CN112197284A - 无焰闪爆吹灰装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉吹灰装置，特别是在电站锅炉、垃圾焚烧炉运行过程中广泛使用的无焰闪爆吹灰装置，主要包括高压发生回路和气体闪爆回路；主要技术特征是采用液体对低压压缩空气进行再度增压或对无压空气进行全参数升压，实现了无火闪爆和超高压操作，消除了易燃易爆安全隐患，对提高电力安全生产提供了有力保障。

Description

无焰闪爆吹灰装置

技术领域

本发明涉及一种锅炉烟道吹灰装置，特别是在各级各类锅炉尤其是电站锅炉运行过程中广泛使用的无焰闪爆吹灰装置。

背景技术

目前市场上公开的或大量安装在锅炉尾部烟道的吹灰装置，一般采用蒸汽连续吹灰装置、声波吹灰装置、激波吹灰装置，蒸汽吹灰装置由于吹扫介质含有大量的水蒸气，容易黏灰，而且导致排烟量大增，锅炉热损失增加；声波吹灰装置采用低压压缩空气产生机械振动能，击打浮灰，由于压力较低，吹灰效果难以令人满意；激波吹灰器采用可燃气体爆燃产生的压力波，其压力达0.1MP a，吹灰效果达到预期，是目前市场上的主流产品，但该装置的持续冲击时间短，压头低，消耗大量易燃易爆气体，通常是氢气、乙炔、甲烷、煤气、液化石油气等，这些瓶装可燃气体长期存放在锅炉附近，实在是一个极大的安全隐患，因此，有必要进行技术升级或产品替代。

吹灰装置要解决的两个根本问题是：一是吹扫介质的压力问题；二是安全起爆问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状而提出的一种更加先进的无焰闪爆吹灰装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为无焰闪爆吹灰装置，包括高压发生器回路和气体闪爆回路；其中所述的高压发生器回路包括有高压发生器本体、水池、空气压缩机、打压泵、泄流泵和控制阀门等，其中所述的高压发生器本体内充有隔离介质，其技术特征是所述的高压发生器回路，是先由空压机向高压发生器本体内打入低压压缩空气，再由打压泵向高压发生器本体内注入液态水，打入压缩空气和注水两者可以单独或同时采用，但为获得高压，不管高压发生器内是带压或不带压，均每次必须往内注入液态水，注入的液态水由罐体底部开始上升，则内部气体亦被连续挤压抬升，压力逐渐升高，直到与打压泵出口压力相等为止，此时的气体压力即为本装置的设计压力；其中所述的气体闪爆回路包括有高压气体贮存器、闪爆阀和扩压管以及电控阀门等，其技术特征是高压气体贮存器存放来自高压发生器产生的高压气体，在电控阀的控制下，启动闪爆阀，将储存在高压气体贮存器内的高压气体瞬间泄放出去，通过扩压管分流送至各积灰面，冲击附着的灰尘，实现吹灰的目的，高压气体贮存器内的气体压力为本装置工作压力。

附图说明

附图1是所述的无焰闪爆吹灰装置的系统图，附图2是所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明作进一步详述：

本发明的工艺原理和结构原理说明如下:

参照附图1、附图2所示,无焰闪爆吹灰装置，包括有：高压发生器回路和气体闪爆回路，其中闪爆回路里的关键部件是闪爆阀4。

所述的高压发生器回路包括有：空压机1、水池2、高压发生器本体3、泄流泵7、打压泵8、隔离介质9、电控阀一10、电控阀二11、电控阀三12和电控阀四19。

在所述的高压发生器本体3上通过电控阀一10联接空压机1、通过电控阀二11联接打压泵8、通过电控阀四19联接泄流泵7、通过电控阀三12联接大气；所述的打压泵8的入口端连接水池2；所述的泄流泵7的出口端联接水池2；所述的高压发生器本体3的底部充有隔离介质9，该隔离介质9的密度小于水，隔离介质9的作用主要是阻止高压发生器本体3的内部气体溶于水，同时，也阻挡水湿润气体。

