CN113701176B - 基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及吹灰器，具体地说，涉及基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统。其包括吹灰器壳体和设置在吹灰器壳体前侧的蒸汽喷管，所述蒸汽喷管的吹灰端开设有蒸汽喷孔，所述蒸汽喷管的外侧安装有喷管测温组件，喷管测温组件用于检测蒸汽喷管外侧的温度，所述吹灰器壳体的顶部设有水箱，吹灰器壳体内的顶部设有管外降温管道。本发明中通过设置的信号发射器向管外喷水电磁阀发出控制信号，控制其打开或关闭，通过通孔将减温水喷至蒸汽喷管外，利用减温水吸收蒸汽的热量，从而在实现吹灰器壳体温度高报警的同时进行喷水降温，解决了常规设计无法在吹灰器温度高报警的同时进行自动降温，从而导致吹灰器设备受高温影响发生损坏的问题。
Description
技术领域
本发明涉及吹灰器，具体地说，涉及基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统。
背景技术
燃煤锅炉是指燃料燃烧的煤，煤炭热量经转化后，产生蒸汽或者变成热水，燃烧过程中通常会积灰、结焦，而积灰、结焦将导致受热面传热系数降低，因此在燃烧过程中通常需要蒸汽吹灰器对积灰以及结焦颗粒进行清除。
中国专利公开号：CN213237567U公开了高效蒸汽吹灰器，包括转动管、蒸汽喷管和大齿轮，所述转动管一端过盈连接有所述蒸汽喷管，所述蒸汽喷管靠近所述转动管一端外环侧通过螺栓连接有所述大齿轮，所述蒸汽喷管远离所述转动管一端外环侧一体成型有蒸汽喷孔。环形喷嘴、蒸汽支管和环形喷孔的设置，使得蒸汽吹灰器在进行吹灰作业时，蒸汽喷管多通过旋转的蒸汽喷管和与蒸汽喷管垂直的蒸汽支管以及环形喷嘴进行吹灰作业；
中国专利公开号：CN206740268U公开了用于蒸汽吹灰器的温度报警系统，包括安装在蒸汽吹灰器中的测温热电偶，测温热电偶采集蒸汽吹灰器的温度数据通过无线温度变送器发送至控制终端，控制终端具有报警器，用于监测蒸汽吹灰器内部温度超出报警值时，发出报警信号，测得的温度数据传送至无线变送器，通过无线变送器发送到控制终端，供运行人员参考。
但现有技术中在报警后需要人工来维修才能阻止蒸汽的泄漏，而后降低温度，可是无法在报警的同时对蒸汽喷管外的温度进行及时降温。
发明内容
本发明的目的在于提供基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统，以解决上述背景技术中提出无法在报警的同时对蒸汽喷管外的温度进行及时降温的问题。
为实现上述目的，本发明提供了基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统，包括吹灰器壳体和设置在吹灰器壳体前侧的蒸汽喷管，所述蒸汽喷管的吹灰端开设有蒸汽喷孔，所述蒸汽喷管的外侧安装有喷管测温组件，喷管测温组件用于检测蒸汽喷管外侧的温度，所述吹灰器壳体的顶部设有水箱，水箱的顶部设有管外降温管道，管外降温管道靠近吹灰器壳体的一侧开设有多个通孔，且管外降温管道位于蒸汽喷管的外部并沿蒸汽喷管的长度方向设置有多个，多个所述管外降温管道之间设有管外连接管，管外连接管的顶部设有管外减温水出水管，管外减温水出水管贯穿吹灰器壳体顶壁与水箱底壁通过法兰密封连接；
所述吹灰器壳体的顶部还设有控制器，控制器的顶部设有信号接收器和设置在信号接收器一侧的信号发射器，所述管外减温水出水管的出水端设有管外喷水电磁阀，其中：
信号接收器用于接收喷管测温组件发出检测的温度数据信号；
信号发射器用于向管外喷水电磁阀发出控制信号以及向报警器发出报警信号，并通过管外喷水电磁阀控制管外减温水出水管进行喷水降温。
作为本技术方案的进一步改进，所述喷管测温组件包括喷管前端温度传感器、喷管中端温度传感器和喷管后端温度传感器，所述喷管前端温度传感器安装在蒸汽喷管靠近吹灰的一侧，所述喷管中端温度传感器安装在蒸汽喷管的中间位置，喷管后端温度传感器安装在蒸汽喷管的后侧，且喷管前端温度传感器、喷管中端温度传感器和喷管后端温度传感器均与信号接收器建立数据交互网络，以传输检测的喷管测温组件周围温度数据信号。
