本发明涉及一种灰渣阀，属于锅炉燃烧底渣排出控制设备，特别是能够在不停炉的情况下，关闭锅炉对应排渣口，进而对锅炉后续的输渣设备进行维护。它广泛应用于冶金、电力、化工等工业领域。
背景技术：
我国自1996年100MW蒸发量的CFB锅炉投入使用以来，大型CFB锅炉的应用与发展在国内快速推进。特别是燃用劣质煤种的大型CFB锅炉的推广应用，促进了锅炉劣质煤种清洁应用的发展，并为劣质煤的消耗和处理找寻一条简易和方便的通道。
随着燃用劣质煤种或掺烧煤矸石的大型CFB锅炉投入运行，燃煤中掺杂的各种不利于燃用的元素数量大量增加。增加了底部排渣的数量和难度。这将导致锅炉底部排出的渣量难以控制，燃烧不能正常持续进行。尤其在检修或者更换锅炉后续配套设备时，必须停炉才能进行，给日常检修和维护带来很大的麻烦。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种灰渣阀，利用现有的空间位置，在不改变锅炉燃烧的状态、空间、温度、压力等条件下，安装高温灰渣阀，在设备空间不增加的前提下，全面解决了灰渣畅流的调节能力，不至于因灰熔点的变化而导致结焦堵塞灰渣排放通道的故障。
本发明提供的灰渣阀，包括壳体，所述壳体内设置有阀座，所述阀座具有排渣口；其特征在于：还包括阀头、阀杆以及执行机构；所述阀杆的一端与所述阀头焊接为一整体；所述阀杆为夹层式结构，包括阀杆外管以及阀杆内管，所述阀杆外管两端封闭，所述阀杆内管一端封闭、另一端开口，所述阀杆内管插入阀杆外管内，阀杆内管的封闭端露在所述阀杆外管的外面，且该封闭端设置有进水口，所述阀杆内管的外壁设置有螺旋板，所述阀杆外管的顶部设置有出水口；所述阀座为六棱锥形弧线阀座，所述阀头前端呈六棱锥形或圆锥球面与六棱锥体相切形状；所述阀杆穿出壳体后与所述执行机构连接，所述执行机构用于移动焊接为一整体的阀杆、阀头。
本发明的灰渣阀的阀头与壳体采用六棱锥弧线密封形式，六棱锥强度高，密封性能稳定，并且在采用此种密封方式密封时可以将炉渣封闭在炉膛内或按照需要定量排放，保证炉膛的实际使用压力及空间。本发明的阀杆采用空心结构形式，心部安装螺旋板，使得冷却介质的扰动增加与阀杆接触频率而降低阀杆温度，致使阀杆不发生强度降低或变形等问题。阀杆伸入阀头内部，并焊接成型。阀杆插入阀头，因阀杆中通冷水，因此可以吸收部分阀头热量，增加阀头的强度及使用寿命。同时解决了因阀头连接位置磨损漏水而造成的冷却水喷入炉膛，而发生停炉的事故。阀杆出水口位于阀杆的顶部，以便将阀杆内的空气排尽，避免阀杆内有空气而导致阀杆上部无法被水冷却。
本发明所述阀头采用耐热耐磨铸钢制造成型，阀头包括头部和柱体两部分，其中阀体头部为六棱锥形或圆锥球面与六棱锥体相切形状。柱体为六棱柱形，六棱锥头部采用实体结构，柱体及柱体与头部的结合部采用空心结构，阀杆插入柱体内。增加的六棱锥的横截面积，有效增加了阀头的强度，解决了等厚度阀头受热后强度降低而均匀变形后密封破坏，导致密封失效的问题。根据排渣量的不同，阀体的锥度设置为40°—60°不等，最大对边尺寸可设置为300mm—500mm，相应的，头部可根据柱体的尺寸选择为球形锥体尺寸增大锥度结构，或圆锥球面与六棱椎体相切结构的不同规格。
为防止灰渣从阀杆与壳体结合处漏出，所述阀体与壳体结合处设置有阀杆密封装置；所述阀杆密封装置包括套筒、压板、填料压盖，所述压板安装在套筒上，所述阀杆穿过所述套筒、压板；所述套筒上安装有注脂装置，在所述阀杆与套筒之间，所述注脂装置出口左侧依次设置有隔环、填料、左密封，所述注脂装置出口右侧依次设置隔环、填料、填料压盖；所述套筒上还开设有密封槽，该密封槽位于所述左密封的左侧，所述密封槽内填充有O形圈。密封槽内填充的耐高温O形圈为第一道密封，当O形圈老化失去密封效果时，通过注脂装置向套筒与阀杆之间注入密封脂，密封脂经过隔环形成的环形空间，填充与阀杆与套筒之间，密封脂耐高温，在起到密封的同时还可以润滑阀杆，降低阀杆的开关力矩，减小阀杆的摩擦。
