CN107310876A - 除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，包括：一斗体，具有灰斗设计承载料位及高料位预警料位；一放灰管道，具有伸入斗体内部的一进灰管及伸出斗体外部的一排灰管；所述进灰管位于所述灰斗设计承载料位与高料位预警料位之间；所述排灰管的管口通过一单向阀门组件封闭。可以在检测口方便地判断除尘器灰斗是处于正常状态还是异常状态。并且能够在超出除尘器设计储灰承载能力后，灰斗中灰尘高出正常储灰量以后，使积灰可以自动排灰，由此实现对除尘器的保护功能；同时，排灰时，还可通过触动接触开关，向相关控制系统传送开关量电信号，实现除尘器事故性积灰状态下的声光报警。

Description

除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其涉及除尘设备，具体涉及一种除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗。

背景技术

火力发电厂配备的除尘器灰斗往往因排灰故障，时常会出现灰斗短暂积灰的现象，这属于正常现象，一般只要积灰在除尘器灰斗允许的储灰容量，并且积灰时长对应在恢复正常除灰的时间范围内，就不会对除尘器造成危害。故除尘器灰斗积灰造成对除尘器危害的案例，全部都是因为故障排除不及时，使除尘器灰斗内部积灰超过了除尘器设计允许的储存量。

国内已经多次发生因除尘器灰斗严重积灰导致的安全事故。比如：2005年湖北蒲圻电厂1号机组(30万千瓦)2号电除尘器“1.1”整体坍塌事故；2005年内蒙古包头第二热电厂2号机组(20万千瓦)电除尘器一电场“3.20”灰斗整体坍塌事故；2005年内蒙古霍煤集团鸿骏铝电公司自备电厂一期3号机组“4.9”灰斗脱落事故；2006年华电国际安徽池州九华发电有限公司2号机组电除尘器“3.14”坍塌事故；2014年唐山安泰钢铁有限公司“9.23”电除尘器灰斗坍塌事故等。上述触目惊心的事故其诱因都可归结为除尘器事故性积灰并且未及时清灰。

目前国内火电厂除尘器判断内部是否积灰的技术手段主要有三个方面：除尘器灰斗高料位开关判断；除尘器除灰系统运行参数间接判别；检修拆解措施验证。

除灰系统运行参数间接判别影响的因素很多，而且需要长期运行参数的比对，具有很大的滞后性，不能及时发现积灰隐患。检修拆解措施验证往往是在事故已经发生的情况下，采取的具有一定危险性和损害性的临时措施，不是设备正常运行的技术措施。所以，目前业内主要选取灰斗高料位开关判断措施来判断除尘器内部是否积灰。

现阶段普遍采用高料位开关判断配合人工事故放灰装置来处理除尘器内部严重积灰故障，此种方式的前提是要以灰斗高料位开关信号作为操作依据，如果高料位开关信号出现问题，那么这种方式就无法正常工作。另外，当高料位开关信号失效时，不仅不能及时处理事故隐患，还会导致工作人员不能及时判断是否存在事故隐患，这也是导致国内发生除尘器严重积灰事故的关键技术因素。

如图1所示，现有的除尘器灰斗当灰斗上高料位开关01报警时，需要人工打开灰斗下部事故紧急放灰装置02，进行紧急排灰，是否进行事故紧急放灰完全依靠高料位开关01的单一来源信号。

在灰斗高料位开关选型上，由于射频导纳料位开关相对比较经济、可靠，为此，普遍的设计选型采用的是射频导纳料位开关。理论上讲，射频导纳料位开关在设计上使用了先进的抗粘附电路，采用多参量的测量，其中通过采用交流鉴相采样器，从数学理论上解决了在开关上的挂料问题。但是，在除尘器灰斗内恶劣环境中，射频导纳料位开关依然难免出现误报警和损坏，也正是因为射频导纳料位开关在实际应用中误报警频发，很容易对运行管理人员产生认识上的误导。另外，射频导纳料位计在使用前需要调试，调试时需要经过有灰和无灰两种状态，才能准确标定料位计，这样一来，在除尘器除灰系统存在缺陷，如除灰设计输送能力不足、除尘器气流分布不均匀时，就会使除灰系统运行过程中存在很大的风险隐患。如果除尘器长时间在存在隐患的情况下运行，检修人员又不能及时发现并排除问题，问题长期的积累，最终就会造成严重危害。国内有不少除尘器在投产1年内出现严重积灰故障，主要就是上述原因所导致的。

