CN112547706A - 一种管道结晶清理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发电厂技术领域，尤其是指一种管道结晶清理装置，其包括用于输送结晶溶剂的输送机构和与所述输送机构连接的喷射机构，所述输送机构包括输送管组和用于控制输送管组通断的控制件，所述喷射机构包括与所述输送管组连接的连接管、活动设置于所述连接管内的喷头和用于控制所述喷头喷射方向的调节组件，所述连接管远离所述输送管组的一端用于连接待清理管道。本发明通过输送机构输送高温蒸汽，然后再通过喷射机构的喷头和调节组件向待清理管道喷射高温蒸汽，从而去除管道内的结晶。

Description

一种管道结晶清理装置
技术领域
本发明涉及发电厂技术领域，尤其是指一种管道结晶清理装置。
背景技术
一般的电厂以尿素作为原料制取氨气有较高的安全性，尿素水解系统是利用除盐水将干尿素溶解成约50％质量浓度的尿素溶液，通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐。尿素溶液经由输送泵进入水解反应器，水解反应器中产生出来的含氨气流送至反应区，被热风稀释后，产生浓度小于5％的氨气进入氨气—烟气混合系统，并由氨喷射系统喷入脱硝系统，水解生成氨气(NH3)、水(H2O)和二氧化碳(CO2)的混合物与烟气混合均匀而后喷入SCR(选择性催化还原法)反应器，当温度降低时，在尿素水解气里CO2与NH3发生逆反应生成氨基甲酸铵，同时也会形成尿素结晶，其相互转换化学反应式为：
NH2COONH4＝＝(可逆)＝＝2NH3↑+CO2↑
NH2COONH4+2H2O＝＝(可逆)＝＝NH4HCO3+NH3·H2O
氨基甲酸铵结晶温度为80℃左右，机组运行中管道中积聚的氨基甲酸铵和尿素晶体，在机组SCR供水解气管道里和阀门系统容易形成结晶堵管的故障，由于受喷氨管路较长、保温不良和供氨支管与母管距离不同，同时实际运行中脱硝装置至喷氨格栅阀门由于烟气存在偏流和扰动，故各喷氨支管蝶阀均存在截流开度不一致的情况，受上述因素影响，长期运行极易造成调节阀门和喷氨喷头处被氨基甲酸铵、尿素结晶或喷头被烟气中的飞灰堵塞的情况，由于氨气属于有毒、易爆气体，机组运行中清理和检修难度极大，内部喷头堵塞后无法清理，容易造成环保事件，影响机组正常运行，存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明提供一种管道结晶清理装置，解决了现有电厂的脱硝装置生成结晶难以清理、存在较大的安全隐患的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种管道结晶清理装置，其包括用于输送结晶溶剂的输送机构和与所述输送机构连接的喷射机构，所述输送机构包括输送管组和用于控制所述输送管组通断的控制件，所述喷射机构包括与所述输送管组连接的连接管、活动设置于所述连接管内的喷头和用于控制所述喷头喷射方向的调节组件，所述连接管远离所述输送管组的一端用于连接待清理管道。
进一步地，所述输送管组包括传输管和与所述传输管连接的安装管，所述控制件设置于所述传输管上，所述安装管呈环形，所述安装管套设于待清理管道的外侧，所述安装管连接有至少一个所述连接管，所述连接管的轴线与待清理管道的轴线之间的夹角为锐角。
进一步地，所述传输管包括传输总管和与所述传输总管连接的至少两个传输支管，所述传输支管远离所述传输总管的一端连接所述安装管，每个所述传输支管内的结晶溶剂进入所述安装管时的方向与所述安装管内的结晶溶剂运动至该所述传输支管处时的方向相同。
