CN102580832A - 适用于干式排渣机的隔离碎渣装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于干式排渣机的隔离碎渣装置及其方法，它可以有效将炉膛与干式排渣机隔离，以便进行干式排渣机的维修,同时在热态情况下,可以对干式排渣系统的冷却通风量进行调节和将大块的高温处于软化状态的热渣进行破碎,防止锅炉冷灰斗蓬渣,提高锅炉及干式排渣设备的运行的可靠性和经济性。它包括安装在冷渣斗出口处隔栅上的破碎装置，所述破碎装置设有相应的喷水装置，喷水装置与供水装置连接。所述破碎装置上方设有用于检修维护或调整冷却风量的隔离挡板。
Description
技术领域
本发明涉及一种排渣机碎渣隔离装置，尤其涉及一种适用于干式排渣机的隔离碎渣装置及其方法。
背景技术
由于干式排渣系统具有节水、辅机用电少、干渣用途广等优点，越来越多的电厂进行改造或初设时采用干式排渣系统，干式排渣系统基本原理就是利用环境空气与热渣之间的对流运动，进行热交换，从而使热渣经冷却后排出，冷空气得到加热，然后由炉膛负压的作用下进入炉膛。对于干式排渣系统来说,钢带式输渣机是关键部件和主要受力设备,为了防止从炉膛落下的渣块直接落在干式输渣机的钢带上,在干式排渣机5上方即冷渣斗1出口处安装格栅4,在格栅4上安装液压驱动杆6驱动的关断门2，关断门2的主要作用是隔离和挤压渣，可参见示意图1和文献《干式除渣技术在石景山电厂的应用》。我国目前安装较多的是引进意大利MAGALDI公司的MAC系统，在实际运行过程中，出现了不少的难题，具体可参考文献《干式除渣系统在国产200MW机组上的应用》，其中一个难题就是，当炉内结焦时，比较大焦块落在格栅上，通过摄像头9观察到后需要挤压，破碎，但是由于冷却风量有限，大的焦块不能冷却硬化，导致的结果是用关断门2挤压时，由于焦块较软，焦块形状改变，但是仍不能破碎成小块落入钢带上，这时即使通过人工捅渣也不能解决，如果处理不及时就会蓬住，越积越多，严重时真个冷灰斗都积满，不得不停炉处理。华电国际邹县电厂#4锅炉就发生过由于大量蓬渣，被迫停炉的事故。
从以上分析不难看出，在格栅4上积渣和蓬渣的主要原因是当高温的渣落到格栅4上时，由于不能充分冷却（干式排渣的通风量是固定的，不能大量通冷风进行冷却，而且大量通入冷风对锅炉的安全和经济运行产生严重的负面影响），渣块仍处于软化状态，或渣块表面被冷却而内不仍处于熔融状态，采用挤压的方式仅能使渣块变形，不能将其有效破碎。
在文献《干式除渣技术在石景山电厂的应用》提及液压关断闸板门，在闸板门顶部设挤压头，挤压头就是实心的铁块，与具有积压破碎功能液压关断门基本相同，同样不能解决焦块不能充分冷却，硬化的问题。
国内相关专利中，专利200520084250.4提出一种高速辊式碎渣机，可破碎干渣或强结焦湿渣；专利200310105473.X提出了一种可用于循环流化床的炉底渣精细破碎的笼式碎渣机；专利200710015153.3提出了一种辊栅式碎渣机，它结合了辊式和栅式碎渣机的优点碎渣机，即可以喂入较大粒度的渣而碎成较细的渣，以上三种碎渣机的基本原理都是利用挤压的原理将渣破碎成较小的颗粒，也就是说喂入的渣必须是硬化渣即经过冷却的渣，对于软化的渣不适用，如用在干式排渣系统上，以上三种碎渣机适合安装在带式输渣机的末端，在末端炉渣已经被冷却而硬化，采用上述三种碎渣机可以轻易破碎成所需粒径，而在带式输渣机落渣口的位置，炉渣温度高，渣块还处于熔融软化状态，有的渣块还在燃烧，如果采用上述三种碎渣机将使碎渣机被堵塞和损坏。专利200710037878.2提出一种重型液压颚式破碎机及其操作方法，该破碎机采用液压方式破碎，同时具有“过铁”功能，在处理渣方面还是有局限，即只能处理硬化的渣，对于熔融软化渣不适用。
