CN113587127A - 一种双向摆动清灰器及清灰方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种双向摆动清灰器及清灰方法，该清灰器包括主机架、移动小车、连接管、清灰喷管和喷管支撑轮；主机架沿X向分布的两侧面上均设置一导轨；导轨的上方设置一齿条；移动小车包括车本体，车本体的两侧设置滚轮，滚轮与对应的导轨配合；车本体的内部设置一驱动电机，驱动电机的输出轴连接一驱动齿轮，驱动齿轮与主机架上的齿条啮合；车本体的外底面上设置至少一轴承座和一转动电机，转动电机通过带轮传动机构驱动连接管摆动；连接管与轴承座中的轴承配合；清灰喷管与连接管的输出端连通；喷管支撑轮用于支撑清灰喷管。本发明可进行移动清灰和摆动清灰，同时移动清灰工序和摆动清灰工序单独进行，从而提高了清灰效果。

Description

一种双向摆动清灰器及清灰方法

技术领域

本发明属于工业加热炉和锅炉节能技术领域，尤其涉及一种双向摆动清灰器及清灰方法。

背景技术

生活垃圾焚烧发电厂由于生活垃圾灰分高、灰熔点低、工况的波动性大，其如锅炉结焦、积灰常有发生，影响发电效率。锅炉通过受热面换热进行烟气热量回收，由于生活垃圾中灰分较大，焚烧产生的飞灰会沾粘或累积在锅炉受热面上，阻碍了烟气与受热面的换热，从而降低了锅炉效率。生活垃圾余热锅炉的垂直烟道更容易产生结渣，生活垃圾余热锅炉的过热器与省煤器的管排上也易产生结渣或积灰，因此锅炉结焦、积灰一方面造成锅炉受热面吸热能力降低，降低了锅炉效率，另一方面造成锅炉垂直烟道整体烟气温度提升，加剧锅炉受热面腐蚀，易发生因爆管引起的停炉。

现有技术中存在以下缺陷：1）针对热锅炉的垂直烟道产生的结渣，现有的炉膛蒸汽吹灰器或者传统的水力吹灰器可以实现垃圾焚烧余热锅炉的清灰，但是由于生活垃圾焚烧余热锅炉垂直烟道较为狭长，上述技术吹灰区域无法覆盖全部的垂直烟道，吹灰效果有限；2）针对热锅炉过热器与省煤器的管排上结渣或积灰，一般采用长距离蒸汽清灰器与激波清灰器，但是由于长距离清灰器只通过一个电机带动喷嘴做螺旋前进运动，这种清灰方式存在无效清扫区域，清灰速度与灵活性较低；3）激波清灰器的喷嘴固定在锅炉内壁上，靠冲击波进行定点清灰，冲击波随着距离迅速衰减，清灰效果有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双向摆动清灰器及清灰方法，可进行移动清灰和摆动清灰，同时移动清灰工序和摆动清灰工序单独进行，从而提高了清灰效果。同时，该清灰装置适用于锅炉垂直烟道、热锅炉过热器及省煤器清扫，实用性强。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双向摆动清灰器，包括：

主机架，上部为一框架结构，所述主机架沿X向分布的两侧面上均设置一导轨；所述导轨沿Y向延伸；所述导轨的上方设置一齿条，所述齿条固定于所述主机架并沿Y向延伸；所述齿条的齿面朝下设置；

移动小车，包括车本体，所述车本体的两侧设置滚轮，所述滚轮与对应的导轨配合；所述车本体的内部设置一驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接一驱动齿轮，所述驱动齿轮与主机架上的齿条啮合；所述车本体的外底面上设置至少一轴承座和一转动电机，所述转动电机的输出轴连接一带轮传动机构的输入端，所述带轮传动机构的输出端为一从动带轮，所述从动齿轮与一连接管配合；所述连接管与所述轴承座中的轴承配合；所述连接管的输入端连通一进水管，所述连接管的输出端位于所述主机架的外部；所述连接管沿Y向延伸；

