专利名称：垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰方法及装置，属于锅炉技术领域。
背景技术：
随着我国城市化进程的不断推进和人民生活水平的不断提高，在很多地区，生活垃圾问题已逐渐凸显成为一个制约城市发展和环境改善的重要因素，而垃圾焚烧能够很好地实现其无害化、减量化和资源化，在我国正得到越来越广泛的应用。在《京都议定书》生效后，生物质能由于二氧化碳近零排放的优点，已经成为能源领域关注的热点。生物质直燃发电是最方便、高效的生物质能利用方式之一，在我国得到了迅速发展。然而在垃圾和生物质的焚烧过程中，燃料中成灰物质引发的积灰结渣在燃烧设备的各种受热面上普遍存在，特别是在锅炉对流烟道的对流管束上尤为严重。受热面积灰会增加传热热阻，使锅炉排烟温度提高，导致锅炉效率降低；受热面积灰还会导致烟气流通截面减少，烟风阻力增加，弓丨风机电耗增加，严重时会导致停炉，影响机组利用率，造成很大的经济损失。垃圾焚烧和生物质焚烧过程中的受热面积灰问题阻碍了垃圾焚烧技术和生物质燃烧技术的发展。目前，如何对垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉对流受热面进行有效清灰，尚处在不断摸索阶段，减少对流受热面积灰的办法并不多，主要有三种一是在锅炉严重结渣后停炉进行人工清渣，该方法经济性差、劳动强度大、清渣不彻底；二是在锅炉运行过程中利用吹灰器对受热面进行吹灰，该方法对垃圾焚烧锅炉或生物质锅炉受热面产生的结渣难以清除，且设备投资成本较高，吹灰器结构复杂；三是在燃料中添加白云石或石灰石等添加剂，能减少碱金属复合硫酸盐生成，达到减轻受热面积灰的目的，但该方法在实际运行过程中效果一般。在垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉中，利用布置在对流烟道中的金属软管管排将积灰拦截，并通过使金属软管变形的手段，将沉积在金属软管表面的积灰清除，从而达到减少烟气中成灰物质在后继受热面上沉积的清灰方法及装置未见报道。
发明内容
技术问题本发明的目的在于提供一种垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰装置及方法，本发明利用布置在锅炉对流烟道中的金属软管将积灰拦截后利用其变形，使积灰从金属软管脱落，经排灰口排出锅炉，减少烟气中成灰物质在后继受热面上的沉积。该装置结构简单、清灰效率高、成本低、适用范围广。技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰装置，该装置包括金属软管、推杆、温度测量装置、差压测量装置、排灰口 ；锅炉炉膛出口的水平烟道由水平烟道炉墙围成且中空；
其中，金属软管置于水平烟道中，且烟气进入水平烟道后首先经过金属软管，推杆穿过水平烟道炉墙且与金属软管连接；
温度测量装置包括若干测温探头，其测温探头嵌在金属软管和推杆外表面；差压测量装置包括两根测压管和差压变送器，其测压管穿过水平烟道炉墙布置在金属软管外侧，且与金属软管外表面保持距离，差压变送器两端分别与两根测压管相连，差压变送器布置在水平烟道外；
排灰口布置水平烟道上且位于金属软管下方。优选的，所述金属软管外径在4>25mm 4>42mm间。优选的，推杆为用耐高温材料。本发明还提供了一种垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰方法，该方法包括如下步骤烟气离开炉膛后，流经水平烟道中布置的金属软管，由金属软管将烟气中的积灰拦截，当温度测量装置和差压测量装置测得的温度和阻力降变化超过设定阈值时，推杆开始做往复运动，带动金属软管发生变形，沉积在金属软管表面的积灰由于变形从表面脱落，经排灰口排出。优选的，所述金属软管内通入锅炉给水或者空气。优选的，推杆穿过水平烟道炉墙部分采用局部水冷，填料密封；推杆在水平烟道内部的部分保持高温。