北京中科声威电化项目声波吹灰器用户使用手册.docx
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北京中科声威电化项目声波吹灰器用户使用手册
感谢您选用中科声威声波除灰系统，该系统用于工业锅炉的除灰。
本系统采用全自动工作方式，如果您想手动操作，请先阅读并理解本手册，以便正确使用。
不正确的使用，将造成不正常运行或引起故障和降低寿命。
本手册使用后请妥善保管，以备随时查用。
一、前言
1.1、功能
锅炉、加热炉和换热器的积灰结焦，是影响受热面的热传递效率、导致锅炉效率下降的主要原因之一。
同样严重的是，当积灰结焦达到一定程度时，会引起炉体的腐蚀和意外停工，造成重大经济损失。
为了解决此类问题，人们陆续研制使用了蒸汽吹灰器、高压水力吹灰器、钢珠（振动）吹灰器等等。
但上述设备都存在着许多问题：
（1）除灰范围有限，存在死角区；
（2）耗能高；（3）设备可靠性差；（4）维护、维修费用大；（5）对设备有副作用等等。
因此，国内外的锅炉和加热炉，虽然大都配备了这类传统的吹灰器，但使用效率低，并且多处于闲置状态，除灰结焦的问题仍然未能解决。
这同时给锅炉的安全运行带来隐患。
为解决这个难题，中科院声学所发明了声波除灰技术，为锅炉的积灰和结焦问题的解决提供了更有效的办法。
北京中科声威科技发展有限公司主要负责对这项除灰技术的推广和应用，为解决电力、石化、造纸等行业的锅炉积灰问题提供更加可靠有效的技术、设备和服务。
声波除灰器的特点是：
（1）、能连续保持换热器表面的清洁，因此能最大限度地利用燃料能量而得到更高的热效率；
（2）、声波作用可以达到整个空间，清除死角；（3）、不会腐蚀和磨损换热面；（4）、设备简单，安装方便；（5）、系统全自动运行，节省人力；（6）、运行费用与维护费用低；（7）、投资少，能量消耗少等。
1.2、适用范围
■本套除灰系统已广泛应用于炼油厂的加热炉、余热锅炉、常减压锅炉，大型电厂锅炉的过热器、再热器、省煤器、空气预热器、炉膛，蒸汽锅炉，热水锅炉，碱炉等等。
■声波除灰器可适用于不同的燃料，包括煤、油、硫铁矿、废木料、家用废料、碱、黑液，甚至硫化镁和钙液体等。
1.3、工作原理
声波除灰是将一定强度、频率的声波导入运行中的锅炉炉体内各种可能积灰结焦的空间，通过声能量的作用，使这些区域中的空气分子与粉尘颗粒产生振荡，由于声波振荡的反复作用，破坏了粉尘粒子与热交换面以及粒子之间的结合，再加上烟气流的冲刷和粉尘粒子之间的碰撞，使之处于悬浮状态，被烟气流带走。
声波对焦渣的作用要复杂一些。
炉膛结渣主要是因为所用燃料含硫量较高，致使粉尘颗粒积聚烧结而成。
当声波能量足够大时，粉尘不能积聚，就阻止了焦渣的生长；同时，由于高声强声波的疲劳效应，对已结成的大块焦渣，也能使其断裂为小块自行脱落。
在目前高强度声波的产生与应用尚受到各种实际条件限制的情况下，国内外的实验已表明，声波可以使焦渣粒子间的结合力变弱，间隙增大，生长速度变慢，渣体体积小，易自行脱落。
二、到货检查
当收到您订购的设备后，请依照以下步骤检查：
1、请检查您收到的设备包装是否完好，无严重损伤；如有，请立即通知北京中科声威科技发展有限公司。
2、请检查您收到的设备是否与您所订购的设备型号相符，如果不符，请立即与北京中科声威科技发展有限公司联系。
3、请根据发货清单检查您所收到的设备、配件等的名称、型号、数量是否与清单一致，如有不同，请速与北京中科声威科技发展有限公司联系。
三、中科声威旋笛式声波发生器技术参数
3.1、主要技术参数
中科声威公司BS系列大功率旋笛式低频声波发生器主要技术参数如下表所示。
