申请/专利权人：中船重工(上海)新能源有限公司

申请日：2019-05-26

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN110068021B

主分类号：F23J1/00

分类号：F23J1/00;F23J3/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2019.08.23#实质审查的生效;2019.07.30#公开

摘要：一种锅炉吹灰技术领域的具备冷却和防止积灰功能的长喷管激波吹灰器，包括配气点火装置、点火管道、激波发生器、长喷管、炉墙、烟气管道、烟气除尘净化系统、引风机、烟筒、清洁烟气管道、清洁烟气控制阀和清洁烟气单向阀。在本发明中，长喷管贯穿炉墙布置在烟道内，长喷管底部对称开设多个大小渐变的喷口，可实现吹灰全区域覆盖和激波能量均匀分布；清洁烟气管道可将经过净化处理后的清洁烟气引入激波发生器内，利用烟道内的负压和引风机出口的微正压，在激波发生器和长喷管内形成持续的进气流，阻止含尘烟气进入长喷管和激波发生器内，防止形成积灰、结焦和堵塞等问题，同时温度较低的清洁烟气对高温烟道内的长喷管起到一定的冷却作用。

主权项：1.一种具备冷却和防止积灰功能的长喷管激波吹灰器，其特征在于，包括配气点火装置1、点火管道2、激波发生器3、长喷管4、炉墙5、对流换热管束6、烟气管道7、烟气除尘净化系统8、引风机9、烟筒10、清洁烟气管道11、清洁烟气控制阀12、清洁烟气单向阀13，配气点火装置1通过点火管道2与激波发生器3的气体入口相连接，激波发生器3的气体出口与长喷管4的气体入口连接在一起，两个激波发生器3对称布置，长喷管4贯穿炉墙5布置在烟道内，长喷管4由左右对称的左喷管41、右喷管42以及刚性联接柱43焊接组成，长喷管4左右两端的喷管底部对称开设多个喷口；对流换热管束6布置在炉墙5之间的烟道内并位于长喷管4的下方，烟气管道7的烟气入口与炉墙5底部的烟气出口相连接，烟气管道7的烟气出口与烟筒10的烟气入口相连接，烟气除尘净化系统8、引风机9依次串接在烟气管道7上；清洁烟气管道11为三通结构，清洁烟气管道11的入口端与引风机9、烟筒10之间的烟气管道7相连接，清洁烟气管道11的出口端分别与两根点火管道2相连接，在每根清洁烟气管道11的出气管路上均依次串接清洁烟气控制阀12、清洁烟气单向阀13；所述长喷管4上的喷口直径从炉壁到中间依次增大，喷口处开设倒角；长喷管4的长度和直径以及喷口的大小根据烟道尺寸和对流换热管束6的积灰情况确定；所述两个配气点火装置1、两个激波发生器3和两个清洁烟气控制阀12接入同一个控制系统；所述清洁烟气控制阀12为电磁阀。

