CN115655176A - 一种工业锅炉水垢厚度监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业锅炉水垢厚度监测装置，属于换热设备故障监测安装技术领域。解决的是锅炉结生水垢时检查需锅炉暂停工作，通过检查孔进行人工观察的问题。包括蜗杆、弹簧、连接头、毛刷、支架、叶轮、管子、蜗轮、温度检测装置、转轴和方架，所述管子内设置有支架，方架通过支架设置在管子内腔上部，方架与蜗杆连接，方架的左右两侧与转轴连接，转轴上设置有与蜗杆啮合设置的蜗轮，蜗杆穿过支架与设置在管子内腔下部的叶轮连接，转轴的左端滑动连接有连接头，转轴与连接头之间设置弹簧，连接头上设置有毛刷，毛刷与管子内壁建立配合，管子外部与毛刷对应位置设置温度检测装置。本发明监测水垢时无需停机，利于蒸汽锅炉的正常生产和安全运行。

Description

一种工业锅炉水垢厚度监测装置

技术领域

本发明涉及一种锅炉水垢厚度监测装置，属于换热设备故障监测安装技术领域。

背景技术

蒸汽锅炉是一种将煤、油、天然气等能源变高温高压水蒸汽的动力设备，蒸汽锅炉主要工作原理是将水加热变成高温高压的蒸汽，再由管道输送到需要用高温高压蒸汽的地方。锅炉内的水在蒸发过程中由于水中的各种固体溶解物不断浓缩，当达到部分物质的最高溶解度时，这些固形物将结晶并强力附着在锅炉内金属壁表面上，这些附着在金属壁上的固形物称为水垢，由于水垢的导热系数远小于锅炉金属的导热系数，会使锅炉受热面吸收燃料燃烧后释放出的热量大大减小，锅炉的热效率降低。另外，锅炉结生水垢后，会在垢下形成腐蚀，减小锅炉的受压部位的金属厚度，产生安全隐患，极端情况下，可能会锅炉发生爆炸，严重损害人民的生命安全和财产安全。

为预防锅炉结水垢，目前已有对进入锅炉的水进行去除易结水垢固形物处理和锅内加药去除水垢等多种有效的方法，但由于水处理设备的失效和锅炉操作人员的技术水平有限，工业蒸汽锅炉结生水垢的现像还很严重，目前还没有相关的仪器设备对锅炉水垢的厚度进行监测，只能等生产停产后，由经验丰富的工作人员打开锅炉的检查孔盖进行人工观察，当水垢超过一定的厚度时采取相应的措施进行清理。

综上所述，大多数的蒸汽锅炉水垢厚度测试方法需让锅炉停止工作，也无法在锅炉运行时提供实时预警信息，不利于蒸汽锅炉的正常生产和安全运行。

因此，亟需提出一种工业锅炉水垢厚度监测装置，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明研发解决的是锅炉结生水垢时检查水垢严重情况时需锅炉暂停工作，通过检查孔进行人工观察的问题。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种工业锅炉水垢厚度监测装置，包括蜗杆、弹簧、连接头、毛刷、支架、叶轮、管子、蜗轮、温度检测装置、转轴和方架，所述管子内设置有支架，方架通过支架设置在管子内腔上部，方架的上下两侧与蜗杆连接，方架的左右两侧与转轴连接，转轴上设置有与蜗杆啮合设置的蜗轮，蜗杆的下端穿过支架与设置在管子内腔下部的叶轮连接，转轴的左刷右端滑动连接有连接头，转轴与连接头之间设置有弹簧，连接头上设置有毛刷，毛刷与管子内壁建立配合，管子外部与毛刷对应位置设置有温度检测装置。

优选的：支架上具有若干通孔，使支架上下两侧管子的内腔连通。

优选的：连接头上加工有滑孔，转轴的左端设置有平键，连接头通过滑孔套装在转轴的左端，弹簧的两端分别与转轴、连接头连接。

优选的：所述温度检测装置为温度传感器或温度计。

优选的：还包括标记不锈钢小圆柱，所述标记不锈钢小圆柱的内壁直径小于毛刷清扫处的直径，两个所述标记不锈钢小圆柱设置在管子的外壁两侧，标记不锈钢小圆柱与转轴同轴设置，两个标记不锈钢小圆柱处均设置有温度检测装置，温度检测装置检测标记不锈钢小圆柱内的管子外壁。

优选的：还包括第一法兰、第二法兰、I型六角螺母、六角螺栓、金属包覆垫片、第三法兰和连接管，所述管子的两端焊接有第一法兰，第一法兰、第二法兰之间设置有金属包覆垫片，六角螺栓穿过第一法兰、第二法兰与I型六角螺母连接，第二法兰上焊接有与管子内腔连通的连接管，连接管的端部焊接有第三法兰。

