一種煤粉鍋爐爐膛吹灰裝置的製作方法

2023-07-04 00:21:31

本發明涉及一種煤粉鍋爐爐膛吹灰裝置，特別適用於環保工業煤粉鍋爐的吹灰系統，主要用於鍋爐的爐膛底部粉煤灰的吹掃。

背景技術：

我國富煤貧油少氣的資源特點決定了煤炭是主體能源，在未來相當長的時期內，煤炭作為主體能源的地位不會改變。隨著我國十多年的研發與實踐，煤粉工業鍋爐的發展已取得長足的進步，煤粉工業鍋爐以高品質、高活性清潔煤粉為燃料，是天然氣鍋爐的備份或替代品。它的本質屬性包括乾淨衛生，工作環境友好，系統全密閉，無煙及粉塵跑冒，同時環保節能，鍋爐效率及排放標準與天然氣鍋爐相當。這就決定了工業煤粉鍋爐必須具備完善的吹灰系統，同時灰渣系統封閉來避免傳統鍋爐灰渣排放過程中的粉塵汙染。同時結合燃燒過程總NOx的產生機理，降低NOx的原始排放濃度，以達到工業煤粉鍋爐清潔、環保、高效的優勢。

專利文獻CN202938321U公開了一種煤粉鍋爐的吹灰系統，將煤粉鍋爐的吹灰和除塵、排煙連體設計，高效環保。但是其結構的限制導致在實施過程中爐膛吹灰、一級鍋爐對流管束吹灰、二級鍋爐對流管束三個部位的吹灰為輪流噴吹依次進行，由於爐膛內的溫度較高，布置在爐膛內的爐膛吹灰噴管15在停止吹灰後，管壁溫失去了低溫煙氣的冷卻，爐膛中心溫度達1100℃以上，即使是25Ni20的耐熱鋼材質也面臨融化。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種煤粉鍋爐爐膛吹灰裝置，它能夠解決爐膛內吹灰管面臨高溫融化的問題，同時有效降低NOx原始排放值。

本發明解決上述問題所採用的技術方案為：一種煤粉鍋爐爐膛吹灰裝置，它包括鍋爐，所述鍋爐頭部設置有燃燒器，所述燃燒器上設置有三次風進口，所述鍋爐尾部通過煙氣管路依次連接設置有除塵器、引風機和煙囪，所述引風機與煙囪之間的煙氣管路上通過連接管路接入三次風機，所述三次風機的出風口接三次風母管，所述鍋爐的爐膛內左右兩側分別設置有爐膛三次風母管和吹灰總管，所述爐膛三次風母管和吹灰總管垂直爐膛截面方向布置，所述三次風母管分成兩路，一路接入爐膛三次風母管，另一路接入燃燒器的三次風進口，所述爐膛三次風母管上沿水平方向設置有爐膛三次風分管，所述吹灰總管上沿水平方向設置有爐膛吹灰器。

所述爐膛吹灰器包括爐膛吹灰母管，所述爐膛吹灰母管沿水平方向布置，所述爐膛吹灰母管上設置有爐膛吹灰噴管，所述爐膛三次風分管上設置有爐膛三次風支管，所述爐膛三次風支管套裝於爐膛吹灰噴管外側。

所述爐膛吹灰噴管向爐膛內間斷吹灰，所述爐膛三次風支管持續向爐膛內送入三次風。

所述爐膛三次風支管和爐膛吹灰噴管頂部設置有圓形管蓋，所述圓形管蓋直徑大小與爐膛三次風支管直徑相同，所述爐膛三次風支管和爐膛吹灰噴管的單側或雙側均開設有方形噴孔，所述方形噴孔位於圓形管蓋下側，所述爐膛吹灰噴管上的方形噴孔小於爐膛三次風支管上的方形噴孔。

所述爐膛三次風母管、吹灰總管、爐膛吹灰器之間分別接有對應的控制閥門。

所述爐膛三次風支管從爐膛膜式壁扁鋼中間開孔，與扁鋼密封焊接。

所述爐膛三次風支管和爐膛吹灰噴管位於爐膛內部部分為不鏽鋼材質，位於爐膛外部為碳鋼材質。

與現有技術相比，本發明的優點在於：

1、從鍋爐尾部除塵器出口後的引風機和煙囪之間的煙氣管路引出的低溫（160℃以下）、潔淨的煙氣作為燃燒三次風，通過減小燃燒過量氧係數從而減小燃燒NOx生成量；

2、從鍋爐尾部除塵器出口後的引風機和煙囪之間的煙氣管路引出的低溫（160℃以下）、潔淨的煙氣作為燃燒三次風，通過降低爐膛溫度從而減小NOx生成量；

3、從鍋爐尾部除塵器出口後的引風機和煙囪之間的煙氣管路引出的低溫（160℃以下）、潔淨的煙氣包裹爐膛吹灰噴管的外側，在爐膛吹灰噴管停止噴吹的間隙，降低爐膛吹灰噴管的壁溫，延長爐膛吹灰噴管壽命；

4、爐膛三次風支管、爐膛吹灰噴管頂部單側或兩側開有方形噴吹孔，爐膛吹灰噴管頂部加裝圓形管蓋，吹掃定向、吹力集中，方形噴吹孔位置高於膜式壁管最高處，避免吹灰氣流直接對受熱面管直接噴吹造成管損傷；