型号
技术参数
BS-201
BS-202
BS-203
BS-204
作用
范围
自由声场（m）
6
6
6
6
混响声场（m）
9
9
9
9
气源类型
压缩空气
过热蒸汽
压缩空气
过热蒸汽
气源压强（Mpa）
0.2～0.8
气源流量（m3/min）
2.5
声功率级（dB）
≥155
声源频率（Hz）
30～300
防爆等级
—
—
DⅡBT4
DⅡBT4
3.2、设备外形尺寸
BS系列旋笛式声波发生器外形尺寸如图1所示。
图1旋笛式声波发生器外形尺寸图
四、除灰系统安装与调试
4.1、安装
中科声威声波除灰系统安装示意图如图2所示。
图2声波除灰系统安装示意图
声波除灰系统的安装工作分前期准备和系统安装两部分。
4.1.1、前期工作
前期准备工作由用户根据中科声威公司提供的设计方案进行准备工作。
包括这样几个方面的内容：
1、电源
中科声威的声波除灰系统采用单相220V交流电。
功率根据您所选用系统的具体情况来定。
一般情况下，系统工作时所需的功电源容量为3.5KVA，主要为控制系统内部的元器件供电。
2、电缆线
电源电缆（从电源引至控制柜）一根，规格、型号为：
KVV3×2.5mm2；
控制电缆（每台设备的电缆配置，用来控制电机和电磁阀）一根，规格、型号为：
KVV7×1.5mm2；
如果电缆线经过的地区有抗干扰力较弱的设备，建议所有电缆均采用屏蔽电缆。
3、锅炉端管接法兰制作
锅炉端管接法兰用于连接除灰系统的声波导管，其标准尺寸如图3、图4所示。
特殊要求请根据我公司提供的特殊设计制作。
图3锅炉端管接法兰
图4锅炉端管接法兰
4、管路准备
气源管路的铺设根据北京中科声威科技发展有限公司提供的设计方案进行。
从气源出口的主管路采用Φ89×4.5的无缝钢管，各支管路采用Φ48×4的无缝钢管，主管路和每个支管路均要配有截止阀，主管路上还需配一个DN80PN16的Y型过滤阀。
5、平台搭设、设备支架制作
平台高度H根据每台锅炉上的具体安装设计方案而定，平台大小以能满足设备及备件的安装和检修空间为依据；为了安装、调试、维护方便，声波发生器顶部经上应有不低于500mm的自由空间。
支架用型钢制作好，具体尺寸见图5。
6、控制柜支架制作
建议控制柜尽可能摆放在距设备安装现场不远的干净、防雨、无严重电磁干扰的室内环境。
控制柜安放支架如图6所示,具体尺寸根据实际情况来定。
控制柜前后应保留有1m的自由空间以供开门、操作、查看和可能的维护。
7,正装安装需要先在锅炉的合适位置开孔,开直径532mm的孔即可，具体位置需要现场确定；倒装安装要根据锅炉原来预留口进行安装，无需再开孔。
图5发生器安装基座图6控制柜安装基座
4.1.2、系统安装
为了保证安装质量，声波除灰系统的安装由中科声威公司技术支持人员到现场指导安装，而由用户具体施工和配合。
1、声波导管的安装
首先管接法兰的法兰盘与声波导管的大法兰中间加上能耐高温的垫圈通过螺栓牢固连成一体，在保证声波导管中心基本水平的情况下，把法兰盘和炉壁点焊好（为了以后的调整方便）。
声波导管与法兰盘必须连接牢固，密封严实，保证无泄漏。
2、声波发生器的安装
把声波发生器放置于支架上，通过调整声波导管和支架，使声波发生器与声波导管（已与炉壁通过管接法兰连接）连接牢固，密封严实；同时把管接法兰满焊于炉壁上。
最后把支架与发生器和平台分别固定牢固。
安装尺寸图如图7、图8所示。
声波导管与声波发生器必须连接牢固，密封严实，保证无泄漏。
一定要保证平台上表面水平。
图7BS-201声波发生器安装尺寸图
图8JBS-211声波发生器安装尺寸图
3、附件及管路系统的安装
