2.6声场的慨念
        2.6.1直达声场
        当声源尺寸与声波波长比较起来很小时，并且声源处于四周空旷的中心，声波向四周辐射，不存在周围障碍物的反射，这种声场叫直达声场。
        2.6.2混响声场
        声源在密闭的空间发声时，声波不断地从声源发出，在被四周壁面和空气介质吸收，同时也被壁面经过一次或多次反射，通常把这种经反射形成的声场叫做混响声场。
        2.6.3总声场
        3声波清灰
        3.1历史回顾
        二十世纪初，瑞典人和英格兰人就知道用枪声清除家庭烟囱内的积灰，七十年代瑞典人MatsOlsson博士成功研制了声波清灰器，并得到迅速的发展，在欧、美、日等工业先进国家的锅炉清灰中首先得到推广应用，获得了不错的清灰效果和社会经济效益。八十年代末，由中科院声学所的专家们将声波清灰技术引入我国，并在电站及石化系统的锅炉上进行应用性试验，取得了很好的效果。目前我国从事声波清灰技术的研制、销售的公司约有10多家，声波清灰器的型式也多种多样，用户已达100多家。
        达波公司的技术人员与中科院声学所钟高琦教授于1995年开始声波清灰器的研制和应用试验，将研制的成果应用于电站及石化系统的不同容量锅炉上，取得了成功的经验，也有失败的教训。
        3.2声波清灰原理及特点
        声波清灰是利用声场能量的作用，以清除锅炉受热面上的积灰。声场能量由压缩空气在特制的发声器中转换为声波而获得。锅炉烟气中含有极细的灰粒，在没有声波作用的情况下，它们很容易粘积在受热面上，当声波以烟气作为传播媒质时，这种粘积现象被减弱或者不可能存在，这是因为
        1).烟气与受热面接触的近壁面边界层中灰粒在声波的高频率、周期性的“推拉”作用下始终处于悬浮状态，灰粒没有机会粘附到受热面上。有一个类似的例子，我们在海边或河边水可以看见水与沙滩的分界面上，水波周期性地将沙粒推上倾斜的沙滩，然后又迅速地把它们拉回水中，沙粒得不到瞬间“安静”的机会，很难沉积下来；
        2).由于声波具有直达、反射、绕射的特性，使声波充满整个清灰空间，因此，在受热面管的四周均有声波存在，清灰不留“死角”；
        3).对于受热面已粘积的灰，在声波周期作用下，可使积灰附着层疲劳而破裂。
        4).“长效”清灰作用。根据锅炉不同的积灰特点，声波清灰器可全自动周期性投入运行，需要吹灰时即吹灰，不需要吹灰时即停，使锅炉在整个连续运行的时间内，均能得到很好地清灰，与长短杆旋转式蒸汽吹灰“立竿见影”的“短效”作用不同；
        5).因声波清灰系统结构简单，无伸缩旋转部件，设备不易损坏，所以具有免维护的特点；
        6).在锅炉点火启动时即可投入声波清灰器自动控制系统的运行，可伴随锅炉连续长期运行而无人值守。
        4NP声波清灰器
        4.1结构特点
        NP系列声波吹灰装置是公司近几年研制开发的产品。基于德国HardemanChirpSoundWaveClear声音清洁装置，公司组织人力、物力，结合我国电站锅炉的具体情况，不断地进行研究、创新和改进，研制了NP系列声波发生器,见图3所示。成功地应用在25MW-350MW的电站锅炉的炉膛、高过、省煤器、空气预热器等部位的清除积灰和防止结焦。公司在声波吹灰装置的应用研究过程中，不惜投入大量的资金，不断调查研究、从吹灰器本体材料、加工工艺、特殊处理工艺等方面进行了大量地研究工作，解决了高温条件下抗变形、耐腐蚀、耐磨损等技术难题，生产出了新一代耐高温、大功率、耐腐蚀、耐磨损的NP系列声波吹灰产品。为适应用户各种运行工况，公司产品中关键的配套零部件采用了进口的Worcester/ASCO电磁阀、全套日本原装OMRON器件配置的电控系统，提高了该装置运行的可靠性、稳定性。
        4.2NP系列声波清灰系统主要技术特点
        4.2.1良好的可靠性
        1).声波清灰系统所研制的声波发声器，声波频率范围选用32.5～425Hz
        2).声强级135～145dB，炉外声强级≤85dB，符合国家环保标准，对人体绝对无害；
        3).动力介质：压缩空气，常温，压力范围：0.3～0.8MPa，用气量每组声波清灰器为3标准立方米/次；
        4).间歇式运行，一般间隔2小时，最佳运行周期根据运行工况试验确定；
        5).声波发声器采用钼镍合金并采用了热涂钴基合金的先进工艺，具有在高温下耐腐蚀、耐磨损的优良工艺特点，比铬镍合金在同等条件下耐磨性能提高二十五倍，长期频繁使用可保证金属机械、化学性能稳定；
        6).控制系统选用日本OMRON器件配置的电控系统；
        7).电磁阀采用了进口的Worcester/ASCO电磁阀；
        8).控制电源：交流电220V，50Hz；
        9).压缩空气系统采用镀锌钢管；
        10).每个电磁阀前装设滤网空气净化装置，确保空气介质洁净，有效地避免了阀体和声波清灰器的堵塞现象。