全文数据：具备冷却和防止积灰功能的长喷管激波吹灰器技术领域本发明涉及的是一种锅炉吹灰技术领域的吹灰器，特别是一种可以阻止含尘烟气进入长喷管、输送管道和激波发生器内的具备冷却和防止积灰功能的长喷管激波吹灰器。背景技术在能源及环保领域中广泛应用各种工业锅炉，如煤粉锅炉、循环流化床锅炉、余热炉、工艺炉、生物质锅炉和垃圾焚烧炉等。这些锅炉在运行过程中，其对流管束受热面普遍容易产生积灰，使烟气阻力增加，排烟温度升高，锅炉热效率下降，严重影响锅炉的正常运行。激波吹灰器，又称燃气脉冲吹灰器，它是利用乙炔煤气、天然气、液化气等常用可燃气体和空气，经过各自的流量测控系统后，按一定比例进行均匀混合，然后送入燃烧室中燃烧。与常规的燃烧过程和燃烧方式有所不同，燃气脉冲燃烧是利用不稳定燃烧气体在高湍流状态下，产生压缩波，形成动能、声能、热能。这种燃烧速度较快，燃烧产生的气体压力被限制在一定的范围之内，在输出管的喷口处发射冲击波能与积灰状况适应。通过冲击波的作用使受热面上的积灰脱落，将被污染受热面上的灰尘颗粒、松散物、粘合物及沉积物除去。传统的激波吹灰器喷管为短喷管，一般仅有单个喷口，依靠喷口的截切与方向的调整对积灰区域进行覆盖，由于激波吹灰器所产生的高速射流呈锥形，单个喷口相应的覆盖区域有限，并且存在离喷口较近的区域能量高，离喷口远的区域能量低，因此对距离喷口较远的位置吹灰效果降低，同时存在一定的吹灰死角死区。此外，由于激波吹灰器是间断性运行，当激波吹灰器停止工作时，含有粉尘的烟气会进入长喷管和激波发生器，在长喷管、炉外输送管道和激波发生器内，会产生一定量的板结积灰，积灰严重时能够堵塞混合气管路、混合器等，导致激波吹灰器无法正常工作；同时由于烟气内含有水蒸汽，炉外输送管道和激波发生器处于大气环境中，其内部的含尘含水烟气被环境冷却后就会在内壁结露、形成积水，由于烟气中一般还含有极易溶于水的SO2、SO3，因此这种积水一般都具有较强的酸性，能够对吹灰器内壁产生较严重的腐蚀。特别是，当烟道内的喷管长时间处于500℃以上的高温环境下得不到冷却，即使选用耐高温不锈钢材质，仍会降低喷管使用寿命。特别是在垃圾焚烧炉、工艺锅炉和余热锅炉等烟气灰尘中含有腐蚀性元素的气氛下，喷管管道内的积灰得不到清除，加上高温环境，将加快喷管的高温腐蚀，极大缩短使用寿命。针对激波吹灰器内的积灰现象，当前有人提出通入空气清除，但由于空气中含氧量高，且长喷管吹灰需要较多的空气，若积灰中含碳量较高，在高温环境中会引燃积灰，积灰在烟道内发生二次燃烧，会对换热管束产生二次危害，另一方面空气温度较低，特别是在北方地区的冬季，通入较多的空气会直接影响对流换热管束的换热。发明内容本发明针对现有技术的不足，提出一种具备冷却和防止积灰功能的长喷管激波吹灰器，不但可以解决短喷管吹灰覆盖区域有限存在死角和死区的问题，可以解决激波吹灰器长喷管、输送管道内和发生器内的积灰、结焦和堵塞问题；同时还可以解决高温烟道内长喷管得不到冷却，缩短使用寿命，以及通入空气引燃积灰和影响换热等问题。本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括配气点火装置、点火管道、激波发生器、长喷管、炉墙、对流换热管束、烟气管道、烟气除尘净化系统、引风机、烟筒、清洁烟气管道、清洁烟气控制阀、清洁烟气单向阀，配气点火装置通过点火管道与激波发生器相连接，两个激波发生器对称布置；激波发生器的气体出口与长喷管的气体入口连接在一起，长喷管贯穿炉墙布置在烟道内，长喷管由左右对称的左喷管、右喷管以及刚性联接柱焊接组成，长喷管左右两端的喷管底部对称开设多个喷口；对流换热管束布置在炉墙之间的烟道内并位于长喷管的下方；烟气管道的烟气入口与炉墙底部的烟气出口相连接，烟气管道的烟气出口与烟筒的烟气入口相连接，烟气除尘净化系统、引风机依次串接在烟气管道上；清洁烟气管道为三通结构，清洁烟气管道的入口端与引风机、烟筒之间的烟气管道相连接，清洁烟气管道的出口端分别与两根点火管道相连接，在每根清洁烟气管道的出气管路上均依次串接清洁烟气控制阀、清洁烟气单向阀。进一步地，在本发明中，长喷管上的喷口直径从炉壁到中间依次增大，喷口处开设倒角；喷管长度和直径以及喷口的大小根据烟道尺寸和换热管束积灰情况确定。进一步地，在本发明中，清洁烟气通过清洁烟气管道、清洁烟气控制阀和清洁烟气单向阀与点火管道相连接，利用锅炉烟道内的负压和引风机出口清洁烟气的微正压，在激波发生器和长喷管内形成持续的气流，无须额外的动力设备。进一步地，在本发明中，两个配气点火装置、两个激波发生器和两个清洁烟气控制阀接入同一个控制系统。更进一步地，在本发明中，清洁烟气控制阀为电磁阀。更进一步地，在本发明中，长喷管选用耐高温防腐不锈钢材质。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果为：在本发明的长喷管多喷口结构可实现换热管束吹灰全区域覆盖，不留死角和死区；喷管上分布的大小渐变的多喷口可实现激波能量均匀分布，避免距离炉墙较近的换热管束承受较大的能量；左右两个激波发生器同时工作，长喷管的对称设计以及刚性连接，可有效抗击吹灰时的冲击力；同时可有效防止在长喷管、输送管道和激波发生器内形成积灰问题，特别是对高温环境中的长喷管起到一定的冷却作用，延长喷管的使用寿命。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为本发明中长喷管的结构示意图；图3为图1中A处的剖面放大图；其中：1、配气点火装置，2、点火管道，3、激波发生器，4、长喷管，41、左喷管，42、右喷管，43、刚性联接柱，5、炉墙，6、对流换热管束，7、烟气管道，8、烟气除尘净化系统，9、引风机，10、烟筒，11、清洁烟气管道，12、清洁烟气控制阀，13、清洁烟气单向阀。具体实施方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例具体实施例图1至图3所示，本发明包括配气点火装置1、点火管道2、激波发生器3、长喷管4、炉墙5、对流换热管束6、烟气管道7、烟气除尘净化系统8、引风机9、烟筒10、清洁烟气管道11、清洁烟气控制阀12、清洁烟气单向阀13，配气点火装置1通过点火管道2与激波发生器3相连接，两个激波发生器3对称布置；激波发生器3的气体出口与长喷管4的气体入口连接在一起，长喷管4贯穿炉墙5布置在烟道内，长喷管4由左右对称的左喷管41、右喷管42以及刚性联接柱43焊接组成，长喷管4左右两端的底部对称开设多个喷口；对流换热管束6布置在炉墙5之间的烟道内并位于长喷管4的下方；烟气管道7的烟气入口与炉墙5底部的烟气出口相连接，烟气管道7的烟气出口与烟筒10的烟气入口相连接，烟气除尘净化系统8、引风机9依次串接在烟气管道7上；清洁烟气管道11为三通结构，清洁烟气管道11的入口端与引风机9、烟筒10之间的烟气管道7相连接，清洁烟气管道11的出口端分别与两根点火管道2相连接，在每根清洁烟气管道11的出气管路上均依次串接清洁烟气控制阀12、清洁烟气单向阀13。在本发明中，长喷管4由左右对称的左喷管41、右喷管42以及刚性联接柱43焊接组成，长喷管4左右两端的底部对称开设多个喷口，喷口直径从炉壁到中间依次增大，根据烟道尺寸选取长喷管尺寸以及喷口直径大小，可实现换热管束吹灰全区域覆盖，不留死角和死区，喷管上分布的大小渐变的多喷口可实现激波能量均匀分布，避免距离炉墙较近的换热管束承受较大的能量。进一步，喷口出开设倒角，有助于扩大喷射气流覆盖面积。当激波发生器3停止工作时，打开清洁烟气控制阀12，将经过净化处理后的清洁烟气通过管道引至激波发生器3前的点火管道处，利用炉墙5内烟道的负压和引风机9后端烟气的微正压形成流通回路，无须额外的动力设备即可使具有一定温度的清洁烟气在激波发生器3和长喷管4内形成一个持续的进气流，从而阻止含尘烟气进入长喷管4和激波发生器3内，防止形成积灰。进一步，当激波发生器3工作时，清洁烟气单向阀13可阻止冲击波逆向进入清洁烟道11，对清洁烟气控制阀起到保护作用。左右两个激波发生器3接入同一个控制系统，同时开启和关闭，作用在长喷管4中部的刚性连接轴43两侧的冲击力可抵消。由于引入的清洁烟气还具有一定的温度，一般在120-160℃之间，对炉外输送管道和激波发生器3起到保温作用，同时也可降低对长喷管4下部的对流换热管束换热的影响。长喷管4选用耐高温防腐不锈钢材质，如310S或TP347H等，可长期工作在670℃以下的环境下，提高喷管使用寿命。由于锅炉烟气温度较高，一般在500-900℃之间，长喷管4长时间处于高温烟道内，温度也相应升高，清洁烟气虽具备一定的温度，但相对于高温环境中的长喷管4，仍可起到一定的冷却作用，延长长喷管的使用寿命。清洁的烟气与含尘烟气成分组成基本相同，且含氧量较低，不会引起积灰二次燃烧或其他不可预见的反应。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

