CN104696975A - 蒸汽风帽吹灰系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种蒸汽风帽吹灰系统及方法，该蒸汽风帽吹灰系统包括：吹扫蒸汽管，蒸汽风帽喷嘴，蒸汽母管及鳍片；部分吹扫蒸汽管沿炉膛宽度方向布置于锅炉折焰角区域，其余部分沿炉膛宽度方向布置于锅炉水平烟道区域；蒸汽风帽喷嘴为中空结构，每一根吹扫蒸汽管上固定安装多个蒸汽风帽喷嘴，多个蒸汽风帽喷嘴分别穿过鳍片安装在同一根吹扫蒸汽管上；多根吹扫蒸汽管连接蒸汽母管的一端，蒸汽母管的另一端连接辅汽联箱，辅汽联箱的过热蒸汽依次对每根吹扫蒸汽管进行吹扫，每根吹扫蒸汽管的蒸汽风帽喷嘴的喷汽孔喷出过热蒸汽，将锅炉折焰角或水平烟道的积灰二次扬起，并由经过的流动烟气将所述积灰携带走。本发明以将折焰角及水平烟道全部范围的积灰清除。

Description

蒸汽风帽吹灰系统及方法

技术领域

本发明涉及锅炉积灰清除技术，尤其涉及一种蒸汽风帽吹灰系统及方法。

背景技术

大型π型锅炉折焰角及水平烟道大量积灰是一个困扰电厂的普遍性难题，水平烟道大面积大容量积灰，加重了水平烟道区域构架的负载。同时，如锅炉运行过程中沉积的积灰突然下泻至炉膛内引起的不良后果将不堪设想。

根据有关方面的研究，造成大型π型锅炉折焰角及水平烟道积灰的主要原因包括以下几个方面：

1)锅炉折焰角自身结构以及折焰角上倾角设计选型不合理

锅炉折焰角的设计选型，除考虑空气动力场的因素，还须考虑设计煤种灰流动角。灰的自然堆积流动角度与煤种灰分特性相关，因此折焰角上倾角应根据燃用煤种的飞灰特性进行选择。目前锅炉厂在设计时往往没有进行设计煤种灰流动实验，而是采用原设计角度，从而使得锅炉运行过程中形成的积灰无法靠自动流动来消除，造成折焰角及水平烟道大量积灰。

2)机组运行负荷长期低于设计负荷

烟气中携带的飞灰是否沉积受烟气的流速影响较大。而折焰角及水平烟道区域烟气的流速与机组运行负荷有关，满负荷运行时烟气流速较高，可以达9m/s。而低负荷运行时，该区域的烟气流速急剧下降，50％额定负荷时，其烟气流速仅5m/s左右。从近两年电厂的实际运行情况分析，各电厂每年将由一半以上的时间处于中、低负荷运行。机组在低负荷运行时，烟气流速低于满负荷运行状态下的烟气流速，烟气的携带飞灰能力下降，造成烟气中部分飞灰沉积下来。而且烟气经折焰角进入水平烟道后，上、下部烟气流速往往存在偏差，靠下部的烟气流速低于上部的流速，也不利于将沉积的飞灰携带走，从而使得水平烟道的积灰量较大。

3)燃用煤种的灰分含量高于设计值

锅炉内积灰量直接受煤种自身的灰分含量大小的影响，煤种灰分越高则锅炉的积灰量相对越大。锅炉在设计时对设计煤种的灰分进行了考虑，但在实际运行中燃用的煤种变化较大，燃煤的实际灰分比设计煤种高很多，因此也就加重了折焰角及水平烟道的积灰。

如何能够消除折焰角及水平烟道的积灰，或者如何将该区域大量的积灰在运行中自动清除，已受到很多人的重视和思考。

针对π型炉折焰角及水平烟道容易积灰的问题，某些电厂在折焰角前部(后屏过热器与末级过热器之间)折焰角标高上部1米位置以及水平烟道区域距底部1米位置加装枪管式蒸汽吹灰器。如图1所示，折焰角区域两侧(图1为切面图，仅示出了其中一侧)各加装1台枪管式蒸汽吹灰器，水平烟道两侧各加装1台枪管式蒸汽吹灰器，吹灰器蒸汽压力1.5MPa，每8小时吹灰一次。另外，图1中标号101为后墙垂帘管，102为原有的蒸汽吹灰器，103为后屏过热器，104为末级过热器，105为前屏末级再热器，106为后屏末级再热器，107为折焰角区域加装的枪管式蒸汽吹灰器，108为水平烟道区域加装的枪管式蒸汽吹灰器。