进一步地，所述安装管的内壁开设有让位槽，所述连接管连通所述让位槽的槽底；所述安装管内还设置有脉冲组件，所述脉冲组件包括滑动着置于所述安装管内的内管和设置于所述内管内的乘风板，所述内管首尾相连，所述内管开设有与所述安装管相通的脉冲孔，所述脉冲孔随所述内管转动时扫过的轨迹与所述让位槽重合，所述内管靠近所述传输支管的一侧设置有供结晶溶剂进入内管的让位缺口。
进一步地，所述乘风板上开设有缓冲孔。
进一步地，所述连接管沿直线方向依次包括止回段、用于安装调节组件的第一安装段和用于安装所述喷头的第二安装段，所述止回段呈圆锥形，所述止回段的内径朝所述第一安装段的方向逐渐增大，所述止回段内设置有止回球。
进一步地，所述喷头包括头端和尾端，所述头端与所述第二安装段铰接，所述尾端为自由端，所述头端能封闭所述第一安装段，所述头端开设有供晶体溶剂通过的进剂孔，所述尾端开设有出剂孔。
进一步地，所述调节组件包括转动承载于所述第一安装段内部传动轴、设置于所述传动轴四周的旋转叶和所述传动轴传动连接的调节件，所述调节件呈Z形，所述调节件的一端与所述传动轴传动连接，所述调节件远离传动轴的一端绕所述传动轴转动，所述喷头的头端开设有条形孔，所述调节件远离传动轴的一端与所述条形孔滑动配合。
进一步地，所述传动轴和所述调节件之间传动连接有变速组件。
进一步地，所述变速组件包括第一齿轮、第二齿轮和内齿轮，所述第一齿轮固定于所述传动轴，所述第一齿轮周向均匀设置有多个所述第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合配合，所述第一齿轮的直径大于所述第二齿轮的直径，多个所述第二齿轮均分别与所述内齿轮啮合配合，所述内齿轮固定于所述调节件的一端。
本发明的有益效果：本发明通过输送机构输送高温蒸汽，然后再通过喷射机构的喷头和调节组件向待清理管道喷射高温蒸汽，从而去除管道内的结晶；电厂的脱硝装置加装本发明后，利用高温、高压蒸汽可以消除在阀门、管道及喷嘴上的结晶物质和积垢，解决脱硝喷氨各管路及喷嘴的堵塞情况，减少因管路或者喷嘴堵塞时造成的环保超标风险和喷氨不均造成脱硝装置氨气泄漏，极大的提高设备的运行可靠性和保证脱硝效率，同时定期使用本发明可以防止结晶累积有利于脱硝装置主机设备长周期运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例管道结晶清理装置的使用状态结构示意图；
图2为实施例管道结晶清理装置的立体结构示意图；
图3为图2中安装管的内部结构示意图；
图4为图2中连接管的内部结构示意图；
图5为图4中调节组件的结构示意图；
图6为图5中调节组件的分解图；
图7为图6的另一视角的结构示意图；
图8为图4中的喷头结构示意图。
附图标记说明：10、输送管组；11、安装管；111、让位槽；12、传输管；121、传输总管；122、传输支管；20、控制件；30、连接管；31、止回段；32、第一安装段；33、第二安装段；34、止回球；40、喷头；41、头端；42、尾端；43、进剂孔；44、出剂孔；45、条形孔；50、调节组件；51、传动轴；52、旋转叶；53、调节件；54、支架；60、脉冲组件；61、内管；611、脉冲孔；62、乘风板；621、缓冲孔；70、变速组件；71、第一齿轮；72、第二齿轮；73、内齿轮；74、安装盘；80、待清理管道。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例
