CN113551248A - 一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，涉及炉膛在线清灰系统，解决了现有技术容易存在清洗不到的死角，且清洁效率差等问题。包括清洁件和若干预制管道，清洁件上连接有用于驱动其横向移动的第一驱动件，且清洁件的移动路径经过各预制管道上方；预制管道下端皆连通至锅炉烟道内，预制管道上设有用于启闭的切断阀；清洁件包括清洁喷嘴以及第二驱动件，第二驱动件驱动清洁喷嘴在预制管道内上下移动。达到了高效的对烟道积灰结焦进行清洁，布置方便，调整灵活，工作效率高，节约运行和维护费用的效果。

Description

一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统

技术领域

本发明涉及炉膛在线清灰系统，特别涉及一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统。

背景技术

垃圾焚烧余热锅炉作为余热利用的重要设备之一，全力保障其高效、稳定的运行就显得尤为重要。在余热锅炉的运行过程中，受热面的积灰属于常见的现象，它会减小余热锅炉烟气侧的流通面积，增大余热锅炉受热面的换热热阻，最终导致余热锅炉的生产能力下降；且由于城市生活垃圾成分复杂多样，含水量高，焚烧过程中在换热面上形成的结焦具有粘结性强以及腐蚀性强等特点。

但是，现有技术中，通过蒸汽吹灰的清灰方式一次性投资较大，吹扫有死角，清灰不完全，且运行费用较高；机械振打清灰会对锅炉管道和焊口焊缝的使用寿命和强度会有一定程度的不良影响；由于垃圾焚烧的结焦具有粘结性强的特点，吹扫效果并不理想；而垃圾焚烧余热锅炉的结焦和积灰清理不干净严重会引起换热管腐蚀和爆管停炉，造成重大的经济损失和安全隐患。

中国知识产权局2013年6月5日公开了公开号为CN103134058A的发明专利，名称为“一种远程水力吹灰装置”，由喷枪、喷枪角度控制系统、水泵、阀门，控制柜等组成，以冷水为介质，在工作时一次可清扫炉膛近500m²区域的结焦，每台水力吹灰器安装时只需要在水冷壁开一个0.4m见方的孔，吹灰时水流吹扫轨迹由软件设计控制。但是，其由喷枪角度控制系统决定水流喷射到水冷壁上的吹灰轨迹，由于垃圾焚烧余热锅炉二三烟道有中间隔板等原因，该方法容易存在清洗不到的死角，且清洁效率差，同时安装位置也会受水冷壁空间的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，其能高效的对烟道积灰结焦进行清洁，布置方便，调整灵活，工作效率高，节约运行和维护费用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，包括清洁件和若干预制管道，清洁件上连接有用于驱动其横向移动的第一驱动件，且清洁件的移动路径经过各预制管道上方；所述预制管道下端皆连通至锅炉烟道内，预制管道上设有用于启闭的切断阀；

所述清洁件包括清洁喷嘴以及第二驱动件，第二驱动件驱动清洁喷嘴在预制管道内上下移动。

更进一步地，所述第一驱动件包括安装导轨以及沿安装导轨移动的行走机构，清洁件连接于行走机构下方。

更进一步地，所述第二驱动件包括卷绕筒以及软管，卷绕筒通过电机驱动转动，软管卷绕于卷绕筒上，清洁喷嘴连通于软管一端，软管另一端连通冷却水供应系统。

更进一步地，所述冷却水供应系统包括与软管相连通的冷水管道，冷水管道外端设有冷却水源，冷水管道上设有加压水泵以及进水截止阀。

更进一步地，所述冷水管道上还设有进水流量调节阀和止回阀，冷却水经加压水泵加压后，通过进水流量调节阀进行调节冷水流量，使清洁喷嘴形成具有预设尺寸水滴和动量的水喷器，将喷射水流射向炉膛水冷壁。