在所述的高压发生器本体3的出口联接气体闪爆回路。

所述的气体闪爆回路包括有泄放回路一的电控阀五13、高压气体贮存器一16、闪爆阀4、扩压管6。

所述的气体闪爆回路包括有泄放回路二的电控阀六14、高压气体贮存器二17、闪爆阀4、扩压管6。

所述的气体闪爆回路包括有泄放回路三的电控阀七15、高压气体贮存器三18、闪爆阀4、扩压管6。

所述的气体闪爆回路还包括他们的共同作用对象积灰面5。

所述的气体闪爆回路本实施例仅给出三个气体闪爆泄放回路，在实际实施过程中回路个数可以根据现场需要进行设置，高压气体贮存器的容量可以各不相同。

而所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的工作原理参照附图2所示进行详述。

附图2是闪爆阀4的原理结构剖视图，包括有：阀体20、进气管21、阀座22、阀芯27、复位弹簧28、排气管26、启动阀24等。

所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀体20的侧面安装有进气管21，中心安装有阀座22。

在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀座22内安装有阀芯27。

在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀芯27上安装有复位弹簧28。

在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀座22的顶部开有泄流孔31。

在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀座22的底部出口联接排气管26。

在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀座22的泄流孔31与排气管26的出口之间通过泄流管23与泄流管25安装有启动阀24。

在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀座22的底部侧面开设有出流侧孔33。

在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀芯27的上端安装密封圈组一29。

在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀芯27的底端安装有密封圈组二30。

在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀芯27的内部侧部开设有上、下贯通的的导流孔32。

在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀座22的底部侧面开设有出流侧孔33。

所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的阀芯27的垂直切面形状为一倒锥体形状。

所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的工作过程如下：

当所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4的进气管21接入有压气源即前述的高压气体贮存器一16、高压气体贮存器二17、高压气体贮存器三18，则阀体20内即刻带有同等压力，同时该气体立即通过阀芯27上的导流孔32进入阀座22的上部空间，由于启动阀24关闭，故该空间压力持续升高，该压力又加压在阀芯27的上部端面，与复位弹簧28共同封住阀座22的底部出口，这样，所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀4就处于带压自锁状态。

当需要进行闪爆操作时，开启启动阀24，则阀座22内的小量高压气体直接通过泄流管23、启动阀24、泄流管25排入排气管26的尾部出口，而由于导流孔32的流量较小，气体得不到及时补充，阀芯27的上部瞬间失压，而底部压力仍然处于高位，阀芯27的低端与上端存在压力差，底压大于上压，这样，阀芯27就迅速被抬起，这样就快速打开了主气流通道，高压气体沿阀座22的底部出流侧孔33进入排气管26内，继而射入前面所述的无焰闪爆吹灰装置的扩压管6，完成闪爆。

闪爆结束后，阀体20内压复零，启动阀24短暂开启后又迅速关闭，阀芯27在自身重力和复位弹簧28的联合作用下，自动下落，并在密封圈组一29和密封圈组二30的与阀座22的联合作用下实现自动密封，以备下一个启动过程。

而所述的无焰闪爆吹灰装置的整体工作原理如下：

所述的无焰闪爆吹灰装置的整体工作过程可分为两个步骤：

第一步：产生高压气体

由于目前常见的空压机的输出压头以0.8MPa的较为常见，该高压气体的产生速率也较低，满足不了大量使用。为此，我们采用间接增压的方法来获得甚高压或超高压气体。

如附图1所示，所述的无焰闪爆吹灰装置，首先向高压发生器本体3内注入一定量的隔离介质9，然后关闭电控阀三12，打开电控阀五13、电控阀六14、电控阀七15，再打开空压机1、打开电控阀一10。这时，所述的高压发生器本体3内的压力开始逐步升高，直到与空压机1的额定出口压力相同为止，然后关闭电控阀一10，关闭空压机1。