优选地，所述螺旋板为等距设置的6至10环螺旋板，螺旋板的设置改变了冷却水流向，强迫冷却水在流动中产生扰动，水流达到紊流状态，强化冷却换热效果。
优选地，所述壳体内壁为六棱柱形结构，包括外壳、保温浇注料、耐高温耐磨浇注料和爪钉，所述保温浇注料设置在所述外壳内壁，所述耐高温耐磨浇注料通过爪钉固定在所述保温浇注料上。采用六棱柱结构，棱边朝上，可有效避免灰渣在阀体表面的沉积。耐高温耐磨浇筑料，因其耐高温和耐磨，可有效增加阀体的使用寿命。保温浇筑料可以有效控制阀体的温度，避免辐射的余热影响其它设备。
所述壳体上设置有窥视捅渣孔，可通过窥视捅渣孔监控放渣状态，并在堵渣时可以捅渣。所述窥视捅渣孔靠近排渣口设置，所述窥视捅渣孔轴线与所述阀杆之间的夹角为50°。
优选地，所述阀杆外管采用材料为310S、Φ108mm—Φ159mm的厚壁钢管制作；阀杆内管采用材料为304S、Φ38×3mm—Φ57×5mm的钢管制作。
优选地，所述阀座采用耐高温耐磨刚玉砖组装而成，刚玉砖具有高温膨胀率低、耐高温灰渣冲击、冲刷等优点。
本发明具有以下优点：(1)在设备空间不增加的前提下，全面解决了灰渣畅流的调节能力，不至于因灰熔点的变化而导致结焦堵塞灰渣排放通道的故障。(2)强化了阀头的强度和抗高温的能力。(3)解决了阀杆冷却水因磨损泄露影响锅炉运行的难题。(4)简化了操作、维护及调节的过程。本发明具有结构简单、运行稳定、实用方便、调控简易，传动机构直观明了，有利于现场的维护操作。本发明输渣过程是连续、可调控的，也可间断操作。可以随锅炉负荷和煤种的变化而随时远程或现场调节。稳定床温、床压，保持燃烧层厚度，降低炉渣含碳量，促进锅炉正常、稳定燃烧。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明壳体结构示意图；
图3为本发明阀杆结构示意图；
图4为本发明阀杆密封装置结构示意图。
图中：壳体1-1，阀头1-2，执行机构固定架1-3，阀杆密封装置1-4，螺母1-4-1，螺栓1-4-2，压板1-4-3，填料压盖1-4-4，填料1-4-5，隔环1-4-6，注脂装置1-4-7，左密封1-4-8，O形圈1-4-9，套筒1-4-10，阀杆与执行机构连接装置1-5，阀杆1-6，直线轴承1-7，电动执行机构1-8，阀座1-9，窥视捅渣孔1-10，出水口1-11，进水口1-12，外壳2-1，保温浇筑料2-2，耐高温耐磨浇筑料2-3，爪钉2-4，阀杆外管3-1，阀杆内管3-2，螺旋板3-3，锅炉水冷壁4。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明提供的灰渣阀包括阀头1-2、阀杆1-6、壳体1-1、耐高温耐磨刚玉砖组成的六棱锥型弧线阀座1-9、执行机构固定架1-3及电动执行机构1-8等。本发明提供高温灰渣阀，利用电动执行机构1-8的运动，拖动阀杆1-6所连接的阀头1-2作直线往复运动，以满足锅炉运行过程排渣流量和按照实际需要位置设置开启/关闭的功能，电动执行机构也可以采用液压驱动系统代替。
本发明的阀头1-2由耐热耐磨铸钢制造成型，阀头分为头部和柱体两部分，阀头1-2的头部采用实体六棱锥或圆锥球面与六棱锥体相切结构，阀头1-2的柱体为六棱柱形，柱体及柱体与头部的结合部内部为空心结构，柱体外部与阀头的头部圆滑过度为一整体；根据排渣量的不同，阀头的锥度设置为40°—60°不等，最大对边尺寸可设置为300mm—500mm，相应的，头部可根据柱体尺寸选择为球形锥体尺寸增大锥度结构，或圆锥球面与六棱锥体相切结构的不同规格。
