CN115069693A - 一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统及使用方法，该系统包括：自动排水稳压罐，为下游吹扫用气保压；吹扫总管路，其与各个声学测温元件之间设微压吹扫支路和定期吹扫支路，定期吹扫支路的吹扫压力和气量均较微压吹扫支路高。本发明的微压吹扫支路上安装调压阀调节支路和手动阀调节支路，调压阀调节支路装有微压吹扫支路调压阀，手动阀调节支路装有微压吹扫支路手动阀，定期吹扫支路上设定期吹扫支路手动阀和定期吹扫支路电磁阀，通过手动阀、电磁阀的通断实现定期定量吹扫，能及时吹走声波导管内积灰，能根据吹扫后压力回落的速度判断测孔内部是否通畅，及时调整声学测温元件的定期吹扫时间，智能化水平高，防堵吹扫效果良好。

Description

一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统及使用方法

技术领域

本发明属于声学测温技术领域，具体涉及一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统及使用方法。

背景技术

目前燃煤锅炉大多仍采用高温探针热电偶等接触式测温方法测量炉膛内高温烟气温度，随着声学测温技术的发展，目前已有部分燃煤锅炉应用声学测温设备测量炉膛内高温烟气温度。

由于燃煤锅炉的燃料为动力煤，炉膛内烟气含灰量较高，灰尘若进入声学测温设备的测量元件内可能导致测量元件损坏，测孔长期积灰还容易导致声学测温孔堵塞，当炉内火焰偏斜还可能发生结焦堵灰或局部高温导致元件损坏的情况，为了声学测温设备长周期稳定运行，需要同步布置防堵吹扫系统。

如果在每个声学测温元件处常通仪用压缩空气吹扫防堵，流量设置不合理会造成大量能源浪费或影响防堵效果。当电厂上游仪用空压机出现除水故障时，仪用空气带水可能损坏声学测温元件。当上游气源压力不稳定时，防堵吹扫效果还可能受到影响。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统及使用方法。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统，包括：

自动排水稳压罐，所述自动排水稳压罐包括稳压罐及与其相连通的自动排水阀，所述稳压罐内充满压缩空气，为下游吹扫用气保压；

吹扫总管路，所述吹扫总管路上游接稳压罐，下游接至各个声学测温元件处，所述稳压罐与吹扫总管路之间设置总管路手动阀，吹扫总管路与各个声学测温元件之间设置有微压吹扫支路和定期吹扫支路，定期吹扫支路的吹扫压力和气量均较微压吹扫支路高；

正常运行时，总管路手动阀打开，稳压罐内的压缩空气经吹扫总管路到达各声学测温元件处，途中分别接至各微压吹扫支路和定期吹扫支路实现吹扫，通过控制微压吹扫支路上的气量保持声学测温元件的声波导管内静压为微正压。

进一步的，所述稳压罐的进气口设置在罐体中下部，其出气口设置在罐体上部，电厂提供的仪用压缩空气经金属管道接至稳压罐，当仪用压缩空气含水时，水分将留在稳压罐中下部并通过自动排水阀排出稳压罐，不会进入下游吹扫管路。

进一步的，所述微压吹扫支路上安装有调压阀调节支路和手动阀调节支路，所述调压阀调节支路和手动阀调节支路的下游均接至声学测温元件的声波导管处。

进一步的，所述调压阀调节支路装有微压吹扫支路调压阀，通过调整微压吹扫支路调压阀和观察压力表数值，将调压阀调节支路气量设定为较小流量，保持声波导管内静压为微正压，防止炉膛内局部微正压时烟气中的灰尘进入声波导管。

进一步的，所述手动阀调节支路装有微压吹扫支路手动阀，用于现场人工吹扫，当出现明确堵塞时加大吹扫气量，及时吹走声波导管内积灰。

进一步的，所述定期吹扫支路上顺序设置有定期吹扫支路手动阀和定期吹扫支路电磁阀，所述定期吹扫支路电磁阀下游接至声学测温元件的声波导管处，定期吹扫支路中的压缩空气依次经定期吹扫支路手动阀和定期吹扫支路电磁阀后进入声波导管中，通过定期吹扫支路手动阀手动调节定期吹扫支路的出气量。