如图1至图8所示，本发明提供的一种管道结晶清理装置，其包括用于输送结晶溶剂的输送机构(图中没有标注)和与所述输送机构连接的喷射机构(图中没有标注)，所述输送机构包括输送管组10和用于控制所述输送管通断的控制件20，所述喷射机构包括与所述输送管组10连接的连接管30、活动设置于所述连接管30内的喷头40和用于控制所述喷头40喷射方向的调节组件50，所述连接管30远离所述输送管组10的一端用于连接待清理管道80。在本实施例中，结晶溶剂可以采用高温蒸汽，输送管组10可以连接蒸汽发生器，控制件20可以采用电磁阀，具体的工作时，通过输送机构输送高温蒸汽，然后再通过喷射机构的喷头40和调节组件50向待清理管道80喷射高温蒸汽，从而去除管道内的结晶；电厂的脱硝装置加装本发明后，利用高温、高压蒸汽可以消除在阀门、管道及喷嘴上的结晶物质和积垢，解决脱硝喷氨各管路及喷嘴40的堵塞情况，减少因管路或者喷嘴堵塞时造成的环保超标风险和喷氨不均造成脱硝装置氨气泄漏，极大的提高设备的运行可靠性和保证脱硝效率，同时定期使用本发明可以防止结晶累积有利于脱硝装置主机设备长周期运行。
在本实施例中，本发明的汽源取自锅炉炉膛吹扫系统汽源，且脱硝装置与输送管组10较近、压力可调，运行稳定性好，系统需要改造范围小，改造后操作方便、更有利于减少现场高风险作业带来的安全风险。
如图1至图3所示，所述输送管组10包括传输管12和与所述传输管12连接的安装管11，所述控制件20设置于所述传输管12上，所述安装管11呈环形，所述安装管11套设于待清理管道80的外侧，所述安装管11连接有至少一个所述连接管30，在本实施例中设置有3个连接管30，且三个连接管30均匀分布于待清理管道80四周，所述连接管30的轴线与待清理管道80的轴线之间的夹角为锐角，可以减小蒸汽流动的阻力。具体地，所述传输管12包括传输总管121和与所述传输总管121连接的至少两个传输支管122，所述传输支管122远离所述传输总管121的一端连接所述安装管11，每个所述传输支管122内的结晶溶剂进入所述安装管11时的方向与所述安装管11内的结晶溶剂运动至该所述传输支管122处时的方向相同。传输支管122的设置，一方面可以平衡安装管11内各个位置处的温度和气压，延长安装管11的使用寿命，另一方面可以使蒸汽进入到安装管11内之后朝一个方向流动，减小蒸汽动能的损失，提高晶体清理的效率。
结合图3所示，所述安装管11的内壁开设有让位槽111，所述连接管30连通所述让位槽111的槽底；所述安装管11内还设置有脉冲组件60，所述脉冲组件60包括滑动着置于所述安装管11内的内管61和设置于所述内管61内的乘风板62，所述内管61首尾相连，所述内管61开设有与所述安装管11相通的脉冲孔611，所述脉冲孔611随所述内管61转动时扫过的轨迹与所述让位槽111重合，所述内管61靠近所述传输支管122的一侧设置有供结晶溶剂进入内管61的让位缺口(图中没有标注)，具体地内管61可以为半管，传输支管122连接安装管11的顶端，可以方便蒸汽进入到内管61内，让位槽111位于安装管11的底端。具体工作时，蒸汽从传输支管122进入安装管11内，并且在安装管11内沿着一个方向运动，进而推动乘风板62，乘风板62带动内管61转动，当脉冲孔611没有与让位槽111重合时，内管61中的气压升高，当脉冲孔611与其中一个让位槽111重合时，内管61内的蒸汽可以快速进入连接管30，通过该设置，蒸汽可以在安装管11内依次进行“升压-排气”的流程，从而使喷射机构形成脉冲喷射，可以有效的提高晶体清理效果。
优选地，为了避免内管61转动过快，所形成的脉冲较小，所述乘风板62上开设有缓冲孔621。