作为本技术方案的进一步改进，所述吹灰器壳体的外侧壁的四个拐角处设有外侧温度传感器，吹灰器壳体内侧壁的四个拐角处设有内侧温度传感器，内侧温度传感器和外侧温度传感器均与信号接收器建立数据交互网络，以传输对应吹灰器壳体内侧和外侧检测的温度数据信号。
作为本技术方案的进一步改进，所述水箱的底部还设有壳内降温管道，壳内降温管道与水箱之间设有壳内减温水出水管，壳内减温水出水管的出水端设有壳内喷水电磁阀，用于控制壳内减温水出水管进行喷水降温，且壳内降温管道的外壁上安装有多组喷头，所述壳内降温管道为方形结构，设置在吹灰器壳体内的顶部。
作为本技术方案的进一步改进，所述喷头在一组内设置有四个，四个喷头的喷水的方向依次为：朝向壳内降温管道的内侧、朝向壳内降温管道的底部、朝向壳内降温管道的外侧和朝向壳内降温管道的顶部。
作为本技术方案的进一步改进，所述蒸汽喷管的外部设有集温管，喷管前端温度传感器、喷管中端温度传感器和喷管后端温度传感器固定连接在蒸汽喷管的顶壁上，用于检测集温管内的温度。
作为本技术方案的进一步改进，所述管外降温管道为半圆形结构。
作为本技术方案的进一步改进，所述控制器内还有温度阈值设置单元，具体的包括管外阈值设定模块和壳内阈值设定模块；管外阈值设定模块用于设定蒸汽喷管外的温度阈值；壳内阈值设定模块用于设定吹灰器壳体内的温度阈值。
作为本技术方案的进一步改进，所述报警器安装在吹灰器壳体的外部，用于接收报警信号，并作出报警指示。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统中，通过设置的信号发射器向管外喷水电磁阀发出控制信号，控制其打开或关闭，通过通孔将减温水喷至蒸汽喷管外，利用减温水吸收蒸汽的热量，从而在实现吹灰器壳体温度高报警的同时进行喷水降温，解决了常规设计无法在吹灰器温度高报警的同时进行自动降温，从而导致吹灰器设备受高温影响发生损坏的问题。
2、该基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统中，综合管前端温度传感器、喷管中端温度传感器和喷管后端温度传感器检测的三个数据取平均值得出最后传输温度数据，以提高蒸汽喷管外温度测量的准确性。
3、该基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统中，通过集温管对吹灰器壳体内温度进行隔离，降低吹灰器壳体内温度对蒸汽喷管外温度的影响，进一步提高蒸汽喷管外温度测量的准确性。
4、该基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统中，水箱内的水经过壳内减温水出水管进入壳内降温管道，并通过喷头喷出，以对吹灰器壳体内进行降温。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的蒸汽喷管结构示意图；
图3为本发明的吹灰器壳体结构透视图；
图4为本发明的水箱和壳内降温管道结构示意图；
图5为本发明的吹灰器壳体内部结构示意图；
图6为本发明的管外降温管道结构示意图；
图7为本发明的控制器结构示意图；
图8为本发明的喷头安装结构示意图；
图9为本发明的系统模块原理框图。
图中各个标号意义为：
100、吹灰器壳体；110、内侧温度传感器；120、外侧温度传感器；130、处理箱；
200、蒸汽喷管；210、集温管；220、喷管测温组件；221、喷管前端温度传感器；222、喷管中端温度传感器；223、喷管后端温度传感器；
300、水箱；310、壳内降温管道；311、壳内减温水出水管；312、壳内喷水电磁阀；313、喷头；320、管外降温管道；321、管外连接管；322、管外减温水出水管；323、管外喷水电磁阀；
400、控制器；410、信号接收器；420、信号发射器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1
