一种用于π型锅炉折焰角的吹灰系统及吹灰方法与流程

本发明涉及一种吹灰系统及吹灰方法，特别是一种用于π型锅炉折焰角的吹灰系统及吹灰方法。

背景技术：

大型π型锅炉折焰角斜坡大量积灰是发电厂普遍性难题。积灰严重可能导致高温过热器的下部弯头埋没在灰堆中，影响换热效果，且停炉时导致管壁局部超温，会引起不安全因素。折焰角斜坡上大量积灰突然下泻，冲入炉膛，干扰燃烧，引起的不良后果也不堪设想。研究表明，造成大型π型锅炉折焰角斜坡大量积灰的主要原因包括以下几个方面：

1)锅炉折焰角斜坡上部流场存在回流区域和负压区

锅炉折焰角区域的烟气流场和压力分布的数值模拟结果表明，锅炉折焰角斜坡上部存在回流区域，该区域内压力明显低于其他主流区，因此，烟气携带的飞灰流经这一区域时，由于烟气流速的降低和回流作用，飞灰不可避免地将分离而沉积下来堆积在折焰角斜坡上面。

2)锅炉折焰角斜坡的上倾角设计不合理

锅炉折焰角斜坡的上倾角设计，需要考虑空气动力场和设计煤种灰流动角两个因素。目前锅炉厂在设计时往往没有进行设计煤种灰流动实验，而是采用原设计角度，从而使得锅炉运行过程中形成的积灰无法自动流向炉膛并从炉膛底部排出，造成折焰角斜坡大量积灰。灰的自然堆积流动角度与煤种灰分特性相关，因此锅炉折焰角斜坡上倾角的设计应参考燃用煤种的飞灰特性。

3)机组运行负荷长期低于设计负荷

折焰角区域烟气的流速与机组运行负荷有关，满负荷运行时烟气流速较高，可达9m/s，50％额定负荷时，烟气流速仅为5m/s。据统计，各电厂每年一半时间以上处于中低负荷运行，低负荷运行时烟气流速急速下降，烟气的携带飞灰能力下降，造成烟气中部分飞灰经折焰角后沉积下来，上下部烟气流速不均，且下部较低的烟气流速不利于带走折焰角处积灰，从而使得折焰角斜坡的积灰量较大。

4)燃用煤种的灰分含量高于设计值

锅炉内积灰量直接受煤种自身的灰分含量大小的影响，煤种灰分越高则锅炉的积灰量相对较大。锅炉在设计时对设计煤种进行了考虑，但是在实际运行过程中燃用的煤种变化较大，燃煤的实际灰分比设计煤种高很多，因此加重了折焰角的积灰。

如何消除折焰角斜坡的积灰，已经受到了很多人的重视和思考。

为了解决折焰角斜坡积灰的问题，目前传统的技术主要是蒸汽吹灰器和声波吹灰器。蒸汽吹灰器运行过程中，全行程摆动大，容易与折焰角区域管屏发生碰撞，蒸汽吹扫压力较高，对高温过热器、末级再热器和折焰角造成吹损，严重时容易引起爆管；且受管屏间隙的影响，折焰角区域无法布置蒸汽吹灰器，存在吹灰盲区。声波吹灰器能量偏低，对堆积在折焰角斜坡上的积灰基本上没有二次扬尘的作用，导致积灰无法被烟气带走；且折焰角区域运行温度较高，声波吹灰器平均运行寿命大大缩短，维护成本也较高。

蒸汽吹灰器和声波吹灰器均不能有效地解决折焰角斜坡的积灰问题。公开号cn104180379a的中国专利中，公开了一种用于π型锅炉水平烟道的吹灰方法和装置，可以实现折焰角及水平烟道区域积灰的清理，有效地减少“过吹”和“欠吹”的情况；但是该吹灰装置采用的风帽开口为4个方向，不能沿炉膛和水平烟道两个方向吹灰，耗能较大，且吹灰器布置个数较多，增加了烟道阻力。公开号cn103307617b的中国专利中，公开了一种用于燃煤锅炉折焰角及水平烟道积灰的气力清灰装置，该装置利用汽动、移动床和流化床原理克服积灰堆积的摩擦力使积灰层达到流化态，最终积灰流回炉膛或被烟气卷起，分别由冷灰斗和尾部烟道排出。但是该清灰装置的吹灰喷嘴为圆柱型，磨损现象十分明显，且喷口对气流没有增速作用，只有节流损失，吹灰效果不好，能源浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有锅炉折焰角吹灰器装置及系统上的缺陷，提供一种用于π型锅炉折焰角的吹灰系统及吹灰方法，既解决了锅炉折焰角斜坡上的积灰，又避免折焰角及过热器壁面的过度吹损，还可以节约吹灰能耗。