从主管路（Φ89×4.5）分别引支管（Φ48×4）至每台设备上，每根支管均需配置一个截止阀，并依图安装金属软管、电磁阀等附件。
具体安装顺序如图9所示。
4、电缆线的接驳
从控制柜分别引电缆至每台设备执行部件，其中电机分配3根线，电磁阀2根线，剩余2根做备用，如图10所示。
图9管路安装图
图10端子接线图
4.2、调试
调试工作由中科声威技术人员完成，用户派员配合。
五、控制系统
5.1、系统组成
本控制系统主要由电源、宽带频率控制板、变频器、可编程序控制器、中间继电器、交流接触器及热保护继电器等元器件组成。
5.2、各元件功能
1、电源
控制系统包括一个模块电源，即±24V。
±24V负责给整个系统提供24V的电压，主要给操作面板上的灯和按钮供电。
2、变频器
采用西门子系列变频器，输入为单相220V交流电，输出为三相220V交流电，用于控制声波发生器上的电机，通过调节变频器的频率来控制电机的转速，从而达到调节声源频率的功能，以达到最佳的除灰效果。
3、可编程序控制器（PLC）
采用西门子系列PLC，是整个控制系统的大脑，用于控制整套设备的步进运行（启、停、报警、复位、自动与手动的转换、频率设定等），和宽带频率控制板一起实现电压和频率的互相转换。
4、中间继电器
采用西门子系列中间继电器，用于设备和可编程控制器的连接，主要用来控制电磁阀的启停。
5、交流接触器及热保护继电器
采用台安交流接触器及热保护继电器，用于设备和可编程控制器的连接，交流接触器用来控制声波发生器上电机的启停，每个交流接触器都配有保护设备——热保护继电器，当运行过程中出现电流过大时，热保护继电器动作，使故障设备处于停运状态，以防电机被烧毁。
六、操作方法
由于本除灰系统采用了微电脑程序控制，因此一般情况下采用全自动运行方式，无需人工干预，这样可节省大量的人力。
同时我方给用户的DCS系统提供了3个DO信号，分别为：
1，声波吹灰器加吹程序启动；2，声波吹灰器加吹程序停止；3，声波吹灰器连锁保护禁止。
这三个前两个命令用来实现正常程序吹扫之外的加吹功能，方便DCS操作人员根据炉膛积灰情况人为加吹和停止加吹而不影响PLC中原来设定的每天几次的正常吹灰过程。
连锁禁止用来接入如锅炉低负荷，炉膛灭火等操作人员认为的需要禁止吹灰程序进行的条件。
5个对DCS的DI信号用来向DCS系统反馈吹灰控制系统的运行状况，他们分别是：
1，声波吹灰故障；2，声波吹灰程控已启动；3，声波吹灰程控已停止；4，声波吹灰程控已中断；5，声波吹灰远方控制允许。
如果有特殊需要进行人工操作，请详细阅读本小节。
6.1、操作面板的说明
本系统的操作面板由操作按钮、开关和显示元件组成。
显示为操作提供方便，通过它可以直观地看到操作的结果，以避免可能的误操作，并在出现故障时给操作者显示直观的报警信息，以便能迅速准确地做出处理。
控制系统的操作面板示意图如图11所示（发生器台数与实际不尽相同）：
声威科技
图11操作面板示意图
在图9中所示各元器件的功能作用如下：
1、电源指示
控制柜总电源开关是否合上的指示灯，当电网上电时点亮。
2、过负荷报警
任何一台发生器的电机出现过载引起过负荷时灯亮，且发出报警声信号。
3、变频器报警
变频器故障时灯亮，且发出报警声信号。
4、手动/自动
此按钮对运行方式是在手动还是自动操作间进行切换。
5、自动运行状态指示
灯亮时表示系统现在正处于自动运行状态。
6、PLC复位
此按钮对系统进行全面地复位。
7、变频器复位
此按钮对变频器报警进行复位。
8、发生器X
每一组对应一个按钮开关和两个指示灯（一红一绿）。
