CN103307617B - 一种锅炉气力清灰装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于燃煤锅炉折焰角及水平烟道积灰的气力清灰装置，利用气（汽）动、移动床和流化原理克服积灰堆积摩擦力使积灰层达到流化态，最终积灰流回炉膛或被烟气卷起分别由冷灰斗和尾部烟道排出，从而达到清灰效果；该清灰装置由吹灰管、吹灰喷嘴（风帽）、防磨板、吹灰介质输送管路、调节阀门、温度测量装置、控制系统等部件组成，吹灰管紧贴包墙管膜片分区域布置，可以实现不同区域吹灰灵活控制，吹灰喷嘴与包墙管距离及相对角度可根据需要选择。本发明可有效清除锅炉折焰角及水平烟道的积灰，保持受热面清洁，提高锅炉效率并保证锅炉安全运行。
Description
技术领域
本发明属于锅炉技术领域，涉及一种锅炉的清灰装置，特别涉及一种用于燃煤锅炉折焰角及水平烟道积灰的气力清灰装置。
背景技术
锅炉受热面积灰是未熔融的固体灰粒沉积在受热面上，主要发生在锅炉屏式过热器、再热器、省煤器和空气预热器等受热面上。受热面积灰已经成为妨碍燃煤发电机组安全、经济运行的重要因素，其危害主要表现在以下几个方面：（1）降低传热效率，轻度结渣和积灰引起传热减弱，为满足负荷要求需要增加燃料量以增大传热量，最终导致机组煤耗增大；（2）受热面积灰和结渣会加速受热面管材的腐蚀，缩短受热面的使用寿命；（3）受热面积灰结渣严重时会导致设备损坏和运行安全事故，如炉膛水冷壁上部形成大渣和折焰角及水平烟道积灰层较厚，在自身重力和炉内压力波动、气流扰动等作用下，会发生掉渣和塌灰（垮灰）现象，不仅可能损坏锅炉设备，还会导致炉膛压力大幅波动和火检被覆盖，引起燃烧不稳定和火检失效，最终引起灭火、停机停炉事故。因此，及时清除受热面积灰对保证锅炉安全、经济运行至关重要。
燃煤锅炉为了保证较好的火焰充满度采用了特有的折焰角结构，因此含灰烟气流会在折焰角后形成负压回流区，使得燃煤锅炉折焰角上部斜坡和水平烟道成为最容易积灰的部位。当前燃煤电站锅炉上常见的清灰装置有蒸汽吹灰器、声波吹灰器、燃气脉冲吹灰器等，但都有各自缺点，如蒸汽吹灰存在死角，对受热面有冲击，易造成受热面吹损，声波吹灰能量有限，特别是这些吹灰装置都不能有效地清除折焰角及水平烟道的积灰。
发明内容
本发明的目的在于克服现有锅炉吹灰装置技术上的缺陷，提出一种简单有效，成本低，易于控制，适用范围广的锅炉气力清灰装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括安装在锅炉折焰角或水平烟道底部包墙管间的膜片上的若干组吹灰管，以及若干组与吹灰管相连通的穿过保温隔热层的吹灰介质输送管路，所述的各组吹灰管沿烟气流向分段布置，沿烟道宽度方向分区域布置，在每组吹灰管上部均安装有若干个吹灰喷嘴，所述的吹灰介质输送管路分别与安装有总电磁阀的吹扫介质母管相连通，且在各组吹灰介质输送管路上安装有吹灰电磁阀和用以测量吹灰电磁阀后压力的压力测量装置，在吹灰管管外壁、包墙管管外壁上安装有若干个温度测量装置，其中总电磁阀、吹灰电磁阀、压力测量装置和温度测量装置分别与控制器相连。
所述的压力测量装置为压力传感器，温度测量装置为热电偶。
所述的吹灰喷嘴与包墙管垂直距离L为30～150mm；吹灰喷嘴的喷口与水平烟道垂线的夹角α为15～55°。
所述的吹灰喷嘴的截面形状为圆形、方形、矩形或鸭嘴形，材质为耐热钢，且在吹灰喷嘴的外表面设置有耐火保温材料层。
所述的包墙管上设置有耐热耐磨材料制成的防磨板。
所述的清灰介质采用压力为0.1～5MPa的压缩空气或水蒸汽。
清灰介质采用压力为0.5～1.5MPa的压缩空气。
所述的位于烟道不同区域的吹灰喷嘴的吹灰方向不同，在靠近炉膛位置折焰角上斜坡安装吹灰喷嘴使吹灰介质向炉膛内方向吹扫；在水平烟道安装吹灰喷嘴使吹灰介质向炉后方向吹扫。