有益效果首先充分考虑垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉对流受热面积灰形成的主要原因是灰颗粒的惯性撞击，即对流受热面积灰中的绝大部分份额都来自灰颗粒惯性撞击的贡献这一特点，并利用金属软管柔性好、变形方便，且具有良好的抗疲劳性、耐高压、耐高温、耐蚀性等多种优点，在锅炉水平烟道第一组对流受热面前布置多排金属软管拦截积灰，通过埋设在金属软管表面的热电偶测量其表面温度，通过差压测量装置检测金属软管管排阻力变化，当主控室集散控制系统中显示的测点处温度和金属软管管排阻力变化超过设定阈值时，开启电机驱动推杆做往复运动，带动金属软管发生变形，使沉积在金属软管表面的积灰脱落，在重力作用下坠入正下方的排灰口，经排灰口排出锅炉，有效减少积灰在金属软管下游对流受热面上的沉积，达到清灰的目的；当温度和阻力变化恢复到设定阈值时，关闭电机，推杆停止运动，金属软管继续拦截积灰。沉积在金属软管上的积灰在推杆做往复运动的短时间内脱落，该方法在不影响锅炉正常运行的情况下，很好地达到清除积灰的目的。其次，在金属软管内通入锅炉给水或空气，可将金属软管作为锅炉省煤器或空气预热器的一部分，既可有效降低金属软管的管壁温度，加快积灰在金属软管表面的沉积，又可减少清灰装置所造成的热损失，提高了锅炉整体经济性。推杆选用耐高温材料，保证其在高温条件下能够正常动作，推杆穿墙部分采用局部水冷、填料密封，确保密封可靠，减少漏风，以减少锅炉热损失；推杆在烟道内部的部分保持高温，可有效防止积灰沉积在其表面，保证推杆能正常运动；推杆与金属软管采用卡套方式连接，便于安装和拆卸。最后，在金属软管管排底部布置排灰口，从金属软管表面脱落的积灰坠入排灰口，经排灰口排出锅炉，不影响锅炉的正常运行。综上，本发明为垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉提供了一种将积灰拦截并清除的方法，该装置具有结构简单、成本低、清灰效率高、适用范围广等特点。
图I为垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉对流管束前清灰装置结构示意 图2为垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉过热器前清灰装置结构示意 图3为垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰装置推杆与炉墙及金属软管连接示意图；图中，金属软管I ;推杆2 ;温度测量装置3 ;差压测量装置4 ;测压管41 ;差压变送器42 ;排灰口 5 ;炉膛6 ;水平烟道7 ;水平烟道炉墙71 ;对流管束8 ;过热器9 ;省煤器10 ;空气预热器11;汽包12。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。本发明提供的垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰装置如图1、2、3所示，
本发明提供的垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰装置，该装置包括金属软管I、推杆2、温度测量装置3、差压测量装置4、排灰口 5 ;锅炉炉膛6出口的水平烟道7由水平烟道炉墙71围成且中空。其中，金属软管I置于水平烟道7中，且烟气进入水平烟道7后首先经过金属软管1，推杆2穿过水平烟道炉墙71且与金属软管I连接。 温度测量装置3包括若干测温探头，其测温探头嵌在金属软管I和推杆(2)外表面，
差压测量装置4包括两根测压管41和差压变送器42，其测压管41穿过水平烟道炉墙71布置在金属软管I外侧，且与金属软管I外表面保持距离，差压变送器42两端分别与两根测压管41相连，差压变送器42布置在水平烟道7外。排灰口 5布置水平烟道7上且位于金属软管I下方。所述金属软管I外径在4>25mm 42mm间。推杆2为耐高温材料。本发明还提供了一种垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰方法，该方法包括如下步骤烟气离开炉膛6后，流经水平烟道7中布置的金属软管1，由金属软管I将烟气中的积灰拦截，当温度测量装置3和差压测量装置4测得的温度和阻力降变化超过设定阈值时，推杆2开始做往复运动，带动金属软管I发生变形，沉积在金属软管I表面的积灰由于变形从表面脱落，经排灰口 5排出。所述金属软管I内通入锅炉给水或者空气。