请参阅图1和图2所示，本实施例目的在于，提供了基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统，包括吹灰器壳体100和设置在吹灰器壳体100前侧的蒸汽喷管200，蒸汽喷管200的吹灰端开设有蒸汽喷孔，蒸汽喷管200的外侧安装有喷管测温组件220，喷管测温组件220用于检测蒸汽喷管200外侧的温度，吹灰器壳体100的顶部设有水箱300，水箱300与外界的消防水管道连通，并且压力始终维持在0.8-1.0MPa，以保证有足够的水源进行降温，请参阅图5和图6所示，吹灰器壳体100内的顶部设有管外降温管道320，管外降温管道320靠近蒸汽喷管200的一侧开设有多个通孔，且管外降温管道320位于蒸汽喷管200的外部并沿蒸汽喷管200的长度方向设置有多个，多个管外降温管道320之间设有管外连接管321，管外连接管321的顶部设有管外减温水出水管322，管外减温水出水管322贯穿吹灰器壳体100顶壁与水箱300底壁通过法兰密封连接。
本实施例中的蒸汽吹灰器工作原理：蒸汽吹灰器借助飞轮机构实现吹灰，当配气阀瞬间打开时，蒸汽通过配气阀到达飞轮机构，当飞轮上的蒸汽压力驱动时，飞轮转动，将飞轮的反复运动变成了飞轮的转动，因飞轮装在空心轴上，空心轴作360°间隙转动，同时蒸汽通过蒸汽喷管200上的蒸汽喷孔喷出，吹扫燃煤锅炉内的积灰面，当蒸汽压力泄放掉时，飞轮回复原位。
实施例2
为了对蒸汽喷管200外的温度进行预警，本实施例与实施例1不同的是，请参阅图7所示，具体的：吹灰器壳体100的顶部还设有控制器400，控制器400的顶部设有信号接收器410和设置在信号接收器410一侧的信号发射器420，管外减温水出水管322的出水端设有管外喷水电磁阀323，其中：
信号接收器410用于接收喷管测温组件220发出检测的温度数据信号；
信号发射器420用于向管外喷水电磁阀323发出控制信号以及向报警器发出报警信号，并通过管外喷水电磁阀323控制管外减温水出水管322进行喷水降温。
进一步的，控制器400内还有温度阈值设置单元，具体的包括管外阈值设定模块，管外阈值设定模块用于设定蒸汽喷管200外的温度阈值。
再进一步的，报警器安装在吹灰器壳体100的外部，用于接收报警信号，并作出报警指示(报警指示包括声音或者灯光)。
本实施例在使用过程中，请参阅图9所示，喷管测温组件220实时对蒸汽喷管200外的温度进行检测，此时喷管测温组件220将测得的温度传输至信号接收器410，然后信号接收器410将温度数据发送至控制端，而后控制器400判断该温度数据是否达到管外阈值设定模块设定的温度阈值，若达到了则判定蒸汽喷管200发生泄漏，此时通过信号发射器420向报警器发出报警信号，报警器作出报警指示(报警指示包括声音或者灯光)，以提醒工作人员发生泄漏，及时进行维修，与此同时，信号发射器420还向管外喷水电磁阀323发出控制信号，控制其打开，管外喷水电磁阀323打开后，水箱300内的水由管外减温水出水管322流入管外连接管321，管外连接管321内的水再流入管外降温管道320，通过通孔喷至蒸汽喷管200外，以吸收蒸汽的热量，起到降温的目的，解决了无法在报警的同时进行降温，导致设备受高温影响发生损坏的问题，且管外降温管道320为半圆形结构，以适应蒸汽喷管200的形状，提高降温效率；
待温度降低至设定的温度阈值时，信号发射器420再向管外喷水电磁阀323发出控制信号，控制其闭合。
值得说明的是，喷水电磁阀的控制原理如下：
喷水电磁阀接收控制信号进行通电，此时喷水电磁阀内电磁线圈产生的电磁力把喷水电磁阀内的先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件移动，阀门打开；
待温度降低至设定的温度阈值时，信号发射器420再发出控制信号，此时进行断电，然后电磁力消失，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速进入上腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。
另外，为了便于对喷水减温后残余水后期进行处理，吹灰器壳体100底部设有处理箱130，处理箱130与吹灰器壳体100连通，用于对其内部的残余水进行收集，并通过连接的废水管道排入废水池内，从而便于后期进行清理。
实施例3
为了提高蒸汽喷管200外温度测量的准确性，本实施例与实施例2不同的是，请参阅图2所示，其中：