        11).气体的动能已转换为辐射声波，从而大大地减少了气体的冲刷和磨损；
        12).声波清灰所采用的声波避开了锅炉本体设备的本征频率,所以仅对灰垢产生强烈的作用而无损于锅炉本体设备。
        13).声波清灰器没有运动机构，不存在炉内运行机械故障，基本达到免维护。
        14).NP系列声波清灰装置功率范围：1500-2000W/套，可满足不同煤种对吹灰功率的要求（经试验，粘结在锅炉受热免的积灰、结焦在小于600W吹灰功率时即可剥落和疏松并自由下落）；
        15).声波清灰与蒸汽、水力、振打以及钢珠等清灰方法，虽属同一于物理机制，但是声波清灰作用的能量来自声波。声波是一种以能量形式存在的机械波，它表现为振动、扰动和波动。声波的激烈而快速变化的振动会对积灰结垢在受热面的附着状态产生分离，并使结垢疲劳断裂和破碎，积灰和结垢在声波的作用下，从受热面剥离而被带出烟道。
        16）.NP系列声波吹灰装置采用的声波发生器对于大而深的炉膛、屏式过热器以及尾部受热面和密集错排受热面管道上的积灰，由于声波本身所具有的衍射、绕射的特性，对于气流不能正面冲刷的管道背面、边缘死角，都具有令人满意的效果。
        17).设备运行周期可随时根据积灰情况进行调整，随时保持受热面清洁，防止结焦。
        4.2.2NP系列声波清灰器主要技术参数
        表1.NP系列声波清灰器主要技术参数
        序号项目技术指标
        1声波频率范围32.5-325Hz
        2辐射功率1500～2000/每台
        3辐射方向圆球形圆锥形
        4动力介质压缩空气
        5介质流量(气耗量)0.8-1.4标准立方米/分钟
        6声强级135-145dB
        7吹扫角度3600、1300
        8有效吹扫半径10米
        9吹扫时间一般30-50秒
        10间歇时间一般2小时
        11吹灰器管座口径DN133mm
        12炉墙外声压级＜85dB
        13电磁阀耐受温度＜85℃
        14电磁阀绝缘等级F
        15电磁阀电压220V50Hz
        16空气过滤装置耐受温度＜80℃
        17空气过滤装置25μ
        18空气过滤装置排水方式自动
        19电控柜OMRON\Shneider型号：HRC-Ⅱ
        4.3NP系列声波清灰器的布置与安装
        4.3.1声波清灰器的布置
        声波清灰的实践证明，在声波的声级和工作频率确定之后，合理的声场布置，即发声器的布置台数和布置位置，连续运行时间和停止时间取决于受热面的结构尺寸和积灰结渣特性。如果布置台数和安装位置不合适，将不能充分发挥声波清灰器的作用，这不但造成人力物力的浪费，而且对声波清灰器这一新技术的应用产生疑惑。
        曾经在一台300MW机组锅炉的炉膛受热面布置了几十台用一定压力的蒸汽作
        动力介质的共振腔式声波清灰器，虽然采用了当时最好的耐高温、防磨材料，但终因炉膛火焰温度太高而失败，因此，目前将声波清灰器一般都布置在锅炉出口水平烟道及竖井烟道的墙上，根据受热面的不同结构及积灰特性，布置不同数量的声波清灰器。达波公司将NP型声波清灰器布置在烟道的左右墙或前后墙上，在同一标高相对安装，即对冲安装；运行时，相对应的一组两台或多台声波发声器同时启动，在受热面区域形成较高的声场强度，取得了显著的效果。
        原始的哨声声波吹灰器，在国产1025T/h锅炉尾部烟道现场试验条件下，发现声波吹灰器的声场作用范围比较小，仅能在4~6m范围内有效，超过此范围效果不明显。对于大型电站锅炉，由于受热面尺寸大、结构更复杂，所以需要声波有较大的作用范围，否则使用效果将减弱，或者说，只能应用在小型锅炉上，大大限制了声波吹灰的应用场所。介于这些情况，达波电力设备有限公司根据声学原理，考虑在原哨声声波吹灰器的基础上加装了声波耦合体，即喇叭。经过试验，发现作用距离明显加大。其最佳耦合体尺寸，在大量试验数据的基础之上，利用几何相似原理，通过改变耦合体尺寸，用精密声级计在不同的距离下进行检测。测量结果表明：在相同距离，测到不同声压；在不同距离，用相同的耦合体尺寸，又得到一组不同距离下的声压级，由此确定了耦合体的最佳几何尺寸。
        在声波吹灰器耦合体的最佳几何尺寸下，通过应用试验，声波吹灰器的有效作用距离可达到10米左右，完全满足了大型电站锅炉吹灰对作用距离的要求。
        NP声波吹灰器自研制以来，根据大型锅炉清灰需要，不断地改进，已经在国内大型火力发电机组上成功应用，以大功率、高效率、长寿命、免维护的技术优势成功地在国电燃煤示范电厂和一大批大型机组上使用，近期又在马莲台发电有限公司、石嘴山电厂、大坝电厂等项目招标中连续中标，还有一批电厂正在进行蒸汽吹灰尾部受热面改造项目，NP声波吹灰器以其耐高温、耐腐蚀、耐磨损性能赢得了更多的用户，不断受到业界的认可。