与此同时，开启打压泵8，开启电控阀二11，所述的打压泵8将吸入水池2内的液态水，打压泵8的额定出口压力远远大于空压机1的额定设计压力，比如4.0MPa。液态水就被注入到高压发生器本体3内，从高压发生器本体3的底部开始充填，并将隔离介质9抬升，并挤压内部已填充压缩空气(或空气)，内压急剧上升，直到等于打压泵8的出口压力时，先关闭电控阀五13、电控阀六14、电控阀七15，然后关闭电控阀二11，关闭打压泵8；此时的高压气体已经分别在所述的高压气体贮存器一16、高压气体贮存器二17、高压气体贮存器三18内准备好，且所述的高压气体贮存器一16、高压气体贮存器二17、高压气体贮存器三18的压力与所述的无焰闪爆吹灰装置的高压发生器本体3内的终极压力相同。

在所述的无焰闪爆吹灰装置的高压气体准备好之后，此时所述的无焰闪爆吹灰装置的高压发生器本体3内充满液态水，接下来需要对其放水，放水方法是打开泄流泵7、打开电控阀四19，适时打开电控阀三12，所述的无焰闪爆吹灰装置的高压发生器本体3就与大气联通，内部气体逐步获得补充，液位逐步下降到原位；所述的无焰闪爆吹灰装置的高压发生器本体3内的液态水流回水池2内。

当需要快速补充气体时，可以关闭电控阀三12，然后开启空压机1和电控阀一10，快速对所述的无焰闪爆吹灰装置的高压发生器本体3进行增压，再加上泄流泵7的拉动，其内部液位下降速度会更快，同时，又可以获得预充压气体，也就是空压机1的额定压力气体。

第二步 释放高压气体

当所述的无焰闪爆吹灰装置的高压气体贮存器一16、高压气体贮存器二17、高压气体贮存器三18充至达到工作压力时，我们关闭电控阀五13、电控阀六14、电控阀七15，开启闪爆阀4，此时积聚在高压气体贮存器一16、高压气体贮存器二17、高压气体贮存器三18的高压气体瞬间射出，沿扩压管6直接冲击到积灰面5上，射击完成后，闪爆阀4可以自动关闭。

如此，上述过程循环往复，可根据实际需要选择工作间隔，完成清灰工作。

这样做的好处是：

一是所述的无焰闪爆吹灰装置，安全可靠地解决了轰击气体的压头过低的问题，当输出气体压头越高时，吹灰效果越好，这样就延长了吹灰操作间隔，更保证了本装置的可靠性。原来采用可燃气体燃爆，由于可燃气体密度极低，比体积较大，充填量十分有限，能量密度极低，故点燃后的压力不会太高，均低于1.0MPa以下，再提高已非常困难，这就为缩小吹灰设备体积、减少安装数量、减少设备投资带来极大困难，现场安装布置数量极大。

二是所述的无焰闪爆吹灰装置，采用液体增压空气原理，将低等级的压缩空气(常压空气)压力提高到液体泵的输出压力，而液体泵的压力远远超过常规空压机的输出压力。

三是所述的无焰闪爆吹灰装置，采用液体增压气体压力的方法，没有用到可燃气体，也就不需要现场储存燃气瓶，也就减少了一个危险源，电力生产也就多了一份安全。

四是所述的无焰闪爆吹灰装置，整个工作过程没有使用到可燃气体，没有燃烧过程，也就没有火焰产生和火焰喷射，因此无焰，更不会出现回火这一个系统不安全因素。

五是所述的无焰闪爆吹灰装置，水池2可以取用电厂的凉水塔，这通常是电厂的标配，面对大型等离子点火启动锅炉，尾部受热面(如空预器)实现大功率压缩空气吹灰代替蒸汽锅炉吹灰成为可能。

Claims (4)