目前安装的液压关断门并不能实现完全隔离，关断门2和关断门2之间仍然有空隙，可参见示意图2，当干式排渣机需要检修时，将关断门2关闭，仍然的渣块可以落入干式排渣机上，影响干式排渣机的正常检修，对检修人员的安全造成威胁。
根据以上分析可以发现,对于干式排渣方式的锅炉来说，在高负荷时，渣量较大，渣温高，干式排渣的冷却风远不能将其冷却，因而大块渣基本处于熔融软化状态，现有的碎渣方式不能有效破碎，经常导致格栅上蓬渣，只能采用人力除渣，当渣量大时被迫停炉，对锅炉的安全可靠运行产生极大影响；在低负荷时，由于冷却风量不能有效调节，冷却风风量偏大，影响锅炉的经济性，还有一个问题是当干式排渣机需要检修时，现有的关断门又不能完全隔离，时常有渣块落下，影响干式排渣机的正常检修工作。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种适用于干式排渣机的隔离碎渣装置及其方法，它可以有效将炉膛与干式排渣机隔离，以便进行干式排渣机的维修,同时在热态情况下,可以对干式排渣系统的冷却通风量进行调节和将大块的高温处于软化状态的热渣进行破碎,防止锅炉冷灰斗蓬渣,提高锅炉及干式排渣设备的运行的可靠性和经济性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于干式排渣机的隔离碎渣装置，它包括安装在冷渣斗出口处隔栅上的破碎装置，所述破碎装置设有相应的喷水装置，喷水装置与供水装置连接。
所述破碎装置上方设有用于检修维护或调整冷却风量的隔离挡板。
所述冷渣斗出口处设有水平隔栅，破碎装置安装在隔栅上；所述破碎装置包括：若干对关断门，关断门整体为中空或内置槽状结构的支撑框架，支撑框架内部布置供水管，支撑框架前端为挤压头，供水管一端与挤压头内的水室连接，另一端与供水装置的连接软管连接；各关断门还分别与各自的压力驱动装置连接；所述喷水装置为设置在挤压头上的若干喷水孔。
所述喷水孔分为倾斜角度不同的上下两排，喷水孔的孔径在5-10mm。
所述各喷水孔设有相应的盖板，盖板上沿与挤压头活动铰接。
所述挤压头为整体铸造或分部分焊接组成而成。
所述压力驱动装置为液压驱动装置或电动驱动装置或气动驱动装置。
所述隔离挡板包括：倾斜设置的挡板轨道，插板嵌装在挡板轨道内，插板还与双向驱动电机连接；在挡板轨道侧面设有进到位和退到位的限位开关。
所述供水装置包括：至少一个滤网，滤网进水口与带有供水总控制阀的进水管连接，滤网出水口的供水管路上设有供水手动阀，供水管路上设有至少一个供水压力传感器或压力变送器，供水管路通过相应的分支管路与连接软管连接，连接软管与关断门内的供水管连接；滤网底部设有滤网排污阀，分支管路上设有供水分支控制阀。
一种适用于干式排渣机的隔离碎渣装置的碎渣方法，在锅炉正常运行过程中，当有大的渣块脱落时，首先落在隔栅上，在干式排渣系统控制室内运行人员观察到并判断出渣块的位置，然后开启供水总控制阀，观察供水压力传感器送来的压力信号，调整供水压力在0.7MPa，然后根据渣块的位置，选择一对关断门，打开供水分支控制阀，则冷却水经过连接软管、供水管、进入水室，通过喷水孔喷出，依靠冲击力将盖板抬起，水喷射到炙热的渣块上，由于水压高，水量小，渣块被淬冷、硬化和裂开，水绝大部分被汽化成水蒸汽，然后用关断门挤压硬化的渣块，使渣块破碎成小的渣块，通过隔栅落入干式排渣机上；