权利要求：1.一种具备冷却和防止积灰功能的长喷管激波吹灰器，其特征在于，包括配气点火装置1、点火管道2、激波发生器3、长喷管4、炉墙5、对流换热管束6、烟气管道7、烟气除尘净化系统8、引风机9、烟筒10、清洁烟气管道11、清洁烟气控制阀12、清洁烟气单向阀13，配气点火装置1通过点火管道2与激波发生器3的气体入口相连接，激波发生器3的气体出口与长喷管4的气体入口连接在一起，两个激波发生器3对称布置，长喷管4贯穿炉墙5布置在烟道内，长喷管4由左右对称的左喷管41、右喷管42以及刚性联接柱43焊接组成，长喷管4左右两端的喷管底部对称开设多个喷口；对流换热管束6布置在炉墙5之间的烟道内并位于长喷管4的下方，烟气管道7的烟气入口与炉墙5底部的烟气出口相连接，烟气管道7的烟气出口与烟筒10的烟气入口相连接，烟气除尘净化系统8、引风机9依次串接在烟气管道7上；清洁烟气管道11为三通结构，清洁烟气管道11的入口端与引风机9、烟筒10之间的烟气管道7相连接，清洁烟气管道11的出口端分别与两根点火管道2相连接，在每根清洁烟气管道11的出气管路上均依次串接清洁烟气控制阀12、清洁烟气单向阀13。2.根据权利要求1所述的具备冷却和防止积灰功能的长喷管激波吹灰器，其特征在于所述长喷管4上的喷口直径从炉壁到中间依次增大，喷口处开设倒角；长喷管4的长度和直径以及喷口的大小根据烟道尺寸和对流换热管束6的积灰情况确定。3.根据权利要求1所述的长喷管激波吹灰器，其特征在于所述两个配气点火装置1、两个激波发生器3和两个清洁烟气控制阀12接入同一个控制系统。4.根据权利要求1所述的具备冷却和防止积灰功能的长喷管激波吹灰器，其特征在于所述清洁烟气控制阀12为电磁阀。5.根据权利要求1所述的具备冷却和防止积灰功能的长喷管激波吹灰器，其特征在于所述长喷管4选用耐高温防腐不锈钢材质。

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