按钮开关是手动时运行和停止对应发生器的按钮；绿灯用以指示对应的发生器是否处于运行状态；红灯用以指示对应的发生器运行中出现故障的情况时点亮。
6.2、控制柜的操作过程
1、检查控制柜引入电源是否接线正确、无异常（首次运行）。
2、给控制系统送电，这时电源指示灯点亮。
将总电源开关（柜内右下方）拨向“ON”的位置，系统得电，这时电源指示灯点亮。
此时称为运行待命状态，这时系统默认处于手动状态。
可以用手动/自动按钮来切换运行状态（即选择手动或自动）。
3、手动运行
不点按“手动/自动”按钮，对应的自动运行状态指示灯不点亮，这时可以选择开启运行任何一台发生器。
单点对应的“发生器X”按钮，所选的发生器的电机开始运转，10秒钟后，对应电磁阀接通，发生器处于吹灰状态，直到人为地去关闭该发生器。
处于这种手动吹灰的状态称之为手动状态。
关闭时只用单点所选择的“发生器X”按钮即可。
当手动所选择单台设备运行时，只能运行一台设备，在这台设备运行期间，选择其它的设备系统不响应。
4、自动运行
在运行待命状态下（电源指示灯点亮），这时单点“手动/自动”按钮，对应的自动运行状态指示灯点亮，这时所控制的发生器按照程序设定的单台运行时间和循环周期依次循环运行。
这时的系统工作状态称之为自动状态。
要停止自动运行，只要再单点“自动/手动”按钮，对应的自动运行状态指示灯熄灭，运行中的发生器停止运行，即告退出自动运行状态。
5、退出操作
当需要退出所有的操作时，如果系统处于自动状态，先单点“手动/自动”按钮，使系统处于运行待命状态；如果是手动状态，先停止关闭正在运行中的“发生器X”，使系统处于运行待命状态。
把总电源开关拨到“OFF”位置，系统退出所有操作。
！
注意
1、设备运行时，电机先启动，等10秒钟后电磁阀再启动，即控制柜处交流接触器先吸合，等10秒钟后中间继电器再工作。
2、设备停止时，电磁阀先关闭，等10秒钟后电机再停止，即控制柜处中间继电器先停止运行，等10秒钟后交流接触器再停止运行。
附：
PLC可编程对声波除灰基本参数的设置
运行参数
设置1
设置2
设置3
设置4
自动运行周期
240分钟
单台自动运行时间
180秒
相临两台时间间隔
120秒
电机与电磁阀启动时间间隔
10秒
电机调频范围
30～50赫兹
注：
上表设置1中的参数是我公司采用标准运行方式时的参数设置，但调试完成后我们会根据现场的气源情况、声波频率与锅炉的实际匹配情况等再进行调整，并且这些参数能根据锅炉正常运行后的积灰速度再任意设置，完全能满足实际使用情况，达到彻底除灰的效果。
七、注意事项
1、安装时，在各连接处均需加密封材料，并且要确保密封严实。
2、阀门的安装一定要注意进气、出气的方向。
3、在安装管路时，一定要清除管内的杂质和焊渣；
4、初次使用系统，或者较长时间停用系统重新启用时，要在开启系统前先通气，并打开排污阀排污。
5、在自动状态下，截止阀全部打开。
6、声波导管安装时应保证声波导管中心线水平或者声波导管的大端稍向下；
7、确保运行时发生器电机的转向为：
从电机的散热风扇向前看为顺时针方向；
8、严格按照操作方法进行操作，不可误操作或不按顺序操作，否则，可能会由于不必要的错误而造成设备不能正常运行。
八、日常维护及保养
8.1、机械部分的维护
1、声波发生器工作的环境温度不得超过80C，压缩空气用电磁阀的介质温度不得超过80C。
2、声波发生器工作期间，每隔一个月用油枪给声波调制器加一次润滑脂，以防轴承干摩擦。
注油孔位置如图10所示，润滑脂牌号为3号钙基润滑油。
3、主气管路中的Y型过滤阀，每隔三个月要清洗一次滤芯。
4、声波发生器工作期间，每隔两个月从排污口排一次水。