所述隔离挡板在检修状态时，为了保证检修人员的安全，需要将干式排渣机完全与炉膛隔离，这时驱动电机将驱动插板沿挡板轨道移动直至完全关闭，关到位后限位开关给出关闭到位信号，驱动电机停止，锅炉运行在高负荷即80%额定负荷以上时隔离挡板完全开启，此时限位开关给出开到位信号，驱动电机停止工作。
所述隔离挡板在调整冷却风量状态时，锅炉运行在较低负荷即为80%额定负荷以下时，隔离挡板的开度将根据锅炉的给煤量自动调整，调整依据是试验确定的开度与给煤量之间的关系曲线，采用入炉煤的灰分含量和排渣机出口渣的温度来修正隔离挡板的开度，由于隔离挡板未完全打开，此时部分渣块会落到挡板上，由于挡板轨道有一定的倾斜角度渣块滑落到隔栅上，小渣块通过隔栅直接落在干式排渣机上，大的用关断门挤碎，在锅炉启动期间即锅炉烧油阶段，隔离挡板是完全关闭的，以减少锅炉漏风，为此锅炉稳定、经济燃烧。
本发明的用于干式排渣机的隔离碎渣装置，它包括破碎装置、供水装置和隔离挡板。所述破碎装置包括压力驱动部分，挤压头，喷水孔，供水管，盖板；供水装置包括滤网，电动阀，供水管路等；隔离挡板包括挡板，挡板轨道，驱动电机。
破碎装置安装在冷渣斗出口(带式输渣机炉渣口上部位置)处的水平隔栅上面，隔栅要安装水平，以保证破碎装置能在格栅上自由滑动。
压力驱动部分可根据现场条件采用液压或电动或气动，要保证有足够的挤压力来破碎大块硬化的渣。
挤压头为一内部为空腔（即水室）的制作件,在工作时水室内充水,挤压头前端有上下两排、倾斜角度不同喷水孔。该挤压头可以整体铸造，也可以分部分制作，然后进行焊接、组装。
供水管是与挤压头的空腔相连，为喷水孔提供水源。
盖板为设置在喷水孔前面的轻质薄片，在喷水时盖板会因水冲击而掀起，在停喷时盖住喷口，利用以防止炉渣将喷水孔堵塞。
供水装置为挤压头提供水源，包括滤网，供水总控制阀、供水总控制阀，供水手动阀等。
隔离挡板的作用有两个，一个是在干式排渣机需要检修时，关闭隔离挡板可以完全将干式排渣机与炉膛隔离，甚至可以实现短时间(2-4小时)不停炉而检修干式排渣机；隔离挡板的另一个作用是通过调节隔离挡板的开度来方便调节干式排渣装置的漏风量。隔离挡板的控制可以采用远程控制，将给煤量锅炉的信号引入可以实现隔离挡板的自动调节。目前明确提出干式排渣机冷却风量调节的专利中有专利00209485.1、专利200920073690.8、专利200920312413.8、专利201110094523.3、专利200610011273.1和专利201120110841.X这六个专利的共同特点是在干式排渣机的通风孔位置安装调节冷却风量的挡板或风门，这些挡板或风门仅用作调节冷风量,而且目前大部分在运行得排渣机没有安装这样的调节挡板或风门,如果要安装的话,工艺相对较复杂；本专利所述的专利的隔离挡板相对简单、实用，安装位置在冷渣斗出口，排渣机上方的，与传统的调节冷却风量的方法不同，而且隔离挡板的安装有一定的倾斜角度，以保证在隔离挡板在调节冷却风量时而部分关闭时以保证落到上面的渣可以滑落到格栅上面，以便采用关断门进行挤压破碎。插板采用双向驱动电机驱动，插板在轨道中进入和退出，为防止因插板到位后电机因过流而被损坏，分别设置了进到位和退到位的限位开关。