本发明提供了一种用于π型锅炉折焰角的吹灰系统，包括风帽型吹灰器、吹灰介质输送管路，所述风帽型吹灰器布置于π型锅炉内部高温过热器和高温再热器中间的折焰角上斜坡的膜片上并穿过所述折焰角上斜坡，所述风帽型吹灰器包括球形风帽、第一吹灰喷管、第二吹灰喷管和吹扫介质入口，所述吹扫介质入口和吹灰介质输送管路相连，所述吹灰介质输送管路包括吹扫介质母管、蒸汽吹扫管路、压缩空气吹扫管路。

本发明巧妙的设计了风帽型吹灰器，对π型锅炉折焰角进行吹灰处理，同时对现有技术进行了创新，利用两种介质进行吹灰处理，有效地解决了锅炉折焰角斜坡上的积灰问题，避免折焰角及过热器壁面的过度吹损和爆管的发生，同时大幅降低了吹灰能耗，减少了企业成本支出。

进一步的，所述第一吹灰喷管和第二吹灰喷管朝折焰角上斜坡方向斜向下设置，所述第一吹灰喷管和第二吹灰喷管轴线与折焰角上斜坡形成夹角c，所述夹角的角度为20°～40°。

吹灰喷管朝折焰角斜坡斜向下设置，可以保证喷口喷出的吹灰介质有效的对积灰进行吹扫，但喷口朝向折焰角斜面的角度过大或过小时，都不利于吹扫，吹灰喷管的轴线与折焰角上斜坡形成的夹角为20°～40°时，即可以保证吹扫面积又能够保证吹扫风力。

进一步的，所述的第一吹灰喷管和第二吹灰喷管的形状为喷管截面沿轴向先缩小后增大的缩放管。

吹灰喷管为缩放管，喷管的截面先缩小后增大，中部较小，可以使得吹出的吹扫介质更加强劲，保证了吹扫效果。

进一步的，所述第一吹灰喷管的喷口朝向π型锅炉的炉膛，所述第二吹灰喷管的喷口朝向π型锅炉水平烟道，所述第一吹灰喷管和第二吹灰喷管分布在风帽型吹灰器的同一截面上。

第一吹灰喷管的喷口朝向π型锅炉的炉膛，第二吹灰喷管的喷口朝向水平烟道，可以将折焰角斜坡上积灰分别高效的吹向炉膛和尾部烟道。

进一步的，所述第一吹灰喷管、第二吹灰喷管焊接在球形风帽上或一体成型。

进一步的，所述的蒸汽吹扫管路、压缩空气吹扫管路分别与吹扫介质母管相连。

进一步的，所述蒸汽吹扫管路包括依次相连的第一压力表、第一电动调节阀、第一手动截止阀和蒸汽联箱，所述压缩空气吹扫管路包括依次相接的第二压力表、第二电动调节阀、第二手动截止阀和空压机。

另一方面，本发明公开了一种用于π型锅炉折焰角的吹灰系统的吹灰方法，包括以下步骤：

第一步：先用压缩空气吹扫积灰吹扫介质母管过来的压缩空气通过第一吹灰喷口、第二吹灰喷口喷出，将折焰角上斜坡上的积灰分别吹向π型锅炉的炉膛和尾部烟道；

第二步：经过压缩空气吹扫后，再用蒸汽吹扫残留积灰，吹扫介质母管过来的蒸汽通过第一吹灰喷管和第二吹灰喷管喷出，将折焰角斜坡上的积灰分别吹向π型锅炉的炉膛和尾部烟道。

