CN103471120A - 余热锅炉的清灰传动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种余热锅炉的清灰传动机构，其包括：具有烟气通道和若干个锅炉管的立式锅炉单元、提供动力的驱动单元、由驱动单元带动的传动单元、位于锅炉管外侧并对传动单元进行定位和限位的定位单元、控制驱动单元输出的同步控制单元、和由传动单元牵引动作并对锅炉管进行清除灰尘的清灰单元；其中烟气通道垂直地面方向设置，而锅炉管沿水平方向延伸，且传动单元牵引清灰单元在水平方向往复移动。本发明采用了水平方向往复运动的清灰单元，每个锅炉管由至少2个金属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
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清灰传动机构。
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清灰传动机构，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清灰传动机构。
为达成本发明目的，本发明提供了如下技术方案：一种余热锅炉的清灰传动机构，其包括：具有烟气通道和若干个锅炉管的立式锅炉单元、提供动力的驱动单元、由驱动单元带动的传动单元、位于锅炉管外侧并对传动单元进行定位和限位的定位单元、控制驱动单元输出的同步控制单元、和由传动单元牵引动作并对锅炉管进行清除灰尘的清灰单元；其中烟气通道垂直地面方向设置，而锅炉管沿水平方向延伸，且传动单元牵引清灰单元在水平方向往复移动。
在上述技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案：
所述定位单元包括水平方向设置的至少一对滑动导轨、以及位于清灰单元上并与滑动导轨配合的滑轮，并通过驱动单元所提供的动力沿滑动导轨方向带动清灰单元的水平移动；所述清灰单元包括框架、可拆卸地固定在框架的两端的多个金属条或金属管、与框架上的金属条或金属管相固定的多个金属刷。
所述定位单元包括水平方向设置的至少一对滑动导轨，滑动导轨的长度大于1.5m，且设置有限位保护部件，滑动导轨与锅炉管的形变挠度一致。
所述驱动单元包括一台或多台电机，所述传动单元包括定滑轮、一端由电机旋转带动而另一端带动定滑轮旋转的链条或钢丝绳或传动皮带。
所述驱动单元包括一台或多台电机，所述传动单元包括平行于滑动导轨方向并由电机转动的丝杠，而清灰单元设置有与丝杠啮合传动的滑槽。
所述丝杠的长度小于或等于滑动导轨长度。
所述驱动单元包括一台或多台电机，所述传动单元由链条、或钢丝绳、或传动皮带进行传动。
所述同步控制单元包括单片机PLC或微处理器、与单片机PLC或微处理器相连的位移传感器、与单片机PLC或微处理器相连的测速传感器、单片机PLC或微处理器相连的压力传感器。
所述同步控制单元通过传感器控制清灰单元的速度、移动周期间隔。
相邻锅炉管之间在垂直方向上通过膜式壁相连并形成用于引导金属刷运动沿水平方向运动的一清灰通道。
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单元，每个锅炉管由至少2个金属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为本发明中热交换模块和清灰单元的结构示意图。
图3为本发明中清灰单元的侧视结构示意图。
图4为本发明中清灰单元、传动单元、驱动单元的结构示意图，其中传动单元为皮带传动，驱动单元为单个动力源。
图5为本发明中清灰单元、传动单元、驱动单元的结构示意图，其中其中传动单元为皮带传动，驱动单元为双动力源。
图6为本发明中清灰单元、传动单元、驱动单元的结构示意图，其中传动单元为链条传动，驱动单元为双动力源。
图7为本发明中清灰单元、传动单元、驱动单元的结构示意图，其中传动单元为丝杠传动，驱动单元为双动力源。
具体实施方式
实施例：参考图1-3所示，本发明提供了一种余热锅炉的清灰传动机构的具体实施例，其包括具有烟气通道20和若干个锅炉管32的锅炉单元、提供动力的驱动单元60、由驱动单元60带动的传动单元50、位于锅炉管32外侧并对传动单元50进行定位和限位的定位单元、控制驱动单元60输出的同步控制单元、和由传动单元50牵引动作并对锅炉管32进行清除灰尘的清灰单元40；其中烟气通道20垂直地面方向设置，而锅炉管32水平方向延伸，且清灰单元40在水平方向往复移动。锅炉单元包括固定烟气通道20的立式钢结构机架10、和设置在烟气通道20中并固定在立式钢结构机架10上且可拆卸式的多个立式模块30，其中烟气通道20两端设有进气管22和出气管24，而每个立式模块30包括水平方向延伸的若干个锅炉管32。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。
定位单元包括水平方向设置的至少一对滑动导轨340、以及位于清灰单元40上并与滑动导轨340配合的滑轮46，并通过驱动单元60所提供的动力沿滑动导轨340方向带动清灰单元40的水平移动。滑动导轨340经过预变形，长度大于1.5m，且设置有限位保护部件342，滑动导轨340与锅炉管32的挠度一致。滑轮46为防灰的滚轮。
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32、以及用于固定锅炉管32的固定架34，其中膜式壁32和相邻两锅炉管32共同形成用于引导金属刷44运动的一清灰通道，清灰通道为水平方向延伸，以保证金属刷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个金属刷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32，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32的宽度大于3cm，以收容金属刷。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。固定架34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，每列通过固定架34和立式钢结构机架10进行固定。