优选的：上部的所述连接管通过上部的第三法兰与蒸汽锅炉的炉水取样水管连接，下部的所述连接管通过下部的第三法兰与及锅筒的排污管和冷却器连接。

优选的：管子的侧壁设置有电极接头可实时测量锅筒内水的电导率。

优选的：还包括延长管和销，所述延长管的一端设置有叶轮，延长管的另一端通过销与蜗杆的下端连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明的毛刷无需额外安装驱动元件，利用锅筒取样管内的锅水向下流动即可实现清除毛刷处水垢的效果；利用安装在相同水平位置的两个温度检测装置分别对去除水垢的位置和未去除水垢的位置进行温度监测，通过温度的差异，判断水垢的堆积情况；

本发明适用各类工业蒸汽锅炉的锅筒内部水垢厚度的实时在线监测，范围广，安装方便，检修维护方便；

本发明监测水垢时无需停止锅炉运行，及时采取措施减少锅炉内结生水垢，降低锅炉的排烟温度(锅炉排烟温度每降低10℃，锅炉热效率将提高0.4-0.6％)，提高锅炉的热效率，预防锅炉因水垢而产生的安全问题，利于蒸汽锅炉的正常生产和安全运行。

附图说明

图1是一种工业锅炉水垢厚度监测装置的侧视图；

图2是一种工业锅炉水垢厚度监测装置的主视图；

图3是一种工业锅炉水垢厚度监测装置的使用状态图；

图中：1-第一法兰，2-第二法兰，3-I型六角螺母，4-六角螺栓，5-金属包覆垫片，6-第三法兰，7-连接管，8-蜗杆，9-弹簧，10-连接头，11-毛刷，12-支架，13-销，14-延长管，15-叶轮，16-电极接头，17-管子，18-标记不锈钢小圆柱，19-蜗轮，20-温度检测装置，21-转轴，22-方架，23-蒸汽锅炉，24-冷却器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体实施方式一：结合图1-3说明本实施方式，本实施方式的一种工业锅炉水垢厚度监测装置，包括蜗杆8、弹簧9、连接头10、毛刷11、支架12、叶轮15、管子17、蜗轮19、温度检测装置20、转轴21和方架22，所述管子17内设置有支架12，方架22通过支架12设置在管子17内腔上部，方架22的上下两侧与蜗杆8连接，方架22的左右两侧与转轴21连接，转轴21上设置有与蜗杆8啮合设置的蜗轮19，蜗杆8的下端穿过支架12与设置在管子17内腔下部的叶轮15连接，转轴21的左端滑动连接有连接头10，转轴21与连接头10之间设置有弹簧9，连接头10上设置有毛刷11，毛刷11与管子17内壁建立配合，管子17外部与毛刷11对应位置设置有温度检测装置20；毛刷11在弹簧9的作用下与管子17内壁接触，保证毛刷11与管子内壁之间的摩擦力，还可根据水垢与金属壁的结合力自行调整，减轻毛刷11的损耗，利用锅炉23内的水通过上部的连接管7进入到管子17中，从而驱动叶轮15转动，叶轮15通过蜗杆8带动蜗轮19转动，减小水对毛刷的干扰，保证其由叶轮15带动，无需其他驱动装置，实现转轴21带动毛刷11转动，同时还可以减小毛刷11的转动速度，从而使毛刷11的扭矩变大，达到更好的清除水垢的效果；本装置适应工业蒸汽锅炉内部高压高温环境，安装在相同水平位置的两个温度检测装置20分别对去除水垢的位置和未去除水垢的位置进行温度监测，通过温度的差异，判断水垢的堆积情况，即测量有水垢与无水垢的相同锅水温度部位的外壁温度，跟据温度差确认水垢的厚度，根据水垢不同，应跟据实验可精细计算出水垢的厚度；本发明适用各类工业蒸汽锅炉的锅筒内部水垢厚度的实时在线监测，范围广，安装方便，检修维护方便；便于工作人员及时采取防垢除垢措施，降低锅炉的排烟温度，提高锅炉的热效率，节能降耗；

支架12上具有若干通孔，使支架12上下两侧管子17的内腔连通；

连接头10上加工有滑孔，转轴21的左端设置有平键，连接头10通过滑孔套装在转轴21的左端，弹簧9的两端分别与转轴21、连接头10连接；

所述温度检测装置20为温度传感器或温度计；

还包括标记不锈钢小圆柱18，所述标记不锈钢小圆柱18的内壁直径小于毛刷11清扫处的直径，两个所述标记不锈钢小圆柱18焊接在管子17的外壁两侧，标记不锈钢小圆柱18与转轴21同轴设置，两个标记不锈钢小圆柱18处均设置有温度检测装置20，温度检测装置20检测标记不锈钢小圆柱18内的管子17外壁；控制单一变量，温度监测更加准确；标记不锈钢小圆柱18材质为不锈钢，解决传统碳钢易生锈导致测量误差大的问题；

