強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統的制作方法
【專利摘要】本發明強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統涉及一種用于電站燃用準東煤Π形鍋爐的高溫對流受熱面和半輻射受熱面，采用蒸汽為工質的高效清潔系統。本發明包括低溫再熱器出口聯箱導汽管、吹灰汽源分側總截止閥、吹灰汽源分側配汽聯箱、屏式過熱器吹灰配汽聯箱進汽閥、高溫過熱器吹灰配汽聯箱進汽閥、高溫再熱器吹灰配汽聯箱進汽閥、屏式過熱器吹灰配汽聯箱、高溫過熱器吹灰配汽聯箱、高溫再熱器吹灰配汽聯箱、吹灰器組啟停閥、吹灰器組供汽小聯箱、超音速汽流噴嘴、超音速汽流噴嘴定位套板、頂棚管、頂棚管鰭片、分布式控制系統、連接管道；超音速汽流噴嘴出口為帶圓角的窄長矩形容易布置在頂棚過熱器和側包墻過熱器管間，貼近需要清灰的受熱面，按需要可以布置大量超音速汽流噴嘴，具有遠超過現有技術的長行程蒸汽吹灰器的清灰能力。
【專利說明】強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統
(—)【技術領域】:
[0001]本發明強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統涉及一種用于電站燃用準東煤π形鍋爐的高溫對流受熱面和半輻射受熱面，采用蒸汽為工質的高效清潔系統。
(二)【背景技術】:
[0002]自從有了電站鍋爐就有了蒸汽吹灰器，其結構近百年沒有大的變化。
[0003]現有技術用于高溫對流受熱面和半輻射受熱面的蒸汽吹灰系統包括:總關斷閥、蒸汽減壓站、連接管道、手動檢修用隔離閥、疏水閥、長行程蒸汽吹灰器、PLC(可編程控制器)；典型的長行程蒸汽吹灰器的汽源取自過熱器分隔屏出口(19.3MPa563°C)，蒸汽減壓站減壓后3.0MPa493°C ;長行程蒸汽吹灰器的內管是固定的，減壓后的蒸汽經手動檢修用隔離閥和長行程蒸汽吹灰器自帶的進汽閥進入內管，可伸縮、旋轉的吹灰槍管的內表面與內管的外表面動配合，環形的密封填料函保持內管與吹灰槍管之間的嚴密性；吹灰槍管的端部設有I個或者2個徑向噴嘴；長行程蒸汽吹灰器的設計蒸汽流量通常為60kg/min到120kg/min ;吹灰槍管由電動跑車驅動送入爐內，進汽閥開啟，吹灰開始，吹灰槍管邊旋轉邊前進到達極限位置后反向運動；在PLC控制下長行程蒸汽吹灰器可以長時間持續往復運行，也可以工作指定的往復次數；長行程蒸汽吹灰器通常布置在各組受熱面之間，對布置在其前、后的受熱面提供一種概率吹灰的功能。
[0004]現有技術的電站鍋爐在摻燒準東煤40%以上時，出現爐膛燃燒器區域結渣嚴重；屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器煙側沾污、積灰、堵塞嚴重；排煙溫度升高，帶負荷能力下降等現象。如期望100%燃用準東煤，現有技術的通常做法是將配置的長行程蒸汽吹灰器增加一倍并且連續運行，也還沒有電站鍋爐100%燃用準東煤長期、安全運行的記錄。
(三)
【發明內容】
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[0005]所要解決的技術問題:
[0006]現有技術的長行程蒸汽吹灰器的工作壓力不能過低，壓力低不僅吹灰能力下降而且吹灰槍管撓度增大，可能縮不回來，燒壞吹灰槍管；工作壓力也不能過高，過高難以保證環形密封填料函的嚴密性；吹灰槍管運行中會逐漸減薄，工作壓力過高吹灰槍管工作壽命也縮短；為此現有技術的長行程蒸汽吹灰器必須配置蒸汽減壓站使工作壓力在小范圍內波動。
[0007]蒸汽在減壓站內的減壓過程，從熱力學角度看是一個等焓熵增過程，使蒸汽在噴嘴中由壓力能轉換為速度能的能力大大下降，吹灰效能也大幅度下降。
[0008]現有技術的長行程蒸汽吹灰器結構復雜，維護工作量大，維護費用高，造價高；爐外需要寬大的安裝、運行、維護平臺配合；吹灰槍管的端部的I個或者2個徑向噴嘴由于結構上的限制，噴嘴效率低下；由于結構上的局限，現有技術的長行程蒸汽吹灰器難以制造大于120kg/min的產品。