伴随无源核子料位检测技术手段的不断完善，无源核子料位计已经得到越来越广泛的使用。但是，对于无源核子料位计，同样也存在发生故障而失效的可能，另外，无源核子料位计也没有经过紧急状态下的考验和验证，所以，即使采用无源核子料位计代替射频导纳料位开关也不能完全避免除尘器发生严重积灰危害。

由此，如何实现能够准确、方便、可靠、及时地判断灰斗积灰，并安全、简便、有效的处理除尘器严重积灰事故隐患是业内亟需解决的重要课题。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，可以在检测口方便地判断除尘器灰斗是处于正常状态还是异常状态。并且能够在超出除尘器设计储灰承载能力后，灰斗中灰尘高出正常储灰量以后，使积灰可以自动排灰，由此实现对除尘器的保护功能；同时，排灰时，还可通过触动接触开关，向相关控制系统传送开关量电信号，实现除尘器事故性积灰状态下的声光报警。

为达上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，包括：

一斗体，具有灰斗设计承载料位及高料位预警料位；

一放灰管道，具有伸入斗体内部的一进灰管及伸出斗体外部的一排灰管；

所述进灰管位于所述灰斗设计承载料位与高料位预警料位之间；

所述排灰管的管口通过一单向阀门组件封闭。

进一步地，所述排灰管水平设置。

进一步地，所述排灰管与水平方向形成向下的0°至30°夹角。

进一步地，所述单向阀门组件包括：

固设于排灰管的管口的一检测口法兰；

与所述检测口法兰固接的一弹性施压组件；

一门杆，其一端连接用以封闭所述管口的一阀盖，另一端与所述弹性施压组件连接。

进一步地，所述弹性施压组件包括一弹簧支架及一弹簧；

所述弹簧支架包括一后盖及连接后盖与检测口法兰的若干安装立杆；所述后盖与检测口法兰之间固设一导向及限位板；导向及限位板形成有一导向孔，所述门杆具有一第一止动部，所述门杆穿过该导向孔，所述第一止动部位于导向及限位板与后盖之间；后盖形成有一第二止动部；所述弹簧套设于门杆，且两端分别止动于前述第一止动部及第二止动部。

进一步地，所述后盖、检测口法兰、导向及限位板相互之间平行。

进一步地，所述第二止动部为一调整圈，所述调整圈套设于所述门杆，外部通过螺纹结构与后盖形成的一安装孔连接，内部形成有弹簧止动槽。

进一步地，所述导向及限位板上设置有可由所述第一止动部的移动触发的一接触开关。

进一步地，所述进灰管的管口方向背向灰斗内部烟气流动的方向。

进一步地，所述进灰管的管口为向下的斜管口。

通过采取上述技术方案，进灰管高度低于灰斗设计承载料位，即灰位极限高度，高于高料位预警料位，即高料位开关高度。当积灰先到达高料位开关高度后，正常情况下，高料位开关报警，此时，可以通过常规手段排灰。一旦高料位开关故障，未能报警，灰位继续升高，到达进灰管的管口位置，在积灰张力的作用下，即可将积灰通过放灰管道排出，同时触发接触开关报警。

如此，虽然仅加设一个管路结构，但能够起到非常可靠故障排除及预警作用，大大提高灰斗的安全性和稳定性，且造价低，并不会额外增加过大载荷，避免因加设过多过重的故障排除元件，增加原有设备载荷影响设备正常运行。此外，本发明的灰斗形成的排灰预警体系本身具有极高的稳定性，基本不会出现故障，又因为其工作状态能够简便的检验，故可通过定期检验，消除出现故障的可能性。

