CN1809723A - 用于清洗锅炉中的火管的装置 - Google Patents
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Abstract
一种清洗管式换热器的加热表面，如锅炉(1)中的火管(3)时使用的装置，包括一刮擦构件(14)和一导向件(10)，该刮擦构件被固定在用于移动所述刮擦构件(14)每次穿过一个火管(3)的移动构件(13)上，所述导向件用于将所述刮擦构件(14)定位在火管(3)敞口端(4)的正前面，使得所述刮擦构件(14)从导向件(10)移动到火管(3)，以及相反地从火管(3)移动到导向件(10)。所述导向件(10)相对火管(3)的纵向方向横向地在机架(8)上移动，用于在使用时以及在检修时自动清洗火管(3)。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有火管的锅炉和用于清洗锅炉中的火管的装置的组合设备，所述用于清洗锅炉中的火管的装置包括一刮擦构件，其固定在用于使所述刮擦构件每次移动通过一个火管的移动构件上，和一导向件，用于将该刮擦构件定位在火管敞口端的正前面，使得该刮擦构件可从导向件移动到火管中和相反地从火管移动到导向件中，在具有火管的锅炉中，火管在锅炉的一端开口，其中导向件可相对火管的纵向方向横向地在机架上移动，该机架布置在火管敞口的锅炉末端处，以及其中烟道室布置在火管敞口的锅炉末端处，该烟道室具有多个孔口，每个孔口与火管相对地布置。
背景技术
GB-A253816公开了一种用于清洗火管的装置。在这种已知的装置中，导向件可以利用螺旋式连接器与火管相对地配合，使得能够来回地使刮擦构件例如钢丝刷移动通过所述火管以便去除污垢。在利用这种方式清洗火管之后，移开导向件，然后将其旋入下一个待清洗的火管位置处。以这种方式重复所述循环，直到已经清洗了所有待处理的火管。重要的是如果要避免不健康的工作环境，当锅炉不在使用中时才可以使用该装置。
这种工作状况繁重且费劳力，此外成本很高。而且，这种作业很脏和令人讨厌；另一个缺点是根据ARBO(工作中的健康与安全)规程，锅炉必须在进行工作之前进行检修。
EP-A967452公开了一种清洗装置和锅炉的组合，其中导向件可相对火管的纵向方向横向地在机架上移动。因此能够更加有效地清洗锅炉的火管。
因为导向件安装在机架上，所以它具有一个稳定的支承，并且不必旋入每个火管位置处的导向件。因此能够自动地处理锅炉。然而，用于移动导向件的机架会延伸到烟道室中。烟道室中的温度普遍较高，所以烟气会导致侵蚀性的环境。因此移动系统会产生故障，从而缩短了使用寿命。
此外，用于移动刷子的移动构件由弹性的驱动构件构成，该驱动构件以软管的形式在套管中导向。移动构件可以从烟道室中的单个入口到达每个火管，也就是说对于每个火管来说移动构件可穿过不同的弯曲路径。结果，在热的和脏的烟道室中发生快速的磨损，使得该弹性驱动构件相对地不可靠。
此外，推动驱动构件穿过不在中心位置的火管将导致扭结，特别是对于直径为2-5米或更大的锅炉。如果发生扭结现象，就不能够再施加所需的推动刷子穿过火管的力。
发明内容
本发明的目的是提供一种清洗装置和锅炉的组合，它能够自动处理锅炉，其中增加了可靠性。
根据本发明可以实现所述目的，其中在锅炉的末端即火管开口处有一烟道室，该烟道室具有多个孔口，每个孔口与火管相对地布置，并且每个孔口具有一封闭阀，该装置具有一操作机构，所述操作机构与每个孔口中的封闭阀之一相互作用，用于打开所述封闭阀。
通过使用供烟道室后板上的孔口用的封闭阀，能够使机架完全定位在烟道室外部。因此，烟道室中热的和侵蚀性环境不会对机架的功能和刮擦构件的移动产生不利的影响。通过这种方法可以提高可靠性。此外，封闭阀和操作机构之间的相互作用可确保能够自动地清洗火管。