喷管测温组件220包括喷管前端温度传感器221、喷管中端温度传感器222和喷管后端温度传感器223，喷管前端温度传感器221安装在蒸汽喷管200靠近吹灰的一侧，喷管中端温度传感器222安装在蒸汽喷管200的中间位置，喷管后端温度传感器223安装在蒸汽喷管200的后侧，且喷管前端温度传感器221、喷管中端温度传感器222和喷管后端温度传感器223均与信号接收器410建立数据交互网络，以传输检测的喷管测温组件220周围温度数据信号，从而通过喷管前端温度传感器221、喷管中端温度传感器222和喷管后端温度传感器223提高对蒸汽喷管200外温度检测的面积，并综合管前端温度传感器221、喷管中端温度传感器222和喷管后端温度传感器223检测的三个数据取平均值得出最后传输温度数据，以提高蒸汽喷管200外温度测量的准确性。
具体的，蒸汽喷管200的外部设有集温管210，喷管前端温度传感器221、喷管中端温度传感器222和喷管后端温度传感器223固定连接在蒸汽喷管200的顶壁上，用于检测集温管210内的温度，从而通过集温管210对吹灰器壳体100内温度进行隔离，降低吹灰器壳体100内温度对蒸汽喷管200外温度的影响，进一步提高蒸汽喷管200外温度测量的准确性。
进一步的，请参阅图3所示，吹灰器壳体100的外侧壁的四个拐角处设有外侧温度传感器120，吹灰器壳体100内侧壁的四个拐角处设有内侧温度传感器110，通过外侧温度传感器120和内侧温度传感器110对外界温度和吹灰器壳体100内温度进行检测，再将外界温度和吹灰器壳体100内温度与最后传输温度数据进行结合，以降低外界温度和吹灰器壳体100内温度对蒸汽喷管200外温度的影响，具体的计算公式如下：
其中，Q为综合传输温度数据；TW为外界温度；TN为吹灰器壳体内温度；TG为最后传输温度数据(即：综合管前端温度传感器221、喷管中端温度传感器222和喷管后端温度传感器223检测的三个数据取平均值得出的最后传输温度数据)；σ为导热系数；b为吹灰器壳体和集温管的厚度。
值得说明的是，分母中的“2”是为了取TW+TN的平均值。
实施例4
为了提高降温的效率，本实施例在实施例3的基础上进行改进，请参阅图4所示，其中：水箱300的底部还设有壳内降温管道310，壳内降温管道310与水箱300之间设有壳内减温水出水管311，壳内减温水出水管311的出水端设有壳内喷水电磁阀312，用于控制壳内减温水出水管311进行喷水降温，且壳内降温管道310的外壁上安装有多组喷头313。
具体的，内侧温度传感器110和外侧温度传感器120均与信号接收器410建立数据交互网络，以传输对应吹灰器壳体100内侧和外侧检测的温度数据信号。
此外，壳内降温管道310为方形结构，设置在吹灰器壳体100内的顶部。
除此之外，控制器400内还有温度阈值设置单元，具体的包括壳内阈值设定模块，壳内阈值设定模块用于设定吹灰器壳体100内的温度阈值。
本实施例在工作时，内侧温度传感器110对吹灰器壳体100内的温度进行实时检测，当检测的温度超过壳内阈值设定模块设定的温度阈值时，信号接收器410接收温度预警信号，并通过信号发射器420将预警信号发送至控制器400，控制器400再通过信号发射器420将控制信号发送至壳内喷水电磁阀312，控制其打开，然后水箱300内的水经过壳内减温水出水管311进入壳内降温管道310，并通过喷头313喷出，以对吹灰器壳体100内进行降温，同时报警器发出报警指示(报警指示包括声音或者灯光)，待温度降低至设定的温度阈值时，信号发射器420再向壳内喷水电磁阀312发出控制信号，313的喷水的方向依次为：朝向壳内降温管道310的内侧、朝向壳内降温管道310的底部、朝向壳内降温管道310的外侧和朝向壳内降温管道310的顶部，以提高喷头313喷洒水的范围，提高降温效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统，包括吹灰器壳体(100)和设置在吹灰器壳体(100)前侧的蒸汽喷管(200)，所述蒸汽喷管(200)的吹灰端开设有蒸汽喷孔，所述蒸汽喷管(200)的外侧安装有喷管测温组件(220)，喷管测温组件(220)用于检测蒸汽喷管(200)外侧的温度，其特征在于：所述吹灰器壳体(100)的顶部设有水箱(300)，所述吹灰器壳体(100)内的顶部设有管外降温管道(320)，所述管外降温管道(320)靠近蒸汽喷管(200)的一侧开设有多个通孔，且管外降温管道(320)位于蒸汽喷管(200)的外部并沿蒸汽喷管(200)的长度方向设置有