专利名称：带机械刷清灰装置的水泥窑窑尾余热锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及余热锅炉，特别是对水泥窑窑尾烟气的余热吸收及有效清除换热面积灰的余热锅炉。
背景技术：
目前国内水泥窑低温余热回收已经得较为广泛应用，这种技术是利用水泥窑窑尾余热锅炉、水泥窑窑头余热锅炉以及水泥窑窑头独立过热器，回收水泥生产过程中的烟气的余热来产生不同压力的过热蒸汽供汽轮机组发电。从水泥窑余热利用来讲，目前的水泥窑纯低温余热发电技术仍然没有达到将水泥生产过程中的余热全部回收利用的目的，水泥窑纯低温余热发电技术仍有极大的发展进步 空间。余热锅炉作为水泥窑余热利用过程中一个非常重要的热工设备，其余热回收效率的高低，直接影响水泥窑余热发电效率。在纯低温系统中余热发电热源分为两部分，一部分为窑尾预热器预热生料后产生的废气，另一部分为窑头篦冷机冷却熟料后的热空气，这两部分热源中窑尾的废气在水泥窑产量变化不大的情况下比较稳定，且热量在系统中所占比例较大。窑头热源的随着冷却熟料量的多少和工艺过程波动比较大，热源不稳定，这样在系统中如何利用好窑尾余热烟气的热量对余热回收和发电系统稳定占有重要的地位。窑尾余热锅炉设置在最后一级预热器和窑尾主排风机之间。废气温度一般在300 400°C之间，含尘量高，一般为标准状况下废气含尘浓度在7(Tl20g/Nm3左右。对于窑尾余热锅炉而言，最大的难点是如何应对烟气的低品位和高灰份。因为低品位意味着巨大的换热面积，只有降低受热面成本才能提供高性价比的产品；锅炉在生产运行过程中，其受热面一过热器、蒸发器、省煤器等表面容易积灰，而烟气中的高灰份带来的是粉尘附着，不但使锅炉受热面传热减弱，致使锅炉热效率降低，同时，锅炉废气阻力增加，影响水泥窑运行减少生产负荷。并且，一旦受热面积灰和结渣严重时，还可能导致意外停炉，造成重大经济损失。窑尾余热锅炉积灰是不可避免的，积灰后如何清灰则是需考虑解决的问题。目如窑尾余热锅炉的清灰方式主要有声波吹灰、可燃气体爆炸清灰、蒸汽清灰和振打清灰等方式。由于水泥窑窑尾烟气中的粉尘具有细而粘的特性，声波吹灰器吹灰的能量较小，由于能量不足(目前最大声能在140分贝左右)，与灰粒的固有频率差别很大，与积灰特性不适应，吹灰效果很差，基本上不能除掉已有的积灰，只能在其吹灰时阻止积灰的产生。激波吹灰器由于吹灰的能量较声波吹灰器大，吹灰效果相对较好但是该技术也存在一定的不足，首先在锅炉上的应用范围很窄，由于爆燃后极易卷吸高温烟气和燃气泄漏等方面的考虑，目前还只能应用于温度相对较低的尾部烟道下部(如空预器等)。其次，产生激波时引起的振动对锅炉炉管的使用寿命有一定的影响。再次，该系统存在一定的安全隐患，由于工作介质为可燃气体，一旦设计结构不合理，生产质量有问题，都易引起可燃气体的泄漏，从而造成炉膛或环境发生安全事故。蒸汽吹灰器为传统吹灰器，使用历史悠久，但由于结构和介质的特点，加上高温环境的影响，存在吹灰管易变形，机械卡死，伸进去退不出来，传动部件易出故障、结构复杂占用空间大，要求维护水平较高，要设置专用平台，耗用钢材多等缺点。目前，国内外绝大部分窑尾余热锅炉都采用机械振打的清灰方式，但是，由于机械振打是采用连续振打的方式，对受热面的使用寿命影响较大，随着时间的延长，很容易造成受热面与进出口集箱的焊接接口发生损坏，因而造成泄漏事故。发明内容本实用新型目的在于提供一种投资少、改造方便、清灰彻底、余热利用效率高的带机械刷清灰装置的水泥窑窑尾余热锅炉。本实用新型主要包括有支架、对流竖井及锅筒。其中，支架是由立柱和横梁构成的框架。在该支架上设有锅筒，支架内设有对流竖井，对流竖井由壳体、烟气入口、烟气出口和换热面构成；其中，对流竖井的壳体为炉墙，即内外两层护板中间设保温材料，如硅酸钙板、娃酸招纤维租或岩棉等，内护板朝向炉腔内的一侧设有耐火混凝土。对流竖井壳体一端连接烟气入口，壳体另一端连接烟气出口。对流竖井内由烟气入口至烟气出口依次设有固定在横梁上的过热器、蒸发器、省煤器。所述的汽包、过热器、蒸发器和省煤器可以是M套，