如图4所示，所述连接管30沿直线方向依次包括止回段31、用于安装调节组件50的第一安装段32和用于安装所述喷头40的第二安装段33，所述止回段31呈圆锥形，所述止回段31的内径朝所述第一安装段32的方向逐渐增大，所述止回段31内设置有止回球34，止回球34可以为橡胶球。具体地，止回段31和止回球34的设置相当于单向阀，由于脉冲组件60的设置，三个连接管30只能逐一通入蒸汽，为了避免没有通入蒸汽的连接管30蒸汽回流，每个连接管30均设置有止回段31和止回球34。
如图5所示，所述喷头40包括头端41和尾端42，所述头端41与所述第二安装段33铰接，所述尾端42为自由端，所述头端41能封闭所述第一安装段32，所述头端41开设有供晶体溶剂通过的进剂孔43，所述尾端42开设有出剂孔44。具体地，头端41呈圆柱形，尾端42呈长方体，尾端42连接头端41的侧壁，头端41和尾端42相通，头端41长度方向的两端与第二安装段33的侧壁转动连接，尾端42可以绕头端41的轴线摆动，头端41远离所述尾端42的侧壁与第一安装段32的端部凹凸配合，通过头端41可以封闭所述第一安装段32。具体工作时，蒸汽先进入止回段31，在经过第一安装段32进入到喷头40内，蒸汽进入喷头40后，喷头40的尾端42回发生摆动，从而可以增大清洗的面积，提高晶体清理效率。
在本实施例中，如图4至图8所示，为了可以使喷头40的尾端42有规律的摆动，所述调节组件50包括转动承载于所述第一安装段32内部传动轴51，设置于所述传动轴51四周的旋转叶52和所述传动轴51传动连接的调节件53，所述调节件53呈Z形，所述调节件53的一端与所述传动轴51传动连接，所述调节件53远离传动轴51的一端绕所述传动轴51转动，所述喷头40的头端41开设有条形孔45，所述调节件53远离传动轴51的一端与所述条形孔45滑动配合。具体地，传动轴51通过支架54安装在第一安装段32的轴线上，蒸汽通过第一安装段32时，可以带动旋转叶52转动，进而带动传动轴51转动，传动轴51再带动调节件53转动，调节件53转动时，调节件53远离传动轴51的一端可以相对于条形孔45来回滑动，进而使喷头40的尾端42摆动。
在本实施例中，为了使尾端42摆动慢一点，所述传动轴51和所述调节件53之间传动连接有变速组件70。具体地，所述变速组件70包括第一齿轮71、第二齿轮72和内齿轮73，所述第一齿轮71固定于所述传动轴51，所述第一齿轮71周向均匀设置有多个所述第二齿轮72，所述第一齿轮71和所述第二齿轮72啮合配合，所述第一齿轮71的直径大于所述第二齿轮72的直径，多个所述第二齿轮72均分别与所述内齿轮73啮合配合，所述内齿轮73固定于所述调节件53的一端。第一齿轮71和第二齿轮72形成一个行星齿轮组，传动轴51上安装有一个安装盘74，第一齿轮71与安转盘同步转动，第二齿轮72转动连接在安装盘74上，第一齿轮71的直径大于所述第二齿轮72的直径，内齿轮73再套设在第二齿轮72外，可以减缓调节件53的角速度，进而减缓尾端42的摆动速度。
工作原理：
蒸汽经传输支管122进入安装管11内，并推动安装管11内的内管61转动，当内管61的脉冲孔611没有与让位槽111重合时，内管61中的气压升高，进行蓄能，当脉冲孔611与其中一个让位槽111重合时，内管61内的蒸汽可以快速进入连接管30内，带动旋转叶52转动，进而带动传动轴51转动，传动轴51再带动调节件53转动，调节件53转动时，调节件53远离传动轴51的一端可以相对于条形孔45来回滑动，进而使喷头40的尾端42摆动，对待清理管道80进行结晶清理。
