CN103471072A - 余热锅炉的立式模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种余热锅炉的立式模块，其包括：具有烟气通道的机架、和安装在机架上并位于烟气通道中的多个立式模块，其中每个立式模块包括多个锅炉管、连接相邻两锅炉管的多个膜式壁、以及沿着相应膜式壁往复行进且可对其相邻两锅炉管外表面抵靠接触并清灰的多个机械刷。本发明采用了水平方向往复运动的清灰机构，每个锅炉管由至少2个机械刷的除灰面负责除灰，从而有效地除去锅炉管的积灰，有效避免积灰影响热传递，进而提高了热能的利用效率。

Description

余热锅炉的立式模块

技术领域

本发明涉及铁合金电石余热锅炉技术领域，具体为一种余热锅炉的立式模块。

背景技术

据中国铁合金工业协会相关统计数据，我国是世界第一铁合金生产大国，2010年全国铁合金产量2435.5万吨，同比增长10.23%，占世界铁合金总产量的50%以上。我国铁合金行业90%左右产品采用矿热炉电热法生产，能源消耗比较高，是国家节能减排的重点行业。矿热炉的用电量占全国发电量的2%，电力消耗备受关注，如何充分利用矿热炉的余热不仅能节约能源，更有利于环境保护。同时电石是聚氯乙烯的主要生产原料，我国电石产量为560万吨，我国中型规模以上电石生产企业250多家，生产厂家也主要分布在发电能力比较集中的西部地区。电石在矿热炉生产过程中会产生携带8-20g/Nm3粉尘的400-600度的余热烟气，因此需要通过余热锅炉进行回收。

然而铁合金电石炉烟气中的微小的颗粒粉尘极细，平均粒径在200-400nm，粉尘的比表面积很大，达到10-25m2/g，极易产生静电、极易吸附而且隔热性能非常好。铁合金电石炉烟气中粉尘含量高，其具有极强的粘附力和非常高的阻热、隔热性能，锅炉换热管管壁如果粘灰、积灰，将大大降低了锅炉的换热、传热效率，现有技术中常采用的除灰方式有：机械钢珠除灰、激波吹灰、蒸汽吹灰、机械振打、乙炔爆燃，但都不能满足该种锅炉的正常运行。而且余热锅炉受热面检修空间狭小，很多部位甚至没有预留检修空间，检修维护困难。为此申请人专门设计了一种余热锅炉的立式模块，以适应铁合金电石行业余热锅炉的要求。

发明内容

本发明的目的是提供了一种余热锅炉的立式模块。

为达成本发明目的，本发明提供了如下技术方案：一种余热锅炉的立式模块，其包括：多个沿水平方向排列的锅炉管、相邻锅炉管通过膜式壁相连而成且与水平面垂直的管束单元、固定管束单元的管束固定架、以及沿着相应膜式壁可水平移动的清灰机构，其中清灰机构包括用于清理锅炉管外表面的若干个机械刷，且每个锅炉管与至少2个机械刷抵靠接触。

在上述技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案：

其进一步包括固定所述机械刷的框架、可拆卸地固定在框架两端的多个金属条或金属管、设置在框架外侧且位于烟气通道之外的滑轮、与滑轮配合的滑动导轨、使框架往复运动的传动装置、以及向传动装置提供动力的电机。