根据本发明，管件可在烟道室外部的缩回位置和烟道室中的伸出位置之间沿纵向方向移动，其中烟道室中的每个孔口都与相关的火管对准，并且处于伸出位置的管件形成对孔口和相关的火管之间的刮擦构件大体上直线的导向。弹性移动构件如缆绳容纳在管件中。通过盘起或展开缆绳，刮垢刷可从管中缩回或者穿过管件伸出。使缆绳伸出火管的整个长度如6米是有效的，因为缆绳是以直线穿过火管伸出的。如果缆绳必须围绕一个弯头伸出，就可能发生缆绳卡住的危险。在这种情况下，优选的是提供驱动装置以驱动移动构件穿过火管，其中驱动装置与移动构件接合的位置大体上位于孔口和相关的火管的轴上。
在根据本发明的一个实施例中，刮擦构件包括在截面上具有至少一个孔口部分的刷子。通常从火管上去除积垢是以和烟气逆流的方式进行的。在与烟气相反方向移动的闭式刷子能够将刷子前方堵塞的污垢推动穿过火管。这将导致阻力不期望地增大，最终导致刷子卡住。然而，由于刷子的孔口部分，烟气可以携带从火管内松散的积垢越过刷子。利用这种方法可以实现的是刷子不会卡在火管中。
还可以在火管末端设置一污垢排出口，其开口通向烟道室中。因为在火管和火管出口之间有足够的空间，所以已经松散的污垢能够到达烟道室。不需要将污垢输送道烟到室后板的外部。这可能会导致不利于健康的工作环境。
污垢排出口可以几种方式实施。例如，所述污垢排出口在导向件处于伸出位置时在导向件和开口通向烟道室内的火管末端之间具有一保持通畅的间隙。该管件还可以具有比火管更小的直径，以便在管件和火管之间形成一环形间隙，或者导向件可以使小孔面对火管的端部，用于将污垢排出到烟道室中。
特别地，导向件可竖直地和水平地在机架上移动。优选地，导向件安装在吊杆上，该吊杆安装在机架上，使得导向件可以在竖直和水平方向移动。导向件包括一管件；在这种情况下移动构件优选是一缆绳，该缆绳硬度足够大以便推动刮擦构件穿过所述管件。
此外，导向件安装在吊架上，使得导向件可以在纵向方向上移动。然后使刮擦构件处于待清洗的火管孔口的正前面，以便传动刮擦构件。缆绳的一端固定在刮擦构件上，另一端固定在缠绕构件如滚轮、圆筒或螺旋管等类似物上。在这种情况下，整个机构的尺寸相当有限，因此能够容易地布置在与每个期望的火管相对的位置。为此，缠绕构件优选同样被支承在吊架上。
根据本发明的装置特别适合于与具有烟道室或回流室的锅炉使用，管件开口通向烟道室内，所述烟道室具有一孔口，该孔口具有与每个管件相对的封闭阀，其中在吊架的自由端设置一操作机构，所述操作机构与封闭阀相互作用，用于打开和关闭所述封闭阀。
为了确保插入管和烟道室之间的良好密封，管件在外部具有一密封套，其远离插入端一定距离，以便在孔口和插入孔口中的管件之间提供一密封。
本发明还涉及一种当清洗管件变换器的加热表面如锅炉中的火管时使用的装置，其包括一刮擦构件，其固定在用于移动刮擦构件每次穿过一个火管的移动构件上，和一导向件，用于将刮擦构件定位在火管敞口端的正前面，使得所述刮擦构件可从导向件移动到火管中，以及相反地从火管移动到导向件中，其中导向件可相对火管的纵向方向横向地在机架移动，该装置适合用于具有烟道室的锅炉，火管开口通向烟道室的端部，所述烟道室具有一孔口，该孔口具有与每个火管相对的封闭阀。
根据本发明，该装置包括一操作机构，其可与封闭阀相互作用，用于打开和关闭所述封闭阀。
在锅炉的末端，即火管开口的位置，设置一具有多个孔口的烟道室，每个孔口与一个火管相对地布置。根据本发明规定每个孔口具有一封闭阀，以及所述装置具有一操作机构，其与每种状态下的封闭阀之一相互作用，用于打开所述封闭阀。
所述封闭阀可以多种方式实施。特别地，它们可以通过卡口配件连接到烟道室或固定于烟道室上的管件部上，并且所述操作机构包括一可动臂，所述可动臂接合在封闭阀上以使其转动。
此外，每个封闭阀通过一铰链连接到烟道室或一个固定于烟道室上的管件部上，并且所述操作机构包括一可动臂，用于使封闭阀绕铰链转动。