更进一步地，所述预制管道顶部连通压缩空气管道，压缩空气管道外端连通至压缩空气气源，且压缩空气管道上设有控制启闭的进口截止阀。

更进一步地，所述预制管道依次包括顶部管道、中部管道与底部管道，顶部管道竖直连接于余热锅炉顶部，底部管道竖直设置并伸入余热锅炉烟道内。

更进一步地，所述中部管道与竖直方向上的夹角α≤30°。

更进一步地，余热锅炉顶部连接有两列预制管道，所述安装导轨对应并列设有两个，且分别连接有对应的清洁件。

更进一步地，余热锅炉顶部连接有两列预制管道，所述安装导轨设为对应的U形，清洁件连接于其上。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明能够很好的解决垃圾焚烧余热锅炉清理二三烟道积灰结焦中存在的问题，以水为介质，喷射水流射向炉膛水冷壁的焦块上，以产生很大的温度应力，使焦块产生龟裂，同时水流可以渗透到焦块的缝隙中，然后受热蒸发，由于汽化速度很快，相当与一个微型的爆炸，使焦块松动，最后再借助水流的冲击力将焦块冲掉，吹灰效果好，吹扫过程比较均匀，对水冷壁的影响小；

（1）该在线水力清灰方法以水为介质，由于水相对于灰渣的温度相差较大，在灰渣缝隙中猛烈汽化时产生的压力可以将灰渣松动，而且水流的动量比蒸汽大得多，可以轻松将灰渣冲掉；

（2）在吹扫过程中，水流行程相差不多，吹扫比较均匀，清洗效果比较均匀，对水冷壁表面的温度影响较小；

（3）吹扫范围大，一个水力吹灰装置可吹扫炉膛近400m²的区域，可以自上而下将垃圾焚烧余热锅炉二、三烟道水冷壁吹扫干净，效果远比一般吹灰器高，使系统大大简化，也节约了投资及以后运行和维护费用；

（4）该在线水力清灰方法只需在余热锅炉炉顶开个能够伸入清洁喷嘴的小圆孔，布置方便，调整灵活，提高了设备可用性，系统布置起来灵活性很大；

（5）吹扫速度快，时间短，几乎去除了耗时的人工清洁；结构简单，性能可靠，故障率低，极易维护。

（6）由于垃圾焚烧产生的结焦具有粘结性强和腐蚀性强等特点，该在线水力清灰方法不仅能有效清理水冷壁的结焦，提高余热锅炉的热效率，还能防止水冷壁被结焦过度腐蚀，延长了设备的使用寿命。

附图说明

图1是本发明中行走机构与清洁件部分的结构示意图；

图2是本发明中预制管道与清洁喷嘴移动前后的结构示意图；

图3是实施例一中安装导轨与清洁件的布置方式示意图；

图4是实施例二中安装导轨与清洁件的布置方式示意图。

图中，101、安装导轨；102、行走机构；103、卷绕筒；104、软管；105、清洁喷嘴；106、加压水泵；107、进水截止阀；108、进水流量调节阀；109、止回阀；110、冷水管道；201、切断阀；202、预制管道；203、压缩空气管道；204、进口截止阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。

实施例一：

一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，如图1和图2所示，包括清洁件和若干阵列设置的预制管道202，清洁件上连接有用于驱动其横向移动的第一驱动件，且清洁件的移动路径经过各预制管道202正上方。

如图1所示，第一驱动件包括安装导轨101以及沿安装导轨101移动的行走机构102，清洁件连接于行走机构102下方。本实施例中，安装导轨101包括横梁以及焊接于横梁底部的底板，行走机构102包括四个抵接于底板上的行走轮，且横梁两侧分别对称设有两个行走轮，行走机构102可以是标准的电动小车，也可以是任意可沿适配导轨移动的移动机构，在此不做过多赘述。

如图1所示，清洁件包括专用清洁喷嘴105（可选柱状喷嘴或扇形喷嘴）以及第二驱动件，第二驱动件驱动清洁喷嘴105在预制管道202内上下移动；

第二驱动件包括卷绕筒103以及专用金属软管104，卷绕筒103通过电机驱动转动，软管104卷绕于卷绕筒103上，清洁喷嘴105连通于软管104一端，软管104另一端连通冷却水供应系统，软管104远离清洁喷嘴105一端可以卷绕于卷绕筒103外，也可以穿过卷绕筒外周壁后从其端部伸出，以避免该端软管卷绕于卷绕筒103外；

