爆震波除灰器也称冲击波吹灰器、激波吹灰器、脉冲吹灰器,是由爆震波发生器(主燃烧室)、配气混合点火爆震管路、单喷嘴或多喷嘴的总喷管、高温隔离风装置、供气设备和自动控制所组成的系统。典型的爆震波除灰器的单元系统如下图所示。
典型的爆震波除灰器的单元系统图中:1—爆震波发生器2—配气混合点火爆震管路3—总喷管4—隔离风装置 5—供气主管道 6—专用的单向阀
爆震波除灰器是借助爆震波的这种能量载体,将一定大小的能量(根据实际需要设计)高效快速地传递到指定空间的每一角落,以波及的方式将壁面上的结渣或积灰清除掉的设备。鉴于爆震波除灰器中的爆震波能流的大小及波击的范围,根据实际需要能够较有效地人为技术控制,鉴于其全向性辐射、极高的反射性、快速(音速)的传播、在空气中传播时衰减较小的特性,所以爆震波除灰器能够做到运行效率高、除灰效果好、清灰无死角的水平。另外,因为以波及的方式替代了传统吹灰器的介质触及方式,所以没有常规吹灰过程中所发生的磨损现象,而且运行成本低、寿命长、操作简单、检修维护方便。正是爆震波除灰器的这些特点,目前越来越多地被锅炉特别是电厂燃煤锅炉所采用,大有替代锅炉传统吹灰器的趋势。
根据爆震波除灰器系统中爆震波的形成和传播过程,不难看出它无异于20世纪40年代至60年代人们就开始研究的“脉冲爆震发动机”(Pulse Detonation Engine,简称PDE)的单次爆震过程[1]。它们都是在预先按一定比例混合的可燃气体的主燃烧室的前置点火装置中,借助较小能量的明火(例如汽车用火花塞),先使点火装置中的可燃气体爆燃,形成以每秒几米乃至几十米传播速度的缓燃波,然后逐渐转变为每秒几千米的爆震波,爆震波沿着起爆管路传入主燃烧室,在几毫秒的时间内完成全部燃烧过程,形成强大的爆震波并快速地排出主燃烧室,产生巨大的推力和波能。这种爆震燃烧过程非常接近于等容燃烧过程,鉴于众所周知的等容燃烧比等压燃烧具有更高的热效率,所以上述的爆震燃烧可以获得高比冲量的爆震波。揭开爆震波除灰器神奇理论面纱的锅炉专家卜银坤高级工程师认为[2][3]:这是一种典型的小能量、超高功率的化学物理过程;当今的卫星上天、火箭的成功发射等航空航天技术的成果,应当说与相对成熟的爆震燃烧理论的技术支持不无关系。
卜银坤专家指出[2][4]:爆震燃烧的理论,应当是爆震波除灰器系统设计的理论基础;从爆震燃烧的理论观点来看,用“间隙式爆震波除灰器”的名称,比“弱爆炸波吹灰器”、“弱爆吹灰器”、“冲击波吹灰器”、“激波吹灰器”、“脉冲吹灰器”等名称更为确切、更专业,通俗一点,应当称其为“燃气弱爆除灰器”。之所以说弱爆,是因为主燃烧室的一端是敞开的(虽然存在一定的阻塞比),而且是在常压状态下充装可燃混合气体的;而常规吹灰器名称中的“吹”字在这里被改为“除”字,则是体现“触及”变为“波及”的需要。