專利名稱：帶機械刷清灰裝置的雙壓礦熱爐余熱鍋爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及余熱鍋爐，特別是對礦熱爐煙氣的余熱吸收及有效清除換熱面積灰的余熱鍋爐。
背景技術：
礦熱爐在工業爐窯體系中占 有非常重要的地位，據中國鐵合金工業協會相關統計數據，我國是世界第一鐵合金生產大國，2010年全國鐵合金產量2435. 5萬噸，同比增長
10.23%,占世界鐵合金總產量的50%以上。我國鐵合金行業90%左右產品采用礦熱爐電熱法生產，能源消耗比較高，是國家節能減排的重點行業。礦熱爐的用電量占全國發電量的2 %，電力消耗備受關注余熱發電技術是一項國家積極鼓勵大力推廣的節能技術，不僅節約能源，更有利于環境保護。因此，促使該領域改造和新建項目的余熱回收裝置將迎來大發展的有利時機。礦熱爐一般分3種爐型，第一種是全封閉型，第二種是矮煙罩半封閉型，第三種是高煙罩敞口型。目前，我國絕大多數大中型礦熱爐采用矮煙罩半封閉型，僅少數5 000 kVA以下小礦熱爐沒有進行技術改造，仍采用高煙罩敞口型；錳硅合金、高碳錳鐵、高碳鉻鐵、工業硅等大中型礦熱爐有部分采用全封閉型，這是鐵合金礦熱爐爐型發展方向。半密閉爐由于其含有的可燃氣體微乎其微，溫度高達400 °C以上，而且從爐門處混入的空氣較多，煙氣量較大。適合采用余熱鍋爐換熱發電，熱效率能達到26% 28%左右，但難點在于煙氣的粉塵中含有大量的SiO2，粉塵粒度均小于5微米，小于2微米以下的占77%。這些粉塵的粘性很大，非常容易粘附在煙 、煙道、金屬管表面，導致換熱面的換熱效率急劇降低。目前余熱鍋爐受熱面的清灰裝置，主要有振打清灰、鋼珠清灰、蒸汽(空氣)吹灰、激波清灰等(此外還有一種利用細砂進行清灰的方式，由于對受熱面磨損較重，很少采用)。但是，這些清灰方式經實際驗證都不適用。中國國家知識產權局在2010年I月13日公開了一項名為“一種硅鐵礦熱爐低溫煙氣余熱發電鍋爐”公開號為CN201382702Y，其內容為該裝置由鍋爐本體、煙氣進口、過熱器、蒸發區、軟水加熱器、水預熱器、強制循環泵、機械振打裝置、蛇形管束、煙氣出口組成。其中鍋爐本體為橫向沖刷水平通道結構，鍋爐本體的兩側分別設置煙氣進口、煙氣出口，鍋爐本體上自煙氣進口向煙氣出口依次設置過熱器、蒸發區、軟水加熱器和水預熱器；鍋爐本體下端底部設置強制循環泵，蒸發區的水循環利用強制循環泵進行強制循環；鍋爐本體的受熱面采用小直徑垂直懸吊布置的厚壁蛇形管束，錯排方式布置；鍋爐受熱面上設置進行清灰的機械振打裝置。該余熱鍋爐存在的不足之處在于受熱面采用錯排方式布置，易積灰，采用機械振打裝置進行清灰，對于礦熱爐這種納米級、膠結性能好、靜電吸附和微粒間吸附能力強、不宜沉降的灰塵清灰效果差，當煙氣中所攜帶的灰塵沉積在換熱管上時，振打清灰不能將其清除，輕者導致換熱效果降低，嚴重時將煙氣通道完全堵塞，致使鍋爐被迫停運。中國國家知識產權局公布的“鋼珠除塵式礦熱爐余熱鍋爐”公開號為101701775A。該發明是采用爐頂布置有一鋼珠播撒裝置，在爐底灰斗下方設置鋼珠分離收集裝置進行清灰。該發明的不足之處在于此裝置的鋼珠播撒不均易引起受熱面上的積灰分布不均，影響換熱器的傳熱效率，甚至可能發生積灰在局部結成大塊使受熱面失效的情況，形成安全隱患。另外，鋼珠在清灰系統中循環、臨時貯存時極易生銹、抱團結塊，特別在煙氣中含有H20、S02等氣體、復雜成分的灰分的情況。鋼珠一旦結塊就很難消除，會堵塞鋼珠播撒噴口、鋼珠導管、檢修難度大。