本发明的有益效果是：通过破碎装置、供水装置和隔离挡板实现了采用小流量、高压力的冷却水对炉膛落在格栅上较大的渣块进行水激，使渣块快速硬化，然后用通过关断门上的挤压头挤压加以破碎；隔离挡板则能有效地将干式排渣机与炉膛有效隔离，同时在低负荷时，隔离挡板可以减少干式排渣的机的冷却风量，提高锅炉的经济性。在挤压头内部设置水室，设喷水孔，孔有向上的角度。在喷水孔前面设置防堵板。隔离挡板有一定的倾斜角度。采用隔离挡板来控制干除渣的冷却风量。隔离挡板的自动控制依据锅炉的燃煤量，并用煤质和渣温修正。
附图说明
图1为目前干式排渣机的隔离及碎渣设备示意图主视图。
图2为目前干式排渣机的隔离及碎渣设备示意图俯视图。
图3为改型的干式排渣机的隔离及碎渣设装置意图主视图。
图4为改型的干式排渣机的隔离及碎渣设装置意图俯视图。
图5为改型的关断门正面图。
图6为改型的关断门剖视图。
图6a为图6的A-A向视图。
图7为隔离挡板示意图。
图8为供水装置示意图。
图中：1、冷渣斗，2、关断门，3、连接软管，4、格栅，5、干式排渣机，6、液压驱动杆，7、插板，8、驱动电机、9、摄像头，10、挡板轨道，11、喷水孔，12、盖板，13、水室，14、支撑框架，15、供水分支控制阀，16、供水手动阀，17、滤网，18、滤网排污阀，19、供水总控制阀，20、供水管，21、供水压力传感器，22、挤压头，23、限位开关。
具体实施方式
下面结合说明书附图与实施例对本发明的技术方案作进一步的阐述。
图1和图2表明目前的式排渣机的隔离及碎渣设备的基本结构和安装位置(以四对关断门为例)，其特点在前面已作详细分析。
图3为本发明的干式排渣机的隔离及碎渣装置示意图，主要包括3个部分，破碎装置（即关断门），供水装置和隔离挡板。在冷渣斗1的出口处设有摄像头9以观测出渣情况。在出口处的水平隔栅4上设有关断门2，关断门2上方为隔离挡板。隔栅4下方为干式排渣机5。关断门2与液压驱动杆6连接，同时关断门2还与供水装置连接。
关断门驱动方式采用的驱动方式为液压驱动；结合图4，图5和图6对关断门2进行详细说明，关断门2起挤压作用的前面部分称为挤压头22，其内部是中空的水室13，在挤压头22前面共设计了上下两排十二个喷水孔11，根据试验结果孔径在5-10mm之间比较合适，喷水孔11都有一定的向上的角度，角度的大小可根据关断门2与隔栅4之间的安装相对位置确定；当挤压头22在挤压破碎渣块时，喷水孔11可能被堵塞，因此在挤压头22前面上下两排留出10mm左右的内凹空间，在这个内凹的空间内加装防止喷水孔11堵塞的防堵盖板12，盖板12采用轻质的薄片，当有水喷出时，盖板12可以被冲击抬起，而停止喷水时，恢复原位置，具体结构可见图6a所示。挤压头22采用高强度硬质合金钢，整个挤压头22可以整体锻造，也可分部分锻造，然后焊接组合。挤压头22后面为关断门2的支撑框架14，支撑框架14是挤压头22和液压驱动杆6联接框架，支撑框架14为中空或内置槽状结构，内部布置供水管20，供水管一端与挤压头22内的水室13连接，另一端与连接软管3相连，具体结构可参见图6、图6a，连接软管3为供水装置的一部分，通过连接软管3，供水装置将过滤后干净的水送至各个关断门2的水室13。
