CN212805695U - 一种防水平烟道积灰的吹灰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防水平烟道积灰的吹灰装置，包括：蒸汽引入组件，包括蒸汽喷管和蒸汽喷头，蒸汽喷头设置在蒸汽喷管的出口端并设置有若干个第一蒸汽喷孔；钟罩风帽组件，套设在蒸汽喷头外侧并设置有若干个第二蒸汽喷孔，其与蒸汽喷头之间形成有蒸汽转向空间；套管，设置在蒸汽喷管与钟罩风帽组件之间，其与蒸汽喷管的外壁之间形成有隔离腔。本实用新型通过优化结构，使得蒸汽引入组件的工作环境相对独立，避免直接接受高温烟气冲刷及辐射，避免了喷管间断运行造成的“急冷急热”温差应力工况出现，防止疲劳破坏断裂，延长了使用寿命；钟罩风帽组件的设置能够保护蒸汽引入组件，结构精简且置于炉内易更换的位置，便于停机后快速检修更换。

Description

一种防水平烟道积灰的吹灰装置

技术领域

本实用新型涉及大中型煤粉电站锅炉的技术领域，更具体地讲，涉及一种防水平烟道积灰的吹灰装置。

背景技术

大中型煤粉锅炉普遍采用π形布置，都存在炉膛折焰角及水平烟道结构。由于烟气在折焰角发生急转向，会在水平烟道区域形成回流区，使飞灰从烟气中分离并沉积在水平烟道区域，形成水平烟道积灰。

通过调研在役机组，十有八九都存在水平烟道积灰的问题，特别是频繁调峰及低氮燃烧改造后，火焰中心上移，部分机组还存在屏底及水平烟道结焦现象，加剧了水平烟道积灰问题，严重的积灰高达数米，灰荷载及烟风阻力问题威胁到锅炉机组的安全稳定运行。

实践证明，在水平烟道底部加装一定数量的风帽，通入一定的介质对积灰底部进行扰动，将积灰扬起，使其被烟气带走的方式，能够有效缓解积灰问题。通入的介质一般可以选择蒸汽、压缩空气与热一次风，三种介质目前存在的问题包括：

1)吹扫介质为蒸汽：蒸汽吹灰，气源一般取自屏过或低再。由于耗汽量与煤耗与有关，蒸汽吹灰一般频次不高。吹扫蒸汽母管压力2.5～3MPa，温度～350℃，经减温减压站后，喷管末端压力约1MPa，温度～300℃。采用蒸汽吹灰，投运过程中清晰可见蒸汽将积灰吹起后随烟气被卷吸带走。但是，由于采用间断吹扫运行方式，喷管又固定置于炉内，具体结构如图1和图2所示。在吹灰喷管不工作的时候，喷管温度与水平烟道区域烟温基本相同约1000℃左右，在吹灰喷管工作的时候，其壁温与吹扫蒸汽温度基本一致约300℃左右。因此，对于喷管本体而言，存在急冷急热的工作模式，经长期运行后，喷管本体因温度疲劳易发生裂纹断裂。

2)吹扫介质为压缩空气：为避免蒸汽间断吹扫带来的急冷急热的恶劣工况损坏喷管，将吹扫介质改为压缩空气，并进行连续不间断吹灰的运行方式。压缩空气参数一般是0.6～0.8MPa，温度为常温。采用压缩空气连续吹扫，可以有效缓解水平烟道积灰而且喷管本体能够得到压缩空气连续冷却，因此不会出现喷管本体断裂等现象。但是，压缩空气连续吹扫方式会增加锅炉漏风率，造成排烟温度略有上升，增加发电煤耗。因此，对煤耗敏感的电厂不接受这种吹扫方式。

3)吹扫介质为热一次风：为避免压缩空气连续吹扫影响排烟温度，吹扫介质改为热一次风进行吹扫。但是热一次风风压来自一次风机，经回转式预热器加热后进入热风道母管，因此热一次风不仅带灰易堵塞，而且其风压也只有8000Pa左右，而风帽喷管的局部阻力较大，所以采用热一次风进行吹扫，其压力略显不足，吹扫能力也比较有限。

发明内容

由于水平烟道积灰问题已严重威胁到火力发电厂的安全稳定运行，本实用新型提出了一种能有效的清除水平烟道积灰并且能长期安全稳定运行、成本低廉的防水平烟道积灰的吹灰装置。