清灰喷管，通过一法兰与所述连接管的输出端连通；所述清灰喷管自所述主机架的下方延伸出所述主机架；所述清灰喷管的输出段开设喷嘴；

喷管支撑轮，用于支撑所述清灰喷管，固定于所述主机架且位于所述移动小车的下方；所述喷管支撑轮与所述清灰喷管接触。

优选地，所述带轮传动机构还包括一驱动带轮，所述驱动带轮通过一同步带与所述从动带轮连接。

优选地，所述同步带倾斜设置；所述从动带轮位于所述框架结构下方的中间位置。

优选地，所述轴承座的数量为2，所述转动电机、带轮传动机构均位于两个所述轴承座之间。

优选地，所述轴承为过调心轴承。

优选地，所述喷嘴的数量为2且对称设置。

一种清灰方法，基于权所述的双向摆动清灰器，包括：

启动驱动电机，驱动电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮沿齿条移动，移动小车的车体随驱动齿轮同步移动，车体底面的轴承座带动连接管同步移动，连接管带动清灰喷管同步移动，最后实现清灰喷管在锅炉烟道内伸缩；

启动转动电机，转动电机通过带轮传动机构，带动连接管摆动，连接管带动清灰喷管同步摆动且清灰喷管在喷管支撑轮上摆动，以实现清灰喷管在锅炉烟道内摆动。

优选地，还包括将清灰喷管伸入待清扫区域内，之后在进水管内通入清扫介质，清扫介质经连接管进入清灰喷管，最终由喷嘴向外喷出。

优选地，所述清扫介质为蒸汽、压缩空气、爆燃气或工业水。

优选地，所述待清扫区域为锅炉垂直烟道、锅炉过热器或锅炉省煤器。

与现有技术相比，本发明的优点为：

（1）本发明可进行移动清灰和摆动清灰，其吹灰区域可以实现对热锅炉垂直烟道全覆盖。此外，喷嘴可以深入狭长的锅炉垂直烟道内部，且接近积灰受热面。由此，提高了清灰效果。

（2）移动清灰工序和摆动清灰工序单独进行，两道工序互不干扰，因此可实时进行移动清灰工序和摆动清灰工序，不存在无效清扫区域，清灰效果好。

（3）只对需要清灰的受热面进行清扫，不存在无效清扫区域，提高了清灰效率。

（4）对锅炉受热面时采用不同清扫介质，针对锅炉垂直烟道采用清扫介质为工业水；对锅炉过热器，采用清扫介质为蒸汽或水；针对锅炉省煤器，灰介质为乙炔爆燃气体或者压缩空气。

附图说明

图1为本发明一实施例的双向摆动清灰器的侧视图；

图2为本发明一实施例的双向摆动清灰器的正视图；

图3为双向摆动清灰器沿锅炉烟道向前移动的状态图；

图4为双向摆动清灰器进行移动清灰的过程示意图；

图5为双向摆动清灰器进行摆动清灰的过程图。

其中，1-移动小车，2-滚轮， 3-驱动电机，4-驱动齿轮， 5-齿条 ，6-驱动电机支撑，7-导轨，8-主机架，9-轴承座，10-轴承，11-转动电机， 12-驱动带轮，13-从动带轮，14-同步带，15-连接管，16-清灰喷管，17-喷管支撑轮，18-进水管，19-喷嘴，20-锅炉烟道，21-位置1的清扫介质轮廓，22-位置2的清扫介质轮廓，23-初始清扫角度位置，24-转过一定角度的清扫角度位置。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

如图1~3所示，一种双向摆动清灰器，包括：主机架8、移动小车1、连接管15、清灰喷管16和喷管支撑轮17。

主机架8，用于安装移动小车1、用于驱动移动小车1的齿条5及供移动小车1移动的导轨7。具体的，主机架8的上部为一框架结构，主机架8沿X向分布的两侧面上均固定一导轨7；导轨7沿Y向延伸；导轨7的上方设置一齿条5，齿条5固定于主机架8并沿Y向延伸；齿条5的齿面朝下设置。

移动小车1，包括车本体和4个滚轮2。移动小车1用于安装供清灰喷管16移动、摆动的部件。

具体的，车本体的两侧（左侧和右侧）各设置2个滚轮2，左侧滚轮2与左侧的导轨7配合，左侧滚轮2与左侧的导轨7配合；车本体的内部设置一驱动电机支撑6，驱动电机支撑66上安装一用于驱动车本体沿导轨7移动的驱动电机3，驱动电机3的输出轴连接一驱动齿轮4，驱动齿轮4与主机架8上的齿条5啮合。驱动齿轮4和齿条5构成齿轮齿条机构。当驱动电机3转动时，可通过齿轮齿条5机构带动整个移动小车1，并通过滚轮2在轨道7方向上做前进或后退运动。其中，如图2所示，驱动齿轮4的顶部延伸出车本体，以顺利实现与齿条5啮合。