發明內容本實用新型目的在于提供一種投資少、改造方便、清灰徹底、余熱利用效率高的帶機械刷清灰裝置的雙壓礦熱爐余熱鍋爐。本實用新型主要包括有支架、對流豎井及鍋筒。其中，支架是由立柱和橫梁構成的框架。在該支架上設有次中壓鍋筒和低壓鍋筒，支架內設有對流豎井，對流豎井由殼體、煙氣入口、煙氣出口和換熱面構成；其中，對流豎井的殼體為爐墻，即內外兩層護板中間設保溫材料，如硅酸鈣板、硅酸鋁纖維氈或巖棉等，內護板朝向爐腔內的一側設有耐火混凝土。對流豎井殼體一端連接煙氣入口，殼體另一端連接煙氣出口。對流豎井內由煙氣入口至煙氣出口依次設有固定在橫梁上的次中壓過熱器、次中壓蒸發器、次中壓省煤器、低壓過熱器、低壓蒸發器和低壓省煤器。所述的過熱器、蒸發器和省煤器都是由進、出口集箱和受熱管束組成，受熱管束的一端與入口集箱相連，另一端與出口集箱相連，進、出口集箱均設在對流豎井殼體外的橫梁上。其中，次中壓省煤器的入口集箱與給水管路相連，次中壓省煤器的出口集箱通過管路與次中壓鍋筒相連；次中壓鍋筒通過下降管與次中壓蒸發器的入口集箱相連，次中壓蒸發器的出口集箱通過上升管與次中壓鍋筒相連，構成循環回路；次中壓鍋筒通過管路還與次中壓過熱器的入口集箱相連，次中壓過熱器的出口集箱通過管路送出，作為主汽用于推動汽輪機發電或生產使用；低壓省煤器的入口集箱與給水管路相連，低壓省煤器的出口集箱通過管路與低壓鍋筒相連；低壓鍋筒通過下降管與低壓蒸發器的入口集箱相連，低壓蒸發器的出口集箱通過上升管與低壓鍋筒相連，構成循環回路；低壓鍋筒通過管路還與低壓過熱器的入口集箱相連，低壓過熱器的出口集箱通過管路送出，作為補汽用于推動汽輪機發電或生產使用。在上述礦熱爐余熱鍋爐裝置中各受熱面上設機械刷清灰裝置，所述的機械刷清灰裝置包括外部傳動裝置和內部清灰裝置。所述的外部傳動裝置其結構形式有很多種，如絲杠傳動、鏈條傳動、卷揚機傳動、齒輪齒條傳動或液壓傳動等。上述的外部傳動裝置與內部清灰裝置相連，帶動內部清灰裝置進行往復運動，該內部清灰裝置有一個框架式刷子固定裝置，在該固定裝置上設有上下兩端分別固定在框架上的鋼絲刷，并且這些鋼絲刷均與鍋爐每兩組換熱管排之間的位置對應，最好鋼絲刷刷毛部分與換熱管排表面間采用過渡配合，一排鋼絲刷的數量為所述一排換熱管數量的N+1個。刷子固定裝置底部設有兩組滾輪，每組滾輪各置于一根導軌上，兩根導軌的兩端與鍋爐通風梁和內護板相連。本實用新型與現有技術相比具有如下優點清灰裝置的排刷刷毛直接接觸受熱管束進行清灰，在外部傳動機構作用下刷毛做定向往復運動a、對鍋爐內密集對流管束的清灰效果非常理想，刷子與管壁直接接觸，將灰塵刷掉，使礦熱爐余熱鍋爐的傳熱系數提高10%左右。b、提高了礦熱爐余熱鍋爐的產汽量，降低了礦熱爐余熱鍋爐廢氣排放溫度。C、實現了外部傳動裝置與內部清灰裝置分離聯動的方式，避免了設置過多密封件的問題，操作簡單、提高了清灰效果、節約了運行成本。