1.无焰闪爆吹灰装置，包括有高压发生器回路和气体闪爆回路，其技术特征是所述的高压发生器回路中设置有高压发生器本体(3)，所述的气体闪爆回路中设置有闪爆阀(4)。

2.根据权利要求1所述的无焰闪爆吹灰装置，其特征是所述的无焰闪爆吹灰装置的高压发生器回路包括有空压机(1)、水池(2)、高压发生器本体(3)、泄流泵(7)、打压泵(8)、隔离介质(9)、电控阀一(10)、电控阀二(11)、电控阀三(12)和电控阀四(19)；所述的无焰闪爆吹灰装置的高压发生器本体(3)上通过电控阀一(10)联接空压机(1)、通过电控阀二(11)联接打压泵(11)、通过电控阀四(19)联接泄流泵(7)、通过电控阀三(12)联接大气；所述的打压泵(8)的入口端连接水池(2)；所述的泄流泵(7)的出口端联接水池(2)；所述的无焰闪爆吹灰装置的高压发生器本体(3)的底部充有隔离介质(9)；所述的无焰闪爆吹灰装置的隔离介质(9)的密度小于水。

3.根据权利要求1所述的无焰闪爆吹灰装置，其特征是所述的无焰闪爆吹灰装置的高压发生器本体(3)的出口联接气体闪爆回路，所述的无焰闪爆吹灰装置的气体闪爆回路包括三个但不限于三个的泄放回路，所述的泄放回路一的电控阀五(13)、高压气体贮存器一(16)、闪爆阀(4)、扩压管(6)，所述的高压气体贮存器一(16)的入口联接电控阀五(13)，所述的高压气体贮存器一(16)的出口联接闪爆阀(4)，所述的闪爆阀(4)的出口联接扩压管(6)，所述的扩压管(6)的出口联接积灰面(5)；所述的泄放回路二的电控阀六(14)、高压气体贮存器二(17)、闪爆阀(4)、扩压管(6)，所述的高压气体贮存器二(17)的入口联接电控阀六(14)，所述的高压气体贮存器二(17)的出口联接闪爆阀(4)；所述的闪爆阀(4)的出口联接扩压管(6)，所述的扩压管(6)的出口联接积灰面(5)；所述的泄放回路三的电控阀七(15)、高压气体贮存器三(18)、闪爆阀(4)、扩压管(6)及积灰面(5)，所述的高压气体贮存器三(18)的入口联接电控阀七(15)，所述的高压气体贮存器三(18)的出口联接闪爆阀(4)，所述的闪爆阀(4)的出口联接扩压管(6)，所述的扩压管(6)的出口联接积灰面(5)。

4.根据权利要求1和权利要求3所述的无焰闪爆吹灰装置，其特征是所述的无焰闪爆吹灰装置的气体闪爆回路设置有闪爆阀(4)，所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)包括有阀体(20)、进气管(21)、阀座(22)、阀芯(27)、复位弹簧(28)、排气管(26)和启动阀(24)；所述的无焰闪爆吹灰装置的无焰闪爆阀(4)的阀体(20)的侧面安装有进气管(21)，中心安装有阀座(22)；在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)的阀座(22)内安装有阀芯(27)；在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)的阀芯(27)上安装有复位弹簧(28)；在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)的阀座(22)的顶部开有泄流孔(31)；在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)的阀座(22)的底部出口联接排气管(26)；在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)的阀座(22)的泄流孔(31)与排气管(26)的出口之间通过泄流管(23)与泄流管(25)安装有启动阀(24)；在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)的阀座(22)的底部侧面开设有出流侧孔(33)；在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)的阀芯(27)的上端安装密封圈组一(29)；在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)的阀芯(27)的底端安装有密封圈组二(30)；在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)的阀芯(27)的内部侧部开设有上、下贯通的导流孔(32)；在所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)的阀座(22)的底部侧面开设有出流侧孔(33)；所述的无焰闪爆吹灰装置的闪爆阀(4)的阀芯(27)的纵剖切面为一倒锥体形状。

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