根据一个实施例，所述封闭阀具有位于铰链的任一侧的阀体和调节杆。所述臂具有一压头，其可在纵向方向上移动，以使调节杆和闭合体因与压头的自由端接触而倾斜。在重力和/或弹簧弹力的作用下可使封闭阀保持压缩在闭合位置。
导向件包括一管件，所述管件在其在其纵向方向移动，并且在其外部远离其插入端一定距离处具有密封套，以便在孔口和插入到孔口中的管件之间提供一密封。
附图说明
下面参考在附图中示出的示意性实施例详细描述本发明。
图1示出了在清洗过程的第一阶段中具有根据本发明的装置的部分锅炉的截面图。
图2示出了在第二阶段中相应的侧视图。
图3以放大的比例示出了导向件的细节。
图4以放大的比例、侧视图和截面的形式示出了阀的细节。
图5示出了多个阀的主视图。
图6a-6c分别示出了具有卡口配件的封闭阀的侧视图和截面图，以及多个这种阀的前视图。
图7a-7c示出了导向件和火管的实施例的截面图。
具体实施方式
图1和2示出了锅炉1的末端，即布置烟道室2的地方。在传统的方式中，锅炉1具有许多火管3，如所示出的火管的端部4开口通向烟道室2内。在没有示出的另一端，有一个燃烧器，它可产生流动穿过火管3的热烟气。利用这些热的烟气可以加热在锅炉1中室体5的火管3外部的水。
已经流过火管3的烟气可收集到烟道室2中。该烟道室2在底部由收集装置6定界，其中可以收集从燃烧过程产生的废物以及沉淀在火管3内部的废物。这些积垢主要取决于燃烧器中使用的燃料。气体的燃烧会产生相对少的积垢；另一方面，固体燃料会在火管内产生较多污垢的沉淀。
为了清洗火管3，用附图标记7以整体形式表示的装置与烟道室2邻接。该装置7具有一机架8，机架上安装有一吊架9，使得该吊架可以上下和前后移动。管件10安装在吊架上，管件10通过纵向导向件11可以在其纵向方向相对吊架9滑动，特别是在如图1所示的缩回位置和如图2所示的伸出位置之间滑动。
吊架9背离锅炉1的一端上还安装有一卷筒12。缆绳13可从该卷筒上引出，刮垢刷14固定在所述缆绳13的自由端。该刮垢刷14的直径使得其能够滑动地配合在管件10中。刮垢刷14的前面和后面为锥形或削尖的，用于方便和导向使其插入到管件中。通过盘起或展开缆绳13，刮垢刷可以缩回到管件10中或从管件10中伸出，用于清洗火管3。其清洗步骤如下。
首先，利用如图1所示处于缩回位置的管件10，刮垢刷14布置在与待清洗的火管3相对的烟道室2外部。烟道室面对装置7的壁15具有多个由导管部46限定的孔口17，每个孔口与相关的火管3对准，并由阀16封闭，如图4和5所示。下面更详细地描述以一种方式打开阀16，使得具有刮垢刷14的管件10穿过烟道室2到达待清洗的火管3的孔口4的正前面。在本申请中，管件10具有一密封套18，该密封套定位成使得当刷子正好在火管3的相应孔口4前时，烟道室2的壁15中的孔口17由所述密封套18封闭。
然后从管件10中将刮垢刷推送到相关的火管3中。根据所用的清洗方法，使刮垢刷14在该操作中在火管3中前后移动。然后，松散下来的污垢随烟气带走，或者当刮垢刷14从火管3缩回时将污垢收集到收集装置6中。最后，其中缩回有刮垢刷的管件10从烟道室2移开并关闭阀16。
利用缆绳13驱动管件10和刮垢刷14。因为刮垢刷14以一定的摩擦力配合在管件10中，所以管件10首先被推出。当该管件相对止动件19到达其最大伸出位置时，刮垢刷14被从管件10中推出。缆绳13硬度足够大，以便施加所需的力，即使在压力的作用下。此外，缆绳可以被稳定在导向管26以及火管3中，该导向管通过支承36牢固地与吊架9连接，从而不存在扭结的危险。这种缠绕在卷筒12上的缆绳的优点是可以其整体的方式处理长的火管3，而不需要为此所需的长长的杆件等类似物；因此该装置7具有有限的尺寸。
