一种温度压力可调的蒸汽吹灰系统的制作方法

本发明涉及锅炉工具技术领域，具体指一种用于清除锅炉积灰、结渣的温度压力可调的蒸汽吹灰系统。

背景技术：

随着燃煤电站锅炉容量的增大，水冷壁热负荷、过热器和省煤器内最高温度、炉膛截面热负荷不断升高，锅炉在生产运行过程中经常会产生结渣、积灰等现象。对比发现，锅炉积灰层的导热系数数百倍低于金属管壁的导热系数，从而严重影响壁面的传热效果，损坏受热面，导致排烟温度过高及锅炉热效率降低，甚至导致炉膛渣块掉落和冷灰斗等严重事故。于是各类吹灰器就得到了广泛应用。

目前市场使用最广泛的是蒸汽吹灰器，它主要存在以下问题：①锅炉器件受热面积灰厚度不同，积灰成分不同，所需蒸汽的流量和压力就不同，但是目前常见蒸汽吹灰器的流量压力无法实现动态调整；②蒸汽通过吹灰管时，若低于露点温度，产生的水珠不仅会降低吹灰效果，还会对锅炉有腐蚀作用；③目前蒸汽吹灰器普遍自动化程度较低，无法实现智能控制。本发明针对以上问题着手改进。

技术实现要素：

本发明的目的是一种温度压力可调的蒸汽吹灰系统。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种温度压力可调的蒸汽吹灰系统，包括汽源系统、加热加压系统、出口系统、导轨系统、控制显示系统；

所述汽源系统包括第一温度计、第一压力计、蒸汽储备室、第一电动截止阀、汽源法兰和进汽法兰；所述第一温度计和第一压力计设置于蒸汽储备室上，所述蒸汽储备室与汽源法兰通过管道连接，所述第一电动截止阀设置于蒸汽储备室与汽源法兰之间的管道上；所述进汽法兰与汽源法兰匹配连接；

所述加热加压系统包括常规通道、加热加压通道、第一三通接头和第二三通接头；所述第一三通接头的入口端连接所述进汽法兰，第一三通接头的其中一个出口端连接常规通道的入口端，常规通道的出口端连接第二三通接头的其中一个入口端；第一三通接头的另一个出口端连接加热加压通道的入口端，加热加压通道的出口端连接第二三通接头的另一个入口端；在所述常规通道的入口端设有第三电动截止阀；在所述加热加压通道上，沿所述加热加压通道的入口端至出口端方向依次设置有第二电动截止阀、蒸汽增压泵和伴热带，所述伴热带包覆于所述加热加压通道的外壁上；

进一步，所述常规通道是一条普通管道；当第一电动截止阀开启，第二电动截止阀开启(同时第三电动截止阀关闭)时，蒸汽增压泵与伴热带同时启动，蒸汽通过第二电动截止阀进入加热加压通道，加热加压后通过第二三通接头进入出口系统；所述加热加压系统中第二电动截止阀关闭(同时第三截止阀开启)时，蒸汽通过第三电动截止阀进入常规通道，通过第二三通接头进入出口系统。

所述出口系统包括第二温度计、第二压力计和双儿字形喷头；所述双儿字形喷头的入口端与所述第二三通接头的出口端通过管道连接；所述第二温度计和第二压力计均设置于所述双儿字形喷头的入口端与所述第二三通接头的出口端之间的管道上；所述双儿字形喷头包括内壁和外壁，所述内壁和外壁的纵截面均呈“儿”字形；所述外壁的入口端与所述第二三通接头的出口端通过管道连接；所述内壁的入口端封闭，所述内壁置于所述外壁的空腔内，所述内壁与外壁之间存在“儿”字形通道，所述内壁与外壁之间通过连接杆连接；蒸汽从内壁和外壁的“儿”字形通道喷出，“儿”字形通道的作用是将蒸汽的流向从轴向改为近乎周向，同时儿字形通道为渐缩形，利用蒸汽焓值的变化量提高蒸汽压力和速度。这对于全面清除过热器、省煤器等锅炉元件的积灰结渣大有裨益。

所述导轨系统包括导轨、导槽、固定装置、滑轮机构、三相交流异步电动机和曳引轮；所述导轨设于所述常规通道和加热加压通道的正下方，所述导轨上开设有一个导槽；所述固定装置为实心块状结构，固定装置的下端设置于所述导槽内，且与导槽为滑动连接；固定装置的上端与所述常规通道和加热加压通道均为焊接；所述三相交流异步电动机设置于所述导轨的一端，所述曳引轮设置于所述三相交流异步电动机的转轴上；所述滑轮机构设于所述固定装置上靠近三相交流异步电动机的一侧，所述滑轮机构与所述曳引轮通过曳引钢丝绳连接；