还包括第一法兰1、第二法兰2、I型六角螺母3、六角螺栓4、金属包覆垫片5、第三法兰6和连接管7，所述管子17的两端焊接有第一法兰1，第一法兰1、第二法兰2之间设置有金属包覆垫片5，六角螺栓4穿过第一法兰1、第二法兰2与I型六角螺母3连接，第二法兰2上焊接有与管子17内腔连通的连接管7，连接管7的端部焊接有第三法兰6；

上部的所述连接管7通过上部的第三法兰6与蒸汽锅炉23的炉水取样管连接，下部的所述连接管7通过下部的第三法兰6与锅筒排污管及冷却器24连接；锅水会在管子17由上向下流动，当锅水浓缩结生水垢时，管子17内结生水垢，且与锅炉内的水垢厚度近乎相同，无需停机，即可实现实时监测，及时采取防垢除垢措施，利于蒸汽锅炉的正常生产和安全运行；

还包括延长管14和销13，所述延长管14的一端设置有叶轮15，延长管14的另一端通过销13与蜗杆8的下端连接；

管子17的侧壁设置有电极接头16，电极接头16为双电极，由于管子17内的水流较低，安装双电极测量锅水的电导率，当电导率达到一定的值时，实时测量锅水的导电率，指导锅炉进行排污操作。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种工业锅炉水垢厚度监测装置，其特征在于：包括蜗杆(8)、弹簧(9)、连接头(10)、毛刷(11)、支架(12)、叶轮(15)、管子(17)、蜗轮(19)、温度检测装置(20)、转轴(21)和方架(22)，所述管子(17)内设置有支架(12)，方架(22)通过支架(12)设置在管子(17)内腔上部，方架(22)的上下两侧与蜗杆(8)连接，方架(22)的左右两侧与转轴(21)连接，转轴(21)上设置有与蜗杆(8)啮合设置的蜗轮(19)，蜗杆(8)的下端穿过支架(12)与设置在管子(17)内腔下部的叶轮(15)连接，转轴(21)的左端滑动连接有连接头(10)，转轴(21)与连接头(10)之间设置有弹簧(9)，连接头(10)上设置有毛刷(11)，毛刷(11)与管子(17)内壁建立配合，管子(17)外部与毛刷(11)对应位置设置有温度检测装置(20)。

2.根据权利要求1所述的一种工业锅炉水垢厚度监测装置，其特征在于：支架(12)上具有若干通孔，使支架(12)上下两侧管子(17)的内腔连通。

3.根据权利要求1所述的一种工业锅炉水垢厚度监测装置，其特征在于：连接头(10)上加工有滑孔，转轴(21)的左端设置有平键，连接头(10)通过滑孔套装在转轴(21)的左端，弹簧(9)的两端分别与转轴(21)、连接头(10)连接。

4.根据权利要求1所述的一种工业锅炉水垢厚度监测装置，其特征在于：所述温度检测装置(20)为温度传感器或温度计。

5.根据权利要求1或4所述的一种工业锅炉水垢厚度监测装置，其特征在于：还包括标记不锈钢小圆柱(18)，所述标记不锈钢小圆柱(18)的内壁直径小于毛刷(11)清扫处的直径，两个所述标记不锈钢小圆柱(18)设置在管子(17)的外壁两侧，标记不锈钢小圆柱(18)与转轴(21)同轴设置，两个标记不锈钢小圆柱(18)处均设置有温度检测装置(20)，温度检测装置(20)检测标记不锈钢小圆柱(18)内的管子(17)外壁。

6.根据权利要求1所述的一种工业锅炉水垢厚度监测装置，其特征在于：还包括第一法兰(1)、第二法兰(2)、I型六角螺母(3)、六角螺栓(4)、金属包覆垫片(5)、第三法兰(6)和连接管(7)，所述管子(17)的两端焊接有第一法兰(1)，第一法兰(1)、第二法兰(2)之间设置有金属包覆垫片(5)，六角螺栓(4)穿过第一法兰(1)、第二法兰(2)与I型六角螺母(3)连接，第二法兰(2)上焊接有与管子(17)内腔连通的连接管(7)，连接管(7)的端部焊接有第三法兰(6)。

7.根据权利要求6所述的一种工业锅炉水垢厚度监测装置，其特征在于：上部的所述连接管(7)通过上部的第三法兰(6)与蒸汽锅炉(23)的炉水取样管连接，下部的所述连接管(7)通过下部的第三法兰(6)与冷却器(24)连接及锅筒的排污管。

8.根据权利要求1所述的一种工业锅炉水垢厚度监测装置，其特征在于：还包括延长管(14)和销(13)，所述延长管(14)的一端设置有叶轮(15)，延长管(14)的另一端通过销(13)与蜗杆(8)的下端连接。

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