排污口位置详见图12。
5、声波发生器工作期间，每隔三个月检查各螺栓连接部位，特别是声波导管各连接部位，要保证各连接部位不得有松动现象，以免漏声，从而影响使用效果。
6、声波发生器工作期间，每天要检查一遍声波发生器运行时有无声音发出，且是否正常；并要查看声波发生器上的压力表有无压力指示，且是否在气源压力要求范围0.2～0.8Mpa内。
7、建议设备由专人负责、使用和维护。
定期的检修，是保证设备可靠工作和长寿命的最佳方法。
图12发生器的注油孔与排污口
8.2、电脑控制柜的维护
8.2.1、使用环境
1、电源电压：
200～240V，不允许有频繁的波动和停电。
2、温度：
0～50C，不允许温度有剧烈的变化。
3、湿度：
20～90%，不得有凝露和结冰。
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、导电的油雾、粉尘、含盐气体、有机溶剂等。
6、对于普通型控制柜，周围环境不得有可燃性气体。
7、附近不能有可燃性材料，如木材等。
8、电控柜周围留有足够的空间便于操作和观察。
9、不能将电控柜放于强的电场和磁场中。
10、电控柜周围必须有良好的通风和散热条件。
11、电控柜应该安装在可以长期承受其重量的地方并固定可靠。
8.2.2、日常检查
从外部检查系统的运行状况，确认系统是否有异常情况。
下列几个方面必须经常检查：
1、运行性能符合标准规范。
2、周围环境符合标准规范。
3、控制柜面板显示是否正常。
4、连接部件没有松动和脱落。
5、电缆没有裸露、破损。
6、没有过热和变色的情况。
7、没有异常的噪声、震动和气味。
8.3、定期检查
定期检查的周期是每年1-2次。
定期检查时须取掉系统外壳，定期检查前请仔细阅读本用户使用手册第21页的“维护、维修注意事项”，并做如下检查：
1、各部件是否结实固定好，应做到结实可靠。
2、各端子与电线、电缆是否连结可靠，无脱落。
3、各种插头是否接驳完好，应做到接驳可靠。
4、各电线、电缆的绝缘胶皮是否有焦糊、破损等现象，如有，请更换电线、电缆。
！
注意
5、各种电器元件是否有焦糊、直观的损坏等现象，要是有，做更换处理。
（1）、由于PLC的电池会自己放电，在放着不用时电压也会下降，其使用寿命一般为五年，请在更换期之前更换新的电池。
（2）、在断开变频器电源之后，滤波电容上仍有充电电压，全部放电需要一定时间。
为避免危险，必须等待变频器显示消失，才能更换或接触电源电路。
九、故障处理
本产品配有先进的故障报警系统，故障发生时，自动启动相应报警声和报警灯信号。
用户可按下述排除方法予以排除。
每次排除故障后，均需按一下“PLC复位”按钮，以重新开始工作。
9.1、机械部分
1、不能发出声音。
可能故障一：
电磁阀没有打开。
解决方法：
检查电磁阀接线是否可靠，并用万用表测电磁阀两端的电阻，正常电阻在100Ω左右；电磁阀，看是否有焊渣把膜片卡住。
可能故障二：
电机没有启动。
解决方法：
检查电机接线是否可靠，并用万用表测电机两相之间的电阻，UV、UW、VW之间的正常电阻在10Ω左右；用手转动联轴器，如可轻松转动，则电机有可能损坏，需更换电机。
可能故障三：
调制器内部卡住。
用手转动联轴器，如转动不轻松，则是调制器内部卡住了，需拆开维修，拆开后如轴承损坏，需更换轴承，或给我们打电话。
！
注意
当出现调制器卡死时，为了不影响别的吹灰器运行，可以把出现故障的那台设备相对应的电机线和电磁阀线拆掉，即把PLC的输出端跟交流接触器和中间继电器相连的线拆掉即可。
2、声压级太低，即声音小。
可能故障一：