I。所述的过热器、蒸发器和省煤器都是由进、出口集箱和受热管束组成，受热管束的 一端与入口集箱相连，另一端与出口集箱相连，进、出口集箱均设在对流竖井壳体外的横梁上。其中，省煤器的入口集箱与给水管路相连，省煤器的出口集箱通过管路与锅筒相连 ’锅筒通过下降管与蒸发器的入口集箱相连，蒸发器的出口集箱通过上升管与锅筒相连，构成循环回路；锅筒通过管路还与过热器的入口集箱相连，过热器的出口集箱通过管路送出，用于推动汽轮机发电或生产使用。在上述窑尾余热锅炉装置中各受热面上设机械刷清灰装置，所述的机械刷清灰装置包括外部传动装置和内部清灰装置。所述的外部传动装置其结构形式有很多种，如丝杠传动、链条传动、卷扬机传动、齿轮齿条传动或液压传动等。上述的外部传动装置与内部清灰装置相连，带动内部清灰装置进行往复运动，该内部清灰装置有一个框架式刷子固定装置，在该固定装置上设有上下两端分别固定在框架上的钢丝刷，并且这些钢丝刷均与锅炉每两组换热管排之间的位置对应，最好钢丝刷刷毛部分与换热管排表面间采用过渡配合，一排钢丝刷的数量为所述一排换热管数量的N+1个。刷子固定装置底部设有两组滚轮，每组滚轮各置于一根导轨上，两根导轨的两端与锅炉通风梁和内护板相连。本实用新型与现有技术相比具有如下优点清灰装置的排刷刷毛直接接触受热管束进行清灰，在外部传动机构作用下刷毛做定向往复运动a、对锅炉内密集对流管束的清灰效果非常理想，刷子与管壁直接接触，将灰尘刷掉，使窑尾余热锅炉的传热系数提高10%左右。b、提高了窑尾余热锅炉的产汽量，降低了窑尾余热锅炉废气排放温度。C、实现了外部传动装置与内部清灰装置分离联动的方式，避免了设置过多密封件的问题，操作简单、提高了清灰效果、节约了运行成本。
图I为本实用新型“U”型窑尾双压余热锅炉主视示意简图。图2为本实用新型“I”型窑尾单压余热锅炉主视示意简图。图3为本实用新型机械刷清灰装置主视示意简图。图4为本实用新型丝杠传动机械刷清灰装置主视示意简图。[0020]图5为本实用新型卷扬机传动机械刷清灰装置主视示意简图。图6为本实用新型卷扬机传动机械刷清灰装置俯视示意简图。图7为本实用新型链条传动机械刷清灰装置主视示意简图。图8为本实用新型链条传动机械刷清灰装置俯视示意简图。图9为本实用新型齿轮齿条传动机械刷清灰装置主视示意简图。图10为本实用新型齿轮齿条传动机械刷清灰装置俯视示意简图。图11为本实用新型液压传动机械刷清灰装置主视示意简图。图12为本实用新型液压传动机械刷清灰装置俯视示意简图。 图例说明I支架，2对流竖井，3次中压锅筒，4低压锅筒，5烟气入口，6烟气出口，7次中压过热器，8次中压蒸发器，9次中压省煤器，10低压过热器，11低压蒸发器，12低压省煤器，13外部传动装置，14内部清灰装置，15次中压过热器出口集箱，16次中压过热器入口集箱，17次中压蒸发器出口集箱，18次中压蒸发器入口集箱，19次中压省煤器出口集箱，20次中压省煤器入口集箱，21低压过热器出口集箱，22低压过热器入口集箱，23低压蒸发器出口集箱，24低压蒸发器入口集箱，25低压省煤器出口集箱，26低压省煤器入口集箱，27下降管，28上升管，29刷子固定装置，30钢刷，31导轨，32滚轮，33电机，34减速器，35链轮传动装置，36丝杠，37轴承，38支架，39导向轴，40滑块，41传动杆，42万向连接座，43往复电机，44减速机，45卷扬机，46钢丝绳，47主动链轮，48从动链轮，49链条，50齿轮，51齿条，52液压缸，53液压杆，54连杆。
具体实施方式