图1中采用枪管式蒸汽吹灰器的技术，存在以下几个缺点：

因折焰角上方布置有末级过热器，且末级过热器与折焰角距离较小，因此该区域难以布置枪管式吹灰器。为达到折焰角部位积灰吹扫的目的，在后屏过热器与末级过热器之间加装了吹灰器，如图1所示。该区域加吹灰器后由于吹扫的范围有限，折焰角区域积灰无法吹扫到位，对折焰角积灰的效果不甚明显。而且该部位处于高温区域，蒸汽吹扫压力较高，对后屏过热器、末级过热器及折焰角都会造成吹损。

水平烟道区域空间较小，仅能安装2台枪管式吹灰器，因此其吹灰的覆盖范围也非常有限，对于偌大的水平烟道积灰区域，其效果也相对较差。

吹灰器安装在高温区域，其吹灰过程中枪管容易发生过热弯曲，维护费用较高。

针对π型炉折焰角及水平烟道容易积灰的问题，某些电厂在折焰角尾部(末级过热器与后墙垂帘管之间)位置以及水平烟道区域加装声波吹灰器。如图2所示，折焰角区域两侧各加装1台声波吹灰器，水平烟道两侧各加装2台声波吹灰器。声波吹灰器以杂用气作为气源，每2小时吹灰一次。另外，图1中标号101为后墙垂帘管，102为原有的蒸汽吹灰器，103为后屏过热器，104为末级过热器，105为前屏末级再热器，106为后屏末级再热器，107为折焰角区域加装的声波吹灰器，108为水平烟道区域加装的声波吹灰器。

图2中采用声波吹灰器的技术，存在以下几个缺点：

上述加装声波吹灰器的区域运行温度较高，声波吹灰器布置于该位置其运行平均寿命极大缩短，并且声波吹灰器的运行维护成本很高。

水平烟道区域空间较大，可适当多布置声波吹灰器，扩大吹灰的覆盖范围，但折焰角区域空间较小，声波吹灰器需要布置于折焰角尾部，其吹灰效果较差。

发明内容

为解决上述技术问题，以将折焰角及水平烟道全部范围的积灰清除，本发明实施例提供一种蒸汽风帽吹灰系统及方法。

根据本申请实施例的一方面，公开了一种蒸汽风帽吹灰系统，所述的蒸汽风帽吹灰系统包括：多根吹扫蒸汽管，多个蒸汽风帽喷嘴，蒸汽母管及设置在相邻的锅炉折焰角之间或相邻的水平烟道之间的鳍片；

部分所述吹扫蒸汽管沿炉膛宽度方向布置于所述锅炉折焰角区域，其余部分的所述吹扫蒸汽管沿炉宽度方向布置于所述锅炉水平烟道区域；所述蒸汽风帽喷嘴为中空结构，每一根吹扫蒸汽管上固定安装多个所述蒸汽风帽喷嘴，多个所述蒸汽风帽喷嘴分别穿过所述鳍片安装在同一根所述吹扫蒸汽管上；多根所述吹扫蒸汽管连接所述蒸汽母管的一端，所述蒸汽母管的另一端连接辅汽联箱，所述辅汽联箱的过热蒸汽依次对每根吹扫蒸汽管进行吹扫，每根吹扫蒸汽管的蒸汽风帽喷嘴的喷汽孔喷出过热蒸汽，将锅炉折焰角或水平烟道的积灰二次扬起，并由经过的流动烟气将所述积灰携带走。

一实施例中，风帽及引汽管两部分，所述引汽管穿过所述鳍片与对应的所述吹扫蒸汽管焊接，并且所述引汽与所述鳍片密封焊接，所述风帽扣在引汽管上。

一实施例中，与所述蒸汽母管连接的所述吹扫蒸汽管的一端安装一压力变送器，所述压力变送器连接一DCS系统，以便于监视和调整吹扫蒸汽压力。

一实施例中，每根所述吹扫蒸汽管上设有一电动压力调节阀，设置在所述压力表送器与所述蒸汽母管之间。

一实施例中，在所述蒸汽母管与所述辅汽联箱连接段的最低管段设有疏水管道，由所述辅汽联箱来的过热蒸汽首先进入所述疏水管道进行疏水，当疏水结束后，由所述辅汽联箱来的过热蒸汽依次对每根吹扫蒸汽管进行吹扫。