推杆2穿过水平烟道炉墙71部分采用局部水冷，填料密封；推杆2在水平烟道7内部的部分保持高温。工作原理首先根据锅炉对流受热面烟气温度及成分确定金属软管I和推杆2的管材，根据水平烟道空间尺寸确定金属软管I的管径、长度及管节距，根据水平烟道空间尺寸和金属软管I的管径及长度确定推杆2的管径和长度；其次，根据金属软管I和推杆2的管径和长度确定测温探头及测压管布置的位置，将测量的温度和阻力降变化信号传递到主控室集散控制系统中，在金属软管内通入锅炉给水或者空气，如图I和2所示；金属软管与推杆采用卡套方式连接，推杆穿过水平烟道炉墙部分局部水冷，填料密封，如图3所示。实时监测主控室集散控制系统中测点处温度和阻力降变化，当主控室集散控制系统中显示的测点处温度和金属软管管排阻力降变化超过设定阈值时，开启电机驱动推杆2做往复运动，带动金属软管发生变形，使沉积在金属软管表面的积灰从金属软管表面脱落，在重力作用下坠入正下方的排灰口，经排灰口排出锅炉，减少积灰在金属软管下游对流受热面上的沉积，达到清灰的目的；当温度和阻力降变化恢复到设定阈值时，关闭电机，推杆停止运动，金属软管继续拦截积灰。
实施例某电厂75t/h垃圾焚烧锅炉炉膛出口水平烟道内对流管束采用(j551mmX4钢管，横向布置42排，纵向布置13排，横向节距140mm，纵向节距150mm，烟气平均温度750°C，采用本装置进行积灰清除；考虑炉膛出口水平烟道空间尺寸及燃烧烟气特性，金属软管选用
38mm耐高温管材,采用错列方式布置4排,横向截距为65mm,纵向截距为150mm,金属软管布置在第一组对流管束前300mm处；推杆选用小70mm的06Cr25Ni20不锈钢管，温度 测量装置选用K型热电偶，布置在金属软管管排迎风面以及推杆表面适当位置；差压测量装置两个测压管分别布置在金属软管管排前、后200mm处，温度和阻力降变化值传递到主控室集散控制系统中；金属软管与推杆采用卡套方式连接，推杆穿过水平烟道炉墙部分局部水冷，填料密封；在金属软管内通入锅炉给水。实时监测主控室集散控制系统中测点处温度和阻力降变化值，当主控室集散控制系统中显示的测点处温度和金属软管管排阻力降变化超过设定阈值时，开启电机驱动推杆做往复运动，带动金属软管发生变形，沉积在金属软管表面的积灰随软管的变形而从表面脱落，在重力作用下坠入正下方的排灰口，经排灰口排出锅炉；当温度和阻力降变化恢复到设定阈值时，关闭电机，推杆停止运动，金属软管继续拦截积灰。沉积在金属软管上的积灰在推杆做往复运动的短时间内脱落，经排灰口排出锅炉，该方法在不影响锅炉正常运行的情况下，很好地达到清除积灰的目的。本发明具有以下特征和突出的效果首先充分考虑垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉对流受热面积灰形成的主要原因是灰颗粒的惯性撞击，即对流受热面积灰中的绝大部分份额都来自灰颗粒惯性撞击的贡献这一特点，并利用金属软管柔性好、变形方便，且具有良好的抗疲劳性、耐高压、耐高温、耐蚀性等多种优点，在锅炉第一组对流受热面前布置多排金属软管拦截积灰，通过埋设在金属软管表面的热电偶测量其表面温度，通过金属软管管排前后布置的差压测量装置检测金属软管管排阻力变化，当主控室集散控制系统中显示的测点处温度和金属软管管排阻力变化超过设定阈值时，开启电机驱动推杆做往复运动，带动金属软管发生变形，使沉积在金属软管表面的积灰脱落，在重力作用下坠入正下方的排灰口，经排灰口排出锅炉，有效减少积灰在金属软管下游对流受热面上的沉积，达到清灰的目的；当温度和阻力变化恢复到设定阈值时，关闭电机，推杆停止运动，金属软管继续拦截积灰。沉积在金属软管上的积灰在推杆做往复运动的短时间内脱落，该方法在不影响锅炉正常运行的情况下，很好地达到清除积灰的目的。其次，在金属软管内通入锅炉给水或空气，可将金属软管作为锅炉省煤器或空气预热器的一部分，既可有效降低金属软管的管壁温度，力口快积灰在金属软管表面的沉积，又可减少清灰装置所造成的热损失，提高了锅炉整体经济性。推杆选用耐高温材料，保证其在高温条件下能够正常动作，推杆穿墙部分采用局部水冷、填料密封，确保密封可靠，减少漏风，以减少锅炉热损失；推杆在烟道内部的部分保持高温，可有效防止积灰沉积在其表面，保证推杆能正常运动；推杆与金属软管采用卡套方式连接，便于安装和拆卸。