本实用新型提供了一种防水平烟道积灰的吹灰装置，所述吹灰装置包括：

蒸汽引入组件，包括蒸汽喷管和蒸汽喷头，所述蒸汽喷头设置在蒸汽喷管的出口端并设置有若干个第一蒸汽喷孔；

钟罩风帽组件，套设在蒸汽喷头外侧并设置有若干个第二蒸汽喷孔，其与蒸汽喷头之间形成有蒸汽转向空间；

套管，设置在蒸汽喷管与钟罩风帽组件之间，其与蒸汽喷管的外壁之间形成有隔离腔。

根据本实用新型防水平烟道积灰的吹灰装置的一个实施例，所述钟罩风帽组件包括钟罩风帽头部与钟罩风帽底板，所述钟罩风帽头部与钟罩风帽底板拼接固定形成钟罩风帽组件。

根据本实用新型防水平烟道积灰的吹灰装置的一个实施例，所述蒸汽喷管的入口端与蒸汽源相连，蒸汽喷管的入口端外还包覆有保温层；所述隔离腔与大气或冷却源相连。

根据本实用新型防水平烟道积灰的吹灰装置的一个实施例，所述蒸汽喷管和蒸汽喷头拼接固定形成蒸汽引入组件，所述蒸汽喷头的若干个第一蒸汽喷孔沿着蒸汽喷头的周向均匀布置。

根据本实用新型防水平烟道积灰的吹灰装置的一个实施例，若干个第二蒸汽喷孔沿着钟罩风帽头部的周向均匀布置，所述第二蒸汽喷孔的设置高度低于第一蒸汽喷孔的设置高度。

根据本实用新型防水平烟道积灰的吹灰装置的一个实施例，所述吹灰装置安装在水平烟道底部，所述套管的顶部与蒸汽喷头相连接，套管的中上部与钟罩风帽底板相连接，套管的下部与水平烟道底部扁钢相连接，套管与蒸汽喷管之间设置有间隔分布的若干块轴向固定板。

根据本实用新型防水平烟道积灰的吹灰装置的一个实施例，所述水平烟道底部扁钢的外侧敷设有水平烟道底部保温层，所述套管的下部长度≥水平烟道底部保温层。

根据本实用新型防水平烟道积灰的吹灰装置的一个实施例，若干块肋板沿着套管外壁周向间隔布置并分别与钟罩风帽底板和套管预装配固定。

根据本实用新型防水平烟道积灰的吹灰装置的一个实施例，在钟罩风帽底板下部至水平烟道底部扁钢上部之间沿套管外侧敷设有耐火材料。

根据本实用新型防水平烟道积灰的吹灰装置的一个实施例，所述吹灰装置为矮胖型结构。

本实用新型防水平烟道积灰的吹灰装置通过优化结构，使得蒸汽引入组件的工作环境相对独立，避免直接接受高温烟气冲刷及辐射，避免了喷管间断运行造成的“急冷急热”温差应力工况出现，防止疲劳破坏断裂，延长了使用寿命；同时，钟罩风帽组件的设置能够保护蒸汽引入组件，结构精简置于炉内易更换的位置，便于停机后快速检修更换。

附图说明

图1示出了现有技术中喷管在锅炉水平烟道中的安装结构示意图。

图2示出了现有技术中喷管的结构示意图。

图3示出了根据本实用新型示例性实施例的防水平烟道积灰的吹灰装置的半剖结构示意图。

图4A示出了图3中蒸汽引入组件的B向结构示意图，图4B示出了沿图3中A-A线的剖视结构示意图。

附图标记说明：

1、钟罩风帽头部；2、套管；3、钟罩风帽底板；4、水平烟道底部扁钢；5、水平烟道底部保温层；6、蒸汽喷头；7、蒸汽喷管；8、肋板；9、轴向固定板。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

目前，水平烟道积灰问题已严重威胁到火力发电厂的安全稳定运行，大量的质量反馈及投诉催生了一大批解决水平烟道积灰技术的诞生。但是通过大量的市场走访调研，发现目前还没有任何一种技术既能有效地清除水平烟道积灰，又能长期安全稳定运行且成本低廉。