进一步，通过控制三相交流异步电动机的正反转使得吹灰系统在导轨上做轴向运动。

所述控制显示系统包括控制箱，所述控制箱上设有一个显示屏；所述控制箱与所述第一温度计、第一压力计、第一电动截止阀、第二电动截止阀、蒸汽增压泵、第二温度计、第二压力计、三相交流异步电动机和第三电动截止阀均为电性连接；所述显示屏用于显示第一温度计、第一压力计、第二温度计、第二压力计的测量数据；所述控制箱用于接收第一温度计、第一压力计、第二温度计、第二压力计的测量数据并将测量数据显示于所述显示屏上；所述控制箱用于控制第一电动截止阀、第二电动截止阀和第三电动截止阀的开启和关闭，控制箱用于控制三相交流异步电动机的启动、停车、正转和反转，控制箱用于蒸汽增压泵的转速等级。

进一步，所述导轨系统还包括一个导杆，所述固定装置上开有一个导杆穿孔，所述导杆穿孔的中心轴线平行于所述固定装置的运动方向；所述导杆贯穿所述导杆穿孔且与导杆穿孔为滑动连接，所述导杆的两端设置于所述导轨上。

进一步，所述导轨系统还包括支撑杆，所述支撑杆的上端与所述加热加压系统的任意管道的任意位置固接，支撑杆的下端与所述固定装置固接。

进一步，第二电动截止阀与第三电动截止阀、蒸汽增压泵、伴热带是联动启停。当第二电动截止阀开启，第三电动截止阀关闭、蒸汽增压泵启动、伴热带启动；当第二电动截止阀关闭，第三电动截止阀开启、蒸汽增压泵停车、伴热带停车。

进一步，通过第一三通接头与第二电动截止阀、第三电动截止阀可以实现常规通道与加热加压通道的切换，在满足吹灰效果的同时不会引起过多的能耗。

所述蒸汽储备室主要为锅炉汽包饱和蒸汽或冷再蒸汽；

所述进汽法兰与汽源法兰连接，方便连接汽源系统与吹灰系统；

所述第一温度计用于测量记录蒸汽储备室中蒸汽的温度并反馈给控制箱，第二温度计用于测量记录蒸汽在出口系统时的温度并反馈给控制箱；

所述第一压力计用于测量记录蒸汽储备室中蒸汽的压力并反馈给控制箱，第二压力计用于测量记录蒸汽在出口系统时的压力并反馈给控制箱；

所述第一电动截止阀用于控制蒸汽进入吹灰系统；

所述第二电动截止阀用于控制蒸汽进入加热加压管道；

所述第三电动截止阀用于控制蒸汽进入常规管道；

所述蒸汽增压泵用于蒸汽增压，伴热带用于蒸汽加热。

有益效果：

所述的一种温度压力可调的蒸汽吹灰系统具有操作方便、智能控制、成本低廉的特点，首先进汽法兰与汽源法兰处可以增加管道长度，方便连接汽源与吹灰系统；其次所设计的加热加压系统既可以根据不同的积灰成分和不同的积灰厚度，选择不同的蒸汽喷射压力和温度，又防止了蒸汽在吹灰管中遇冷凝结，产生的水珠不仅降低了蒸汽运输效率，而且干度过低影响喷射效率，对设备具有腐蚀作用；再其次用统一的控制显示箱显示测量数据并控制主要元件的启动与停车，实现了安全高效的目标；并设计了程序控制区，可以通过编程控制整个吹灰系统的运行，真正实现智能化、自动化，为蒸汽吹灰系统的运行提供了两种控制方案；再其次，本专利设计的导轨系统简单实用，搭乘吹灰系统在周向吹灰同时做轴向运动，进入下一个吹灰点，实用高效；最后出口采用双儿字形喷头的设计，解决了以往吹灰有死角的难题。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的俯视示意图，即A视图；