[0009]由于上述原因，期望能100%燃用準東煤的鍋爐，配置的長行程蒸汽吹灰器增加一倍，能布置長行程蒸汽吹灰器的側墻放滿了，吹灰器連續運行也沒有把握長周期保持屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器的清潔狀態。
[0010]解決其技術問題采用的技術方案:
[0011]本發明強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統的目的是提供一種用于電站燃用準東煤Π形鍋爐的高溫對流受熱面和半輻射受熱面，采用蒸汽為工質的高效清潔系統。采取與現有技術不同的技術路線，解決現有技術的長行程蒸汽吹灰器能耗高，清灰效能低，特別是在100%燃用準東煤電站鍋爐上不能長期保持對流受熱面和半輻射受熱面潔凈的問題。
[0012]本發明強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統包括低溫再熱器出口聯箱導汽管(I)、吹灰汽源分側總截止閥(2)、吹灰汽源分側配汽聯箱(3)、屏式過熱器吹灰配汽聯箱進汽閥(4)、高溫過熱器吹灰配汽聯箱進汽閥(5)、高溫再熱器吹灰配汽聯箱進汽閥(6)、屏式過熱器吹灰配汽聯箱(7)、高溫過熱器吹灰配汽聯箱(8)、高溫再熱器吹灰配汽聯箱(9)、吹灰器組啟停閥(10)、吹灰器組供汽小聯箱(11)、超音速汽流噴嘴(12)、超音速汽流噴嘴定位套板(13)、頂棚管(14)、頂棚管鰭片(15)、分布式控制系統、連接管道；超音速汽流噴嘴(12)為氣動力學性能良好的縮放形噴嘴，進口圓形有插入式接管承臺，喉部轉化為帶圓角的窄長矩形，在喉部汽流達到當地音速，在漸擴段汽流繼續升速達到高超音速，出口斷面為帶圓角的窄長矩形，易于布置在頂棚過熱器/側包墻過熱器管間；2至6只超音速汽流噴嘴(12)并聯為超音速汽流噴嘴組，由吹灰器組供汽小聯箱(11)供汽；各吹灰器組啟停閥(10)受分布式控制系統的控制，控制各組超音速汽流噴嘴的持續吹灰時間和間隔時間，可以在一定程度上補償受熱面的熱偏差，提高電站鍋爐的運行安全性；各組超音速汽流噴嘴的一次持續吹灰時間為30s至120s，2次吹灰時間間隔為Ih至24h ;吹灰汽源取自低溫再熱器出口聯箱導汽管(I)，該處蒸汽焓值較高，壓力適中，有較高的理想焓降，該處取汽對低溫再熱器的受熱面管內質量流量的影響比較均勻。
[0013]發明的有益效果:
[0014].解決現有技術的電站鍋爐燃用準東煤高溫對流受熱面和半輻射受熱面沾污、積灰、堵塞嚴重的問題，提供一種以蒸汽為工質的高效清潔系統；
[0015].超音速汽流噴嘴具有高噴嘴速度系數，更有效地將蒸汽的壓力能轉換為速度倉泛;
[0016]?無蒸汽減壓站無熵增過程，超音速汽流噴嘴可獲得更高的可用焓降，超音速汽流噴嘴出口流速可超過1200m/s，同樣質量蒸汽具有的動能比現有技術的長行程蒸汽吹灰器要高一個數量級；
[0017].超音速汽流噴嘴出口為帶圓角的窄長矩形容易布置在頂棚過熱器和側包墻過熱器管間，貼近需要清灰的受熱面，按需要可以布置大量超音速汽流噴嘴，具有遠超過現有技術的長行程蒸汽吹灰器的清灰能力；
[0018].超音速汽流噴嘴具有強指向性，布置在鍋爐頂棚上的超音速汽流噴嘴組特別適合用于打通受熱面之間搭橋式的積灰；
[0019].按需要可以設計大流量超音速汽流噴嘴，沒有技術上的困難；
[0020].超音速汽流噴嘴無運動部件，制造成本、運行成本、維護成本低于現有技術的長行程蒸汽吹灰器；[0021].超音速汽流噴嘴沿爐寬按需要可分為8至24組，各組分時投入，受DCS (分布式控制系統)控制，控制各組超音速汽流噴嘴的持續吹灰時間和間隔時間，可以在一定程度上補償受熱面的熱偏差，提高電站鍋爐的運行安全性；
[0022].各組超音速汽流噴嘴的一次持續吹灰時間為30s至120s，2次吹灰時間間隔為Ih至24h，其能耗要小于連續運行的現有技術的長行程蒸汽吹灰器；