移动小车1的车本体的外底面上设置前后两个轴承座9。其中，轴承座9中安装调心轴承10轴承10，用于安装连接管15，连接管15可以实现转动。即连接管15与轴承座9中的轴承10配合。连接管15的输入端连通一进水管18，连接管15的输出端位于主机架8的外部；连接管15沿Y向延伸。

移动小车1的车本体的外底面上还固定一转动电机11。转动电机11作为驱动连接管15进行摆动的动力源。具体的，转动电机11的输出轴连接一带轮传动机构的输入端，带轮传动机构的输出端为一从动带轮13，从动齿轮与连接管15配合。在本实施例中，带轮传动机构还包括一驱动带轮12，驱动带轮12通过一同步带14与从动带轮13连接，将动力传递给从动带轮13。其中，同步带14倾斜设置；从动带轮13位于框架结构下方的中间位置。在本实施例中，转动电机11、带轮传动机构均位于两个轴承座9之间。

清灰喷管16，用于伸入待清扫区域内并外喷清扫介质。清灰喷管16通过法兰与连接管15的输出端连通；清灰喷管16自主机架8的下方延伸出主机架8；清灰喷管16的输出段开设喷嘴19，喷嘴19的数量为2且对称设置。由于清灰喷管16与连接管15固定成一体，因此通过转动电机11可最终带动清灰喷管16转动。

喷管支撑轮17，用于支撑清灰喷管16，固定于主机架8且位于移动小车1的下方；喷管支撑轮17与清灰喷管16接触。因此，通过喷管支撑轮17和法兰，在摆动清灰工序中将清灰喷管16进行限位，实现清灰喷管16与连接管15同步转动。

该双向摆动清灰器的工作原理：

S1、将清灰喷管16伸入待清扫区域内。在本实施例中，待清扫区域为锅炉垂直烟道。在本实施例以外的其他实施例中，还可以为锅炉过热器、锅炉省煤器。

其中，针对锅炉垂直烟道采用的清扫介质为工业水；对锅炉过热器，采用清扫介质为蒸汽或水；针对锅炉省煤器，灰介质为乙炔爆燃气体或者压缩空气。

S2、在进水管18内通入工业水，工业水经连接管15进入清灰喷管16，最终由喷嘴19向外喷出。

S3、启动驱动电机3，驱动电机3带动驱动齿轮4转动，驱动齿轮4沿齿条5移动，移动小车1的车体随驱动齿轮4同步移动，车体底面的轴承座9带动连接管15同步移动，连接管15带动清灰喷管16同步移动，最后实现清灰喷管16在锅炉烟道内伸缩；

启动转动电机11，转动电机11通过带轮传动机构，带动连接管15摆动，连接管15带动清灰喷管16同步摆动且清灰喷管16在喷管支撑轮17上摆动，以实现清灰喷管16在锅炉烟道内摆动。

如图4所示，为锅炉烟道俯视图。该双向摆动清灰器在移动清灰时，清灰喷管16伸入锅炉烟道20，开始对锅炉烟道20进行清扫；在位置1时，清灰喷管16的清扫正对方向（与其轴向方向呈90°），可实现锅炉烟道20内布置在此区域前、后、侧部的受热面清扫，清扫介质轮廓21；在位置2时，清灰喷管16的清扫正对方向与该轴向方向呈90°，可实现锅炉烟道20内布置在此区域前、后部的受热面清扫，清扫介质轮廓22，如图4所示。

如图5所示，为锅炉烟道侧视方向。该双向摆动清灰器在摆动清灰时，清灰喷管16可实现对锅炉烟道20内的滚动清扫，从初始清扫角度位置23变化为转过一定角度的清扫角度位置24，再回到初始清扫角度位置23，可周而往复。