附图说明

图1为背景技术中现有的除尘器灰斗的结构示意图。

图2为本发明一实施例中除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗的结构示意图。

图3为本发明一实施例中除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗的进灰管的安装方向示意图。

图4为本发明一实施例中排灰管及单向阀门组件的结构示意图。

图5为本发明一实施例中单向阀门组件中阀盖的主视结构图。

图6为本发明一实施例中单向阀门组件中阀盖的侧视结构图。

图7为本发明一实施例中单向阀门组件中安装立杆的结构示意图。

图8为本发明一实施例中单向阀门组件中门杆的结构示意图。

图9为本发明一实施例中单向阀门组件中调整圈的剖视结构图。

图10为本发明一实施例中单向阀门组件中调整圈的主视结构图。

图11为本发明一实施例中单向阀门组件中后盖的侧视结构图。

图12为本发明一实施例中单向阀门组件中后盖的主视结构图。

图13为本发明一实施例中单向阀门组件中导向及限位板的侧视结构图。

图14为本发明一实施例中单向阀门组件中导向及限位板的主视结构图。

具体实施方式

首先说明本发明的工作原理：

除尘器灰斗由其结构及工作环境，具有特性如下：首先是除尘器在运行中，如灰斗属于无灰的空斗状态时，灰斗内部会处于负压状态，这也就意味着此时如果打开灰斗与外部大气接通的孔洞，外部空气会在负压作用下由孔洞进入灰斗内部的。其次是除尘器灰斗处于积灰状态时，由于灰的流动性较大，具有一定的流体性质，灰的张力促使灰从灰斗与外部大气接通的孔洞向外喷射的，而且孔洞以上的灰堆积越高，灰的喷射动力也就越大。

利用上述除尘器灰斗的特性，在灰斗内部设计一条进灰管的管口高度超过正常储灰高度的放灰管道，当灰尘堆积高度超过放灰管道进灰管的管口高度时，灰尘会通过进口管的管口自动流入放灰管道，随着放灰管道内灰的堆积高度增加，依靠灰的堆积压力，阀盖推动门杆将阀盖打开，开始自动排灰。当灰斗内积灰处理完毕后，依靠弹簧的推力以及灰斗内负压的吸力会使阀盖自动闭合。当阀盖在灰尘的作用下自动开启时，带动门杆移动，门杆上的第一止动部(可视为一个凸起)触动接触开关，接触开关向一控制系统传送开关量电信号，控制系统例如为分布式控制系统(DCS)，控制系统通过声光报警，及时提示现场工作人员灰斗出现严重积灰故障，需要立即进行处理。由此即可实现报警和延长处理时间的功能，工作人员接到报警，可以调整除灰系统或采取紧急人工排灰消除隐患。

如上述，正常灰斗储灰是除尘器运行必要的功能，但是非正常储灰的除尘器严重积灰是需要防范的事故，为此，在灰斗储灰达到非正常储灰条件时，灰斗内灰的存储高度(灰位高度)，通常是设计人员进行载荷、结构设计的设计输入条件，利用这个设计输入的边界条件，在灰斗上设置高灰位排灰装置。本发明在此基础之上加以改进。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、完整的描述。

如图2所示，在一实施例中，提供一种除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，包括：

斗体1，具有灰斗设计承载料位及高料位预警料位，这两个料位都是公知的设计参数，每个灰斗再设计过程中都会确定这两个料位，然后安排相应的装置；

放灰管道2，具有伸入斗体内部的进灰管21及伸出斗体外部的排灰管22；放灰管通2可通过法兰结构固设于斗体1，也可以通过例如焊接的方式固设于斗体。

其中，进灰管21位于灰斗设计承载料位与高料位预警料位之间；排灰管22的管口通过单向阀门组件3封闭。进灰管的管口高度灰斗设计承载料位，积灰先到达高料位开关高度，高料位报警，如果高料位开关故障，灰位继续升高，到达进灰管位置，有前述的工作原理可知，积灰会通过放灰管道排出，排出过程中，顶开由单向阀门组件封闭的排灰管的管口。另外，排灰管主要要求尽量减低扬尘，同时距地面适当高度，便于观测、检修以及装运灰。

排灰管可如图所示采用水平设置的方式，在另外的实施例中，也可以采用与水平方向形成向下的0°至30°夹角的方式布置，使积灰同时借助自重排出。

如图4所示，单向阀门组件包括：

固设于排灰管22的管口的检测口法兰31；

与检测口法兰31固接的弹性施压组件；

门杆34，其一端连接用以封闭管口的阀盖31，另一端与弹性施压组件连接。

具体而言，弹性施压组件包括弹簧支架及弹簧33；

弹簧支架包括后盖35及连接后盖35与检测口法兰31的若干安装立杆37；后盖35与检测口法兰31之间固设导向及限位板36；导向及限位板36形成有一导向孔，门杆34具有一第一止动部，门杆34穿过该导向孔，第一止动部位于导向及限位板36与后盖35之间；后盖35形成有一第二止动部；弹簧33套设于门杆34，且两端分别止动于前述第一止动部及第二止动部。

如图，后盖35、检测口法兰31、导向及限位板36相互之间平行。

第二止动部优选为调整圈39，调整圈39套设于门杆34，外部通过螺纹结构与后盖35形成的安装孔旋合连接，内部形成有弹簧止动槽。调整圈39通过旋转可调整弹簧33的压缩程度，由此调整门杆34对阀盖31的施力。