本发明的阀杆1-6为夹层式结构，包括阀杆外管3-1、阀杆内管3-2，阀杆内管3-2一端封闭、另一端开口，阀杆外管3-1两端封口，阀杆内管3-2插入阀杆外管3-1内，阀杆内管的开口端位于阀杆外管内，阀杆内管的封闭端露在阀杆外管的外面，该封闭端设置有进水口1-12，由于阀杆内管穿出阀杆外管，两者结合部位应焊接牢固，避免冷却水渗漏。阀杆内管3-2的的外壁设置有螺旋板3-3，螺旋板3-3为等距设置的6至10环螺旋板，阀杆外管3-1的顶部设置有出水口1-11。螺旋板的设置使得通冷水时破坏其层流层，以便水流达到紊流状态，使其冷却效果更佳。从进水口1-12通入冷却水后，冷却水在阀杆内管中流动到阀杆内管的开口端，从开口端进入阀杆外管，随后冷却水撞到阀杆外管的端部使得冷却水流动方向变反，冷却水在阀杆外管与阀杆内管之间流动，带走热量后从出水口流出。根据排渣量的不同，阀杆外管3-1采用材料为310S、Φ108mm—Φ159mm的厚壁钢管加工制造；阀杆内管3-2采用材料为304S、Φ38×3mm—Φ57×5mm的钢管加工。阀杆的端部插入阀头的柱体内部，并焊接成型。阀杆插入阀头，因阀杆中通冷水，因此可以吸收部分阀头热量，增加阀头的强度及使用寿命，同时解决了因阀头连接位置磨损漏水而造成的冷却水喷入炉膛，而停炉的事故。利用插入阀头1-2内部的阀杆1-6局部冷却带走部分热量，使用中对阀头1-2予以补强和导热。
如图2所示，壳体包括外壳2-1、保温浇筑料2-2、耐高温耐磨浇筑料2-3、爪钉2-4。壳体采用六棱柱结构，棱边朝上，可有效避免灰渣在壳体表面的沉积。外壳2-1采用合金钢作构架，保温浇注料2-2设置在外壳内壁，耐高温耐磨浇注料2-3通过爪钉2-4固定在保温浇注料2-2上。耐高温耐磨浇筑料2-3，因其耐高温和耐磨，可有效增加阀体的使用寿命。保温浇筑料2-2可以有效控制壳体的温度，避免辐射的余热影响其它设备。外壳2-1上设窥视捅渣孔，可监控放渣状态，并在堵渣时可以捅渣。窥视捅渣孔靠近排渣口设置，窥视捅渣孔轴线与阀杆之间的夹角为50°。
如图1、4所示，阀杆1-6与壳体1-1结合处设置有阀杆密封装置1-4，阀杆密封装置1-4包括套筒1-4-10、压板1-4-3、填料压盖1-4-4，压板1-4-3通过螺栓1-4-2、螺母1-4-1安装在套筒1-4-10上，阀杆1-6穿过套筒1-4-10、压板1-4-3；套筒1-4-10上安装有注脂装置1-4-7，在阀杆1-6与套筒1-4-10之间，注脂装置1-4-7出口左侧依次设置有隔环1-4-6、填料1-4-5、左密封1-4-8，注脂装置1-4-7出口右侧依次设置隔环1-4-6、填料1-4-5、填料压盖1-4-4；套筒1-4-10上还开设有密封槽，该密封槽位于左密封1-4-8的左侧，密封槽内填充有O形圈1-4-9。
如图1所示，阀杆、阀头整体安装在壳体1-1的水平中心位置，壳体安装在锅炉水冷壁4上，壳体右侧安装有执行机构固定架1-3，用于安装电动执行机构1-8，执行机构固定架1-3上还设置有直线轴承1-7，阀杆1-6穿在直线轴承1-7上。如图1阀头实线部分，灰渣阀阀头密封阀座时，电动执行机构1-8通过阀杆与执行机构连接装置1-5，将阀杆1-6驱动，使得阀头1-2与耐火刚玉砖六棱锥型弧线阀座1-9接触形成线密封；高温灰渣阀在调节排出渣量时，如阀头虚线部分，通过调节电动执行机构1-8，使得阀头1-2离开耐火刚玉砖六棱锥型弧线阀座1-9一定距离，以满足排渣的使用条件，灰渣从进口进入壳体并从出口排出。本发明也可采用其他驱动方式进行，如现场空间及环境允许的情况下，可采用阀门手轮直接旋转拖动，更具简便、直观、易维护操作的性能。