图1、2、4和5中所示的阀16的打开和关闭是以下列方式进行的。在吊架9的自由端设置一操作机构20，其具有一能够来回移动的压头21。反过来阀16具有一调节杆22，其位于铰链23到阀体25的相反侧上。利用一弹簧24可使阀持续地保持压缩在关闭位置。现在通过使压头21向前移动，可推开调节杆22，结果阀16会倾斜，从而阀体使孔口17露出。然后能够将刮垢刷14插入火管3中，如上所述。当已经在相关的火管3中完成清洗工作之后，刮垢刷14可缩回到管件10中，之后在弹簧24的作用下关闭阀16。
图6a-6c中示出了封闭阀16的另一个实施例。该封闭阀的实施例具有一卡口配件。
图6a示出了导管部46的侧视图。该导管部46构成烟道室2的后壁15中的孔口17。导管部46具有短柱70。在该示意性实施例中，两个短柱70在直径上彼此相反地布置(参见图6c)。
封闭阀16具有一套管73，套管具有一圆周壁77，并在一端由后壁78封闭。在后壁78中具有中心孔口74。套管73具有突出部75，其形状为使得操作机构能够牢固地夹紧该突出部75并转动封闭阀16。在这种情况下，突出部75由具有围绕中心孔口74的正方形截面的管件部构成。此外，套管73在其圆周壁77上还具有两个钩形构件76，该钩形构件76能够与短柱70相互作用。
封闭阀16还具有一螺栓80，其螺杆可滑动穿过中心孔口74。一螺母82可使闭合板83夹紧靠在螺栓80的头部81。优选地，在螺母82和闭合板83之间以及在头部81和闭合板83之间设置垫圈。此外，预加应力的弹簧90安装在闭合板83和套管73的后壁78之间螺栓80的螺杆上。弹簧90推动闭合板83靠在导管部46的压头上。然后密封导管部46中的孔口。在螺栓80背离头部81的末端的自锁式螺母87可防止螺栓80的螺杆伸出中心孔口74。
阀16的操作模式如下。在关闭位置，阀16的钩形构件76钩在各短柱70后面，同时闭合板83在弹簧预应力的作用下封闭导管部46。为了打开阀16，一适当的操作机构(未示出)作用在阀16上，使套管73的后壁78朝闭合板83移动。然后转动钩形构件76，使其不再处于短柱70的后面。在转动阀之后，例如转过10-20°的角度，操作机构可推动阀离开导管部46。从而能够导向管件10穿过导管部46。为了关闭阀可使用相反的步骤。
正如图3中清楚所示，管件10以可伸缩的方式配合围绕在导向管26上。为了导向该伸缩移动，一滚轮27安装在导向管26的末端，该滚轮27可沿着管件10的内部滚动。在管件10的末端，还可以设置向内间隔一定距离的环形件28。当刮垢刷14移动经过该环形件时，环形件28可使刷毛弯曲到一定程度，使得刮垢刷14被清洗。在环形件28的位置处的管件10底壁中的孔29可确保在该操作中释放的污垢可以排出，
与开口通向烟道室内的火管端部靠近的污垢排出口是本发明具有独特意义的重要方面。该排出口可以多种方式实施。除了设计成孔29，如图3和7a所示，例如还可以是在管件10的末端和火管3的模板形成一间隙(参见图7b)。管件10的直径也可以比火管3的直径小，如图7c所示。在这种情况下可以形成一环形间隙40。当然，两个或多个这些实施例或其他实施例的组合都是可能的。因此本发明的这个方面涉及一种具有火管的锅炉和用于清洗锅炉中的火管的装置的组合设备，所述用于清洗锅炉中的火管的装置包括一刮擦构件，其固定在用于使所述刮擦构件每次移动通过一个火管的移动构件上，和一导向件，用于将该刮擦构件定位在火管敞口端的正前面，使得该刮擦构件可从导向件移动到火管中和相反地从火管移动到导向件中，在具有火管的锅炉中，火管在锅炉的一端开口，其特征在于，污垢排出口布置成靠近开口通向烟道室内的火管端部。
图4和5中示出了可以铰接的封闭阀16，同时在图6a-c中示出了多种封闭阀16，它们通过卡口配件连接到烟道室2或固定于烟道室2上的导管部46。无论什么原因，如果没有用于这种封闭阀的空间，还可以使用不同类型的阀。例如，这些阀可以是节气门挡或管塞，通过适当的夹紧装置可将它们夹紧到管件10上，并轴向地推送到孔口4中。