多个，多个所述管外降温管道(320)之间设有管外连接管(321)，管外连接管(321)的顶部设有管外减温水出水管(322)，管外减温水出水管(322)贯穿吹灰器壳体(100)顶壁与水箱(300)底壁通过法兰密封连接；所述吹灰器壳体(100)的顶部还设有控制器(400)，控制器(400)的顶部设有信号接收器(410)和设置在信号接收器(410)一侧的信号发射器(420)，所述管外减温水出水管(322)的出水端设有管外喷水电磁阀(323)，其中：信号接收器(410)用于接收喷管测温组件(220)发出检测的温度数据信号；信号发射器(420)用于向管外喷水电磁阀(323)发出控制信号以及向报警器发出报警信号，并通过管外喷水电磁阀(323)控制管外减温水出水管(322)进行喷水降温；
所述喷管测温组件(220)包括喷管前端温度传感器(221)、喷管中端温度传感器(222)和喷管后端温度传感器(223)，所述喷管前端温度传感器(221)安装在蒸汽喷管(200)靠近吹灰器头部的一侧，所述喷管中端温度传感器(222)安装在蒸汽喷管(200)的中间位置，喷管后端温度传感器(223)安装在蒸汽喷管(200)的后侧，且喷管前端温度传感器(221)、喷管中端温度传感器(222)和喷管后端温度传感器(223)均与信号接收器(410)建立数据交互网络，以传输检测的喷管测温组件(220)周围温度数据信号；
所述吹灰器壳体(100)的外侧壁的四个拐角处设有外侧温度传感器(120)，吹灰器壳体(100)内侧壁的四个拐角处设有内侧温度传感器(110)，内侧温度传感器(110)和外侧温度传感器(120)均与信号接收器(410)建立数据交互网络，以传输对应吹灰器壳体(100)内侧和外侧检测的温度数据信号；
所述水箱(300)的底部还设有壳内降温管道(310)，壳内降温管道(310)与水箱(300)之间设有壳内减温水出水管(311)，壳内减温水出水管(311)的出水端设有壳内喷水电磁阀(312)，用于控制壳内减温水出水管(311)进行喷水降温，且壳内降温管道(310)的外壁上安装有多组喷头(313)。
2.根据权利要求1所述的基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统，其特征在于：所述壳内降温管道(310)设置在吹灰器壳体(100)内的顶部。
3.根据权利要求1所述的基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统，其特征在于：所述喷头(313)在一组内设置有四个，四个喷头(313)的喷水的方向依次为：朝向壳内降温管道(310)的内侧、朝向壳内降温管道(310)的底部、朝向壳内降温管道(310)的外侧和朝向壳内降温管道(310)的顶部。
4.根据权利要求1所述的基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统，其特征在于：所述蒸汽喷管(200)的外部设有集温管(210)，喷管前端温度传感器(221)、喷管中端温度传感器(222)和喷管后端温度传感器(223)固定连接在蒸汽喷管(200)的顶壁上，用于检测集温管(210)内的温度。
5.根据权利要求1所述的基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统，其特征在于：所述管外降温管道(320)为半圆形结构。
6.根据权利要求2所述的基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统，其特征在于：所述控制器(400)内还有温度阈值设置单元，具体的包括管外阈值设定模块和壳内阈值设定模块；管外阈值设定模块用于设定蒸汽喷管(200)外的温度阈值；壳内阈值设定模块用于设定吹灰器壳体(100)内的温度阈值。
7.根据权利要求1所述的基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统，其特征在于：所述报警器安装在吹灰器壳体(100)的外部，用于接收报警信号，并作出报警指示，温度报警后，自动将进汽阀关闭，喷水降温开启。
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