CN109631058A - 一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力与蒸汽设备领域，特别是一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统及其使用方法。现有电厂锅炉搭配使用单一吹灰介质吹灰器存在无法兼顾好吹损、吹灰效果以及使用经济性等问题，本发明提供一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统及其使用方法，包括可对受热管吹灰处理的吹灰器和与其相连提供吹灰介质的输送管道，所述吹灰系统还包括控制器和与其电连接并设于受热管位置的压力检测装置，所述输送管道包括蒸汽管道和压缩空气管道，所述控制器自动切换蒸汽管道和压缩空气管道择一接通吹灰器。本发明可在使用中根据受热管积灰程度自动切换选择蒸汽/压缩空气介质供给吹灰器，在满足吹灰需求的同时减少吹损，提高吹灰经济性。

Description

一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及电力与蒸汽设备领域，特别是一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统及其使用方法。

背景技术

电厂锅炉的各种受热管表面易发生结渣和积灰，如水冷壁、过热器、再热器、省煤器和空气预热器等，因此都会配置吹扫受热管减少积灰的吹灰器。现有吹灰器类型主要包括蒸汽吹灰器、压缩空气吹灰器和声波吹灰器等，其中前两种利用高压气体工质作为吹灰介质，需要搭配吹灰器使用。蒸汽和压缩空气这两种吹灰介质各有特点，蒸汽的压力和温度更高、能量更大，吹灰效果优于压缩空气，是电厂的常规配置，但是高速的高温蒸汽也容易对受热管造成损害，使金属管吹损，引发爆管和工质泄露，且蒸汽耗量较大，使用经济性不佳；压缩空气一般压力较低，吹灰效果略低于蒸汽，但不会吹损受热管，使用经济性更好。现有电厂锅炉配备使用的吹灰器都是单一的蒸汽吹灰器或压缩空气吹灰器，工作中吹灰器喷射的吹灰介质压力、温度固定，不能根据受热管的积灰程度调整变换，无法同时兼顾好吹损、吹灰效果以及使用经济性。如将现有蒸汽吹灰器换成压缩空气吹灰器，虽然不用顾虑吹损问题，但会降低吹灰效果引起受热管积灰堵塞增大安全风险；反之将压缩空气吹灰器换成蒸汽吹灰器，虽可提高吹灰效果防止受热管积灰堵塞，但可能引发吹损问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有电厂锅炉搭配使用单一吹灰介质吹灰器无法兼顾好吹损、吹灰效果以及使用经济性的问题，本发明提供一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统，所述吹灰系统可在使用中根据受热管积灰程度自动切换选择蒸汽/压缩空气介质供给吹灰器，在满足吹灰需求的同时减少吹损，提高吹灰经济性。

本发明解决技术问题采用的技术方案：一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统，包括可对受热管吹灰处理的吹灰器和与其相连提供吹灰介质的输送管道，其特征是所述吹灰系统还包括控制器和与其电连接并设于受热管位置的压力检测装置，所述输送管道包括蒸汽管道和压缩空气管道，所述控制器自动切换蒸汽管道和压缩空气管道择一接通吹灰器。本发明通过两种不同吹灰介质的管道连接吹灰器并择一开通，以自动切换选择蒸汽/压缩空气介质供给吹灰器进行吹灰清扫，确保吹灰效果的同时减少吹损并且提高吹灰经济性；设于受热管的压力检测装置通过检测受热管表面阻力衡量受热管的积灰程度，并发送信息给控制器，积灰程度严重时阻力也会较大，控制器接收到阻力信息和预置设定值进行比较，控制蒸汽/压缩空气管道择一开通提供满足吹灰需要的合适吹灰介质。此外，压力检测装置可以是贴设于烟道壁上的常规压力传感器，压力传感器为现有技术。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：所述压力检测装置分设于受热管的上游位置和下游位置，所述上游位置和下游位置分别为按烟气流向依序经过的受热管前侧与受热管后侧。压力检测装置广泛散布在受热管的前、后侧对应上游位置和下游位置，可以充分监测受热管上下游不同位置的阻力，更全面的发送相关阻力信息给控制器，以便控制器分别调控对应受热管上、下游不同位置的吹灰器切换选择合适的吹灰介质，在满足吹灰需求的同时减少吹损，提高吹灰经济性。

所述蒸汽管道和压缩空气管道上分设电控开闭的蒸汽阀与压缩空气阀，所述蒸汽阀和压缩空气阀与控制器电连接。控制器通过与其电连接的蒸汽阀和压缩空气阀，就能很方便的操控两个阀门择一开启，自动切换蒸汽/压缩空气作为吹灰介质供给吹灰器，完成受热管的吹灰清扫工作。

所述蒸汽管道和压缩空气管道连接公共管道上，所述公共管道连接吹灰器。蒸汽管道和压缩空气管道通过同一公共管道接通吹灰器，较蒸汽管道和压缩空气管道各自独立连接吹灰器节省管道长度、简化安装，有利于节省设备投资，降低使用成本。