图3为本发明的右视示意图，即C视图；

图4为本发明的左视示意图，即D视图；

图5为双儿字形喷头的结构示意图，其中图A为整体结构示意图，图B为内壁结构示意图，图C为外壁结构示意图。

图中：1-第一温度计，2-第一压力计，3-蒸汽储备室，4-第一电动截止阀，5-汽源法兰，6-进汽法兰，7-第二电动截止阀，8-蒸汽增压泵，9-伴热带，10-第二温度计，11-第二压力计，12-双儿字形喷头，13-导轨14-导杆，15-导槽，16-支撑杆，17-固定装置，18-滑轮机构，19-三相交流异步电动机，20-控制箱，21-曳引轮，22-常规通道，23-加热加压通道，24-第三电动截止阀，25-第一三通接头，26-第二三通接头，27-连接杆

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1～5所示：

一种温度压力可调的蒸汽吹灰系统，包括汽源系统、加热加压系统、出口系统、导轨系统、控制显示系统；

所述汽源系统包括第一温度计1、第一压力计2、蒸汽储备室3、第一电动截止阀4、汽源法兰5和进汽法兰6；所述第一温度计1和第一压力计2设置于蒸汽储备室3上，所述蒸汽储备室3与汽源法兰5通过管道连接，所述第一电动截止阀4设置于蒸汽储备室3与汽源法兰5之间的管道上；所述进汽法兰6与汽源法兰5匹配连接；

所述加热加压系统包括常规通道22、加热加压通道23、第一三通接头25和第二三通接头26；所述第一三通接头25的入口端连接所述进汽法兰6，第一三通接头25的其中一个出口端连接常规通道22的入口端，常规通道22的出口端连接第二三通接头26的其中一个入口端；第一三通接头25的另一个出口端连接加热加压通道23的入口端，加热加压通道23的出口端连接第二三通接头26的另一个入口端；在所述常规通道22的入口端设有第三电动截止阀24；在所述加热加压通道23上，沿所述加热加压通道23的入口端至出口端方向依次设置有第二电动截止阀7、蒸汽增压泵8和伴热带9，所述伴热带9包覆于所述加热加压通道23的外壁上；

进一步，所述常规通道是一条普通管道；当第一电动截止阀开启，第二电动截止阀开启同时第三电动截止阀关闭时，蒸汽增压泵与伴热带同时启动，蒸汽通过第二电动截止阀进入加热加压通道，加热加压后通过第二三通接头进入出口系统；所述加热加压系统中第二电动截止阀关闭同时第三截止阀开启时，蒸汽通过第三电动截止阀进入常规通道，通过第二三通接头进入出口系统。

所述出口系统包括第二温度计10、第二压力计11和双儿字形喷头12；所述双儿字形喷头12的入口端与所述第二三通接头26的出口端通过管道连接；所述第二温度计10和第二压力计11均设置于所述双儿字形喷头12的入口端与所述第二三通接头26的出口端之间的管道上；所述双儿字形喷头12包括内壁和外壁，所述内壁和外壁的纵截面均呈“儿”字形；所述外壁的入口端与所述第二三通接头26的出口端通过管道连接；所述内壁的入口端封闭，所述内壁置于所述外壁的空腔内，所述内壁与外壁之间存在“儿”字形通道，所述内壁与外壁之间通过连接杆27连接；蒸汽从内壁和外壁的“儿”字形通道喷出，“儿”字形通道的作用是将蒸汽的流向从轴向改为近乎周向，同时儿字形通道为渐缩形，利用蒸汽焓值的变化量提高蒸汽压力和速度。这对于全面清除过热器、省煤器等锅炉元件的积灰结渣大有裨益。

所述导轨系统包括导轨13、导槽15、固定装置17、滑轮机构18、三相交流异步电动机19和曳引轮21；所述导轨13设于所述常规通道22和加热加压通道23的正下方，所述导轨13上开设有一个导槽15；所述固定装置17为实心块状结构，固定装置17的下端设置于所述导槽15内，且与导槽15为滑动连接；固定装置17的上端与所述常规通道22和加热加压通道23均为焊接；所述三相交流异步电动机19设置于所述导轨13的一端，所述曳引轮21设置于所述三相交流异步电动机19的转轴上；所述滑轮机构18设于所述固定装置17上靠近三相交流异步电动机19的一侧，所述滑轮机构18与所述曳引轮21通过曳引钢丝绳连接；