圖I為本實用新型“I”形礦熱爐余熱鍋爐主視示意簡圖。圖2為本實用新型“U”形礦熱爐余熱鍋爐主視示意簡圖。圖3為本實用新型“η”形礦熱爐余熱鍋爐主視示意簡圖。圖4為本實用新型機械刷清灰裝置主視示意簡圖。·圖5為本實用新型絲杠傳動機械刷清灰裝置主視示意簡圖。圖6為本實用新型卷揚機傳動機械刷清灰裝置主視示意簡圖。圖7為本實用新型卷揚機傳動機械刷清灰裝置俯視示意簡圖。圖8為本實用新型鏈條傳動機械刷清灰裝置主視示意簡圖。圖9為本實用新型鏈條傳動機械刷清灰裝置俯視示意簡圖。圖10為本實用新型齒輪齒條傳動機械刷清灰裝置主視示意簡圖。圖11為本實用新型齒輪齒條傳動機械刷清灰裝置俯視示意簡圖。圖12為本實用新型液壓傳動機械刷清灰裝置主視示意簡圖。圖13為本實用新型液壓傳動機械刷清灰裝置俯視示意簡圖。圖例說明I支架，2對流豎井，3次中壓鍋筒，4低壓鍋筒，5煙氣入口，6煙氣出口，7次中壓過熱器，8次中壓蒸發器，9次中壓省煤器，10低壓過熱器，11低壓蒸發器，12低壓省煤器，13外部傳動裝置，14內部清灰裝置，15次中壓過熱器出口集箱，16次中壓過熱器入口集箱，17次中壓蒸發器出口集箱，18次中壓蒸發器入口集箱，19次中壓省煤器出口集箱，20次中壓省煤器入口集箱，21低壓過熱器出口集箱，22低壓過熱器入口集箱，23低壓蒸發器出口集箱，24低壓蒸發器入口集箱，25低壓省煤器出口集箱，26低壓省煤器入口集箱，27下降管，28上升管，29刷子固定裝置，30鋼刷，31導軌，32滾輪，33電機，34減速器，35鏈輪傳動裝置，36絲杠，37軸承，38支架，39導向軸，40滑塊，41傳動桿，42萬向連接座，43往復電機，44減速機，45卷揚機，46鋼絲繩，47主動鏈輪，48從動鏈輪，49鏈條，50齒輪，51齒條，52液壓缸，53液壓桿，54連桿。
具體實施方式
在圖I所示的一種帶機械刷清灰裝置的雙壓“I”形礦熱爐余熱鍋爐主視示意簡圖中，支架I是由立柱和橫梁構成的框架，在該支架上設有次中壓鍋筒3和低壓鍋筒4，支架內設有對流豎井2，對流豎井的殼體為爐墻，即內外兩護板中間設巖棉保溫材料，內護板朝向井腔內的一側設有耐火混凝土。對流豎井殼體上一端連接煙氣入口 5，殼體另一端連接煙氣出口 6。對流豎井內由煙氣入口至煙氣出口依次設有固定在通風梁上的次中壓過熱器
7、次中壓蒸發器8、次中壓省煤器9、低壓過熱器10、低壓蒸發器11和低壓省煤器12。所述的過熱器、蒸發器和省煤器都是由進、出口集箱和受熱管束組成，受熱管束的一端與入口集箱相連，另一端與出口集箱相連，進、出口集箱均設在對流豎井殼體外的橫梁上。