一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统使用方法，包括以下步骤：

1)在受热管(6)前后两侧设置压力检测装置监视受热管(6)表面阻力；

2)使用压缩空气供给吹灰器(5)，吹灰器(5)对受热管(6)表面喷射吹灰介质清除积灰；

3)当受热管表面阻力达到设计值的2.04倍时，断开压缩空气供给并自动切换到蒸汽供给吹灰器(5)，使用蒸汽作为吹灰介质；当受热管表面阻力降低至设计值的1.23倍时，断开蒸汽供给并自动切换到压缩空气供给吹灰器(5)，使用压缩空气作为吹灰介质。

所述前后两侧为按烟气流向依序经过的受热管前侧与受热管后侧。

工作时主要采用压缩空气作为吹灰介质，并利用压力检测装置监视受热管表面阻力，此时吹灰器供给只有压缩空气；如果受热管表面阻力达到设计值的2.04倍时，表明积灰较严重，此时关闭压缩空气供给，切换到蒸汽供给给吹灰器，使用蒸汽作为吹灰介质；随着蒸汽吹灰后，受热管表面积灰减少，受热管表面阻力相应降低，在阻力降低至设计值的1.23倍时，表明积灰程度改善，此时重新切换回到压缩空气供给，使用压缩空气作为吹灰介质。通过以上工作方法确保吹灰效果的同时减少吹损并且提高吹灰经济性。

本发明提供一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统及其使用方法，所述吹灰系统可在使用中根据受热管表面积灰程度自动切换选择蒸汽/压缩空气介质供给吹灰器，在满足吹灰需求的同时减少吹损，提高吹灰经济性。吹灰系统工作时，在满足吹灰需求的情况下优先使用压缩空气供给吹灰器，以减少受热管吹损，提高吹灰经济性，只有在受热管表面阻力较大超出设定值的必要条件下才切换到蒸汽供给吹灰器，并在受热管表面阻力降低时重新回到压缩空气供给吹灰器。

附图说明

图1：本发明所述吹灰系统结构示意图。

图2：判断受热管表面积灰程度的数学模型示意图。

图中：1.蒸汽管道、2.蒸汽阀、3.压缩空气阀、4.压缩空气管道、5.吹灰器、6.受热管、7.压力测点、8.烟道、9.公共管道、10.积灰。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

如图1所示，一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统，包括可对受热管6吹灰处理的吹灰器5和与其相连提供吹灰介质的输送管道，其特征是所述吹灰系统还包括控制器和与其电连接并设于受热管6位置的压力检测装置，所述输送管道包括蒸汽管道1和压缩空气管道4，所述控制器9自动切换蒸汽管道1和压缩空气管道4择一接通吹灰器5；所述压力检测装置分设于受热管6的上游位置和下游位置，按图1中烟道8内箭头指示烟气流向，烟气先到达的对应受热管6前侧为上游位置，后到达的受热管后侧为下游位置，图中压力测点7为对应压力检测装置设置的位置；蒸汽管道1和压缩空气管道4上分设电控开闭的蒸汽阀2与压缩空气阀3，所述蒸汽阀2和压缩空气阀3与控制器电连接；所述蒸汽管道1和压缩空气管道4连接公共管道9上，该公共管道9连接吹灰器5。

使用时，控制器通过接收压力检测装置传递来的受热管表面阻力信息，和控制器内预设的阻力对比来衡量受热管表面的积灰程度，进而控制蒸汽阀和压缩空气阀择一开启，以自动切换蒸汽管道和压缩空气管道择一接通公共管道，向吹灰器输送相应吹灰介质，供吹灰器进行吹灰清扫，所述系统通过衡量受热管积灰程度自动切换选择合适的吹灰介质供吹灰器吹灰清扫，可以在有效保证吹灰效果的同时减少吹损并且提高吹灰经济性；压力检测装置广泛散布在受热管的上游位置和下游位置，可以充分监测受热管上下游不同位置的阻力，更全面的发送相关阻力信息给控制器，以便控制器分别调控对应受热管上、下游不同位置的吹灰器切换选择合适的吹灰介质；蒸汽管道和压缩空气管道通过同一公共管道接通吹灰器，较蒸汽管道和压缩空气管道各自独立连接吹灰器节省管道长度、简化安装，有利于节省设备投资，降低使用成本。

一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统使用方法，包括以下步骤：

1)依照图中箭头所示烟气流向依序在受热管6的前、两侧设置压力测点7监视受热管6表面阻力；所述压力检测点7即为吹灰系统中压力检测装置设置的位置，包括受热管上游(受热管前侧)和下游设置(受热管后侧)的压力检测装置，监测到受热管表面阻力信息后发送到控制器；