进一步的，所述定期吹扫支路电磁阀通过定期吹扫支路电磁阀线路连接至吹扫控制器。

进一步的，所述声波导管上安装有压力传感器，所述压力传感器通过声波导管内压力传感器线路连接至吹扫控制器。

进一步的，所述声波导管包括元件连接法兰、声波导管腔体、微风量正压隔绝风道内部腔体、旋流吹扫风道和管座连接法兰，所述声波导管腔体一端设置元件连接法兰，元件连接法兰用于连接固定声学测温元件，声波导管腔体相对的另一端设置管座连接法兰，声波导管腔体整体呈90°圆弧形弯头结构，声波导管腔体另一端设置微风量正压隔绝风道内部腔体、若干个旋流吹扫风道和若干个微风量正压隔绝风道入口，声波导管腔体内部与旋流吹扫风道相连通，微风量正压隔绝风道入口与微风量正压隔绝风道内部腔体相连通，微风量正压隔绝风道内部腔体上开设微风量正压隔绝风道出风口，微风量正压隔绝风道出风口与设置于声波导管腔体内部的声波导管内部空腔相连通，压缩空气从旋流吹扫风道沿圆周方向切向进入声波导管腔体内部，吹扫风经过旋流吹扫风道形成旋流吹扫风，少量压缩空气经过微风量正压隔绝风道入口进入微风量正压隔绝风道内部腔体内，再经由微风量正压隔绝风道出风口进入声波导管内部空腔内，在声波导管内部头部形成刚性风幕，保持声波导管头部微正压。

一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统的使用方法，包括以下步骤：

正常运行时，总管路手动阀、定期吹扫支路电磁阀、定期吹扫支路手动阀、微压吹扫支路手动阀、微压吹扫支路调压阀打开，稳压罐内的压缩空气经吹扫总管路到达各声学测温元件处；

需要吹扫时，通过吹扫控制器设置吹扫程序，通过定期吹扫支路手动阀手动调节定期吹扫支路的出气量，调节完毕后日常运行时无需调整，根据声学测温元件的测量顺序，在测量间隔时间内，吹扫控制器按照吹扫程序控制定期吹扫支路电磁阀的通断，实现定期吹扫支路对与其连通的声波导管的吹扫，通过调整微压吹扫支路调压阀和观察压力数值，将调压阀调节支路气量设定为较小流量，保持声波导管内静压为微正压，防止炉膛内局部微正压时烟气中的灰尘进入声波导管，通过微压吹扫支路手动阀进行现场人工吹扫，当出现明确堵塞时加大吹扫气量，及时吹走声波导管内积灰，同时，吹扫控制器接收声波导管内的压力传感器检测的参数，根据吹扫后压力回落的速度，判断测孔内部是否通畅，当某个声学测温元件传压管内压力回落速度变慢时将增加该声学测温元件下次定期吹扫时间，以保持测孔通畅。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开了一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统及使用方法，该系统包括：自动排水稳压罐，自动排水稳压罐包括稳压罐及与其相连通的自动排水阀，所述稳压罐内充满压缩空气，为下游吹扫用气保压；吹扫总管路，所述吹扫总管路上游接稳压罐，下游接至各个声学测温元件处，所述稳压罐与吹扫总管路之间设置总管路手动阀，吹扫总管路与各个声学测温元件之间设置有微压吹扫支路和定期吹扫支路，定期吹扫支路的吹扫压力和气量均较微压吹扫支路高；正常运行时，总管路手动阀打开，稳压罐内的压缩空气经吹扫总管路到达各声学测温元件处，途中分别接至各微压吹扫支路和定期吹扫支路，通过控制微压吹扫支路上的气量保持声学测温元件的声波导管内静压为微正压。本发明提供的燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统及使用方法，通过微压吹扫支路和定期吹扫支路实现吹扫，微压吹扫支路上安装有调压阀调节支路和手动阀调节支路，调压阀调节支路装有微压吹扫支路调压阀，手动阀调节支路装有微压吹扫支路手动阀，定期吹扫支路上设置有定期吹扫支路手动阀和定期吹扫支路电磁阀，通过手动阀、电磁阀的通断控制实现定期定量吹扫，能够及时吹走声波导管内积灰，且能够根据吹扫后压力回落的速度，判断测孔内部是否通畅，及时调整声学测温元件的定期吹扫时间，确保测孔通畅，智能化水平高，吹扫效率高，可达到满意的防堵吹扫效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的吹扫支路布置示意图；