导向及限位板36上设置有可由第一止动部的移动触发的接触开关38。为了保护接触开关38，还包括固设于导向及限位板36的防护罩体310，由此隔绝接触开关与外部环境，避免误报及损坏。

为了使本领域技术人员更清楚理解本实施例中单向阀门组件的具体结构，通过图5至图14对各部件进行了绘示。

另外，参考图3，进灰管的管口方向背向灰斗内部烟气流动的方向；进灰管的管口为向下的斜管口。如此一来可以防止进灰管的管口迎着烟气造成煤灰直接因气流进入进灰管，斜口向下是为了防止除尘器下落的灰直接落入进灰管，通过此结构设计能够最大限度地让灰堆积起来后流入进灰管，而避免积灰高度尚未达到高料位开关预警高度即有灰进入进灰管。

参考上述实施例及相关附图所描述的结构，由于除尘器钢结构载荷中，很大一部分是设计灰位极限高度条件下的储灰载荷。进灰管的管口高度低于灰位极限高度，它位于高料位开关高度和灰位极限高度之间。过程是先到达高料位开关高度，高料位报警，如果高料位开关故障，灰位继续升高，到达进灰口，装置排灰并报警，假如仍然不及时排除，那么灰位就会达到和超过设计给定的灰位极限高度，此时就会过载，就会出现事故。

在正常状态灰斗灰位没有达到高料位开关时，通过拉动门杆带动阀盖使灰斗内部通过放灰管道与外界连通，可以明显观察到外部空气向灰斗内部吸风，此时可以判断灰斗内部正常。当积灰超过正常储灰高度的极限高度时，灰会自然流入到放灰管道内，随着灰尘的积累，推动阀盖开启，同时触动接触开关，在灰斗实现自动排灰的同时，为远程监控传送信号，从而实现除尘器严重积灰状态下自动放灰和报警功能。

在阀盖没有自动开启的状态下，日常巡检可以就地切断接触开关电源，人为拉动门杆，检查灰斗内积灰状态，如外部空气由于负压作用是向灰斗内吸气的，则可以判断灰斗内部储灰状态正常。检查完毕后恢复接触开关电源。

显然，所描述的实施例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。

Claims (10)

1.一种除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，其特征在于，包括：

一斗体，具有灰斗设计承载料位及高料位预警料位；

一放灰管道，具有伸入斗体内部的一进灰管及伸出斗体外部的一排灰管；

所述进灰管位于所述灰斗设计承载料位与高料位预警料位之间；

所述排灰管的管口通过一单向阀门组件封闭。

2.如权利要求1所述的除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，其特征在于，所述排灰管水平设置。

3.如权利要求1所述的除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，其特征在于，所述排灰管与水平方向形成向下的0°至30°夹角。

4.如权利要求1所述的除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，其特征在于，所述单向阀门组件包括：

固设于排灰管的管口的一检测口法兰；

与所述检测口法兰固接的一弹性施压组件；

一门杆，其一端连接用以封闭所述管口的一阀盖，另一端与所述弹性施压组件连接。

5.如权利要求4所述的除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，其特征在于，所述弹性施压组件包括一弹簧支架及一弹簧；

所述弹簧支架包括一后盖及连接后盖与检测口法兰的若干安装立杆；所述后盖与检测口法兰之间固设一导向及限位板；导向及限位板形成有一导向孔，所述门杆具有一第一止动部，所述门杆穿过该导向孔，所述第一止动部位于导向及限位板与后盖之间；后盖形成有一第二止动部；所述弹簧套设于门杆，且两端分别止动于前述第一止动部及第二止动部。

6.如权利要求5所述的除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，其特征在于，所述后盖、检测口法兰、导向及限位板相互之间平行。

7.如权利要求5所述的除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，其特征在于，所述第二止动部为一调整圈，所述调整圈套设于所述门杆，外部通过螺纹结构与后盖形成的一安装孔连接，内部形成有弹簧止动槽。

8.如权利要求5所述的除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，其特征在于，所述导向及限位板上设置有可由所述第一止动部的移动触发的一接触开关。

9.如权利要求1所述的除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，其特征在于，所述进灰管的管口方向背向灰斗内部烟气流动的方向。

10.如权利要求9所述的除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗，其特征在于，所述进灰管的管口为向下的斜管口。