结合用户的诉求，本实用新型试图开发了一种新型的水平烟道吹灰装置，该装置应具备如下四个特点：

1、为减少能耗并保证吹扫效果，采用蒸汽间断吹扫运行方式；

2、为保证可靠性，喷管不需要伸缩运行机构，应采用固定内置式；

3、为保证长期、安全运行，需要着重考虑间断吹扫带来的“急冷急热”运行工况，确保喷管不因温差疲劳出现裂纹断裂破坏；

4、考虑更换或检修的便捷性，应能炉内完成检修更换，不需炉外侧搭建脚手架进行检修更换。

下面对本实用新型的防水平烟道积灰的吹灰装置进行详细说明。

图3示出了根据本实用新型示例性实施例的防水平烟道积灰的吹灰装置的半剖结构示意图。

如图3所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述防水平烟道积灰的吹灰装置包括蒸汽引入组件、钟罩风帽组件和套管2，蒸汽引入组件向水平烟道内引入蒸汽，钟罩风帽组件具备保护罩功能以及迟滞烟气中灰粒进入喷口的功能，套管2则用于确保接触烟气的钟罩风帽组件(温度约为1000℃)与接触蒸汽的蒸汽引入组件(温度约为300℃)相对隔离从而起到保护蒸汽引入组件的作用。

具体地，蒸汽引入组件包括蒸汽喷管7和蒸汽喷头6，蒸汽喷头6设置在蒸汽喷管7的出口端并设置有若干个第一蒸汽喷孔。其中，蒸汽喷管7的入口端与蒸汽源相连，蒸汽喷管7的入口端外还包覆有保温层。蒸汽喷管7和蒸汽喷头6拼接固定形成蒸汽引入组件，例如通过焊接连接，蒸汽喷头7的若干个第一蒸汽喷孔沿着蒸汽喷头7的周向均匀布置，以实现蒸汽的均匀喷入，具体结构如图4A所示。

而钟罩风帽组件则套设在蒸汽喷头6外侧并设置有若干个第二蒸汽喷孔，其与蒸汽喷头之间形成有蒸汽转向空间。具体地，钟罩风帽组件包括钟罩风帽头部1与钟罩风帽底板3，钟罩风帽头部1与钟罩风帽底板3拼接固定形成钟罩风帽组件，例如通过密封焊接固定。优选地，若干个第二蒸汽喷孔沿着钟罩风帽头部1的周向均匀布置，并且第二蒸汽喷孔的设置高度低于第一蒸汽喷孔的设置高度以形成蒸汽的转向流动。

由此，压力为～1.4MPa、温度为300℃左右的蒸汽经蒸汽喷管7进入蒸汽喷头6，蒸汽喷头6可以采用锻件或精密铸件制造，沿蒸汽喷头6周向均布蒸汽喷孔，蒸汽经蒸汽喷头6进入由钟罩风帽组件与蒸汽喷头之间形成的蒸汽转向空间之后，转向流动并由均布在钟罩风帽头部1周向的第二蒸汽喷孔喷入水平烟道积灰区域。

套管2设置在蒸汽喷管7与钟罩风帽组件之间，套管2与蒸汽喷管7的外壁之间形成有隔离腔，该隔离腔可以与大气或冷却源相连并形成隔热夹层，旨在保护蒸汽喷管7。

本实用新型的吹灰装置优选地安装在水平烟道底部，套管2的顶部与蒸汽喷头6相连接，套管2的中上部与钟罩风帽底板3相连接，套管2的下部与水平烟道底部扁钢4相连接，套管2与蒸汽喷管7之间设置有间隔分布的若干块轴向固定板9，均可以采用焊接连接的固定方式，具体结构如图4B所示。

此外，水平烟道底部扁钢4的外侧敷设有水平烟道底部保温层5，套管2的下部长度≥水平烟道底部保温层，以确保形成隔热层。若干块肋板8沿着套管2外壁周向间隔布置并分别与钟罩风帽底板3和套管2预装配固定，一方面起到加固钟罩风帽底板3的作用，另一方面起到对吹灰装置整体装置的定位固定作用并防止侧倾。

在钟罩风帽底板3下部至水平烟道底部扁钢2上部之间沿套管2外侧还敷设有耐火材料，以尽可能保护套管2与蒸汽喷管7，隔绝套管2暴露在烟气辐射和冲刷氛围内。进一步优选地，本实用新型的吹灰装置为矮胖型结构，增加吹灰装置的整体稳定性，在运行中不易倾倒并降低吹损相邻受热面的事故发生。另外，为了避免出现异种钢焊接，上述各结构件均采用耐磨、耐热、抗氧化性能力优良的钢材制造为优。

