煤灰的物理成分復(fù)雜,隨煙氣流程,固體表面形成的積灰狀態(tài)差異也較大。過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器上一般形成干松灰,爐內(nèi)一般產(chǎn)生粘結(jié)灰。聲波清灰器在不同場合的應(yīng)用原理也不完全一致。
聲波清灰器應(yīng)用于靜電除塵器時,其清灰原理是聲波發(fā)生器把壓縮空氣變?yōu)橐欢芰康膹?qiáng)聲波饋入靜電除塵器電場空間,進(jìn)行全方位傳播。由于聲波的聲強(qiáng)和頻率是按清灰要求設(shè)計的,所以聲波到達(dá)靜電除塵器的極板極線后,轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,與灰塵形成高速周期振蕩,抵消氣流中粉塵的聚積力(表面粘附力),以阻止粉塵相互之間結(jié)合成一層硬殼。同時聲波還能使已結(jié)塊的塵層疏松,使粉層較容易地從極板脫落下來,達(dá)到聲波清除極線積灰的目的。
聲波的清灰機(jī)理是“波及”,其作用力是“交流”量,作用力的方向具有多向性。聲波清灰器應(yīng)用于布袋除塵器時,其清灰原理是聲波對鄰近空氣產(chǎn)生“周期性”的擾動,使得濾袋表面的灰粒也產(chǎn)生“周期性”的振動,克服與濾袋表面之間的粘附力而處于“懸浮”狀態(tài),在氣流或重力作用下,脫離附著面或灰粒團(tuán)而被帶走或下沉,從而達(dá)到清灰作用。另外,聲波振動對于濾袋來說屬于高頻振動,它可以使粉塵結(jié)構(gòu)松散,使得極韌的粉塵、尤其是含微量水分的粉塵在濾袋表面不易結(jié)成餅塊,易于脫落。
聲波清灰器應(yīng)用于鍋爐時,其工作原理是聲波清灰器發(fā)出的壓力波傳遞的低頻脈沖能量抵消或補(bǔ)償煙氣流流過管束時在背風(fēng)面生成寄生渦所消耗的能量,并且周期性地改變管束邊界層中的縱向壓力梯度。這種不穩(wěn)定流動工況使微粒難以在管束表面沉積,從而減輕和消除管束背風(fēng)面的松散積灰,同時聲波對粘著層交變作用力也可以破壞已生成的粘著層,當(dāng)聲波的總壓差大于粘著層在壁面上的粘接強(qiáng)度時,沉積灰即被振落。即使瞬時聲波壓差無法大于結(jié)渣的粘接強(qiáng)度,但是由于灰渣的疲勞強(qiáng)度較低,灰渣與金屬壁之間存在應(yīng)力,聲波疲勞作用容易造成焦渣、灰殼的軟化脫落。
另外,聲波清灰器對積灰的形成有抑制作用。在聲場中,細(xì)小的塵?梢阅⒊纱箢w粒已被證實(shí)。聲波引起的振動,致使不同尺寸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,在靜電作用下凝聚。凝聚作用增大了粉塵粒徑,減小了灰粒的相對面積,從而減弱了灰粒之間的吸附作用力,達(dá)到抑制和減輕積灰的目的。