进一步，进一步，通过控制三相交流异步电动机19的正反转使得吹灰系统在导轨13上做轴向运动。

所述控制显示系统包括控制箱20，所述控制箱20上设有一个显示屏；所述控制箱20与所述第一温度计1、第一压力计2、第一电动截止阀4、第二电动截止阀7、蒸汽增压泵8、第二温度计10、第二压力计11、三相交流异步电动机19和第三电动截止阀24均为电性连接；所述显示屏用于显示第一温度计1、第一压力计2、第二温度计10、第二压力计11的测量数据；所述控制箱20用于接收第一温度计1、第一压力计2、第二温度计10、第二压力计11的测量数据并将测量数据显示于所述显示屏上；所述控制箱20用于控制第一电动截止阀4、第二电动截止阀7和第三电动截止阀24的开启和关闭，控制箱20用于控制三相交流异步电动机19的启动、停车、正转和反转，控制箱20用于蒸汽增压泵8的转速等级。

为了使所述固定装置运行更加稳定，在所述导轨系统设置一个导杆14，在所述固定装置17上开有一个导杆穿孔，所述导杆穿孔的中心轴线平行于所述固定装置17的运动方向；所述导杆14贯穿所述导杆穿孔且与导杆穿孔为滑动连接，所述导杆14的两端设置于所述导轨13上。

为保证所述加热加压系统运动的稳定，在所述导轨系统设置支撑杆16，所述支撑杆16的上端与所述加热加压系统的任意管道的任意位置固接，支撑杆16的下端与所述固定装置17固接。

进一步，第二电动截止阀7与第三电动截止阀24、蒸汽增压泵8、伴热带9是联动启停。当第二电动截7止阀开启，第三电动截止阀24关闭、蒸汽增压泵8启动、伴热带9启动；当第二电动截止阀7关闭，第三电动截止阀24开启、蒸汽增压泵8停车、伴热带9停车。

进一步，通过第一三通接头25与第二电动截止阀7、第三电动截止阀24可以实现常规通道22与加热加压通道23的切换，在满足吹灰效果的同时不会引起过多的能耗。

所述蒸汽储备室3主要为锅炉汽包饱和蒸汽或冷再蒸汽；

所述进汽法兰5与汽源法兰6连接，方便连接汽源系统与吹灰系统；

所述第一温度计1用于测量记录蒸汽储备室3中蒸汽的温度并反馈给控制箱20，第二温度计10用于测量记录蒸汽在出口系统时的温度并反馈给控制箱20；

所述第一压力计2用于测量记录蒸汽储备室3中蒸汽的压力并反馈给控制箱20，第二压力11计用于测量记录蒸汽在出口系统时的压力并反馈给控制箱20；

所述第一电动截止阀4用于控制蒸汽进入吹灰系统；

所述第二电动截止阀7用于控制蒸汽进入加热加压管道23；

所述第三电动截止阀24用于控制蒸汽进入常规管道22；

所述蒸汽增压泵8用于蒸汽增压，伴热带9用于蒸汽加热。

下面，对本发明所述的装置的工作原理进行描述：

现以程序控制，需要加热加压为例，说明本专利的吹灰过程：

(1)将吹灰系统伸入过热器、省煤器等需要清灰的锅炉元件中，判断积灰厚度、积灰成分和需要清灰的长度L，由第一温度计1和第一压力计2测出蒸汽储备室3中蒸汽的温度和压力，判断需要加热加压蒸汽。

(2)编程数据：(1表示启动，0表示停车)

(3)t＝a时第一电动截止阀4开启，t＝a+Δt时第二电动截止阀7开启(同时第三电动截止阀24关闭，蒸汽增压泵8和伴热带9启动)：蒸汽从蒸汽储备室3中经过汽源法兰5和进汽法兰6进入加热加压通道23，第二温度计10和第二压力计11测定经过加热加压后的蒸汽温度和压力，蒸汽进入出口系统，通过双儿字形喷头12进行清灰工作。

(4)t＝b时启动三相交流异步电动机19，三相交流异步电动机19开始正转，双儿字形喷头12以m米/秒的速度沿着导轨13做轴向运动，远离三相交流异步电动机19，经过秒后，三相交流异步电动机19停车。t＝L/m+Δt时三相交流异步电动机19开始反转，双儿字形喷头12以n米/秒的速度沿着导轨做轴向运动，靠近三相交流异步电动机19，经过秒后，三相交流异步电动机19停车。

(5)t＝c时第二电动截止阀7关闭(同时第三电动截止阀24开启，蒸汽增压泵8和伴热带9停车)，t＝c+Δt时，第一电动截止阀4关闭，完成一次清灰。