[0023].蒸汽輸送管道較短，標高變化小，有自疏水能力，各組超音速汽流噴嘴啟動前無需疏水程序；
[0024].機組負荷越高，強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統的清灰能力越強，有利于機組長周期聞負荷運行；
[0025].強指向超音速汽 流蒸汽吹灰系統也可以用于燃用普通煙煤、貧煤、褐煤、無煙煤的電站鍋爐，與現有技術的長行程蒸汽吹灰器相比不僅具有制造成本、運行成本、維護成本低的優勢，而且可以在一定程度上補償受熱面的熱偏差，提高電站鍋爐的運行安全性。
(四)【專利附圖】
【附圖說明】:
[0026]圖1為強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統供汽系統圖。
[0027]圖2為超音速汽流噴嘴在頂棚管上的定位安裝圖。
[0028]在圖1和圖2中:
[0029]I 低溫再熱器出口聯箱導汽管、2 吹灰汽源分側總截止閥、
[0030]3 吹灰汽源分側配汽聯箱、4 屏式過熱器吹灰配汽聯箱進汽閥、
[0031]5 高溫過熱器吹灰配汽聯箱進汽閥、6 高溫再熱器吹灰配汽聯箱進汽閥、
[0032]7 屏式過熱器吹灰配汽聯箱、8 高溫過熱器吹灰配汽聯箱、
[0033]9 高溫再熱器吹灰配汽聯箱、10吹灰器組啟停閥、
[0034]11吹灰器組供汽小聯箱、12超音速汽流噴嘴、
[0035]13超音速汽流噴嘴定位套板、14頂棚管、
[0036]15頂棚管鰭片。
(五)【具體實施方式】:
[0037]現結合圖1以一臺600麗等級，燃用準東煤主汽溫度/再熱汽溫度605°C /623°C的一次再熱Π型超超臨界電站鍋爐為例說明實現本發明的優選方式。
[0038]本發明強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統包括低溫再熱器出口聯箱導汽管(I)、吹灰汽源分側總截止閥(2)、吹灰汽源分側配汽聯箱(3)、屏式過熱器吹灰配汽聯箱進汽閥
(4)、高溫過熱器吹灰配汽聯箱進汽閥(5)、高溫再熱器吹灰配汽聯箱進汽閥(6)、屏式過熱器吹灰配汽聯箱(7)、高溫過熱器吹灰配汽聯箱(8)、高溫再熱器吹灰配汽聯箱(9)、吹灰器組啟停閥(10)、吹灰器組供汽小聯箱(11)、超音速汽流噴嘴(12)、超音速汽流噴嘴定位套板(13)、頂棚管(14)、頂棚管鰭片(15)、分布式控制系統、連接管道；超音速汽流噴嘴(12)為氣動力學性能良好的縮放形噴嘴，進口圓形有插入式接管承臺，喉部轉化為帶圓角的窄長矩形，在喉部汽流達到當地音速，在漸擴段汽流繼續升速達到高超音速，出口斷面為帶圓角的窄長矩形，易于布置在頂棚過熱器/側包墻過熱器管間；2至6只超音速汽流噴嘴(12)并聯為超音速汽流噴嘴組，由吹灰器組供汽小聯箱(11)供汽；各吹灰器組啟停閥(10)受分布式控制系統的控制，控制各組超音速汽流噴嘴的持續吹灰時間和間隔時間，可以在一定程度上補償受熱面的熱偏差，提高電站鍋爐的運行安全性；各組超音速汽流噴嘴的一次持續吹灰時間為30s至120s，2次吹灰時間間隔為Ih至24h ;吹灰汽源取自低溫再熱器出口聯箱導汽管(I)，該處蒸汽焓值較高，壓力適中，有較高的理想焓降，該處取汽對低溫再熱器的受熱面管內質量流量的影響比較均勻。
[0039]低溫再熱器出口聯箱導汽管⑴的取汽口向上，連接管向上穿出爐頂大包后設置吹灰汽源分側總截止閥(2);低溫再熱器出口聯箱導汽管(I)分為A、B兩側，圖1僅畫出其中的一側。
[0040]屏式過熱器吹灰配汽聯箱(7)、高溫過熱器吹灰配汽聯箱(8)、高溫再熱器吹灰配汽聯箱(9)的長度分別為爐膛寬度的一半，各聯箱分為A、B兩側，圖1僅畫出其中的一側。
[0041]吹灰器組啟停閥(10)為快速電動金屬密封球閥，最高工作溫度580°C，沿爐寬布置在爐頂大包之上，每臺爐設置吹灰器組啟停閥(10)共45只，分為3列，其中屏式過熱器列設置15只，高溫過熱器列設置17只，高溫再熱器列設置13只。