综上，该双向摆动清灰器具有以下优点：

1）针对热锅炉的垂直烟道产生的结渣，现有的炉膛蒸汽吹灰器或者传统的水力吹灰器可以实现垃圾焚烧余热锅炉的清灰，但是由于生活垃圾焚烧余热锅炉垂直烟道较为狭长，上述技术吹灰区域无法覆盖全部的垂直烟道，吹灰效果有限。而本发明相对现有的炉膛蒸汽吹灰器或者传统的水力吹灰器，可以利用可伸缩、可旋转的清灰喷管，使清扫区域可覆盖到狭长的长方形锅炉烟道内部，达到更优的清灰效果，其吹灰区域可以实现针对生活垃圾焚烧余热锅炉垂直烟道全覆盖，提高了锅炉清灰灰效果；同时，利用双向喷射清扫介质进行受热面清扫，提高了清灰效率。

2）针对热锅炉过热器与省煤器的管排上结渣或积灰，一般采用长距离蒸汽清灰器与激波清灰器，但是由于长距离清灰器只通过一个电机带动喷嘴做螺旋前进运动，这种清灰方式存在无效清扫区域，清灰速度与灵活性较低；本发明的清灰喷管可做摆动动作，只对需要清灰的受热面进行清扫，灵活方便。

3）激波清灰器的喷嘴固定在锅炉内壁上，靠冲击波进行定点清灰，冲击波随着距离迅速衰减，清灰效果有限；本发明相对激波清灰器，喷嘴可以深入炉膛，接近省煤器上的积灰受热面，提高清灰效果。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双向摆动清灰器，其特征在于，包括：

主机架，上部为一框架结构，所述主机架沿X向分布的两侧面上均设置一导轨；所述导轨沿Y向延伸；所述导轨的上方设置一齿条，所述齿条固定于所述主机架并沿Y向延伸；所述齿条的齿面朝下设置；

移动小车，包括车本体，所述车本体的两侧设置滚轮，所述滚轮与对应的导轨配合；所述车本体的内部设置一驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接一驱动齿轮，所述驱动齿轮与主机架上的齿条啮合；所述车本体的外底面上设置至少一轴承座和一转动电机，所述转动电机的输出轴连接一带轮传动机构的输入端，所述带轮传动机构的输出端为一从动带轮，所述从动齿轮与一连接管配合；所述连接管与所述轴承座中的轴承配合；所述连接管的输入端连通一进水管，所述连接管的输出端位于所述主机架的外部；所述连接管沿Y向延伸；

清灰喷管，通过一法兰与所述连接管的输出端连通；所述清灰喷管自所述主机架的下方延伸出所述主机架；所述清灰喷管的输出段开设喷嘴；

喷管支撑轮，用于支撑所述清灰喷管，固定于所述主机架且位于所述移动小车的下方；所述喷管支撑轮与所述清灰喷管接触。

2.根据权利要求1所述的双向摆动清灰器，其特征在于，所述带轮传动机构还包括一驱动带轮，所述驱动带轮通过一同步带与所述从动带轮连接。

3.根据权利要求2所述的双向摆动清灰器，其特征在于，所述同步带倾斜设置；所述从动带轮位于所述框架结构下方的中间位置。

4.根据权利要求1所述的双向摆动清灰器，其特征在于，所述轴承座的数量为2，所述转动电机、带轮传动机构均位于两个所述轴承座之间。

5.根据权利要求1所述的双向摆动清灰器，其特征在于，所述轴承为过调心轴承。

6.根据权利要求1所述的双向摆动清灰器，其特征在于，所述喷嘴的数量为2且对称设置。

7.一种清灰方法，基于权利要求1~6之任一项所述的双向摆动清灰器，其特征在于，包括：

启动驱动电机，驱动电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮沿齿条移动，移动小车的车体随驱动齿轮同步移动，车体底面的轴承座带动连接管同步移动，连接管带动清灰喷管同步移动，最后实现清灰喷管在锅炉烟道内伸缩；

启动转动电机，转动电机通过带轮传动机构，带动连接管摆动，连接管带动清灰喷管同步摆动且清灰喷管在喷管支撑轮上摆动，以实现清灰喷管在锅炉烟道内摆动。

8.根据权利要求7所述的清灰方法，特征在于，还包括：首先将清灰喷管伸入待清扫区域内；之后在进水管内通入清扫介质，清扫介质经连接管进入清灰喷管，最终由喷嘴向外喷出。

9.根据权利7所述的清灰方法，其特征在于，所述清扫介质为蒸汽、压缩空气、爆燃气或工业水。

10.根据权利7所述的清灰方法，其特征在于，所述待清扫区域为锅炉垂直烟道、锅炉过热器或锅炉省煤器。

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