清灰单元40至少包括位于所述锅炉管32外侧且金属制成的框体42、与框体42相连接并位于相邻锅炉管32之间且可拆卸的若干个金属刷44、位于框体42外侧的若干个滑轮46、设置在框体42上并与传动单元50相连接且至少三个以上的牵引支点48、用于可拆卸地将金属刷44固定至框体42上的若干个固定件47、以及连接固定件47和框体42的螺栓49，其中固定件优选为金属条或金属管，框体42优选为中间带网格的框体或称为网架框。所述框体42与锅炉管32之间空隙均匀，框体42位于一平面上。金属刷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。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340。清灰单元40使得每根锅炉管32由至少2个金属刷44的除灰面负责除灰，框体42通过电机进行驱动牵引，清灰单元40的金属刷44可顺着锅炉管32的水平方向往复移动。金属刷44可以拆卸，便于检修。
结合图4-7所示，传动单元包括传动轮，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。在图4-5中，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，驱动单元60为一个电机。在图6中，传动单元500为链条或钢丝绳传动，通过牵引清灰单元40来实现往复运动，驱动单元60为两个电机，以与两个传动轮52配合传动。在图7中，传动单元510为丝杠传动，清灰单元400内有与丝杠510配合的滑槽，通过丝杠与滑槽的配合实现清灰单元400的往复移动，驱动单元60为两个电机，以与两个传动轮520配合传动。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，并可连接同步控制单元。同步控制单元包括单片机PLC或微处理器、与单片机PLC或微处理器相连并监测清灰装置位移的位移传感器、与单片机PLC或微处理器相连并监测清灰装置或电机速度的测速传感器、单片机PLC或微处理器相连并监测清灰单元运行压力变化的压力传感器，由此通过多个不同种类的传感器进行监测，有效避免了运行过程中的卡止、失效、损坏等故障。同时电机的转速、金属刷的速度、移动周期间隔等参数均可通过同步控制单元进行设置。
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，与热交换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个金属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 (10)
1.一种余热锅炉的清灰传动机构，其特征在于其包括：具有烟气通道和若干个锅炉管的立式锅炉单元、提供动力的驱动单元、由驱动单元带动的传动单元、位于锅炉管外侧并对传动单元进行定位和限位的定位单元、控制驱动单元输出的同步控制单元、和由传动单元牵引动作并对锅炉管进行清除灰尘的清灰单元；其中烟气通道垂直地面方向设置，而锅炉管沿水平方向延伸，且传动单元牵引清灰单元在水平方向往复移动。
2.根据权利要求1所述的一种余热锅炉的清灰传动机构，其特征在于其包括：所述定位单元包括水平方向设置的至少一对滑动导轨、以及位于清灰单元上并与滑动导轨配合的滑轮，并通过驱动单元所提供的动力沿滑动导轨方向带动清灰单元的水平移动；所述清灰单元包括框架、可拆卸地固定在框架的两端的多个金属条或金属管、与框架上的金属条或金属管相固定的多个金属刷。
3.根据权利要求1所述的一种余热锅炉的清灰传动机构，其特征在于其包括：所述定位单元包括水平方向设置的至少一对滑动导轨，滑动导轨的长度大于1.5m，且设置有限位保护部件，滑动导轨与锅炉管的形变挠度一致。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种余热锅炉的清灰传动机构，其特征在于其包括：所述驱动单元包括一台或多台电机，所述传动单元包括定滑轮、一端由电机旋转带动而另一端带动定滑轮旋转的链条或钢丝绳或传动皮带。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种余热锅炉的清灰传动机构，其特征在于其包括：所述驱动单元包括一台或多台电机，所述传动单元包括平行于滑动导轨方向并由电机转动的丝杠，而清灰单元设置有与丝杠啮合传动的滑槽。
6.根据权利要求5所述的一种余热锅炉的清灰传动机构，其特征在于其包括：所述丝杠的长度小于或等于滑动导轨长度。
7.根据权利要求2或3所述的一种余热锅炉的清灰传动机构，其特征在于其包括：所述驱动单元包括一台或多台电机，所述传动单元由链条、或钢丝绳、或传动皮带进行传动。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种余热锅炉的清灰传动机构，其特征在于其包括：所述同步控制单元包括单片机PLC或微处理器、与单片机PLC或微处理器相连的位移传感器、与单片机PLC或微处理器相连的测速传感器、单片机PLC或微处理器相连的压力传感器。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种余热锅炉的清灰传动机构，其特征在于其包括：所述同步控制单元通过传感器控制清灰单元的速度、移动周期间隔。
10.根据权利要求2所述的一种余热锅炉的清灰传动机构，其特征在于其包括：相邻锅炉管之间在垂直方向上通过膜式壁相连并形成用于引导金属刷沿水平方向运动的一清灰通道。
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- 2013-09-06 CN CN201310404521.9A patent/CN103471120B/zh not_active Expired - Fee Related
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