图3为本发明的声波导管的立体结构示意图；

图4为本发明的声波导管的内部结构剖视图；

图5为本发明图4中的剖视图；其中，图a为本发明图4中A-A剖视图；图b为本发明图4中B-B剖视图；图c为本发明图4中C-C剖视图。

具体实施方式

下面对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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装置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。

如图1-5所示，一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统，包括：

自动排水稳压罐，该自动排水稳压罐包括稳压罐1和自动排水阀2，电厂提供的仪用压缩空气经金属管道接至稳压罐1，稳压罐1内充满压缩空气后将保持恒定高压力，为下游吹扫用气保压，稳压罐1的进气口设置在罐体中下部，其出气口设置在罐体上部，当仪用压缩空气含水时，水分将留在稳压罐1中下部，达到一定量将通过自动排水阀2排出稳压罐1，不会进入下游吹扫管路；

吹扫总管路4，其为由金属管道焊接构成的压缩空气输送管路，上游接稳压罐1，下游接至各个声学测温元件处，吹扫总管路末端采用三通管道转换为两个支路，分别为微压吹扫支路5和定期吹扫支路6，稳压罐1与吹扫总管路4之间设置总管路手动阀3，总管路手动阀3在机组停机降温后可手动关闭，进而关闭供气管路，减少不必要的耗气，正常运行时，总管路手动阀3打开，稳压罐1内的压缩空气经吹扫总管路4到达各声学测温元件处，途中经三通管道分别接至各微压吹扫支路5和定期吹扫支路6。

作为具体的一种实施方式，微压吹扫支路5上安装有调压阀调节支路和手动阀调节支路，下游均接至声学测温元件的声波导管7(声学测温传声装置)处。其中，调压阀调节支路装有微压吹扫支路调压阀14，通过调整微压吹扫支路调压阀14和观察压力表数值，将调压阀调节支路气量设定为较小流量，目的是通过较小的耗气量保持声波导管7内静压为微正压，防止炉膛内局部微正压时烟气中的灰尘进入声波导管7。手动阀调节支路装有微压吹扫支路手动阀13，用于现场人工吹扫，当出现明确堵塞时加大吹扫气量，及时吹走声波导管7内积灰。

定期吹扫支路6上设置有定期吹扫支路手动阀12和定期吹扫支路电磁阀11，定期吹扫支路电磁阀11下游接至声学测温元件的声波导管7处，定期吹扫支路6中的压缩空气依次经定期吹扫支路手动阀12和定期吹扫支路电磁阀11后进入声波导管7中。根据压缩空气压力参数调整定期吹扫支路手动阀12到合适的开度以满足单次吹扫的压力要求，通过定期吹扫支路电磁阀11控制单次吹扫的开始和结束。定期吹扫支路手动阀12用来手动调节定期吹扫支路6的出气量，调节完毕后日常运行时无需调整。定期吹扫支路电磁阀11 通过定期吹扫支路电磁阀线路8连接至吹扫控制器10。定期吹扫支路6的吹扫压力和气量均较微压吹扫支路5高，定期吹扫的目的是防止测孔内部被积灰或焦块堵住。

声波导管7上安装有压力传感器，可以测量声波导管7内部静压参数，通过声波导管内压力传感器线路9连接至吹扫控制器10。

吹扫控制器10为写入程序的PLC，通过内置吹扫程序，通过吹扫控制器10负责完成定期吹扫设定，通过内置吹扫程序，控制控制定期吹扫支路电磁阀11的通断，实现定期吹扫。根据声学测温设备的测量顺序，在测量间隔时间内控制定期吹扫支路6对声波导管7 逐个进行吹扫。根据声学测温设备的测量顺序，在测量间隔时间内控制定期吹扫支路对声波导管逐个进行吹扫。同时，吹扫控制器10接入声波导管7内的压力传感器参数，根据吹扫后压力回落的速度，判断测孔内部是否通畅，当某个测温元件传压管内压力回落速度变慢时(即开始出现局部堵塞)将增加该测温元件下次定期吹扫时间，以保持测孔通畅。