其中，次中壓省煤器的入口集箱20與給水管路相連，次中壓省煤器的出口集箱19通過管路與次中壓鍋筒相連；次中壓鍋筒通過下降管27與次中壓蒸發器的入口集箱18相連，次中壓蒸發器的出口集箱17通過上升管28與次中壓鍋筒相連，構成循環回路；次中壓鍋筒通過管路還與次中壓過熱器的入口集箱16相連，次中壓過熱器的出口集箱15通過管路送出，作為主汽用于推動汽輪機發電或生產使用；低壓省煤器的入口集箱26與給水管路相連，低壓省煤器的出口集箱25通過管路與低壓鍋筒相連；低壓鍋筒通過下降管27與低壓蒸發器的入口集箱24相連，低壓蒸發器的出口集箱23通過上升管28與低壓鍋筒相連，構成循環回路；低壓鍋筒通過管路還與低壓過熱器的入口集箱22相連，低壓過熱器的出口集箱21通過管路送出，作為補汽用于推動汽輪機發電或生產使用。在上述礦熱爐余熱鍋爐裝置中各受熱面上設機械刷清灰裝置，所述的機械刷清灰裝置包括外部傳動裝置13和內部清灰裝置14。在圖2所示的一種帶機械刷清灰裝置的雙壓“U”形礦熱爐余熱鍋爐主視示意簡圖中，支架是由立柱和橫梁構成的框架，在該支架上設有次中壓鍋筒和低壓鍋筒，支架 內設有對流豎井，對流豎井的殼體為爐墻，即內外兩護板中間設硅酸鈣板保溫材料，內護板朝向井腔內的一側設有耐火混凝土。對流豎井殼體一端連接煙氣入口，殼體另一端連接煙氣出口。對流豎井內由煙氣入口至煙氣出口依次設有固定在通風梁上的次中壓過熱器、次中壓蒸發器和次中壓省煤器；低壓過熱器、低壓蒸發器和低壓省煤器。所述的過熱器、蒸發器和省煤器都是由進、出口集箱和受熱管束組成，受熱管束的一端與入口集箱相連，另一端與出口集箱相連，并且進、出口集箱均設在對流豎井殼體外的橫梁上。其中，次中壓省煤器的入口集箱與給水管路相連，次中壓省煤器的出口集箱通過管路與次中壓鍋筒相連；次中壓鍋筒通過下降管與次中壓蒸發器的入口集箱相連，次中壓蒸發器的出口集箱通過上升管與次中壓鍋筒相連，構成循環回路；次中壓鍋筒通過管路還與次中壓過熱器的入口集箱相連，次中壓過熱器的出口集箱通過管路送出作為主汽用于推動汽輪機發電或生產使用；低壓省煤器的入口集箱與給水管路相連，低壓省煤器的出口集箱通過管路與低壓鍋筒相連；低壓鍋筒通過下降管與低壓蒸發器的入口集箱相連，低壓蒸發器的出口集箱通過上升管與低壓鍋筒相連，構成循環回路；低壓鍋筒通過管路還與低壓過熱器的入口集箱相連，低壓過熱器的出口集箱通過管路送出，作為補汽用于推動汽輪機發電或生產使用。在上述礦熱爐余熱鍋爐裝置中各受熱面上設機械刷清灰裝置，所述的機械刷清灰裝置包括外部傳動裝置和內部清灰
>J-U ρ α裝直。在圖3所示的一種帶機械刷清灰裝置的雙壓“η”形礦熱爐余熱鍋爐主視示意簡圖中，支架是由立柱和橫梁構成的框架，在該支架上設有次中壓鍋筒和低壓鍋筒，支架內設有對流豎井，對流豎井的殼體為爐墻，即內外兩護板中間設硅酸鋁纖維氈保溫材料，內護板朝向井腔內的一側設有耐火混凝土。對流豎井殼體一端連接煙氣入口，殼體另一端連接煙氣出口。對流豎井內由煙氣入口至煙氣出口依次設有固定在通風梁上的次中壓過熱器、次中壓蒸發器和次中壓省煤器；低壓過熱器、低壓蒸發器和低壓省煤器。所述的過熱器、蒸發器和省煤器都是由進、出口集箱和受熱管束組成，受熱管束的一端與入口集箱相連，另一端與出口集箱相連，并且進、出口集箱均設在對流豎井殼體外的橫梁上。