冷却水供应系统包括与软管104相连通的冷水管道110，冷水管道110外端连接有冷却水源，冷却水源引自除盐水或凝结水，冷水管道110上自冷却水源一侧依次设有加压水泵106、进水截止阀107、进水流量调节阀108和止回阀109，冷却水经加压水泵106加压后，出口水压为10bar，再通过进水流量调节阀108进行调节冷水流量，使清洁喷嘴105形成具有预设尺寸水滴和动量的水喷器，将喷射水流射向炉膛水冷壁；

整个工作以冷水为介质，通过加压泵将加压的水流射向炉膛水冷壁的焦块上，会产生很大的温度应力，使焦块产生龟裂，同时水流可以渗透到焦块的缝隙中，然后受热蒸发，由于汽化速度很快，相当于一个微型的爆炸，使焦块松动，最后借助水流的冲击力将焦块冲掉。清洁喷嘴105自炉顶下行至炉底，冷水流会覆盖水力吹灰装置范围内的全部标高的水冷壁，从而达到除去余热锅炉炉膛水冷壁的焦块，实现锅炉的长期安全、稳定运行。

如图2所示，预制管道202依次包括一体连接的顶部管道、中部管道与底部管道，顶部管道竖直连接于余热锅炉顶部，底部管道竖直向下设置并伸入余热锅炉烟道内，直至到达对应二、三烟道受热面为止；顶部管道上设有用于启闭的快速切断阀201；

中部管道与竖直方向上的夹角α≤30°，否则会造成专用清洁喷嘴105卡涩。

顶部管道顶部连通位于切断阀201下方的压缩空气管道203，压缩空气管道203外端连通至压缩空气气源，且压缩空气管道203上设有控制启闭的进口截止阀204（压缩空气进口电动截止阀），其压缩空气主要用于防止炉膛烟气外泄，且由于预制管道202较长，还可以起到冷却预制管道202的作用。

由于垃圾焚烧余热锅炉内的烟道通过前墙、前隔板、后隔板以及后墙依次分隔为竖直向上的第一烟道、向下的第二烟道与向上的第三烟道，第一烟道、第二烟道与第三烟道首尾相连形成蛇形通道，在第二烟道与第三烟道的下方设有漏渣口；为了便于将二、三烟道水冷壁吹扫干净，可在二、三烟道正上方分别设置安装导轨101，来分别进行清理；

本实施例采用单列布置法，如图3所示，该方法在垃圾焚烧余热锅炉顶部安装两道长条形钢结构轨道（两列预制管道202），同时分别配置连接两台水力清灰装置（清洁件），确保两台水力清灰装置在两道钢结构轨道的行程能覆盖垃圾焚烧余热锅炉炉顶所有的预开圆孔和预制管道202，以分别满足二、三烟道的清灰要求。

实施例二：

本实施例结构与实施例一大致相同，区别在于：

本实施例采用U形布置法，如图4所示，余热锅炉顶部连接有两列预制管道202，在余热锅炉顶部安装一条U形钢结构轨道（安装导轨101），配置连接一台水力清灰装置（清洁件），确保一台水力清灰装置在U形钢结构轨道的行程能覆盖垃圾焚烧余热锅炉顶部所有的预开圆孔和预制管道202，以依次满足二、三烟道清灰要求。

实施例一与实施例二相比，需多配置一台水力清灰装置，成本会有所增加，但是可以两台水力清灰装置同时工作，工作效率会高于实施例二，实际安装布置方式可根据现场需要进行选择。

上述两实施例仅以垃圾焚烧余热锅炉顶部两列开孔为例，针对开孔数量更多的余热锅炉，方法与上述类似，U形布置也可改为S形布置，本发明中不再赘述。

工作原理：

该水力吹灰装置安装于垃圾焚烧余热锅炉顶部，在垃圾焚烧余热锅炉炉顶对应位置开直径200mm的圆形小孔，在垃圾焚烧余热锅炉顶部开孔位置安装预制管道202及快速切断阀201，同时在顶部管道接入压缩空气管道203及进口截止阀204；