作为具体的一种实施方式，声波导管7包括元件连接法兰71、声波导管腔体72、旋流吹扫风道74和管座连接法兰75等，其中，声波导管腔体72一端设置元件连接法兰71，元件连接法兰71用于连接固定声学测温元件(发声元件或收声元件)，声波导管腔体72 相对的另一端设置管座连接法兰75，管座连接法兰75用于将声波导管整体连接固定在水冷壁上的测温管座上，声波导管腔体72整体呈90°圆弧形弯头结构，声学测温一次元件竖直朝下安装，声波导管腔体72内灰尘受自重影响不易进入声学测温一次元件内部。

作为具体的一种实施方式，声波导管腔体72上在圆弧形弯头末端的水平段间隔设置若干个旋流吹扫风道74，优选沿圆周方向切向均匀设置四个旋流吹扫风道74，共4个进风口，旋流吹扫风道74一端倾斜式插入至声波导管腔体72内，旋流吹扫风道74另一端伸出声波导管腔体72，用于连接旋流吹扫空气管路，压缩空气从旋流吹扫风道74沿圆周方向切向进入声波导管腔体72内部，吹扫风经过旋流吹扫风道74形成旋流吹扫风，与常规直吹式吹扫风相比，吹扫扰动大，吹扫风沿着声波导管腔体72内壁旋流向前，可以更好地将声波导管腔体72内壁面灰尘带出。

声波导管腔体72靠近管座连接法兰75的右端水平段末端外部同心套设一钢管710，该钢管710与声波导管腔体72之间的环状空间即为微风量正压隔绝风道内部腔体77，微风量正压隔绝风道内部腔体77由若干个平行于声波导管腔体72设置的加强筋709分隔为若干个独立区域，加强筋709用于维持微风量正压隔绝风道内部腔体77内部空间，防止变形.

声波导管腔体72和钢管710上倾斜式设置若干个微风量正压隔绝风道入口73，微风量正压隔绝风道内部腔体77末端开设狭缝式微风量正压隔绝风道出风口76，声波导管腔体72内部形成声波导管内部空腔78，微风量正压隔绝风道入口73一端伸出声波导管腔体72和钢管710，微风量正压隔绝风道入口73相对的另一端与微风量正压隔绝风道内部腔体77相连通再经由微风量正压隔绝风道出风口76连通声波导管内部空腔78，压缩空气经过微风量正压隔绝风道入口73进入微风量正压隔绝风道内部腔体77内，再经由微风量正压隔绝风道出风口76进入声波导管内部空腔78内，在声波导管内部形成刚性风幕，射出的环形气流在声波导管内部空腔78靠近法兰接口端面处形成的刚性风幕为圆锥形，出风口风速较高，整体刚性较强，能够保持声波导管头部微正压，防止炉膛内烟气中的灰尘进入声波导管内部。

微风量正压隔绝风道出风口76与管座连接法兰75接口端面呈向前约20°夹角，将外部烟气向外推动，进一步防止灰尘进入，同时，出风口面积较小，耗气量较少。

作为更具体的一种实施方式，微风量正压隔绝风道入口73设置有两个，两个微风量正压隔绝风道入口73分别倾斜式设置于声波导管腔体72两侧，微风量正压隔绝风道入口73与声波导管腔体72之间存在的夹角根据实际需求加以灵活设计。

本发明未具体描述的部分或结构采用现有技术或现有产品即可，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统，其特征在于，包括：

自动排水稳压罐，所述自动排水稳压罐包括稳压罐及与其相连通的自动排水阀，所述稳压罐内充满压缩空气，为下游吹扫用气保压；

吹扫总管路，所述吹扫总管路上游接稳压罐，下游接至各个声学测温元件处，所述稳压罐与吹扫总管路之间设置总管路手动阀，吹扫总管路与各个声学测温元件之间设置有微压吹扫支路和定期吹扫支路，定期吹扫支路的吹扫压力和气量均较微压吹扫支路高；

正常运行时，总管路手动阀打开，稳压罐内的压缩空气经吹扫总管路到达各声学测温元件处，途中分别接至各微压吹扫支路和定期吹扫支路实现吹扫，通过控制微压吹扫支路上的气量保持声学测温元件的声波导管内静压为微正压。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统，其特征在于，所述稳压罐的进气口设置在罐体中下部，其出气口设置在罐体上部，电厂提供的仪用压缩空气经金属管道接至稳压罐，当仪用压缩空气含水时，水分将留在稳压罐中下部并通过自动排水阀排出稳压罐，不会进入下游吹扫管路。

