[发明专利]一种适合于复杂受热面余热锅炉清灰系统

说明书

技术领域

本发明涉及余热回收及发电领域余热锅炉清灰方式或系统，尤其是一种利用翅片、鳍片、环形肋片等复杂受热面来强化换热的余热锅炉进行烟气余热回收及发电的锅炉清灰系统，以保证受热面的传热效率。

背景技术

采用翅片、鳍片或环形肋片等扩展面强化换热手段增强换热管外侧气流换热是目前高效换热管常采用的一种强化换热形式，可以使整个传热过程得到大大强化，节省换热管金属耗量，节省占地面积，提高余热回收设备的经济性，在工业节能及烟气余热回收上具有很好的应用前景；但在工业炉窑烟气中，往往具有烟尘含量大、烟尘粒度细、烟尘粘附性强等特点，致使采用翅片等复杂受热面强化换热管受热面上的积尘清除难度大大增加，而积尘的存在大大削弱这些复杂受热面的换热能力，甚至影响到锅炉的正常安全运行，严重制约了该高效换热管在余热回收上的应用推广；已有的余热锅炉换热管清灰技术包括振打清灰、脉冲清灰、声波清灰、蒸汽吹灰等清灰技术各有优点，但在一些烟尘浓度大而烟尘细、烟尘粘附力强的应用场合，均难以达到理想效果；此外，以往的清灰技术均采用有限时间进行清灰的间断性运行模式，翅片、鳍片或环形肋片等强化换热面间的积尘不能得到及时清除，大大降低了强化换热管的传热效率，这要么致使锅炉出力降低，烟气余热不能充分回收，要么为了保证锅炉蒸发量而不得不增加换热面积，从而使得这种高效换热的余热回收设备经济性大打折扣。目前公布的锅炉中采用钢丸吹灰或落丸清灰技术的相关专利有用于燃油锅炉尾部烟气通道的美国专利US-2665118和US-3291197，采用压缩空气或蒸汽通过喷射器输丸，对尾部烟道换热管进行吹灰作用；针对该种清灰装置储丸斗内钢珠容易锈结成块堵塞喷射器问题，国内专利《锅炉钢珠吹灰装置》（专利号CN1213758A）对其进行了改进，增加接珠斗收集不定期下落的钢珠并与吹灰动作时的收集器隔离，防止喷射器堵塞，以实现系统的安全自动运行。国内公开专利（专利公开号CN102183035A）则针对水泥窑余热锅炉设计了一种发射枪发射钢珠对锅炉受热面进行振打清灰的装置，该装置采用了大粒径钢丸，清灰还依赖一定的钢丸喷射速度来冲击受热面。类似地，国内公开专利（专利公开号CN102183035A）提出了一种正压钢珠吹灰系统，同样采用大粒径钢丸，用喷射器将钢丸喷入锅炉尾部烟道进行清灰。这两种专利技术均依赖一定的钢丸喷射速度来冲击受热面，对受热面形成振打作用来清灰，仅适合于光管或膜式壁受热面,并不适合于翅片管余热锅炉。日本公开专利JP-58-217112则针对一种水泥厂废热锅炉提出了采用颗粒状物料替代钢珠对锅炉受热面进行吹灰操作，且这些颗粒状物料随下落的灰垢一起作为制作水泥的原料进行回收利用，这种清灰理念将可用做水泥原料的颗粒物用于锅炉清灰，不存在颗粒物的损耗问题，且不必考虑清灰颗粒物的回收问题，但并不适合于其他领域翅片管余热锅炉清灰。中国公布的一种清除锅炉粘结性积灰的方法及其装置（专利公开号CN100404956C）则提出了一种采用0.5～10mm的河沙、石英砂和氧化铝颗粒作为锅炉尾部烟道和管式余热锅炉换热面清灰颗粒，随烟气作用于换热面来清除积灰的装置，这种清灰技术一是当灰粘结性较强时容易与颗粒状物料结成团块不易分离，这时颗粒状物料就不宜回收，尤其对于需要回收灰尘的系统更不适用；另一方面，相对于细粒径钢丸，该颗粒状物料更易在翅片/鳍片/环形肋片间积聚，影响换热效果。公开的发明专利（专利授权号CN202066040U）提出了一种采用水平和垂直螺旋输送器输丸、设有落丸计量仓和振动筛的落丸清灰系统，该系统主要针对目前落丸清灰系统的密闭性较差的特点，提出了相对密闭或封闭的落丸清灰系统，对传统的落丸清灰系统作用原理并无新的阐述或创新。综上所述，目前并无公开的可用于翅片管余热锅炉的落丸清灰系统和装置的发明或实用新型专利，传统的落丸清灰系统均依赖大粒径钢丸对受热面的冲击和振打清灰，并不适应于翅片/鳍片/环形肋片等依赖扩展受热面来强化换热的复杂受热面余热锅炉清灰，而国外提出的采用颗粒状物料进行清灰的技术也难以用于采用翅片/鳍片/环形肋片等复杂受热面的余热锅炉，特别是需要对灰尘进行回收的余热锅炉系统。因此，开发更有效的清灰技术，特别是利用物理接触式原理的落丸清灰技术，对翅片等复杂受热面强化换热管在烟气余热回收领域的应用推广，具有很强的现实意义。

发明内容