[0042]超音速汽流噴嘴(12)為精密鑄造產品，材質為馬氏體不銹鋼lCrl3，設計流量120kg/min (單只)，每臺爐設置超音速汽流噴嘴(12)共180只，全部布置在頂棚，其中屏式過熱器部位設置60只，高溫過熱器部位設置68只，高溫再熱器部位設置52只。
[0043]超音速汽流噴嘴定位套板(13)用于固定超音速汽流噴嘴(12)，足以承受超音速汽流噴嘴(12)工作時的動反力和連接管道熱膨脹的推力，材質為12CrlMoV。
[0044]連接管道材質為12CrlMoV，全系統以吹灰汽源分側總截止閥(2)為最高點，閥前閥后的連接管道至少有5%的向下水力坡度，連接管道有必要的柔性，足以吸收吹灰器組啟停閥(10)啟停時產生的連接管道熱變形。
【權利要求】
1.一種強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統，其特征在于:包括低溫再熱器出口聯箱導汽管(1)、吹灰汽源分側總截止閥(2)、吹灰汽源分側配汽聯箱(3)、屏式過熱器吹灰配汽聯箱進汽閥(4)、高溫過熱器吹灰配汽聯箱進汽閥(5)、高溫再熱器吹灰配汽聯箱進汽閥(6)、屏式過熱器吹灰配汽聯箱(7)、高溫過熱器吹灰配汽聯箱(8)、高溫再熱器吹灰配汽聯箱(9)、吹灰器組啟停閥(10)、吹灰器組供汽小聯箱(11)、超音速汽流噴嘴(12)、超音速汽流噴嘴定位套板(13)、頂棚管(14)、頂棚管鰭片(15)、分布式控制系統、連接管道；超音速汽流噴嘴(12)為氣動力學性能良好的縮放形噴嘴，進口圓形有插入式接管承臺，喉部轉化為帶圓角的窄長矩形，在喉部汽流達到當地音速，在漸擴段汽流繼續升速達到高超音速，出口斷面為帶圓角的窄長矩形，易于布置在頂棚過熱器/側包墻過熱器管間；2至6只超音速汽流噴嘴(12)并聯為超音速汽流噴嘴組，由吹灰器組供汽小聯箱(11)供汽；各吹灰器組啟停閥(10)受分布式控制系統的控制，控制各組超音速汽流噴嘴的持續吹灰時間和間隔時間，可以在一定程度上補償受熱面的熱偏差，提高電站鍋爐的運行安全性；各組超音速汽流噴嘴的一次持續吹灰時間為30s至120s，2次吹灰時間間隔為Ih至24h ;吹灰汽源取自低溫再熱器出口聯箱導汽管(I)，該處蒸汽焓值較高，壓力適中，有較高的理想焓降，該處取汽對低溫再熱器的受熱面管內質量流量的影響比較均勻。
2.根據權利要求1所述的一種強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統，其特征是所述的低溫再熱器出口聯箱導汽管(I)的取汽口向上，連接管向上穿出爐頂大包后設置吹灰汽源分側總截止閥⑵；低溫再熱器出口聯箱導汽管⑴分為A、B兩側。
3.根據權利要求1所述的一種強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統，其特征是所述的屏式過熱器吹灰配汽聯箱(7)、高溫過熱器吹灰配汽聯箱(8)、高溫再熱器吹灰配汽聯箱(9)的長度分別為爐膛寬度的一半，各聯箱分為A、B兩側。
4.根據權利要求1所述的一種強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統，其特征是所述的吹灰器組啟停閥(10)為快速電動金屬密封球閥，最高工作溫度580°C，沿爐寬布置在爐頂大包之上。
5.根據權利要求1所述的一種強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統，其特征是所述的超音速汽流噴嘴(12)為精密鑄造產品，材質為馬氏體不銹鋼lCrl3。
6.根據權利要求1所述的一種強指向超音速汽流蒸汽吹灰系統，其特征是所述的連接管道材質為12CrlMoV，全系統以吹灰汽源分側總截止閥(2)為最高點，閥前閥后的連接管道至少有5%的向下水力坡度，連接管道有必要的柔性，足以吸收吹灰器組啟停閥(10)啟停時產生的連接管道熱變形。
【文檔編號】F23J1/00GK103939923SQ201410210177
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月19日 優先權日:2014年5月19日
【發明者】章禮道 申請人:章禮道