图7是结构简单实用的隔离挡板示意图，布置在关断门2的上面，主要起到检修干式排渣机时，将隔离挡板关闭，使干式排渣机与炉膛完全隔离，避免检修人员因炉内落渣而被砸伤。隔离挡板主要包括，插板7，倾斜的挡板轨道10和驱动电机8，插板7嵌入轨道10中，驱动电机10通过驱动轴驱动插板7沿挡板轨道10进入和退出，为了保护驱动电机8和插板7，设置了进、退到位的限位开关23，驱动电机8的控制信号和限位开关23信号也接入原有的干式排渣控制单元中，在干式排渣系统控制集控室即可进行操作，将给煤量的信号引入后可以实现由隔离挡板对干式排渣冷却风量进行自动调节，同时运行人员可以根据入炉煤的灰分含量对隔离挡板的调节位置进行修正。
供水装置的基本组成可参见图8，供水装置的水源可选择开式循环水，压力选择0.4-0.7MPa之间即可，为预防喷水孔的堵塞，设计两个滤网17，这两个滤网17是并联的，正常运行时只投用一个滤网17，另外一个备用，并且在滤网17下面设置滤网排污阀18，滤网排污阀18在正常运行时是关闭状态，只有当滤网17需要清理时，才打开进行排污。在滤网17前面设计一个供水总控制阀19，滤网17出口设置供水手动阀16，在正常运行状态时，供水手动阀16处于打开状态。在供水管路上安装压力变送器或供水压力传感器21，在每对关断门2设置一个供水分支控制阀15，压力变送器的信号，各控制阀的控制均接入原有的干式排渣控制单元中，在干式排渣系统控制集控室即可进行操作。
由于本发明需要控制的设备较多，为了便于维护管理可以在干式排渣控制室内专门设立一个小的相对独立的控制系统，对所有涉及的电动阀，调阀，电机和开关等进行控制和调节。
本发明具体工作过程可以描述为在锅炉正常运行过程中，当有大的渣块脱落时，首先落在隔栅4上，在干式排渣系统控制室内运行人员通过摄像头9观察到并判断出渣块的位置，然后开启供水总控制阀19，观察供水压力传感器21送来的压力信号，调整供水压力在0.7MPa左右，然后根据渣块的位置，选择一对关断门2，打开供水分支控制阀15，则冷却水经过连接软管3、供水管20 、进入水室13，通过喷水孔11喷出，依靠冲击力将盖板12抬起，水喷射到炙热的渣块上，由于水压高，水量小，渣块被淬冷、硬化和裂开，水绝大部分被汽化成水蒸汽(经过试验验证)，然后用关断门2挤压硬化的渣块，使渣块破碎成小的渣块，通过隔栅4落入干式排渣机5上。隔离挡板的工作过程有两种：一种是干式排渣机需要检修，为了保证检修人员的安全，需要将干式排渣机完全与炉膛隔离，这时驱动电机8将驱动插板沿挡板轨道10移动直至完全关闭，关到位后限位开关23给出关闭到位信号，驱动电机8停止，锅炉运行在高负荷时(根据试验确定为80%额定负荷以上)隔离挡板完全开启，此时限位开关23给出开到位信号，驱动电机8停止工作；第二种是隔离挡板调整冷却风量，当锅炉运行在较低负荷(根据试验确定为80%额定负荷以下)时，隔离挡板的开度将根据锅炉的给煤量自动调整，调整依据是试验确定的开度与给煤量之间的关系曲线，采用入炉煤的灰分含量和排渣机出口渣的温度来修正隔离挡板的开度，由于隔离挡板未完全打开，此时部分渣块会落到挡板上，由于挡板轨道10有一定的倾斜角度渣块滑落到隔栅4上，小渣块可以通过隔栅4直接落在干式排渣机5上，大的可以用关断门2挤碎，在锅炉启动期间即锅炉烧油阶段，隔离挡板是完全关闭的，以减少锅炉漏风，为此锅炉稳定、经济燃烧。
Claims (10)
1.一种适用于干式排渣机的隔离碎渣装置，它包括安装在冷渣斗出口处隔栅上的破碎装置，其特征是，所述破碎装置设有相应的喷水装置，喷水装置与供水装置连接。
2.如权利要求1所述的适用于干式排渣机的隔离碎渣装置，其特征是，所述破碎装置上方设有用于检修维护或调整冷却风量的隔离挡板。
