CN216521730U - 喷嘴和焚烧炉用清灰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷嘴和焚烧炉用清灰装置，喷嘴包括喷嘴主体，具有供水进入的水腔，喷嘴主体上设置有用于向待清灰面喷水的清灰喷口、用于向避让待清灰面的方向喷水的辅助冷却口；用于在水腔内水压小于目标压力值时打开辅助冷却口，在水腔内水压大于目标压力值时关闭辅助冷却口的控制结构。当水腔内水压小于目标压力值时控制结构打开辅助冷却口，清灰喷口和辅助冷却口同时向外喷水，一方面较小的水腔水压能够减少清灰喷口的清灰喷水量，当待清灰面为垃圾焚烧余热锅炉辐射受热面时，能够避免喷到受热面上的保护层如浇筑料；另一方面，能够通过辅助冷却口增加喷嘴主体内流过的水量，满足喷嘴的冷却水量需求。

Description

喷嘴和焚烧炉用清灰装置

技术领域

本实用新型涉及焚烧余热锅炉清灰技术领域，更具体地说，涉及一种喷嘴，本实用新型还涉及一种焚烧炉用清灰装置。

背景技术

生活垃圾焚烧是我国生活垃圾处理的主要途径之一。生活垃圾焚烧产生的高温烟气携带高黏附性飞灰，较易在炉内受热面聚积，降低受热面的换热能力和换热效率，聚集在受热面表面的粘结性灰，还在高温情况下对受热面造成腐蚀作用，尤其是过热器的腐蚀风险，有效清灰对于垃圾焚烧余热锅炉的作用非常重要。对于烟气温度较高、受热面分布空间较大、积灰粘结性高的辐射炉膛内，水力清灰是一种较为有效的针对性清灰方式，通过将金属软管和喷水喷嘴由炉顶送入炉膛，向壁面高温积灰喷水，达到清灰的效果。

金属软管和喷水喷嘴在炉膛内时，为了对自身进行冷却，要求喷射一定的水量，而垃圾焚烧余热锅炉第一烟道、第二烟道内的部分区域覆盖了浇筑料以进行金属受热面的保护，尤其是在一二烟道的顶部、上部区域，在高温情况下水喷到该部分浇筑料，有将其清除的风险，因此在浇筑料区域需要减少清灰喷水量，以避免喷射到浇筑料上，但是无法满足喷嘴的冷却水量需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于公开一种喷嘴，以实现既能减少清灰喷水量，又能满足喷嘴的冷却水量需求。

本实用新型的另一目的在于公开一种具有上述喷嘴的焚烧炉用清灰装置。

为了达到上述目的，本实用新型公开如下技术方案：

一种喷嘴，包括：

喷嘴主体，具有供水进入的水腔，所述喷嘴主体上设置有用于向待清灰面喷水的清灰喷口、用于向避让所述待清灰面的方向喷水的辅助冷却口；

用于在所述水腔内水压小于目标压力值时打开所述辅助冷却口，在所述水腔内水压大于所述目标压力值时关闭所述辅助冷却口的控制结构。

优选的，上述喷嘴中，所述喷嘴主体设置有将所述水腔分隔为清灰腔和辅助冷却腔的分隔件，所述分隔件设置有能够连通所述清灰腔与所述辅助冷却腔的控制阀口，所述辅助冷却口与所述辅助冷却腔连通，所述清灰喷口与所述清灰腔连通；

所述控制结构包括：

能够在所述清灰腔内水压大于所述目标压力值时关闭所述控制阀口的阀芯，所述阀芯相对于所述控制阀口可移动；

沿所述阀芯的移动方向可伸缩的弹性件，所述弹性件的伸缩端与所述阀芯固定连接，所述弹性件能够在所述清灰腔内水压小于所述目标压力值时驱使所述阀芯打开所述控制阀口。

优选的，上述喷嘴中，所述弹性件为位于所述辅助冷却腔内的弹簧，所述弹簧远离所述控制阀口的一端与所述辅助冷却腔内壁固定连接，另一端通过弹簧安装板与所述阀芯固定连接，当所述弹簧处于自然长度时，所述弹簧安装板与所述分隔件之间形成连通所述控制阀口与所述辅助冷却口的流水通道。