5、吹灰裝置在爐膛內部為不鏽鋼材質，可耐爐膛高溫；爐膛外部為碳鋼材質，節約材料成本。

附圖說明

圖1為本發明一種煤粉鍋爐爐膛吹灰裝置的結構示意圖。

圖2為圖1中爐膛吹灰器的結構示意圖。

圖3為圖2中爐膛吹灰噴管的結構示意圖。

圖4為圖3的左視圖。

圖5為圖3的A-A剖視圖。

其中：

燃燒器三次風進口1

爐膛三次風母管2

爐膛三次風分管3

爐膛三次風支管3.1

爐膛吹灰器4

爐膛吹灰母管4.1

爐膛吹灰噴管4.2

圓形管蓋4.3

吹灰總管6

除塵器7

引風機8

煙囪9

煙氣管路10

三次風機11

三次風總管12

鍋爐13

燃燒器14

連接管路15。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

如圖1~圖5所示，本實施例中的一種煤粉鍋爐爐膛吹灰裝置，它包括鍋爐13，所述鍋爐13頭部設置有燃燒器14，所述燃燒器14上設置有三次風進口1，所述鍋爐13尾部通過煙氣管路10依次連接設置有除塵器7、引風機8和煙囪9，所述引風機8與煙囪9之間的煙氣管路10上通過連接管路15接入三次風機11，所述三次風機11的出風口接三次風母管12，所述鍋爐13的爐膛內左右兩側分別設置有爐膛三次風母管2和吹灰總管6，所述爐膛三次風母管2和吹灰總管6垂直爐膛截面方向布置，所述三次風母管12分成兩路，一路接入爐膛三次風母管2，另一路接入燃燒器14的三次風進口1，所述爐膛三次風母管2上沿水平方向設置有爐膛三次風分管3，所述吹灰總管6上沿水平方向設置有爐膛吹灰器4；

所述爐膛吹灰器4包括爐膛吹灰母管4.1，所述爐膛吹灰母管4.1沿水平方向布置，所述爐膛吹灰母管4.1上設置有爐膛吹灰噴管4.2，所述爐膛三次風分管3上設置有爐膛三次風支管3.1，所述爐膛三次風支管3.1套裝於爐膛吹灰噴管4.2外側；

所述爐膛三次風母管2、吹灰總管6、爐膛吹灰器4之間分別接有對應的控制閥門；

所述爐膛三次風支管3.1從爐膛膜式壁扁鋼中間開孔，與扁鋼密封焊接；

所述爐膛三次風支管3.1和爐膛吹灰噴管4.2頂部設置有圓形管蓋4.3，所述圓形管蓋4.3直徑大小與爐膛三次風支管3.1直徑相同，所述爐膛三次風支管3.1和爐膛吹灰噴管4.2的單側或雙側均開設有方形噴孔，所述方形噴孔位於圓形管蓋4.3下側，所述爐膛吹灰噴管4.2上的方形噴孔小於爐膛三次風支管3.1上的方形噴孔，使得爐膛吹灰噴管的噴吹孔位置高於膜式壁管最高處，避免吹灰氣流對膜式壁管直接噴吹，避免吹灰氣流對爐膛膜式壁管的損傷。

所述爐膛三次風支管3.1和爐膛吹灰噴管4.2位於爐膛內部部分為不鏽鋼材質，位於爐膛外部為碳鋼材質。

吹灰介質為0.6Mpa左右的壓縮空氣，壓縮空氣以5-10min的設定頻率，對爐膛底部進行定期噴吹，噴吹頻率可根據灰量調整。持續的爐膛三次風氣流對處於爐膛高溫環境內間斷工作的爐膛吹灰噴管起到降溫冷卻的作用，同時低溫（160℃以下）潔淨（布袋除塵器出口含塵量<30mg/Nm3）的煙氣作為三次風，沿火焰長度方向均勻進入爐膛、爐膛溫度場均勻，避免局部高溫，不僅可以避免爐膛結渣（焦）、傳熱惡化，而且可以有效減小NOx生成量，與煤粉工業鍋爐「煤粉濃相（著火）燃燒組織、穩燃室半煤氣化燃燒組織、爐膛溫和燃燒組織」的技術思想不謀而合。

從鍋爐尾部除塵器出口後的引風機和煙囪之間的煙氣管路引出的低溫（160℃以下）、潔淨的煙氣經過爐膛三次風母管分配至爐膛三次風支管，爐膛三次風支管套裝於爐膛吹灰噴管的外側，在爐膛吹灰噴管停止噴吹的間隙對爐膛內持續送入三次風，降低爐膛吹灰噴管的壁溫，延長爐膛吹灰噴管壽命。

爐膛吹灰噴管將爐膛底部的粉煤灰吹起至懸浮狀態，爐膛內負壓氣流將粉煤灰帶至爐膛後部的流程，將鍋爐其他部位的積灰一起帶至鍋爐尾部的布袋除塵器內收集。

煤粉工業鍋爐產生的粉煤灰是建材企業良好的生產原料，煤粉鍋爐產生的粉煤灰由布袋除塵器收集後經密閉系統氣力輸送排送進灰塔，可集中處理及應用，不僅無二次汙染，而且構建了良好的循環經濟模式。

除上述實施例外，本發明還包括有其他實施方式，凡採用等同變換或者等效替換方式形成的技術方案，均應落入本發明權利要求的保護範圍之內。