在图I所示的一种带机械刷清灰装置的双压“U”型窑尾余热锅炉主视示意简图中，支架I是由立柱和横梁构成的框架，在该支架上设有次中压锅筒3和低压锅筒4，支架内设有对流竖井2，对流竖井的壳体为炉墙，即内外两护板中间设岩棉保温材料，内护板朝向井腔内的一侧设有耐火混凝土。对流竖井壳体上一端连接烟气入口 5，壳体另一端连接烟气出口 6。对流竖井内由烟气入口至烟气出口依次设有固定在通风梁上的次中压过热器
7、次中压蒸发器8、次中压省煤器9、低压过热器10、低压蒸发器11和低压省煤器12。所述的过热器、蒸发器和省煤器都是由进、出口集箱和受热管束组成，受热管束的一端与入口集箱相连，另一端与出口集箱相连，进、出口集箱均设在对流竖井壳体外的横梁上。其中，次中压省煤器的入口集箱20与给水管路相连，次中压省煤器的出口集箱19通过管路与次中压锅筒相连；次中压锅筒通过下降管27与次中压蒸发器的入口集箱18相连，次中压蒸发器的出口集箱17通过上升管28与次中压锅筒相连，构成循环回路；次中压锅筒通过管路还与次中压过热器的入口集箱16相连，次中压过热器的出口集箱15通过管路送出，作为主汽用于推动汽轮机发电或生产使用；低压省煤器的入口集箱26与给水管路相连，低压省煤器的出口集箱25通过管路与低压锅筒相连；低压锅筒通过下降管27与低压蒸发器的入口集箱24相连，低压蒸发器的出口集箱23通过上升管28与低压锅筒相连，构成循环回路；低压锅筒通过管路还与低压过热器的入口集箱22相连，低压过热器的出口集箱21通过管路送出，作为补汽用于推动汽轮机发电或生产使用。在上述窑尾余热锅炉装置中各受热面上设机械刷清灰装置，所述的机械刷清灰装置包括外部传动装置13和内部清灰装置14。在图2所示的一种带机械刷清灰装置的单压“I”型窑尾余热锅炉主视示意简图中，支架是由立柱和横梁构成的框架，在该支架上设有次中压锅筒，支架内设有对流竖井，对流竖井的壳体为炉墙，即内外两护板中间设岩棉保温材料，内护板朝向井腔内的一侧设有耐火混凝土。对流竖井壳体上一端连接烟气入口，壳体另一端连接烟气出口。对流竖井内由烟气入口至烟气出口依次设有固定在通风梁上的次中压过热器、次中压蒸发器和次中压省煤器。所述的过热器、蒸发器和省煤器都是由进、出口集箱和受热管束组成，受热管束的一端与入口集箱相连，另一端与出口集箱相连，进、出口集箱均设在对流竖井壳体外的横梁上。其中，次中压省煤器的入口集箱与给水管路相连，次中压省煤器的出口集箱通过管路与次中压锅筒相连；次中压锅筒通过下降管与次中压蒸发器的入口集箱相连，次中压蒸发器的出口集箱通过上升管与次中压锅筒相连，构成循环回路；次中压锅筒通过管路还与次中压过热器的入口集箱相连，次中压过热器的出口集箱通过管路送出，用于推动汽轮机发电或生产使用；在上述窑尾余热锅炉装置中各受热面上设机械刷清灰装置，所述的机械刷清灰装置包括外部传动装置和内部清灰装置。在图3所示的本实用新型机械清灰装置主视示意简图中，外部传动装置13与内部清灰装置14相连，该内部清灰装置有一个框架式刷子固定装置29，在该固定装置上设有上下两端分别固定在框架上的钢丝刷30，并且这些钢丝刷均与锅炉每两组换热管排之间的位 置对应，钢丝刷刷毛部分与换热管排表面间采用过渡配合，一排钢丝刷的数量为所述一排换热管数量的N+1个，两排钢丝刷之间的间距为所述外部传动装置传动杆的行程。刷子固定装置底部设有两组滚轮32，每组滚轮各置于一根导轨31上，两根导轨的两端与锅炉通风梁和内护板相连。在图4所示的本实用新型丝杠传动机械刷清灰装置主视示意简图中，电机33与减速机34相连，该减速机与链传动装置35 —端相连，该链轮传动装置另一端与丝杠36的一端相连，该丝杠的两端分别设有轴承37，该轴承分别设在两个轴承支架38上。上述两轴承支架分别设有两对通孔，其对应的另一对通孔内设有与丝杠平行的导向轴39，在上述丝杠和导向轴上设有与其对应的滑块40，该滑块和与丝杠平行的传动杆41的一端相连。