优选的，上述喷嘴中，所述控制阀口为锥形口，所述阀芯包括与所述弹簧同轴连接的阀杆和设置在所述阀杆靠近所述控制阀口一端的锥形密封头。

优选的，上述喷嘴中，所述喷嘴主体包括：

用于与供水管连接的固定支撑管；

与所述固定支撑管转动配合且内腔连通的旋转喷水管；

其中，所述清灰喷口设置在所述旋转喷水管的圆周面上且至少包括多个第一喷口，所述第一喷口的中心轴线与所述旋转喷水管的中心轴线不交叉。

优选的，上述喷嘴中，所述喷嘴主体还包括设置在所述旋转喷水管远离所述固定支撑管的一端的辅助喷水管，所述辅助冷却口和所述控制结构均设置在所述辅助喷水管上。

优选的，上述喷嘴中，所述辅助喷水管远离所述固定支撑管的端面均布有多个所述辅助冷却口，且所述辅助冷却口的中心轴线平行于所述辅助喷水管的中心轴线。

优选的，上述喷嘴中，所述清灰喷口还包括多个第二喷口，所述第二喷口的中心轴线相对于所述旋转喷水管的中心轴线倾斜且喷水方向朝向所述固定支撑管。

优选的，上述喷嘴中，所述第一喷口沿所述旋转喷水管周向均匀分布，所述第一喷口的中心轴线均位于所述旋转喷水管的同一横截面上，且所述第一喷口的中心轴线与其所在所述旋转喷水管的圆周面位置的切线的夹角均相同；

所述第二喷口沿所述旋转喷水管周向均匀分布，所述第二喷口位于所述旋转喷水管的同一轴向位置，且所述第二喷口的中心轴线相对于所述旋转喷水管的中心轴线的倾斜夹角均相同。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型公开的喷嘴包括喷嘴主体，具有供水进入的水腔，喷嘴主体上设置有用于向待清灰面喷水的清灰喷口、用于向避让待清灰面的方向喷水的辅助冷却口；用于在水腔内水压小于目标压力值时打开辅助冷却口，在水腔内水压大于目标压力值时关闭辅助冷却口的控制结构。

应用时，向喷嘴主体的水腔内供水，并利用控制结构根据水腔内水压选择打开或关闭辅助冷却口。

当水腔内水压小于目标压力值时控制结构打开辅助冷却口，清灰喷口和辅助冷却口同时向外喷水，一方面较小的水腔水压能够减少清灰喷口的清灰喷水量，当待清灰面为垃圾焚烧余热锅炉辐射受热面时，能够避免喷到受热面上的保护层如浇筑料；另一方面，能够通过辅助冷却口增加喷嘴主体内流过的水量，满足喷嘴的冷却水量需求。

当水腔内水压大于目标压力值时控制结构关闭辅助冷却口，仅清灰喷口向外喷水，较大的水腔水压能够增加清灰喷口的清灰喷水量，能够适用于没有保护层的待清灰面，还能避免水浪费。

本实用新型还公开了一种焚烧炉用清灰装置，包括用于向焚烧炉辐射炉膛内的受热面进行喷水清灰的喷嘴和用于向所述喷嘴供水的供水管，所述喷嘴为上述任一种喷嘴，由于上述喷嘴具有上述效果，具有上述喷嘴的焚烧炉用清灰装置具有同样的效果，故本文不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例公开的喷嘴的主视图；