3.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统，其特征在于，所述微压吹扫支路上安装有调压阀调节支路和手动阀调节支路，所述调压阀调节支路和手动阀调节支路的下游均接至声学测温元件的声波导管处。

4.根据权利要求3所述的一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统，其特征在于，所述调压阀调节支路装有微压吹扫支路调压阀，通过调整微压吹扫支路调压阀和观察压力表数值，将调压阀调节支路气量设定为较小流量，保持声波导管内静压为微正压，防止炉膛内局部微正压时烟气中的灰尘进入声波导管。

5.根据权利要求3所述的一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统，其特征在于，所述手动阀调节支路装有微压吹扫支路手动阀，用于现场人工吹扫，当出现明确堵塞时加大吹扫气量，及时吹走声波导管内积灰。

6.根据权利要求2所述的一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统，其特征在于，所述定期吹扫支路上顺序设置有定期吹扫支路手动阀和定期吹扫支路电磁阀，所述定期吹扫支路电磁阀下游接至声学测温元件的声波导管处，定期吹扫支路中的压缩空气依次经定期吹扫支路手动阀和定期吹扫支路电磁阀后进入声波导管中，通过定期吹扫支路手动阀手动调节定期吹扫支路的出气量。

7.根据权利要求6所述的一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统，其特征在于，所述定期吹扫支路电磁阀通过定期吹扫支路电磁阀线路连接至吹扫控制器。

8.根据权利要求1、3、4、5或6所述的一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统，其特征在于，所述声波导管上安装有压力传感器，所述压力传感器通过声波导管内压力传感器线路连接至吹扫控制器。

9.根据权利要求1、3、4、5或6所述的一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统，其特征在于，所述声波导管包括元件连接法兰、声波导管腔体、微风量正压隔绝风道内部腔体、旋流吹扫风道和管座连接法兰，所述声波导管腔体一端设置元件连接法兰，元件连接法兰用于连接固定声学测温元件，声波导管腔体相对的另一端设置管座连接法兰，声波导管腔体整体呈90°圆弧形弯头结构，声波导管腔体另一端设置微风量正压隔绝风道内部腔体、若干个旋流吹扫风道和若干个微风量正压隔绝风道入口，声波导管腔体内部与旋流吹扫风道相连通，微风量正压隔绝风道入口与微风量正压隔绝风道内部腔体相连通，微风量正压隔绝风道内部腔体上开设微风量正压隔绝风道出风口，微风量正压隔绝风道出风口与设置于声波导管腔体内部的声波导管内部空腔相连通，压缩空气从旋流吹扫风道沿圆周方向切向进入声波导管腔体内部，吹扫风经过旋流吹扫风道形成旋流吹扫风，少量压缩空气经过微风量正压隔绝风道入口进入微风量正压隔绝风道内部腔体内，再经由微风量正压隔绝风道出风口进入声波导管内部空腔内，在声波导管内部头部形成刚性风幕，保持声波导管头部微正压。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种燃煤锅炉声学测温设备的防堵吹扫系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

正常运行时，总管路手动阀、定期吹扫支路电磁阀、定期吹扫支路手动阀、微压吹扫支路手动阀、微压吹扫支路调压阀打开，稳压罐内的压缩空气经吹扫总管路到达各声学测温元件处；

需要吹扫时，通过吹扫控制器设置吹扫程序，通过定期吹扫支路手动阀手动调节定期吹扫支路的出气量，调节完毕后日常运行时无需调整，根据声学测温元件的测量顺序，在测量间隔时间内，吹扫控制器按照吹扫程序控制定期吹扫支路电磁阀的通断，实现定期吹扫支路对与其连通的声波导管的吹扫，通过调整微压吹扫支路调压阀和观察压力数值，将调压阀调节支路气量设定为较小流量，保持声波导管内静压为微正压，防止炉膛内局部微正压时烟气中的灰尘进入声波导管，通过微压吹扫支路手动阀进行现场人工吹扫，当出现明确堵塞时加大吹扫气量，及时吹走声波导管内积灰，同时，吹扫控制器接收声波导管内的压力传感器检测的参数，根据吹扫后压力回落的速度，判断测孔内部是否通畅，当某个声学测温元件传压管内压力回落速度变慢时将增加该声学测温元件下次定期吹扫时间，以保持测孔通畅。

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