与现有技术相比较，本实用新型的吹灰装置增加了套管、钟罩风帽组件、蒸汽喷头、轴向固定板、肋板等结构件，通过增加上述零件，使蒸汽引入组件的工作环境相对独立，避免直接接受高温烟气冲刷及辐射，避免了喷管间断运行造成的“急冷急热”温差应力工况出现，防止喷管疲劳破坏断裂，延长了喷管的使用寿命。

而钟罩风帽组件具备保护罩功能以及迟滞烟气中灰粒进入喷口的功能，在整个喷管装置中所处工况最恶劣，一方面钟罩接受高温烟气冲刷、辐射，另一方面，喷口工作时又接受交变温差应力作用，因此是整个装置中最容易损坏的部件。本实用新型将整个钟罩风帽组件的结构精简并置于炉内易更换的位置，便于停机后快速检修更换，同时改善了每次更换需在炉外搭建脚手架进行更换的检修方式。

对于已经安装有水平烟道蒸汽吹灰的项目，可利用原吹灰气源、吹灰系统、吹灰管路，运行方式不变，仅将原吹灰喷头更换为本实用新型的吹灰装置即可。由于吹灰喷管增加套管等装置，喷管直径较原设备更大，水平烟道开孔需同步改造，相关防磨盖板需重新制作。

而对于新安装水平烟道蒸汽吹灰的项目，可按原设计系统进行，仅将吹灰喷头改为本实用新型的吹灰装置即可，同步配供开孔弯管及防磨盖板等。因此，无论是现有设备改进还是新设备安装，本实用新型均具有明显的应用优势。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种防水平烟道积灰的吹灰装置，其特征在于，所述吹灰装置包括：

蒸汽引入组件，包括蒸汽喷管和蒸汽喷头，所述蒸汽喷头设置在蒸汽喷管的出口端并设置有若干个第一蒸汽喷孔；

钟罩风帽组件，套设在蒸汽喷头外侧并设置有若干个第二蒸汽喷孔，其与蒸汽喷头之间形成有蒸汽转向空间；

套管，设置在蒸汽喷管与钟罩风帽组件之间，其与蒸汽喷管的外壁之间形成有隔离腔。

2.根据权利要求1所述防水平烟道积灰的吹灰装置，其特征在于，所述钟罩风帽组件包括钟罩风帽头部与钟罩风帽底板，所述钟罩风帽头部与钟罩风帽底板拼接固定形成钟罩风帽组件。

3.根据权利要求1所述防水平烟道积灰的吹灰装置，其特征在于，所述蒸汽喷管的入口端与蒸汽源相连，蒸汽喷管的入口端外还包覆有保温层；所述隔离腔与大气或冷却源相连。

4.根据权利要求1所述防水平烟道积灰的吹灰装置，其特征在于，所述蒸汽喷管和蒸汽喷头拼接固定形成蒸汽引入组件，所述蒸汽喷头的若干个第一蒸汽喷孔沿着蒸汽喷头的周向均匀布置。

5.根据权利要求2所述防水平烟道积灰的吹灰装置，其特征在于，若干个第二蒸汽喷孔沿着钟罩风帽头部的周向均匀布置，所述第二蒸汽喷孔的设置高度低于第一蒸汽喷孔的设置高度。

6.根据权利要求2所述防水平烟道积灰的吹灰装置，其特征在于，所述吹灰装置安装在水平烟道底部，所述套管的顶部与蒸汽喷头相连接，套管的中上部与钟罩风帽底板相连接，套管的下部与水平烟道底部扁钢相连接，套管与蒸汽喷管之间设置有间隔分布的若干块轴向固定板。

7.根据权利要求6所述防水平烟道积灰的吹灰装置，其特征在于，所述水平烟道底部扁钢的外侧敷设有水平烟道底部保温层，所述套管的下部长度≥水平烟道底部保温层。

8.根据权利要求6所述防水平烟道积灰的吹灰装置，其特征在于，若干块肋板沿着套管外壁周向间隔布置并分别与钟罩风帽底板和套管预装配固定。

9.根据权利要求6所述防水平烟道积灰的吹灰装置，其特征在于，在钟罩风帽底板下部至水平烟道底部扁钢上部之间沿套管外侧敷设有耐火材料。

10.根据权利要求1所述防水平烟道积灰的吹灰装置，其特征在于，所述吹灰装置为矮胖型结构。

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