图2是本实用新型实施例公开的喷嘴的剖视图。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种喷嘴，既能减少清灰喷水量，又能满足喷嘴的冷却水量需求。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参考附图1-2，本实用新型实施例公开的喷嘴包括喷嘴主体，具有供水进入的水腔，喷嘴主体上设置有用于向待清灰面喷水的清灰喷口、用于向避让待清灰面的方向喷水的辅助冷却口；用于在水腔内水压小于目标压力值时打开辅助冷却口，在水腔内水压大于目标压力值时关闭辅助冷却口的控制结构。

应用时，向喷嘴主体的水腔内供水，并利用控制结构根据水腔内水压选择打开或关闭辅助冷却口。

当水腔内水压小于目标压力值时控制结构打开辅助冷却口，清灰喷口和辅助冷却口同时向外喷水，一方面较小的水腔水压能够减少清灰喷口的清灰喷水量，当待清灰面为垃圾焚烧余热锅炉辐射受热面时，能够避免喷到受热面上的保护层如浇筑料；另一方面，能够通过辅助冷却口增加喷嘴主体内流过的水量，满足喷嘴的冷却水量需求。

当水腔内水压大于目标压力值时控制结构关闭辅助冷却口，仅清灰喷口向外喷水，较大的水腔水压能够增加清灰喷口的清灰喷水量，能够适用于没有保护层的待清灰面，还能避免水浪费。

需要说明的是，上述目标压力值为当待清灰面为垃圾焚烧余热锅炉辐射受热面时，清灰喷口喷出的水能够喷到受热面上的保护层的最小压力值。

如图2所示，喷嘴主体设置有将水腔分隔为清灰腔和辅助冷却腔的分隔件，分隔件设置有能够连通清灰腔与辅助冷却腔的控制阀口，辅助冷却口与辅助冷却腔连通，清灰喷口与清灰腔连通；控制结构包括能够在清灰腔内水压大于目标压力值时关闭控制阀口的阀芯，阀芯相对于控制阀口可移动；沿阀芯的移动方向可伸缩的弹性件，弹性件的伸缩端与阀芯固定连接，弹性件能够在清灰腔内水压小于目标压力值时驱使阀芯打开控制阀口。

本实施例中，控制结构通过阀芯的移动调节控制阀口的开闭，水压直接作用在阀芯上，当清灰腔内水压大于目标压力值时阀芯移动到关闭控制阀口的位置，弹性件压缩，此时辅助冷却口不喷水；当清灰腔内水压小于目标压力值时，弹性件的回复力克服水压驱使阀芯移动至打开控制阀口的位置，此时辅助冷却口喷水。

本实施例还利用不同水压下弹簧8的伸缩长度变化，调节辅助冷却口喷水的比例；在水压较小时，清灰喷口的清灰喷水量较小，控制阀口开启较大，增加辅助冷却口喷水量；在水压较大时，清灰喷口的清灰喷水量较大，控制控制阀口开启较小，减小辅助冷却口喷水量，从而实现在避免浪费水资源的同时保证喷嘴的喷水效果和冷却效果。

上述分隔件可以为分隔板，也可以为一个分隔筒等。

本实用新型的控制结构还可以选择其他结构，如控制阀门等，只要实现能控制辅助冷却口的开闭均可。

优选的，弹性件为位于辅助冷却腔内的弹簧8，弹簧8远离控制阀口的一端与辅助冷却腔内壁固定连接，另一端通过弹簧安装板10与阀芯固定连接，当弹簧8处于自然长度时，弹簧安装板10与分隔件之间形成连通控制阀口与辅助冷却口的流水通道。当清灰腔内水压小于目标压力值时，清灰腔内的水进入控制阀口，流经流水通道，从辅助冷却口喷出。