在锅炉炉顶大包上还安装有蒸汽吹灰器、声波吹灰器或脉冲吹灰器中的一种或多种组合形式的吹灰装置，该处吹灰装置正对水平烟道中部，垂直向下吹扫积灰。
所述的吹扫介质母管上还安装有截止阀。
为有效清除锅炉折焰角上部斜坡及水平烟道处的积灰，本发明基于气（汽）动、移动床和流化原理进行清灰，利用高压吹灰介质吹扫积灰，克服积灰堆积摩擦力使灰堆产生松动，灰层由堆积变为流化状态，使得积灰能够流回炉膛进入冷灰斗排出或被烟气卷起由尾部烟道最终排出。能够有效地清除锅炉折焰角上部斜坡及水平烟道处的积灰，保持过热器和再热器等受热面清洁，提高锅炉效率，并保证锅炉安全运行。
本发明的有益效果是：（1）利用高压吹灰介质使积灰层达到流化状态，积灰具有较好的流动性，在重力和烟气流的作用下积灰很容易由锅炉冷灰斗和尾部烟道排出，特别对燃煤锅炉折焰角及水平烟道部位清灰效果好；（2）所提出的高效气力清灰装置系统具有吹灰管布置灵活、自动控制等特点，吹灰喷嘴（风帽）与包墙管距离和相对角度可调，利用温度测量装置判别积灰程度，可以实现高效低能耗清灰；（3）吹灰管具有自我保护功能，特有的吹灰喷嘴（风帽）结构保证喷嘴不被堵塞，装置可靠性高；（4）本发明的装置简单有效、成本低，易于控制、适用范围广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为本发明控制系统示意图；
图4为吹灰喷嘴（风帽）的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，2，本发明包括安装在锅炉折焰角或水平烟道底部包墙管3间的膜片4上的若干组吹灰管1，以及若干组与吹灰管1相连通的穿过保温隔热层5的吹灰介质输送管路7，所述的各组吹灰管1沿烟气流向分段布置，沿烟道宽度方向分区域布置，在每组吹灰管1上部均安装有若干个吹灰喷嘴2，为防止下包墙管吹损，在包墙管上设置有耐热耐磨材料制成的防磨板6。
为了实现不同区域吹灰的独立灵活控制，吹灰管沿烟气流向长度可以划分较短，即将整个积灰区域划分为较多吹灰单元。所述吹灰管1与锅炉水平烟道下包墙管3及膜片4直接接触，可以得到包墙管内水或水蒸汽很好地冷却作用，故具有自我保护功能，提高了吹灰管的运行可靠性。
高压吹灰介质通过吹灰介质输送管路7进入吹灰管1，然后经由安装在吹灰管上的吹灰喷嘴2喷出，吹向周围积灰层，积灰由堆积状态变为流化状态，积灰将被烟气卷起并带走从而实现清灰目的。
参见图3，本发明的吹灰介质输送管路7分别与安装有截止阀12和总电磁阀14的吹扫介质母管8相连通，且在各组吹灰介质输送管路7上安装有吹灰电磁阀9和用以测量吹灰电磁阀后压力的压力测量装置10，在吹灰管管外壁、包墙管管外壁上安装有温度测量装置11，其中总电磁阀14、吹灰电磁阀9、压力测量装置10和温度测量装置11分别与控制器13相连，其中压力测量装置10为压力传感器，温度测量装置11为热电偶。本发明的清灰介质采用压力为0.1～5MPa的压缩空气或水蒸汽。优选为压缩空气，压力范围优选为0.5～1.5MPa。也可以选用多种清灰介质交替吹灰，这样能够克服单一清灰介质清灰能力不足的缺陷。
本发明采用自动控制系统对进入各吹灰管的清灰介质压力、流量及吹灰喷嘴压力、流量进行控制和调节，控制系统由电磁阀、控制器、压力测量装置、温度测量装置组成。
所述压力测量装置安装在各吹灰管单元电磁阀后，用以测量阀后压力；所述温度测量装置安装在吹灰管管外壁、包墙管管外壁等积灰部位，用以测量各吹扫区域金属壁温。通过阀后压力和吹灰管壁温来判断积灰层厚度和科学执行吹灰。