所述机械刷由若干个可挠曲变形的金属丝构成。

所述锅炉管为阵列排列，且相邻锅炉管在垂直方向上通过膜式壁相连，而在水平方向上则相互间距大于3cm，其中锅炉管的长度大于1.5m。

所述框架具有至少三个的牵引支点，并由一个或多个电机进行同步牵引，在移动过程中框架的所在平面与锅炉管的长度方向保持垂直。

所述锅炉管为蛇形管，且每根锅炉管通过弯头上下连接，锅炉管直段处或锅炉管直段和弯头连接处焊接钢片并形成多层不易发生变形的平面结构。

所述机械刷可拆卸地安装在框架上。

所述机械刷通过螺栓和压板安装在框架上。

本发明具有如下优点：

1）适用于多个重叠安装的模块化锅炉结构以及多个立式模块之间的配合，大大节省了安装所需的占地面积。

2）采用了多个立式模块，使烟气在锅炉的垂直方向自上而下形成气流，与锅炉管的延伸方向相互垂直，大幅提高了热量利用率。

3）采用了水平布置的锅炉管，有效避免了锅炉管两端的压力差波动，使得管道系统在运行中的压力保持稳定，提高了锅炉系统的稳定性。

4）采用了水平方向往复运动的清灰机构，每个锅炉管由至少2个机械刷的除灰面负责除灰，从而有效地除去锅炉管的积灰，有效避免积灰影响热传递，进而提高了热能的利用效率。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的内部结构示意图。

图2为本发明中立式模块和清灰机构的结构示意图。

图3为本发明中清灰机构的侧视结构示意图。

图4为本发明中传动装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例：参考图1-4所示，本发明提供了一种余热锅炉的立式模块的具体实施例，其包括：多个沿水平方向排列的锅炉管32、相邻锅炉管32通过膜式壁34相连而成且与水平面垂直的管束单元、固定管束单元的管束固定架36、以及沿着相应膜式壁可水平移动的清灰机构40，其中清灰机构包括用于清理锅炉管外表面的若干个机械刷，且每个锅炉管与至少2个机械刷在两个不同平面上分别抵靠接触。

余热锅炉包括立式钢结构机架10、固定在立式钢结构机架10内并两端有进气管22和出气管24的烟气通道20、位于进气管22和出气管24之间且可拆卸的多个立式模块30，其中每个立式模块30均包括多个水平方向延伸的锅炉管32、用于水平方向往复清除所述锅炉管32表面积灰的一清灰机构40、用于使清灰机构往复运动的传动装置50、向传动装置提供动力的动力装置60。相邻两立式模块之间具有可相互拆卸的卡合结构、水压控制装置、以及电气控制动力装置或水压控制装置的控制单元。此处的水平方向是与安装平面（地面）方向平行，立式方向或垂直方向是与安装平面（地面）方向垂直，且方向说明是用于说明元件的相对位置关系并不限定其保护范围。

立式模块30还包括在立式方向上连接相邻两锅炉管32的膜式壁34、以及用于固定锅炉管32的管束固定架36，其中膜式壁34和相邻两锅炉管32共同形成用于引导机械刷44运动的一清灰通道，清灰通道为水平方向延伸，以保证机械刷44在水平方向往复运动而不偏离轨道。立式模块30的端面形状既是轴对称的，又是中心对称的（如方形，矩形），并可以与传统的卧式模块组合。立式模块30的个数优选为3-15个，以确保出口的烟气温度降低至合适温度，如100度。每个锅炉管32同时与至少2个机械刷44相互抵靠接触。

每根锅炉管32通过弯头上下垂直连接，管子直段处或管子直段和弯头处焊接扁钢，做成膜式壁34，每根锅炉管32的长度大于1.5m，且每两根相邻锅炉管的间距，即膜式壁34的宽度大于3cm，以收容机械刷。锅炉管采用蛇形管排列，锅炉管也称为热交换管，内部具有水或其他液体进行热交换，且液体流动方向与烟气从上往下的方向相反，即由下往上，形成逆流热交换。管束固定架36为一体化的支撑钢结构以支撑水平方向的锅炉管32。锅炉管32可分多列排列，每列通过管束固定架36和立式钢结构机架10进行固定。