其中，次中壓省煤器的入口集箱與給水管路相連，次中壓省煤器的出口集箱通過管路與次中壓鍋筒相連；次中壓鍋筒通過下降管與次中壓蒸發器的入口集箱相連，次中壓蒸發器的出口集箱通過上升管與次中壓鍋筒相連，構成循環回路；次中壓鍋筒通過管路還與次中壓過熱器的入口集箱相連，次中壓過熱器的出口集箱通過管路送出作為主汽用于推動汽輪機發電或生產使用；低壓省煤器的入口集箱與給水管路相連，低壓省煤器的出口集箱通過管路與低壓鍋筒相連；低壓鍋筒通過下降管與低壓蒸發器的入口集箱相連，低壓蒸發器的出口集箱通過上升管與低壓鍋筒相連，構成循環回路；低壓鍋筒通過管路還與低壓過熱器的入口集箱相連，低壓過熱器的出口集箱通過管路送出，作為補汽用于推動汽輪機發電或生產使用。在上述礦熱爐余熱鍋爐裝置中各受熱面上設機械刷清灰裝置，所述的機械刷清灰裝置包括外部傳動裝置和內部清灰裝置。在圖4所示的本實用新型機械清灰裝置主視示意簡圖中，外部傳動裝置13與內部清灰裝置14相連，該內部清灰裝置有一個框架式刷子固定裝置29，在該固定裝置上設有上下兩端分別固定在框架上的鋼絲刷30，并且這些鋼絲刷均與鍋爐每兩組換熱管排之間的位置對應，鋼絲刷刷毛部分與換熱管排表面間采用過渡配合，一排鋼絲刷的數量為所述一排換熱管數量的N+1個，兩排鋼絲刷之間的間距為所述外部傳動裝置傳動桿的行程。刷子固定裝置底部設有兩組滾輪32，每組滾輪各置于一根導軌31上，兩根導軌的兩端與鍋爐通風梁和內護板相連。在圖5所示的本實用新型絲杠傳動機械刷清灰裝置主視示意簡圖中，電機33與減速機34相連，該減速機與鏈傳動裝置35 —端相連，該鏈輪傳動裝置另一端與絲杠36的一端相連，該絲杠的兩端分別設有軸承37，該軸承分別設在兩個軸承支架38上。上述兩軸承支架分別設有兩對通孔，其對應的另一對通孔內設有與絲杠平行的導向軸39，在上述絲杠和導向軸上設有與其對應的滑塊40，該滑塊和與絲杠平行的傳動桿41的一端相連。上述傳動桿穿過距傳動機構較遠一個軸承支架上所設的另一通孔，端部通過萬向連接座42與刷子固定裝置29相連。在圖6和圖7所示的本實用新型卷揚機傳動機械刷清灰裝置示意簡圖中，機械刷清灰裝置14外面一側設有往復電機43及與其相連的減速機44，該減速機與卷揚機45通過聯軸器相連，該卷揚機的繞線輥設在內部清灰裝置外面另一側，該卷揚機上的鋼絲繩46與刷子固定裝置29底部相連。在圖8和圖9所示的本實用新型鏈條傳動機械刷清灰裝置示意簡圖中，內部清灰裝置14外面一側設有往復電機43及與其相連的減速機44，該減速機輸出端為主動鏈輪47，與其配合的從動鏈輪48設在內部清灰裝置外面另一側，與兩鏈輪匹配的鏈條49，它們的兩端分別與刷子固定裝置29底部兩端相連。在圖10和圖11所示的本實用新型齒輪齒條傳動機械刷清灰裝置示意簡圖中，內部清灰裝置14外面一側設有往復電機43及與其相連的減速機44，該減速機輸出端為齒輪50，與其配合的齒條51 —端與刷子固定裝置29底部相連。在圖12和圖13所示的本實用新型液壓傳動機械刷清灰裝置示意簡圖中，內部清灰裝置14外面一側設有水平設置的液壓缸52，其液壓桿53端部通過連桿54與刷子固定裝置29底部相連。