一实施例中，所述的疏水管道上设置有疏水电动阀。

一实施例中，沿同一圆周方向，在风帽上均匀设置多个喷汽孔。

一实施例中，所述喷汽孔的个数为6个。

一实施例中，所述吹扫蒸汽管根数为七根，其中三根吹扫蒸汽管均沿炉膛宽度方向布置于所述锅炉折焰角区域，另外四根均沿炉膛宽度方向布置于所述水平烟道区域。根据本申请实施例的另一方面，公开了一种蒸汽风帽吹灰方法，应用于上述的蒸汽风帽吹灰系统，所述的蒸汽风帽吹灰方法包括：

所述的辅汽联箱的来水先进入所述疏水管道进行疏水；

疏水结束后，所述的辅汽联箱的来水依次进入每根吹扫蒸汽管进行吹扫；

每根吹扫蒸汽管的蒸汽风帽喷嘴的喷汽孔喷出过热蒸汽，将锅炉折焰角或水平烟道的积灰二次扬起，并由经过的流动烟气将所述积灰携带走。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：采用本发明实施例提供的蒸汽风帽吹灰系统及方法，可以将折焰角及水平烟道全部范围的积灰清除。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中采用枪管式蒸汽吹灰器进行积灰清除的结构示意图；

图2为现有技术中采用声波吹灰器进行积灰清除的结构示意图；

图3为本发明实施例中折焰角及水平烟道蒸汽风帽喷嘴的布置示意图；

图4为本发明实施例中鳍片及吹扫蒸汽管的布置示意图；

图5为本发明实施例中蒸汽风帽喷嘴的剖面结构示意图；

图6为本发明实施例中沿图5的A-A方向的蒸汽风帽喷嘴的横截面示意图；

图7为本发明实施例中蒸汽风帽喷嘴的固定状态示意图；

图8为本发明实施例中蒸汽母管与吹扫蒸汽管及辅汽联箱连接结构示意图；

图9为本申请实施例中蒸汽风帽吹灰方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种蒸汽风帽吹灰系统，如图3及图4所示，所述的蒸汽风帽吹灰系统包括：多根吹扫蒸汽管301，多个蒸汽风帽喷嘴302，蒸汽母管401及鳍片402。

如图3所示，部分吹扫蒸汽管301沿炉膛宽度方向布置于锅炉折焰角303的区域，其余部分的吹扫蒸汽管301沿炉膛宽度方向布置于水平烟道304的区域。

为确保吹灰范围覆盖锅炉折焰角及水平烟道的全范围，可在锅炉折焰角303及水平烟道304所在的位置设置尽量多的吹扫蒸汽管301。一实施例中，吹扫蒸汽管总根数为七根，其中三根吹扫蒸汽管301沿锅炉宽度方向布置于锅炉折焰角303的区域，并沿炉膛前后方向均匀分布，另外四根沿炉膛宽度方向布置于水平烟道304的区域，并沿炉膛前后方向均匀分布，本发明不以此为限。

如图4所示，鳍片402设置在相邻的锅炉折焰角303之间或相邻的水平烟道304之间，鳍片402可以通过焊接的方式固定在相邻锅炉折焰角303之间或相邻的水平烟道304之间。

如图5所示，蒸汽风帽喷嘴302为中空结构，由上至下，蒸汽风帽喷嘴302包括：风帽501及引汽管502，风帽501与引汽管502可以通过螺纹方式进行组装。风帽501沿同一圆周方向均匀设置多个喷汽孔504。一实施例中，如图6所示，喷汽孔504的个数为六个。

每一根吹扫蒸汽管301上均固定连接多个蒸汽风帽喷嘴302，多个蒸汽风帽喷嘴302分别穿过鳍片安装在同一根吹扫蒸汽管301上。具体地，如图7所示，蒸汽风帽喷嘴302的引汽管502穿过鳍片402与对应的吹扫蒸汽管301焊接，并且引汽管502穿过鳍片402后通过焊接的方式进行密封。由图4及图7可以看出，相邻的锅炉折焰角303(或相邻的水平烟道304)之间的鳍片402中都穿设有蒸汽风帽喷嘴302，图4及图7中的每一根吹扫蒸汽管301上示出了10个蒸汽风帽喷嘴302，本发明不以此为限。

另外，如图7所示，与蒸汽母管401连接的吹扫蒸汽管301的一端设有一压力变送器701，压力变送器701直接将压力信号传送至DCS，以便于DCS监视和调整吹扫蒸汽压力。另外，每根吹扫蒸汽管上设有一电动压力调节阀702，电动压力调节阀702设置在压力变送器701与蒸汽母管401之间。