如同3所示，一压缩空气供给源与导向管26连接。通过提供这种压缩空气，可以在插入刮垢刷14之前，将空气流引入到待清洗的火管内，该压缩空气可从导向管26的另一端排出。该压缩空气还可以用作空气屏障，以便防止烟气在超压的情况下逸出。
Claims (25)
1、一种具有火管(3)的锅炉(1)和用于清洗锅炉(1)中的火管(3)的装置(7)的组合设备，所述装置(7)包括一刮擦构件(14)，其固定在用于使所述刮擦构件(14)每次移动通过一个火管(3)的移动构件(13)上，和一导向件(10)，其用于将该刮擦构件(14)定位在火管(3)敞口端(4)的正前面，使得该刮擦构件(14)可从导向件(10)移动到火管(3)中和相反地从火管(3)移动到导向件(10)中，在所述具有火管(3)的锅炉(1)中，火管(3)在锅炉(1)的一端开口，其中导向件(10)可相对火管(3)的纵向方向横向地在机架(8)上移动，该机架(8)布置在火管(3)敞口的锅炉(1)末端处，以及其中在火管(3)敞口的锅炉(1)末端处布置烟道室(2)，该烟道室(2)具有多个孔口(17)，每个孔口(17)与火管(3)相对地布置，其特征在于，所述每个孔口(17)具有一封闭阀(16)，并且所述装置(7)具有一操作机构(20)，该操作机构在每种情况下与封闭阀(16)中的一个相互作用，用于打开所述封闭阀(16)。
2、根据权利要求2所述的组合设备，其特征在于，所述导向件(10)安装在吊杆(9)上，该吊杆(9)安装在机架(8)上，使得吊杆可在竖直和水平方向移动，以及所述操作机构(20)位于吊杆(9)的自由端。
3、根据权利要求1或2所述的组合设备，其特征在于，所述导向件包括一管件(10)。
4、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，所述移动构件(13)是弹性的，如缆绳。
5、根据权利要求3或4所述的组合设备，其特征在于，所述管件(10)可在烟道室(2)外部的缩回位置和烟道室中的伸出位置之间沿纵向方向移动，其中烟道室(2)中的每个孔口(17)与相关的火管(3)对准，并且处于伸出位置的管件(10)为刮擦构件(14)在孔口(17)和相关的火管(3)之间形成大体上直线的导向。
6、根据权利要求5所述的组合设备，其特征在于，提供一驱动装置，用于驱动移动构件(13)穿过管件(10)，并且驱动装置与移动构件接合的位置大体上位于孔口(17)和相关的火管(3)的轴上。
7、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，所述刮擦构件(14)包括在截面上具有至少一个孔口部分的刷子。
8、根据权利要求7所述的组合设备，其特征在于，所述一个或几个孔口部分在火管(3)的圆形截面的四分之一和二分之一之间，优选是其三分之一保持通畅。
9、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，在开口通向烟道室(2)的火管(3)末端设置一污垢排出口。
10、根据权利要求9所述的组合设备，其特征在于，所述污垢排出口在导向件(10)处于伸出位置时在导向件(10)和开口通向烟道室(2)内的火管(3)末端之间具有一保持通畅的间隙。
11、根据权利要求9或10所述的组合设备，其特征在于，所述管件(10)的直径比火管(3)小，以便在它们之间形成一环形间隙。
12、根据权利要求9-11中任何一项所述的组合设备，其特征在于，所述导向件(10)在面对火管(3)的端部具有孔(29)，用于将污垢排出到烟道室(2)中。
13、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，所述导向件(10)可竖直地在机架(8)上移动。
