锅炉声波除灰的声学分析.pdfVIP

中国工程热物理学会 热机气动热力学学术会议 论文编号：200020ll 钽堂皇鎏暨邀的摩堂楚堑‘ 姜根山‘朱永波2田静2安连锁‘ 龟 (1华北电力大学，保定071003：2中强科学院声学研究所．北京l00080) ● 捕要声镀除灰技术早在90年代初已经在国内外工业锅炉上推广应用．但是与之相关的多教基本问题 ● 都还没有得到很好的解决，成为制约技术发展的重要障碍忆本文采用Hdmh01乜积分方程数值计算了 锅炉换热嚣警捧的声场散射问题．得到了警雍表面厦管捧用圈韵芦场分椭性，竹对障灰要求进行了 ● 声学分析．对当前声波除灰技术的发展及应用均具有指导性意义． 1引言 锅炉积灰绪焦是指燃料燃烧时所产生的大量微小灰粒在隧烟气流向出口的过程中，由于 受到各种力的作帮，使灰粒子在炉瞧及烟道軎部位换热嚣衰面上的积聚和生长．造成炉内积 衷结焦．积藏结焦所带来的最直接闯恩是锅炉换热效率下肄．换热丽上襁莸和燕渣屡的导热 系数约比垒属营驾叁低400～1000倍，所以积灰结焦严重影确到受热面内外的热重传递，致使 捧烟量度升高、锅炉出力下悻”‘． 近年来．由于镐炉负荷厦燃料捎耗叠的日益增加．传缝的除获技术已无法解决炉内积灰 这一老大难问题．为满足日益迫切的节能要求．声力除农；；l其明显的能蹙传播优势”I。异军 突起，成为新一代赊灰防焦先进技术。但是，由于迫切的市场需求，这门技术的应用超婀于 其基础研究。许多基本问题目静都还没有得到根好的解决．声波在遇到锅炉内部抉热器管束 时的声场分布，满足何种条件的声场才瞻蒲除换热器表面的积灰、结焦．一直是声波除灰技 术急待解决的理论何窟14J。但是，这个阿最从70年代欧洲提出声波脒灰技术专剥至今，始 终没有一个明确的答案．园此，研究锅炉挟热器管柬的声境散射婀题是发展声波除灰技术、 毒 指导工业应用推广的重要理论环节． ● 车文，采用先进的Helmholtz积分方程法¨棚(}玎：E】vI)讨论了炉内换热器管捧韵声场散身{ 问题，给出丁声波在通过管排时所表现的声场分布情况，计算中假设管壁材料为钢，管内充 满水，管外是空气，分别就单管和多管两种情况进行了声学分析与计算，其结果预计对声波 除灰技术的工业应用其有重要指导性意义： 2数学方程 假设锅炉管束由N个半径为目、壁厚为^的相同圆节组成，沿y轴等间距(管萼为d)予行 排放，图l所示，管内充水，管外为空气，管壁材料为钢。 ‘田寒自然科学萋盘资助项目 } ’2∞ 1 ‘ 。 l } ～一———————虿1———酊嚣—————————————————一} 考虑单一频率平面声波入射，其速度势为 妒J=矿巾e时伯叫’一‘’e一。删 (1) 式中，占为入射角：女为波数；(，，妒)是以％为 参考管的场点位置极坐标。为讨论方便，在文中 其余各处将省略P1“项。 ● 根据声场叠