上述传动杆穿过距传动机构较远一个轴承支架上所设的另一通孔，端部通过万向连接座42与刷子固定装置29相连。在图5和图6所示的本实用新型卷扬机传动机械刷清灰装置示意简图中，机械刷清灰装置14外面一侧设有往复电机43及与其相连的减速机44，该减速机与卷扬机45通过联轴器相连，该卷扬机的绕线辊设在内部清灰装置外面另一侧，该卷扬机上的钢丝绳46与刷子固定装置29底部相连。在图7和图8所示的本实用新型链条传动机械刷清灰装置示意简图中，内部清灰装置14外面一侧设有往复电机43及与其相连的减速机44，该减速机输出端为主动链轮47，与其配合的从动链轮48设在内部清灰装置外面另一侧，与两链轮匹配的链条49，它们的两端分别与刷子固定装置29底部两端相连。在图9和图10所示的本实用新型齿轮齿条传动机械刷清灰装置示意简图中，内部清灰装置14外面一侧设有往复电机43及与其相连的减速机44，该减速机输出端为齿轮50，与其配合的齿条51 —端与刷子固定装置29底部相连。在图11和图12所示的本实用新型液压传动机械刷清灰装置示意简图中，内部清灰装置14外面一侧设有水平设置的液压缸52，其液压杆53端部通过连杆54与刷子固定装置29 底部相连。
权利要求1.一种带机械刷清灰装置的水泥窑窑尾余热锅炉，其特征在于支架上设有锅筒，支架内设有对流竖井，对流竖井的壳体上一端连接烟气入口，壳体的另一端连接烟气出口，对流竖井内由烟气入口至烟气出口依次设有固定在梁上的过热器、蒸发器和省煤器，所述的过热器、蒸发器和省煤器都是由进、出口集箱和受热管束组成，受热管束的一端与入口集箱相连，另一端与出口集箱相连，并且进、出口集箱均设在对流竖井壳体外的横梁上；在上述窑尾余热锅炉装置中各受热面上设机械刷清灰装置，所述的机械刷清灰装置包括外部传动装置和内部清灰装置，上述的外部传动装置与内部清灰装置相连，该内部清灰装置有一个框架式刷子固定装置，在该固定装置上设有上下两端分别固定在框架上的钢丝刷，并且这些钢丝刷均与锅炉每两组换热管排之间的位置对应，刷子固定装置底部设有两组滚轮，每组滚轮各置于一根导轨上，两根导轨的两端与锅炉通风梁和内护板相连。
2.根据权利要求I所述的带机械刷清灰装置的水泥窑窑尾余热锅炉，其特征在于省煤器的入口集箱与给水管路相连，省煤器的出口集箱通过管路与锅筒相连；锅筒通过下降管与蒸发器的入口集箱相连，蒸发器的出口集箱通过上升管与锅筒相连，构成循环回路；锅筒通过管路还与过热器的入口集箱相连，过热器的出口集箱通过管路送出。
3.根据权利要求I或2所述的带机械刷清灰装置的水泥窑窑尾余热锅炉，其特征在于所述的汽包、过热器、蒸发器和省煤器可以是M套，M彡I。
4.根据权利要求3所述的带机械刷清灰装置的水泥窑窑尾余热锅炉，其特征在于钢丝刷刷毛部分与换热管排表面间采用过渡配合。
5.根据权利要求3所述的带机械刷清灰装置的水泥窑窑尾余热锅炉，其特征在于一排钢丝刷的数量为所述一排换热管数量的N+1个。
专利摘要一种带机械刷清灰装置的水泥窑窑尾余热锅炉，其主要是支架上设有锅筒，支架内设有对流竖井，对流竖井一端设有烟气入口，另一端设有烟气出口。对流竖井内烟气入口至烟气出口依次设有固定在通风梁上的过热器、蒸发器和省煤器；在上述窑尾余热锅炉装置中各受热面上设机械刷清灰装置，上述的外部传动装置与内部清灰装置相连，该内部清灰装置有一个框架式刷子固定装置，在该固定装置上设有上下两端分别固定在框架上的钢丝刷，刷子固定装置底部设有两组滚轮，每组滚轮各置于一根导轨上，两根导轨的两端与锅炉通风梁和内护板相连。本实用新型投资少、改造方便、清灰彻底、传热效率高。
文档编号F27D17/00GK202793038SQ201220362518
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者唐金泉, 金万金, 孙明朗, 刘峰, 赵国良 申请人:大连易世达新能源发展股份有限公司