權利要求1.一種帶機械刷清灰裝置的雙壓礦熱爐余熱鍋爐，其特征在于支架上設有次中壓和低壓兩個鍋筒，支架內設有對流豎井，對流豎井的殼體上一端連接煙氣入口，殼體的另一端連接煙氣出口，對流豎井內由煙氣入口至煙氣出口依次設有固定在梁上的次中壓過熱器、次中壓蒸發器、次中壓省煤器、低壓過熱器、低壓蒸發器和低壓省煤器，所述的過熱器、蒸發器和省煤器都是由進、出口集箱和受熱管束組成，受熱管束的一端與入口集箱相連，另一端與出口集箱相連，并且進、出口集箱均設在對流豎井殼體外的橫梁上；在上述礦熱爐余熱鍋爐裝置中各受熱面上設機械刷清灰裝置，所述的機械刷清灰裝置包括外部傳動裝置和內部清灰裝置，上述的外部傳動裝置與內部清灰裝置相連，該內部清灰裝置有一個框架式刷子固定裝置，在該固定裝置上設有上下兩端分別固定在框架上的鋼絲刷，并且這些鋼絲刷均與鍋爐每兩組換熱管排之間的位置對應，刷子固定裝置底部設有兩組滾輪，每組滾輪各置于一根導軌上，兩根導軌的兩端與鍋爐通風梁和內護板相連。
2.根據權利要求I所述的帶機械刷清灰裝置的雙壓礦熱爐余熱鍋爐，其特征在于次中壓省煤器的入口集箱與給水管路相連，次中壓省煤器的出口集箱通過管路與次中壓鍋筒相連；次中壓鍋筒通過下降管與次中壓蒸發器的入口集箱相連，次中壓蒸發器的出口集箱通過上升管與次中壓鍋筒相連，構成循環回路；次中壓鍋筒通過管路還與次中壓過熱器的入口集箱相連，次中壓過熱器的出口集箱通過管路送出；低壓省煤器的入口集箱與給水管路相連，低壓省煤器的出口集箱通過管路與低壓鍋筒相連；低壓鍋筒通過下降管與低壓蒸發器的入口集箱相連，低壓蒸發器的出口集箱通過上升管與低壓鍋筒相連，構成循環回路；低壓鍋筒通過管路還與低壓過熱器的入口集箱相連，低壓過熱器的出口集箱通過管路送出。
3.根據權利要求I或2所述的帶機械刷清灰裝置的雙壓礦熱爐余熱鍋爐，其特征在于鋼絲刷刷毛部分與換熱管排表面間采用過渡配合。
4.根據權利要求3所述的帶機械刷清灰裝置的雙壓礦熱爐余熱鍋爐，其特征在于一排鋼絲刷的數量為所述一排換熱管數量的N+1個。
專利摘要一種帶機械刷清灰裝置的雙壓礦熱爐余熱鍋爐，其主要是支架上設有鍋筒，支架內設有對流豎井，對流豎井一端設有煙氣入口，另一端設有煙氣出口。對流豎井內煙氣入口至煙氣出口依次設有固定在通風梁上的次中壓過熱器、次中壓蒸發器、次中壓省煤器、低壓過熱器、低壓蒸發器和低壓省煤器；在上述礦熱爐余熱鍋爐裝置中各受熱面上設機械刷清灰裝置，上述的外部傳動裝置與內部清灰裝置相連，該內部清灰裝置有一個框架式刷子固定裝置，在該固定裝置上設有上下兩端分別固定在框架上的鋼絲刷，刷子固定裝置底部設有兩組滾輪，每組滾輪各置于一根導軌上，兩根導軌的兩端與鍋爐通風梁和內護板相連。本實用新型投資少、改造方便、清灰徹底、傳熱效率高。
文檔編號F27D17/00GK202692001SQ20122027530
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月12日 優先權日2012年6月12日
發明者唐金泉, 金萬金, 孫明朗, 劉峰 申請人:大連易世達新能源發展股份有限公司