本发明吹灰过程中，压缩空气首先对折焰角的上斜坡积灰进行吹扫，然后蒸汽再对残留的难清除积灰进行吹扫，通过复合吹扫模式达到良好的吹灰效果。

进一步的，所述蒸汽压力为0.1～0.5mpa，所述压缩空气压力为0.5～1mpa。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、该风帽型吹灰器结构合理，设计巧妙，利用气动流化原理，有效地清除锅炉折焰角上斜坡的积灰，克服了传统的蒸汽吹灰器对折焰角及过热器壁面的过度吹损，也弥补了声波吹灰器能量偏低的缺陷。

2、该吹灰系统通过压缩空气和蒸汽两个吹扫过程，分别对折焰角的上斜坡易清理性积灰和难清除积灰进行吹扫，通过复合吹扫模式达到良好的吹灰效果。

3、该风帽型吹灰器的第一吹灰喷管和第二吹灰喷管的形状为缩放管，可以提高吹灰气流的速度，且吹扫方向只有炉膛和水平烟道，大大节省了吹灰能耗。

4、该风帽型吹灰器的风帽为球形，可以大大减轻烟气对吹灰器的磨损，增长了吹灰器的使用寿命。

附图说明

图1是折焰角吹灰器布置示意图。

图2是吹灰系统流程示意图。

图3是折焰角吹灰器结构示意图。

图4是折焰角吹灰器结构剖面图。

标号说明：

1-风帽型吹灰器101-球形风帽102-吹扫介质入口103-第二吹灰喷管104-第一吹灰喷管2-吹灰介质输送管路3-高温再热器4-折焰角5-折焰角上斜坡6-炉膛7-高温过热器8-尾部烟道21-吹扫介质母管22-第一压力表23-第一电动调节阀24-蒸汽吹扫管路25-第一手动截止阀26-蒸汽联箱27-第二压力表28-第二电动调节阀29-第二手动截止阀30-空压机31-压缩空气吹扫管路51-膜片52-换热管

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例：参见图1、图3，本发明的风帽型吹灰器1穿过折焰角4的上斜坡5，与吹灰介质输送管路2相连，布置于高温过热器7和高温再热器3中间的折焰角上斜坡上。折焰角上斜坡5包括膜片51和换热管52，风帽型吹灰器1安装在折焰角上斜坡5的膜片51上，其结构包括球形风帽101、第一吹灰喷管104、第二吹灰喷管103和吹扫介质入口102。本发明的第一吹灰喷管104和第二吹灰喷管103斜向下，与折焰角4的上斜坡5之间夹角控制在20°～40°，第一吹灰喷管104和第二吹灰喷管103的形状为缩放管，具体尺寸结合实际需要选定，第一吹灰喷管104和第二吹灰喷管103通过焊接等方式与球形风帽101相接。

参见图2，本发明的吹灰过程中，压缩空气首先对折焰角4的上斜坡5积灰进行吹扫，然后蒸汽再对残留的难清除积灰进行吹扫，通过复合吹扫模式达到良好的吹灰效果。蒸汽吹扫管路24和压缩空气吹扫管路31分别与吹扫介质母管21相连，蒸汽吹扫管路24中吹扫介质为0.1～0.5mpa蒸汽，压缩空气吹扫管路31中介质为0.5～1mpa压缩空气。空压机30输送压缩空气分别经过第二手动截止阀29、第二电动调节阀28、第二压力表27，进入吹扫介质母管21后，压缩空气分别通过第一吹灰喷管104和第二吹灰喷管103喷出，将折焰角斜坡上积灰分别吹向炉膛6和尾部烟道8。蒸汽联箱输送蒸汽分别经过第一手动截止阀25、第一电动调节阀23和第一压力表22，进入吹扫介质母管21，蒸汽分别通过第一吹灰喷管104和第二吹灰喷管103喷出，将折焰角斜坡上积灰分别吹向炉膛6和尾部烟道8。

参见图3、图4，本发明的风帽型吹灰器1的球形风帽101为中空结构，第一吹灰喷管104的喷口指向炉膛，第二吹灰喷管103的喷口指向水平烟道，第一吹灰喷管104和第二吹灰喷管103在风帽型吹灰器1的同一截面上。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。