3.如权利要求1或2所述的适用于干式排渣机的隔离碎渣装置，其特征是，所述冷渣斗出口处设有水平隔栅，破碎装置安装在隔栅上；所述破碎装置包括：若干对关断门，关断门整体为中空或内置槽状结构的支撑框架，支撑框架内部布置供水管，支撑框架前端为挤压头，供水管一端与挤压头内的水室连接，另一端与供水装置的连接软管连接；各关断门还分别与各自的压力驱动装置连接；所述喷水装置为设置在挤压头上的若干喷水孔。
4.如权利要求3所述的适用于干式排渣机的隔离碎渣装置，其特征是，所述喷水孔分为倾斜角度不同的上下两排，喷水孔的孔径在5-10mm；所述各喷水孔设有相应的盖板，盖板上沿与挤压头活动铰接。
5.如权利要求3所述的适用于干式排渣机的隔离碎渣装置，其特征是，所述挤压头为整体铸造或分部分焊接组成而成，压力驱动装置为液压驱动装置或电动驱动装置或气动驱动装置。
6.如权利要求2所述的适用于干式排渣机的隔离碎渣装置，其特征是，所述隔离挡板包括：倾斜设置的挡板轨道，插板嵌装在挡板轨道内，插板还与双向驱动电机连接；在挡板轨道侧面设有进到位和退到位的限位开关。
7.如权利要求3所述的适用于干式排渣机的隔离碎渣装置，其特征是，所述供水装置包括：至少一个滤网，滤网进水口与带有供水总控制阀的进水管连接，滤网出水口的供水管路上设有供水手动阀，供水管路上设有至少一个供水压力传感器或压力变送器，供水管路通过相应的分支管路与连接软管连接，连接软管与关断门内的供水管连接；滤网底部设有滤网排污阀，分支管路上设有供水分支控制阀。
8.一种采用权利要求7所述的适用于干式排渣机的隔离碎渣装置的碎渣方法，其特征是，在锅炉正常运行过程中，当有大的渣块脱落时，首先落在隔栅上，在干式排渣系统控制室内运行人员观察到并判断出渣块的位置，然后开启供水总控制阀，观察供水压力传感器送来的压力信号，调整供水压力在0.7MPa，然后根据渣块的位置，选择一对关断门，打开供水分支控制阀，则冷却水经过连接软管、供水管、进入水室，通过喷水孔喷出，依靠冲击力将盖板抬起，水喷射到炙热的渣块上，由于水压高，水量小，渣块被淬冷、硬化和裂开，水绝大部分被汽化成水蒸汽，然后用关断门挤压硬化的渣块，使渣块破碎成小的渣块，通过隔栅落入干式排渣机上。
9.如权利要求8所述的适用于干式排渣机的隔离碎渣装置的碎渣方法，其特征是，所述隔离挡板在检修状态时，为了保证检修人员的安全，需要将干式排渣机完全与炉膛隔离，这时驱动电机将驱动插板沿挡板轨道移动直至完全关闭，关到位后限位开关给出关闭到位信号，驱动电机停止，锅炉运行在高负荷即80%额定负荷以上时隔离挡板完全开启，此时限位开关给出开到位信号，驱动电机停止工作。
10.如权利要求8所述的适用于干式排渣机的隔离碎渣装置的碎渣方法，其特征是，所述隔离挡板在调整冷却风量状态时，锅炉运行在较低负荷即为80%额定负荷以下时，隔离挡板的开度将根据锅炉的给煤量自动调整，调整依据是试验确定的开度与给煤量之间的关系曲线，采用入炉煤的灰分含量和排渣机出口渣的温度来修正隔离挡板的开度，由于隔离挡板未完全打开，此时部分渣块会落到挡板上，由于挡板轨道有一定的倾斜角度渣块滑落到隔栅上，小渣块通过隔栅直接落在干式排渣机上，大的用关断门挤碎，在锅炉启动期间即锅炉烧油阶段，隔离挡板是完全关闭的，以减少锅炉漏风。
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