参见图4，本发明的吹灰喷嘴2与包墙管垂直距离L为30～150mm；吹灰喷嘴2的喷口与水平烟道垂线的夹角α为15～55°，吹灰喷嘴2的截面形状为圆形、方形、矩形或鸭嘴形，材质为耐热钢，且在吹灰喷嘴的外表面设置有耐火保温材料层。吹灰喷嘴独特的向下喷口设计使其具有极好的防堵塞功能。吹灰喷嘴布置在吹灰管的正上方，与吹灰管直接连通并通过焊接方式连接。每一个吹灰管单元上的吹灰喷嘴可以根据吹灰喷嘴结构和实际需要确定其个数、间距。
所述吹灰喷嘴2的吹灰方向可以根据吹灰区域不同灵活选择安装，对于靠近炉膛的折焰角上斜坡区域，可以将吹灰喷嘴统一制作、安装成仅向炉膛内部（即反烟气流动方向）吹灰，从而将折焰角区域的积灰吹向炉膛，一部分随烟气向尾部烟道运动，一部分掉入炉膛从冷灰斗排出。对于水平烟道积灰区域，可以将吹灰喷嘴统一制作、安装成仅向炉后（即顺烟气流动方向）吹灰，从而将水平烟道的积灰吹向炉后，并随烟气从尾部烟道排出。
位于烟道不同区域吹灰喷嘴的吹灰方向可以不同，在靠近炉膛位置，如折焰角上斜坡安装吹灰喷嘴使吹灰介质向炉膛内方向吹扫；在水平烟道安装吹灰喷嘴使吹灰介质向炉后方向吹扫。如此即能达到折焰角上部斜坡及水平烟道积灰流化的目的，并最终分别从锅炉底部冷灰斗和尾部烟道排出。
鉴于锅炉水平烟道处现有的吹灰装置一般布置在烟道两侧，导致烟道中部成为吹扫盲区，本发明还提出了在锅炉炉顶大包上安装吹灰装置的方案。该处吹灰装置正对水平烟道中部，垂直向下吹扫积灰，该处吹灰装置可以为蒸汽吹灰器、声波吹灰器和燃气脉冲吹灰器任意一种或多种组合。
Claims (8)
1.一种锅炉气力清灰装置，其特征在于：包括安装在锅炉折焰角或水平烟道底部包墙管(3)间的膜片(4)上的若干组吹灰管(1)，以及若干组与吹灰管(1)相连通的穿过保温隔热层(5)的吹灰介质输送管路(7)，所述的各组吹灰管(1)沿烟气流向分段布置，沿烟道宽度方向分区域布置，在每组吹灰管(1)上部均安装有若干个吹灰喷嘴(2)，所述的吹灰介质输送管路(7)分别与安装有总电磁阀(14)的吹扫介质母管(8)相连通，且在各组吹灰介质输送管路(7)上安装有吹灰电磁阀(9)和用以测量吹灰电磁阀后压力的压力测量装置(10)，在吹灰管管外壁、包墙管管外壁上安装有若干个温度测量装置(11)，其中总电磁阀(14)、吹灰电磁阀(9)、压力测量装置(10)和温度测量装置(11)分别与控制器(13)相连；
所述的吹灰喷嘴(2)与包墙管垂直距离L为30～150mm；吹灰喷嘴(2)的喷口与水平烟道垂线的夹角α为15～55°；
所述的包墙管(3)上设置有耐热耐磨材料制成的防磨板(6)。
2.根据权利要求1所述的锅炉气力清灰装置，其特征在于：所述的压力测量装置(10)为压力传感器，温度测量装置(11)为热电偶。
3.根据权利要求1所述的锅炉气力清灰装置，其特征在于：所述的吹灰喷嘴(2)的截面形状为圆形、方形、矩形或鸭嘴形，材质为耐热钢，且在吹灰喷嘴的外表面设置有耐火保温材料层。
4.根据权利要求1所述的锅炉气力清灰装置，其特征在于：所述的清灰介质采用压力为0.1～5MPa的压缩空气或水蒸汽。
5.根据权利要求4所述的锅炉气力清灰装置，其特征在于：清灰介质采用压力为0.5～1.5MPa的压缩空气。
6.根据权利要求1所述的锅炉气力清灰装置，其特征在于：所述的位于烟道不同区域的吹灰喷嘴的吹灰方向不同，在靠近炉膛位置折焰角上斜坡安装吹灰喷嘴使吹灰介质向炉膛内方向吹扫；在水平烟道安装吹灰喷嘴使吹灰介质向炉后方向吹扫。
7.根据权利要求1所述的锅炉气力清灰装置，其特征在于：在锅炉炉顶大包上还安装有蒸汽吹灰器、声波吹灰器或脉冲吹灰器中的一种或多种组合形式的吹灰装置，该处吹灰装置正对水平烟道中部，垂直向下吹扫积灰。
8.根据权利要求1所述的锅炉气力清灰装置，其特征在于：所述的吹扫介质母管(8)上还安装有截止阀(12)。
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