最后，在金属软管管排底部布置排灰口，从金属软管表面脱落的积灰坠入排灰口，经排灰口排出锅炉，不影响锅炉的正常运行。综上，本发明为垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉提供了一种将积灰拦截并清除的方法，该装置具有结构简单、成本低、清灰效率高、适用范围广等特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为 限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
权利要求
1.一种垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰装置，其特征在于，该装置包括金属软管(I)、推杆(2)、温度测量装置(3)、差压测量装置(4)、排灰口(5);锅炉炉膛(6)出口的水平烟道(7)由水平烟道炉墙(71)围成且中空； 其中，金属软管(I)置于水平烟道(7)中，且烟气进入水平烟道(7)后首先经过金属软管(I)，推杆(2 )穿过水平烟道炉墙(71)且与金属软管(I)连接； 温度测量装置(3)包括若干测温探头，其测温探头嵌在金属软管(I)和推杆(2)外表面， 差压测量装置(4)包括两根测压管(41)和差压变送器(42)，其测压管(41)穿过水平烟道炉墙(71)布置在金属软管(I)外侧，且与金属软管(I)外表面保持距离，差压变送器(42)两端分别与两根测压管(41)相连，差压变送器(42)布置在水平烟道(7)外； 排灰口(5)布置水平烟道(7)上且位于金属软管(I)下方。
2.根据权利要求I所述的垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰装置，其特征在于，所述金属软管(I)外径在4) 25mm 42mm间。
3.根据权利要求I所述的垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰装置，其特征在于，推杆(2)为用耐高温材料。
4.一种垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰方法，其特征在于，该方法包括如下步骤烟气离开炉膛(6)后，流经水平烟道(7)中布置的金属软管(1)，由金属软管(I)将烟气中的积灰拦截，当温度测量装置(3)和差压测量装置(4)测得的温度和阻力降变化超过设定阈值时，推杆(2)开始做往复运动，带动金属软管(I)发生变形，沉积在金属软管(I)表面的积灰由于变形从表面脱落，经排灰口( 5 )排出。
5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰方法，其特征在于，所述金属软管(I)内通入锅炉给水或者空气。
6.根据权利要求4所述的垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰方法，其特征在于，推杆(2)穿过水平烟道炉墙(71)部分采用局部水冷，填料密封；推杆(2)在水平烟道(7)内部的部分保持高温。
全文摘要
本发明提供了一种垃圾焚烧锅炉及生物质锅炉清灰方法及装置，该装置包括金属软管(1)、推杆(2)、温度测量装置(3)、差压测量装置(4)、排灰口(5)；锅炉炉膛(6)出口的水平烟道(7)由水平烟道炉墙(71)围成且中空。该方法包括如下步骤烟气离开炉膛(6)后，流经水平烟道(7)中布置的金属软管(1)，由金属软管(1)将烟气中的积灰拦截，当温度测量装置(3)和差压测量装置(4)测得的温度和阻力降变化超过设定阈值时，推杆(2)开始做往复运动，带动金属软管(1)发生变形，沉积在金属软管(1)表面的积灰由于变形从表面脱落，经排灰口(5)排出。本发明结构简单、清灰效率高、成本低、适用范围广。
文档编号F23J1/06GK102644930SQ201210161528
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者刘道银, 唐智, 张忠梅, 梁财, 楼军, 盛洪产, 赵长遂, 金孝祥, 陈晓平 申请人:东南大学, 浙江富春江环保热电股份有限公司