14、根据权利要求1或2所述的组合设备，其特征在于，所述导向件(10)可水平地在机架(8)上移动。
15、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，所述管件(10)安装在吊架(9)上，使得所述管件可在纵向方向上移动，并且提供一固定在吊架(9)上的导向管(26)，所述管件(10)以可伸缩的方式(27)围绕导向管(26)安装，并且导向管(26)中容纳有缆绳(13)。
16、根据权利要求15所述的组合设备，其特征在于，一压缩空气供给源(30)与导向管(26)连接。
17、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，所述缆绳(13)的一端固定在刮擦构件(14)上，另一端固定在缠绕构件(12)，如滚轮或圆筒等类似物上。
18、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，所述缠绕构件(12)被支承在吊架(9)上。
19、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，每个封闭阀(16)通过一铰链(23)连接到烟道室(2)或一个固定于烟道室上的管件部(26)上，并且所述操作机构(20)包括一可动臂(21)，用于使封闭阀(16)围绕铰链(23)转动。
20、根据权利要求19所述的组合设备，其特征在于，所述封闭阀(16)具有位于铰链(23)的两侧的阀体(25)和调节杆(22)，所述臂具有一压头(21)，其可在纵向方向上移动，以使调节杆(22)和阀体(25)因与压头(21)的自由端接触而倾斜。
21、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，所述封闭阀(16)在重力的作用下保持压缩在关闭位置。
22、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，所述封闭阀(16)在弹簧弹力的作用下保持压缩在关闭位置。
23、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，所述每个封闭阀(16)通过一卡口配件连接到烟道室(2)或一个固定于烟道室上的管件部(26)上，并且所述操作机构(20)包括一可动臂(21)，用于伸入封闭阀(16)使所述封闭阀转动。
24、根据前述权利要求中的任何一项所述的组合设备，其特征在于，所述导向件包括一管件(10)，该管件在其纵向方向上可移动，并且在外部远离插入端一定距离处设置一密封套(18)，以便在孔口(17)和插入孔口中的管件(10)之间提供一密封。
25、一种当清洗管件变换器的加热表面，如锅炉(1)中的火管(3)时使用的装置(7)，其包括一刮擦构件(14)，其固定在用于使所述刮擦构件(14)每次移动通过一个火管(3)的移动构件(13)上，和一导向件(10)，其用于将该刮擦构件(14)定位在火管(3)敞口端(4)的正前面，使得所述刮擦构件(14)可从导向件(10)移动到火管(3)中和相反地从火管(3)移动到导向件(10)中，其中所述导向件(10)可相对火管(3)的纵向方向横向地在机架(8)上移动，所述装置适合用于具有烟道室(2)的锅炉(1)，火管(3)开口通向烟道室端部，所述烟道室(2)具有一孔口(17)，该孔口具有与每个火管(3)相对的封闭阀(16)，其特征在于，所述装置具有一操作机构(20)，该操作机构与封闭阀(16)相互作用，用于打开和关闭所述封闭阀(16)。
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