综上所述，本发明通过输送机构输送高温蒸汽，然后再通过喷射机构的喷头40和调节组件50向待清理管道喷射高温蒸汽，从而去除管道内的结晶。脱硝装置加装本发明后，利用高温、高压蒸汽可以消除在阀门、管道及喷嘴40上的结晶物质和积垢，解决脱硝喷氨各管路及喷嘴40的堵塞情况，减少因管路或者喷嘴堵塞时造成的环保超标风险和喷氨不均造成脱硝装置氨气泄漏，极大的提高设备的运行可靠性和保证脱硝效率，同时定期使用本发明可以防止结晶累积有利于脱硝装置主机设备长周期运行。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道结晶清理装置，其特征在于：包括用于输送结晶溶剂的输送机构和与所述输送机构连接的喷射机构，所述输送机构包括输送管组和用于控制所述输送管组通断的控制件，所述喷射机构包括与所述输送管组连接的连接管、活动设置于所述连接管内的喷头和用于控制所述喷头喷射方向的调节组件，所述连接管远离所述输送管组的一端用于连接待清理管道。
2.根据权利要求1所述的一种管道结晶清理装置，其特征在于：所述输送管组包括传输管和与所述传输管连接的安装管，所述控制件设置于所述传输管上，所述安装管呈环形，所述安装管套设于待清理管道的外侧，所述安装管连接有至少一个所述连接管，所述连接管的轴线与待清理管道的轴线之间的夹角为锐角。
3.根据权利要求2所述的一种管道结晶清理装置，其特征在于：所述传输管包括传输总管和与所述传输总管连接的至少两个传输支管，所述传输支管远离所述传输总管的一端连接所述安装管，每个所述传输支管内的结晶溶剂进入所述安装管时的方向与所述安装管内的结晶溶剂运动至该所述传输支管处时的方向相同。
4.根据权利要求3所述的一种管道结晶清理装置，其特征在于：所述安装管的内壁开设有让位槽，所述连接管连通所述让位槽的槽底；所述安装管内还设置有脉冲组件，所述脉冲组件包括滑动着置于所述安装管内的内管和设置于所述内管内的乘风板，所述内管首尾相连，所述内管开设有与所述安装管相通的脉冲孔，所述脉冲孔随所述内管转动时扫过的轨迹与所述让位槽重合，所述内管靠近所述传输支管的一侧设置有供结晶溶剂进入内管的让位缺口。
5.根据权利要求4所述的一种管道结晶清理装置，其特征在于：所述乘风板上开设有缓冲孔。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种管道结晶清理装置，其特征在于：所述连接管沿直线方向依次包括止回段、用于安装调节组件的第一安装段和用于安装所述喷头的第二安装段，所述止回段呈圆锥形，所述止回段的内径朝所述第一安装段的方向逐渐增大，所述止回段内设置有止回球。
7.根据权利要求6所述的一种管道结晶清理装置，其特征在于：所述喷头包括头端和尾端，所述头端与所述第二安装段铰接，所述尾端为自由端，所述头端能封闭所述第一安装段，所述头端开设有供晶体溶剂通过的进剂孔，所述尾端开设有出剂孔。
8.根据权利要求7所述的一种管道结晶清理装置，其特征在于：所述调节组件包括转动承载于所述第一安装段内部的传动轴、设置于所述传动轴四周的旋转叶以及与所述传动轴传动连接的调节件，所述调节件呈Z形，所述调节件的一端与所述传动轴传动连接，所述调节件远离传动轴的一端绕所述传动轴转动，所述喷头的头端开设有条形孔，所述调节件远离传动轴的一端与所述条形孔滑动配合。
9.根据权利要求8所述的一种管道结晶清理装置，其特征在于：所述传动轴和所述调节件之间传动连接有变速组件。
10.根据权利要求9所述的一种管道结晶清理装置，其特征在于：所述变速组件包括第一齿轮、第二齿轮和内齿轮，所述第一齿轮固定于所述传动轴，所述第一齿轮周向均匀设置有多个所述第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合配合，所述第一齿轮的直径大于所述第二齿轮的直径，多个所述第二齿轮均分别与所述内齿轮啮合配合，所述内齿轮固定于所述调节件的一端。
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