振打杆均不再受振打力，造成大面积的受热面得不到振打除灰。机械振打除灰装置如图 2 所示，故障为长轴卡死，最右侧振打锤脱落。
三、蒸汽气动锤根据机械振打的原理
根据机械振打的原理和 SP 余热锅炉本身产生高温高压蒸汽的特性，设计了一种新型振打除灰装置 - 蒸汽气动锤。蒸汽气动锤如图 3 所示。其中密封圈、轴套、气动锤底座可组合成可更换性的底座，不仅可以适应不同直径大小的传动杆，还便于维修。为了保证蒸汽气动锤的安全，防止气缸和蒸汽腔的压力过高，发生爆炸，设计了定向爆破片，实现蒸汽气动锤的安全可控。目前，该蒸汽气动锤已申请了实用新型专利。
四、蒸汽气动锤工作原理
蒸汽气动锤的工作原理如图 4 所示。冲击活塞在没有通入高温高压蒸汽时，冲击活塞借助永磁体的强磁力紧贴在基板上。智能控制机构控制蒸汽三通阀打开后，高温高压蒸汽通过蒸汽管流入蒸汽腔，随着蒸汽腔内的压力增高，当腔内压力大于磁力时，冲击活塞高速脱离基板，由于强磁力的反作用力，冲击活塞会产生很强的冲击力撞击传动杆，由传动杆将振打力传递给内部振打杆，达到机械振打的目的。当冲击活塞撞击传动杆时，线圈获得感应信号，智能控制机构控制蒸汽三通阀停止进入蒸汽，并同时进行排汽。冲击活塞在弹簧的作用下被缓慢的推向基板，将气缸的蒸汽通过蒸汽三通阀排出，并同时将气缸内的冷凝水通过疏水孔，经过蒸汽三通阀排出，最后冲击活塞通过强磁力密接在基板上，完成一个往复运动。智能控制机构通过控制蒸汽三通阀的开闭可以控制蒸汽气动锤的击打频率。该蒸汽气动锤结构简单、运行成本低、运行可靠性高、安全防爆、击打频率可智能控制。
结语
相比传统机械振打除灰装置，蒸汽气动锤有以下优势：1）蒸汽气动锤减少了电动机、减速机、链条、转动长轴和振打锤等机械，结构简单紧凑，设备投资少；2）蒸汽气动锤运行期间只消耗 SP 余热锅炉本身产生的蒸汽，不消耗电能，运行成本低；3）任意一个蒸汽气动锤出现问题，只影响一根传动杆不受力，不会影响其他传动杆工作，保证了余热锅炉的除灰效果，运行可靠性高；4）机械振打的振打频率完全靠减速机决定，击打频率固定不变，蒸汽气动锤的击打频率靠智能控制机构可以根据实际需要进行调节控制。总之，蒸汽气动锤在 SP 余热锅炉上的投入使用将会取得良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]陆海梅，陶云，秦勇，等. SP 余热锅炉几种清灰装置的对比与分析[J]. 节能，2010，29（8）：75 - 76.
[2]王新建，魏永杰，彭巖. 水泥窑余热锅炉清灰方式选择[J]. 水泥工程，2010，（5）：65 - 69.