本实施例通过弹簧8驱动阀芯移动，结构简单，且使用寿命较长。可以理解的是，上述弹性件还可以为其他的弹性结构，如层叠一起的多个弹簧8片等。

具体的实施方式中，控制阀口为锥形口，阀芯包括与弹簧8同轴连接的阀杆9和设置在阀杆9靠近控制阀口一端的锥形密封头11。本实施例利用锥形密封头11与锥形口的密封配合实现控制阀口的关闭，密封接触面积较大，增加了密封效果。当然，该控制阀口还可以为圆形孔，锥形密封头11还可以替换为其他形状，如平板状等。

为了优化上述技术方案，喷嘴主体包括用于与供水管连接的固定支撑管1；与固定支撑管1转动配合且内腔连通的旋转喷水管4；其中，清灰喷口设置在旋转喷水管4的圆周面上且至少包括多个第一喷口6，第一喷口6的中心轴线与旋转喷水管4的中心轴线不交叉。

本实施例中，由于第一喷口6的中心轴线与旋转喷水管4的中心轴线不交叉，所以第一喷口6的中心轴线具有一个沿旋转喷水管4表面切线方向的分支，当第一喷口6沿中心轴线向外喷水时，水的反作用力会具有一个沿旋转喷水管4表面切线方向的旋转分力，促使旋转喷水管4相对固定支撑管1旋转，这样一来，第一喷口6可以一边喷射一边旋转，喷水射程较远，对受热面喷水比较均匀，提高了清灰效果。

当喷嘴由上向下伸入焚烧炉辐射炉膛内时，第一喷口6沿水平方向，形成水平喷水口，可以向炉膛内的受热面喷水清灰。

具体的，固定支撑管1底端设置有固定连接管2，旋转喷水管4顶端设置有旋转连接管3，固定连接管2与旋转连接管3转动配合。

固定支撑管1为一具有上下开孔的连通腔体，上下开孔均具有内螺纹，上开孔可与作为供水管的金属软管连接，下开孔与固定连接管2以螺纹连接。

旋转喷水管4为一具有上下开孔的连通腔体，上下开孔均具有内螺纹，上开孔与旋转连接管3下部以螺纹连接。

旋转连接管3上部的外径与固定连接管2上部的内径相同，旋转连接管3外壁和固定连接管2内壁加工光滑，旋转连接管3嵌入固定连接管2，绕中心轴线相对旋转的摩擦力可忽略。

喷嘴主体还包括设置在旋转喷水管4远离固定支撑管1的一端的辅助喷水管7，辅助冷却口和控制结构均设置在辅助喷水管7上。具体的，旋转喷水管4与辅助喷水管7通过螺纹连接。

本实施例中，旋转喷水管4的内腔形成清灰腔，辅助喷水管7的内腔形成辅助冷却腔。控制结构设置于辅助喷水管7，弹簧8底端焊接在辅助喷水管7的辅助冷却腔底部，预先选取了弹簧8的自然高度小于辅助冷却腔的高度。随着旋转喷水管4内水压的提高，锥形密封头11受到向下的力的作用，锥形密封头11下方的水流空间减少，水压超过一定值，锥形密封头11将闭合，无水向下喷出。

本实施例利用辅助喷水管7安装控制结构，方便装配。当然，本申请还可以不设置该辅助喷水管7，在旋转喷水管4中设置隔板，将控制结构和辅助冷却口均设置在旋转喷水管4上。

具体的，辅助喷水管7远离固定支撑管1的端面均布有多个辅助冷却口，且辅助冷却口的中心轴线平行于辅助喷水管7的中心轴线。辅助喷水管7底部开有若干向下的辅助冷却口，形成向下喷水口，利用向下喷水口向下喷水以在水压较低时，保证喷嘴的冷却水量。可以理解的是，该辅助冷却口还可以设置在辅助喷水管7的圆周面上，其喷水方向也可以朝向不会喷到待清灰面的其他位置，以达到同样的增加流水量的技术效果。