如图8所示，多根所述吹扫蒸汽管301连接蒸汽母管401的一端，蒸汽母管401的另一端连接辅汽联箱(图中未示出辅汽联箱)。在蒸汽母管401与辅汽联箱连接段的最低管段设有疏水管道801，并且疏水管道801上设置有疏水电动阀802。

一实施例中，本发明的上述蒸汽风帽吹灰系统中，蒸汽母管401、吹扫蒸汽管301、疏水管道801、电动压力调节阀702及疏水阀802的材质及规格分别如下：

蒸汽母管401为无缝碳钢管，规格型号：Φ89×4.5mm，材质：20号钢。

吹扫蒸汽管301为无缝碳钢管，规格型号：Φ57×4.5mm，材质：20号钢。

疏水管道801为无缝碳钢管，规格型号：Φ25×4.5mm，材质：20号钢。

电动压力调节阀702的数量为7个，型号PN2.5,DN50。

疏水阀1个，型号J41H-25,DN20。

一实施例中，辅汽联箱来的蒸汽压力选取0.8-1.2MPa的过热蒸汽。为确保吹灰范围覆盖折焰角及水平烟道的全范围，在折焰角布置3根吹扫蒸汽管道，每根管道布置10个蒸汽风帽喷嘴，水平烟道布置4根吹扫蒸汽管道，每根管道也布置10个蒸汽风帽喷嘴。如此布置，则所有蒸汽风帽喷嘴共计70个成网状结构，能够覆盖折焰角及水平烟道的全部范围，无死角遗留。

下面简单说明如何利用本发明的蒸汽风帽吹灰系统进行积灰清除。

如图8所示，由辅汽联箱来的过热蒸汽首先进入疏水管道进行疏水，此时，疏水阀802打开，各个电动压力调节阀702均处于关闭状态。当疏水结束后，关闭疏水阀802，开启其中的一个电动压力调节阀702(例如开启折焰角区域第1根吹扫蒸汽管的电动压力调节阀702)，控制电动压力调节阀后压力在1MPa左右，吹扫2分钟。然后关闭第一根吹扫蒸汽管的电动压力调节阀702，缓慢开启折焰角区域第2根吹扫蒸汽管道电动压力调节阀702，控制电动压力调节阀后压力在1MPa左右，吹扫2分钟。依此顺序，将所有的吹扫蒸汽管道(7根)分别吹扫一遍，即为一个循环。通过该循环，实现了通过辅汽联箱的过热蒸汽依次对每根吹扫蒸汽管的吹扫，每根吹扫蒸汽管的蒸汽风帽喷嘴的喷汽孔喷出过热蒸汽，将锅炉折焰角或水平烟道的积灰二次扬起，并由经过此处的的流动烟气将所述积灰携带走。

一实施例中，正常满负荷运行期间，每3个小时吹扫一个循环，低负荷运行时，每1个小时吹扫一次。

基于与图3至图8所示的蒸汽风帽吹灰系统相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种蒸汽风帽吹灰方法，如下面实施例所述。由于该蒸汽风帽吹灰方法解决问题的原理与蒸汽风帽吹灰系统相似，因此该蒸汽风帽吹灰方法的实施可以参见蒸汽风帽吹灰系统的实施，重复之处不再赘述。

图9为本申请实施例中蒸汽风帽吹灰方法的流程图，该蒸汽风帽吹灰方法应用于图3至图8所示的蒸汽风帽吹灰系统，该蒸汽风帽吹灰方法包括：

S901：所述的辅汽联箱的来水先进入所述疏水管道进行疏水。此时，疏水阀802打开，各个电动压力调节阀702均处于关闭状态。

S902：疏水结束后，所述的辅汽联箱的来水依次进入每根吹扫蒸汽管进行吹扫。

一实施例中，当疏水结束后，关闭疏水阀802，开启其中的一个电动压力调节阀702(例如开启折焰角区域第1根吹扫蒸汽管的电动压力调节阀702)，控制电动压力调节阀后压力在1MPa左右，吹扫2分钟。然后关闭第一根吹扫蒸汽管的电动压力调节阀702，缓慢开启折焰角区域第2根吹扫蒸汽管道电动压力调节阀702，控制电动压力调节阀后压力在1MPa左右，吹扫2分钟。依此顺序，将所有的吹扫蒸汽管道(7根)分别吹扫一遍，即为一个循环。