清灰机构40至少包括位于所述锅炉管32外侧且金属制成的框架42、与框架42相连接并位于相邻锅炉管32之间且可拆卸的若干个机械刷44、位于框架42外侧的若干个滑轮46、设置在框架42上并与传动装置50相连接且至少三个以上的牵引支点48、用于可拆卸地将机械刷44固定至框架42上的若干个压板47、以及连接压板47和框架42的螺栓49，其中压板优选为金属条或金属管，框架42优选为中间带网格的框架或称为网架框。所述框架42与锅炉管32之间空隙均匀，框架42位于一平面上。机械刷44为蓬松的金属丝构成，具有一定挠度且可挤压变形，形状为圆环或椭圆环。管束固定架34具有与滑轮46配合且位于烟气通道20之外的若干个滑动导轨。清灰机构40使得每根锅炉管32由至少2个机械刷44的除灰面负责除灰，框架42通过电机进行驱动牵引，清灰机构40的机械刷44可顺着锅炉管32的水平方向往复移动。机械刷44可以拆卸，便于检修。

传动单元50包括传动轮，并通过钢丝、或皮带、或链条、或丝杆等传动结构与牵引支点48相连接。参考图4所示，传动单元50为皮带传动，通过清灰单元40的滑轮46与固定架34的滑动导轨340配合，且滑动导轨340的两端有限位保护部件342实现限位，动力装置60为一个电机。由此实现由一个或多个电机进行牵引同步前后移动，在移动过程中框体42与锅炉管32保持垂直。

水压控制装置用以控制/监测立式模块之间的水压，并可连接控制单元。控制单元包括单片机或微处理器，并通过多个不同种类的传感器，如位移传感器、速度传感器、限位传感器等进行监测，有效避免了运行过程中的卡止、失效、损坏等故障。

本发明通过多个重叠安装的立式模块，大大节省了安装所需的占地面积，并使烟气在锅炉的垂直方向自上而下形成气流，与立式模块的锅炉管相互垂直，大幅提高了热量利用率。采用了水平布置的热交换管，有效避免了热交换管两端的压力差波动，使得管道系统在运行中的压力保持稳定，提高了锅炉系统的稳定性。本发明采用了网架式除灰装置，每个热交换管由至少2个机械刷的除灰面负责除灰，从而有效地除去每根热交换管的积灰，有效避免积灰影响热传递，进而提高了热能的利用效率。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种余热锅炉的立式模块，其特征在于其包括：多个沿水平方向排列的锅炉管、相邻锅炉管通过膜式壁相连而成且与水平面垂直的管束单元、固定管束单元的管束固定架、以及沿着相应膜式壁可水平移动的清灰机构，其中清灰机构包括用于清理锅炉管外表面的若干个机械刷，且每个锅炉管与至少2个机械刷抵靠接触。

2.根据权利要求1所述的一种余热锅炉的立式模块，其特征在于：其进一步包括固定所述机械刷的框架、可拆卸地固定在框架两端的多个金属条或金属管、设置在框架外侧且位于烟气通道之外的滑轮、与滑轮配合的滑动导轨、使框架往复运动的传动装置、以及向传动装置提供动力的电机。

3.根据权利要求1所述的一种余热锅炉的立式模块，其特征在于：所述机械刷由若干个可挠曲变形的金属丝构成。

4.根据权利要求2所述的一种余热锅炉的立式模块，其特征在于：所述锅炉管为阵列排列，且相邻锅炉管在垂直方向上通过膜式壁相连，而在水平方向上则相互间距大于3cm，其中锅炉管的长度大于1.5m。

5.根据权利要求4所述的一种余热锅炉的立式模块，其特征在于：所述框架具有至少三个的牵引支点，并由一个或多个电机进行同步牵引，在移动过程中框架的所在平面与锅炉管的长度方向保持垂直。

6.根据权利要求5所述的一种余热锅炉的立式模块，其特征在于：所述锅炉管为蛇形管，且每根锅炉管通过弯头上下连接，锅炉管直段处或锅炉管直段和弯头连接处焊接钢片并形成多层不易发生变形的平面结构。

7.根据权利要求2或3或4或5或6所述的一种余热锅炉的立式模块，其特征在于：所述机械刷可拆卸地安装在框架上。

8.根据权利要求7所述的一种余热锅炉的立式模块，其特征在于：所述机械刷通过螺栓和压板安装在框架上。

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