为了提高清灰效果，清灰喷口还包括多个第二喷口5，第二喷口5的中心轴线相对于旋转喷水管4的中心轴线倾斜且喷水方向朝向固定支撑管1。

当喷嘴由上向下伸入焚烧炉辐射炉膛内时，第二喷口5的喷水方向斜向上，形成斜向上喷水口，本实用新型能够同时利用斜向上喷水口、水平喷水口集中喷射，实现待清灰面的水力清灰，喷射面积较大，保证了清灰效果，还提高了工作效率。

为了方便加工，第一喷口6沿旋转喷水管4周向均匀分布，第一喷口6的中心轴线均位于旋转喷水管4的同一横截面上，且第一喷口6的中心轴线与其所在旋转喷水管4的圆周面位置的切线的夹角均相同；第二喷口5沿旋转喷水管4周向均匀分布，第二喷口5位于旋转喷水管4的同一轴向位置，且第二喷口5的中心轴线相对于旋转喷水管4的中心轴线的倾斜夹角均相同。

具体的，旋转喷水管4中部设置有沿圆周均布的3个水平喷水口，3个水平喷水口的中心轴线与喷水口所在圆周点切线夹角相等；旋转喷水管4上部设置有沿圆周均布的2个斜向上喷水口，2个斜向上喷水口的中心轴线与旋转喷水管4中心轴线的相对角度相等；进一步提高了喷水均匀性。

应用时，供水由固定支撑管1上部开孔进入，经过固定连接管2、旋转连接管3进入旋转喷水管4和辅助喷水管7，工作情况下水充满喷嘴内腔体，在供水压力的作用下，水可由斜向上喷水口、水平的喷水口和向下喷水口向外以一定的速度喷出，以喷射到余热锅炉内的受热面上。

喷水时，旋转连接管3及其以下的部件，受到斜向上喷水口、水平喷水口喷水时反作用力的推动，绕喷水相反的方向旋转，使向外的喷水可均匀喷射到余热锅炉内的受热面上；阀芯留出的水流空间，在供水压力小时，通过向下喷水口喷水的比例高，随着供水压力升高，阀芯留出的水流空间减少，向下喷水的比例降低，通过斜向上喷水口、水平喷水口喷水的比例增加，从而通过供水压力的调节来调节向各方向的喷水量。

本实用新型实施例还公开了一种焚烧炉用清灰装置，包括用于向焚烧炉辐射炉膛内的受热面进行喷水清灰的喷嘴和用于向喷嘴供水的供水管，喷嘴为上述任一项实施例提供的喷嘴，既能减少清灰喷水量，又能满足喷嘴的冷却水量需求，其优点是由喷嘴带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。

本实施例公开的喷嘴应用于对焚烧余热锅炉辐射受热面进行的在线清灰，通过向处在600到1200℃的烟气中水冷壁表面的积灰喷射液态水，利用积灰被水冷却时候产生的热应力、液态水吸热蒸发时产生的体积急速膨胀液态水变为气态水体积膨胀约1000倍对积灰的冲击，使积灰开裂、脱落，达到清灰的作用。

在喷嘴所处的受热面包覆了碳化硅等浇筑料时，调节供水压力在0.1～0.2Mpa，使供水的50％以上通过向下喷水口向下喷射到炉膛内，通过水平喷水口和斜向上喷水口喷水的比例小、喷水流速低，因此无法喷射到碳化硅等浇筑料上，避免了对其造成损伤。在喷嘴所处的受热面设计为与高温烟气直接接触时候，调节供水压力至0.3～0.5Mpa，使阀芯留出的水流空间变小，使供水的10％以下通过向下喷水9向下喷射到炉膛内，供水的90％以上通过水平喷水口和斜向上喷水口喷射，喷水流速高、射程远，供水可喷射到金属受热面的积灰上，进行有效的清灰，从而实现了根据供水压力对各向喷水比例进行调整。

本实用新型的喷嘴可以为雾化喷嘴，或者喷嘴整体随着作为供水管的金属软管摆动的方式进行特定受热面的均匀喷水。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种喷嘴，其特征在于，包括：