2)用压缩空气供给吹灰器5，吹灰器5对受热管6表面喷射吹灰介质清除积灰；

所述步骤中控制器先调节打开压缩空气阀，压缩空气管道接通公共管道给吹灰器送压缩空气，吹灰器使用压缩空气吹灰清扫，此时蒸汽阀处于关闭状态，蒸汽管道不向吹灰器送蒸汽；

3)当受热管表面阻力达到设计值的2.04倍时，断开压缩空气供给并自动切换到蒸汽供给吹灰器5，使用蒸汽作为吹灰介质；当受热管表面阻力降低至设计值的1.23倍时，断开蒸汽供给并自动切换到压缩空气供给吹灰器5，使用压缩空气作为吹灰介质。

如图2所示，图中(a)表示受热管清洁无积灰情况；(b)表示受热管(6)表面有积灰(10)后的情况。其中，V₀表示受热管清洁时的烟气流速，V₁表示受热管积灰后的流速，h为受热管间距，e表示积灰9的厚度，以下简称受热管表面为受热面。

当受热面清洁时，阻力P₀(即设计时的阻力)可用以下公式表示：

式中k、k'和n均为常数。

当受热面积灰时，阻力P₁为：

其中，e为积灰厚度。

定义积灰堵塞率：

其物理意义是受热管对应受热面通道的积灰堵塞率，范围为0-1，ξ＝0时，表明无积灰；ξ＝1时，表明积灰已完全堵塞受热面流动通道。

综合上面公式，可以得到：

这样就将积灰堵塞率与受热面压差之间建立了关系，只要监测受热面阻力就可以反推得到积灰堵塞率。对于惯性阻力为主的情况，n可以近似取2。

当积灰堵塞率达到30％时，表明积灰较严重，将此作为切换为蒸汽吹灰的判定依据，此时根据公式(4)可以算出，受热面的阻力P₁＝2.04P₀，即阻力为设计值的2.04倍左右；当积灰堵塞率降低至10％，表明积灰较轻微，将此作为切换为压缩空气吹灰的判定依据，此时P₁＝1.23P₀。

工作时吹灰器系统主要采用压缩空气作为吹灰介质，并利用压力测点7监视受热面阻力，此时蒸汽阀2关闭，压缩空气阀3全开；如果受热管表面面阻力达到设计值的2.04倍时，表明积灰较严重，此时关闭压缩空气阀3，打开蒸汽阀2，使用蒸汽作为吹灰介质；当受热管表面阻力降低至设计值的1.23倍时，表明积灰程度改善，此时关闭蒸汽阀2，开启压缩空气阀3，使用压缩空气作为吹灰介质。

本发明所述吹灰系统的使用方法预先在受热面上下游位置分设压力检测装置监测受热管表面阻力，然后先行使用压缩空气供给吹灰器吹灰清扫工作，在吹灰清扫过程中通过将接收到的受热管表面阻力信息和设定值进行比较，衡量受热管表面积灰情况，并根据不同积灰情况自动切换选择压缩空气或蒸汽供给吹灰器，在满足吹灰需求的情况下优先使用压缩空气供给吹灰器，以减少受热管吹损，提高吹灰经济性，只有在受热管表面阻力较大超出设定值一定程度的必要情况时才切换到蒸汽供给吹灰器，并在受热管阻力降低时重新回到压缩空气供给吹灰器。

Claims (5)

1.一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统，包括可对受热管（6）吹灰处理的吹灰器（5）和与其相连提供吹灰介质的输送管道，其特征是所述吹灰系统还包括控制器和与其电连接并设于受热管（6）位置的压力检测装置，所述输送管道包括蒸汽管道（1）和压缩空气管道（4），所述控制器（9）自动切换蒸汽管道（1）和压缩空气管道（4）择一接通吹灰器（5）。

2.根据权利要求1所述的蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统，其特征是所述压力检测装置分设于受热管（6）的上游位置和下游位置，所述上游位置和下游位置分别为按烟气流向依序经过的受热管前侧与受热管后侧。

3.根据权利要求1所述的蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统，其特征是所述蒸汽管道（1）和压缩空气管道（4）上分设电控开闭的蒸汽阀（2）与压缩空气阀（3），所述蒸汽阀（2）和压缩空气阀（3）与控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统，其特征是所述蒸汽管道（1）和压缩空气管道（4）连接公共管道（9）上，所述公共管道（9）连接吹灰器（5）。

5.一种蒸汽/压缩空气自动切换的吹灰系统使用方法，包括以下步骤：

1）在受热管（6）前后两侧设置压力检测装置监视受热管（6）表面阻力；

2）使用压缩空气供给吹灰器（5），吹灰器（5）对受热管（6）表面喷射吹灰介质清除积灰；

3）当受热管表面阻力达到设计值的2.04倍时，断开压缩空气供给并自动切换到蒸汽供给吹灰器（5），使用蒸汽作为吹灰介质；当受热管表面阻力降低至设计值的1.23倍时，断开蒸汽供给并自动切换到压缩空气供给吹灰器（5），使用压缩空气作为吹灰介质。