S903：每根吹扫蒸汽管的蒸汽风帽喷嘴的喷汽孔喷出过热蒸汽，将锅炉折焰角或水平烟道的积灰二次扬起，并由经过的流动烟气将所述积灰携带走。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：采用本发明实施例提供的蒸汽风帽吹灰系统及方法，可以将折焰角及水平烟道全部范围的积灰清除。即，加装蒸汽风帽吹灰以后，折焰角及水平烟道大量积灰的问题得以解决。该问题的解决一方面避免了因大量积灰堆积而加重水平烟道区域构架的负载，提高了锅炉的安全性。同时，也避免了运行中沉积在折焰角的积灰突然下泻至炉膛内而引发的恶性事件的发生。加装蒸汽风帽吹灰以后，因折焰角及水平烟道不再有大量的积灰覆盖，因此增加了受热面的吸热能力，降低了排烟温度，提高了锅炉效率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种蒸汽风帽吹灰系统，其特征在于，所述的蒸汽风帽吹灰系统包括：多根吹扫蒸汽管，多个蒸汽风帽喷嘴，蒸汽母管及设置在相邻的锅炉折焰角之间或相邻的水平烟道之间的鳍片；

部分所述吹扫蒸汽管沿炉膛宽度方向布置于所述锅炉折焰角区域，其余部分的所述吹扫蒸汽管沿炉宽度方向布置于所述锅炉水平烟道区域；所述蒸汽风帽喷嘴为中空结构，每一根吹扫蒸汽管上固定安装多个所述蒸汽风帽喷嘴，多个所述蒸汽风帽喷嘴分别穿过所述鳍片安装在同一根所述吹扫蒸汽管上；

多根所述吹扫蒸汽管连接所述蒸汽母管的一端，所述蒸汽母管的另一端连接辅汽联箱，所述辅汽联箱的过热蒸汽依次对每根吹扫蒸汽管进行吹扫，每根吹扫蒸汽管的蒸汽风帽喷嘴的喷汽孔喷出过热蒸汽，将锅炉折焰角或水平烟道的积灰二次扬起，并由经过的流动烟气将所述积灰携带走。

2.根据权利要求1所述的蒸汽风帽吹灰系统，其特征在于，所述蒸汽风帽喷嘴由上至下包括：风帽及引汽管两部分，所述引汽管穿过所述鳍片与对应的所述吹扫蒸汽管焊接，并且所述引汽与所述鳍片密封焊接，所述风帽扣在引汽管上。

3.根据权利要求1所述的蒸汽风帽吹灰系统，其特征在于，与所述蒸汽母管连接的所述吹扫蒸汽管的一端安装一压力变送器，所述压力变送器连接一DCS系统。

4.根据权利要求3所述的蒸汽风帽吹灰系统，其特征在于，每根所述吹扫蒸汽管上设有一电动压力调节阀，设置在所述压力表送器与所述蒸汽母管之间。

5.根据权利要求1所述的蒸汽风帽吹灰系统，其特征在于，在所述蒸汽母管与所述辅汽联箱连接段的最低管段设有疏水管道，由所述辅汽联箱来的过热蒸汽首先进入所述疏水管道进行疏水，当疏水结束后，由所述辅汽联箱来的过热蒸汽依次对每根吹扫蒸汽管进行吹扫。

6.根据权利要求5所述的蒸汽风帽吹灰系统，其特征在于，所述的疏水管道上设置有疏水电动阀。

7.根据权利要求2所述的蒸汽风帽吹灰系统，其特征在于，沿同一圆周方向，在风帽上均匀设置多个喷汽孔。

8.根据权利要求7所述的蒸汽风帽吹灰系统，其特征在于，所述喷汽孔的个数为6个。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的蒸汽风帽吹灰系统，其特征在于，所述吹扫蒸汽管根数为七根，其中三根吹扫蒸汽管均沿炉膛宽度方向布置于所述锅炉折焰角区域，另外四根均沿炉膛宽度方向布置于所述水平烟道区域。

10.一种蒸汽风帽吹灰方法，应用于权利要求1-9中任一项所述的蒸汽风帽吹灰系统，其特征在于，所述的蒸汽风帽吹灰方法包括：

所述的辅汽联箱的来水先进入所述疏水管道进行疏水；

疏水结束后，所述的辅汽联箱的来水依次进入每根吹扫蒸汽管进行吹扫；

每根吹扫蒸汽管的蒸汽风帽喷嘴的喷汽孔喷出过热蒸汽，将锅炉折焰角或水平烟道的积灰二次扬起，并由经过的流动烟气将所述积灰携带走。