其可以实现从孔到孔之间的自动控制，对应炉膛区域需要清灰时驱动清洁件运动到对应开孔位置，即可投入使用，清扫完毕后自动回收装有专用清洁喷嘴105的专用金属软管104，整个水力吹灰装置自动运行至初始位置。

在清洁件投入运行时，快速切断阀201打开，同时进口截止阀204打开，安装有专用清洁喷嘴105的专用的金属软管104由预制管道202进入，按照预定路径到达余热锅炉受热面内，其中，快速切断阀201、进口截止阀204均接入DCS系统，自动控制开关；

专用清洁喷嘴105进入垃圾焚烧余热锅炉二、三烟道后，冷却水供应系统开始工作，冷却水经加压水泵106加压，由专用金属软管104到达专用清洁喷嘴105，将冷水流射向炉膛的水冷壁的焦块上，产生很大的温度应力，使焦块产生龟裂，并使焦块松动，最后再借助水流的冲击力将焦块冲掉。整个过程在专用清洁喷嘴105到达二、三烟道后自上而下进行，专用清洁喷嘴105的冷水流可以覆盖最大吹扫范围内的全部标高的水冷壁，从而除去对应炉膛水冷壁上的焦块，以满足清洁水冷壁的要求。

在吹扫结束、水压过低、专用清洁喷嘴105卡涩等非正常工作情况下，专用清洁喷嘴105被快速拉起，整个过程均可为自动或手动控制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，其特征在于：包括清洁件和若干预制管道（202），清洁件上连接有用于驱动其横向移动的第一驱动件，且清洁件的移动路径经过各预制管道（202）上方；所述预制管道（202）下端皆连通至锅炉烟道内，预制管道（202）上设有用于启闭的切断阀（201）；

所述清洁件包括清洁喷嘴（105）以及第二驱动件，第二驱动件驱动清洁喷嘴（105）在预制管道（202）内上下移动。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，其特征在于：所述第一驱动件包括安装导轨（101）以及沿安装导轨（101）移动的行走机构（102），清洁件连接于行走机构（102）下方。

3.根据权利要求1或2所述的一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，其特征在于：所述第二驱动件包括卷绕筒（103）以及软管（104），卷绕筒（103）通过电机驱动转动，软管（104）卷绕于卷绕筒（103）上，清洁喷嘴（105）连通于软管（104）一端，软管（104）另一端连通冷却水供应系统。

4.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，其特征在于：所述冷却水供应系统包括与软管（104）相连通的冷水管道（110），冷水管道（110）外端设有冷却水源，冷水管道（110）上设有加压水泵（106）以及进水截止阀（107）。

5.根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，其特征在于：所述冷水管道（110）上还设有进水流量调节阀（108）和止回阀（109），冷却水经加压水泵（106）加压后，通过进水流量调节阀（108）进行调节冷水流量，使清洁喷嘴（105）形成具有预设尺寸水滴和动量的水喷器，将喷射水流射向炉膛水冷壁。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，其特征在于：所述预制管道（202）顶部连通压缩空气管道（203），压缩空气管道（203）外端连通至压缩空气气源，且压缩空气管道（203）上设有控制启闭的进口截止阀（204）。

7.根据权利要求1或6所述的一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，其特征在于：所述预制管道（202）依次包括顶部管道、中部管道与底部管道，顶部管道竖直连接于余热锅炉顶部，底部管道竖直设置并伸入余热锅炉烟道内。

8.根据权利要求7所述的一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，其特征在于：所述中部管道与竖直方向上的夹角α≤30°。

9.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，其特征在于：余热锅炉顶部连接有两列预制管道（202），所述安装导轨（101）对应并列设有两个，且分别连接有对应的清洁件。

10.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧余热锅炉在线水力清灰系统，其特征在于：余热锅炉顶部连接有两列预制管道（202），所述安装导轨（101）设为对应的U形，清洁件连接于其上。

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