喷嘴主体，具有供水进入的水腔，所述喷嘴主体上设置有用于向待清灰面喷水的清灰喷口、用于向避让所述待清灰面的方向喷水的辅助冷却口；

用于在所述水腔内水压小于目标压力值时打开所述辅助冷却口，在所述水腔内水压大于所述目标压力值时关闭所述辅助冷却口的控制结构。

2.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴主体设置有将所述水腔分隔为清灰腔和辅助冷却腔的分隔件，所述分隔件设置有能够连通所述清灰腔与所述辅助冷却腔的控制阀口，所述辅助冷却口与所述辅助冷却腔连通，所述清灰喷口与所述清灰腔连通；

所述控制结构包括：

能够在所述清灰腔内水压大于所述目标压力值时关闭所述控制阀口的阀芯，所述阀芯相对于所述控制阀口可移动；

沿所述阀芯的移动方向可伸缩的弹性件，所述弹性件的伸缩端与所述阀芯固定连接，所述弹性件能够在所述清灰腔内水压小于所述目标压力值时驱使所述阀芯打开所述控制阀口。

3.根据权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，所述弹性件为位于所述辅助冷却腔内的弹簧(8)，所述弹簧(8)远离所述控制阀口的一端与所述辅助冷却腔内壁固定连接，另一端通过弹簧安装板(10)与所述阀芯固定连接，当所述弹簧(8)处于自然长度时，所述弹簧安装板(10)与所述分隔件之间形成连通所述控制阀口与所述辅助冷却口的流水通道。

4.根据权利要求3所述的喷嘴，其特征在于，所述控制阀口为锥形口，所述阀芯包括与所述弹簧(8)同轴连接的阀杆(9)和设置在所述阀杆(9)靠近所述控制阀口一端的锥形密封头(11)。

5.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴主体包括：

用于与供水管连接的固定支撑管(1)；

与所述固定支撑管(1)转动配合且内腔连通的旋转喷水管(4)；

其中，所述清灰喷口设置在所述旋转喷水管(4)的圆周面上且至少包括多个第一喷口(6)，所述第一喷口(6)的中心轴线与所述旋转喷水管(4)的中心轴线不交叉。

6.根据权利要求5所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴主体还包括设置在所述旋转喷水管(4)远离所述固定支撑管(1)的一端的辅助喷水管(7)，所述辅助冷却口和所述控制结构均设置在所述辅助喷水管(7)上。

7.根据权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，所述辅助喷水管(7)远离所述固定支撑管(1)的端面均布有多个所述辅助冷却口，且所述辅助冷却口的中心轴线平行于所述辅助喷水管(7)的中心轴线。

8.根据权利要求5所述的喷嘴，其特征在于，所述清灰喷口还包括多个第二喷口(5)，所述第二喷口(5)的中心轴线相对于所述旋转喷水管(4)的中心轴线倾斜且喷水方向朝向所述固定支撑管(1)。

9.根据权利要求8所述的喷嘴，其特征在于，所述第一喷口(6)沿所述旋转喷水管(4)周向均匀分布，所述第一喷口(6)的中心轴线均位于所述旋转喷水管(4)的同一横截面上，且所述第一喷口(6)的中心轴线与其所在所述旋转喷水管(4)的圆周面位置的切线的夹角均相同；

所述第二喷口(5)沿所述旋转喷水管(4)周向均匀分布，所述第二喷口(5)位于所述旋转喷水管(4)的同一轴向位置，且所述第二喷口(5)的中心轴线相对于所述旋转喷水管(4)的中心轴线的倾斜夹角均相同。

10.一种焚烧炉用清灰装置，包括用于向焚烧炉辐射炉膛内的受热面进行喷水清灰的喷嘴和用于向所述喷嘴供水的供水管，其特征在于，所述喷嘴为如权利要求1-9任一项所述的喷嘴。

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