压缩空气压力过低。
解决方法：
查看声波发生器上压力表的压力，看是否在要求范围0.2～0.8Mpa内，并调整压缩空气压力到规定范围。
可能故障二：
过滤阀堵塞。
解决方法：
检查过滤阀是否堵塞，并清洗过滤阀滤芯。
可能故障三：
通气管路的连接部位漏气。
解决方法：
检查各连接部位的密封情况。
如连接部位有漏气现象，更换密封垫片或重新用密封带密封，并拧紧连接螺栓；如螺纹接口漏气，则重新缠绕生料带，实现密封。
3、声波发生器运行中环境噪音超标。
可能故障一：
声波导管与锅炉管接法兰连接松动。
解决方法：
拧紧连接声波导管法兰与锅炉管接法兰的螺栓，更换新的垫片。
可能故障二：
声波导管小端法兰与调制器连接松动。
解决方法：
拧紧连接声波导管法兰与调制器法兰的螺母，更换新的垫片。
可能故障三：
调制器内部连接松动。
解决方法：
打开防护罩，检查各螺栓是否松动，并拧紧。
9.2、电气部分
1、过负荷报警灯闪亮，有报警声，变频器正常
可能故障一：
声波发生器发生故障。
解决方法：
检查联轴器是否转动轻松，如不轻松，需维修调制器。
！
注意
可能故障二：
外部接线短路。
解决方法：
检查外部电路有无短路等。
当把故障处理完毕后，一定要把热保护继电器复位，否则设备不工作。
2、变频器报警灯闪亮，有报警声，变频器显示故障号
依照变频器故障排除法，排除故障。
报警显示和保护动作内容详见变频器《说明手册》6-1页的内容。
9.3、一些故障的排除流程
1、电源指示灯不亮检查空气开关是否打开检查±24V电源是否接线良好。
2、自动运行到某台设备时出现烧断保险（熔断器）故障检查该台设备的电机连线和电磁阀连线是否出现短路现象。
3、报警指示灯亮，但过负荷报警灯不蜂鸣也不亮。
是
否
是
否
是
否
4、运行指示灯正常，电机不工作，但电磁阀处有气流工作。
检查过程中一定要断电，以保证人身和
设备的安全。
是是
否否
否是
否
是
否是
否
是
否
是
否
是
否是
否
是
5、运行指示灯正常，电机正常工作，但设备没有发出声音。
是
否
否是
否
是
是
是
否
否
是
否
是否
否是
是否
否
是
否
是
否是
否
是
6、过负荷报警灯闪烁并发出蜂鸣，相对应设备的报警指示灯亮。
！
注意
设备运行时，变频器显示电流在1.3A～1.8A之间正常；频率在25Hz～50Hz之间正常。
检查过程中一定要断电，以保证人身和设备的安全。
否
是
否
否
是
是
否
否
否
7、变频器灯闪烁并发出蜂鸣。
！
注意
设备运行时，变频器显示电流在1.3A～1.8A之间正常；频率在25Hz～50Hz之间正常。
检查过程中一定要断电，以保证人身和设备的安全。
否
否
是
是
否
否
否
十、维护、维修注意事项
1、未经我们公司同意，用户不得打开声波发生器的调制器。
2、请按照有关要求设置系统工作环境。
3、请仔细阅读本系统的用户使用手册，严格按照操作说明操作，否则可能引起系统故障。
4、不得擅自打开电气柜和机械部分的外罩。
5、不得擅自更改变频器面板中设置的各种参数。
6、不得擅自更改电控柜中的各种接线。
7、监视预警装置，及时排除可能出现的各种故障。
8、在拆卸和维修变频器的过程中，注意放电，以免引起人身伤害。
9、在维修中打开电控柜的门时，部分元器件可能温度比较高，注意不要烫伤。
10、如果长时间未使用本系统，再次使用时请先通气，打开排污阀几分钟，等管路中污物排尽，方可运行本系统。
11、如果出现无法诊断的故障，请与北京中科声威科技发展有限公司联系。
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