專利名稱：帶機械刷清灰裝置的單壓礦熱爐余熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種余熱鍋爐，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(shù)：
礦熱爐在工業(yè)爐窯體系中占有非常重要的地位，據(jù)中國鐵合金工業(yè)協(xié)會相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國是世界第一鐵合金生產(chǎn)大國，2010年全國鐵合金產(chǎn)量2435. 5萬噸，同比增長10. 23%,占世界鐵合金總產(chǎn)量的50%以上。我國鐵合金行業(yè)90%左右產(chǎn)品采用礦熱爐電熱法生產(chǎn)，能源消耗比較高，是國家節(jié)能減排的重點行業(yè)。礦熱爐的用電量占全國發(fā)電量的
2%，電力消耗備受關(guān)注余熱發(fā)電技術(shù)是一項國家積極鼓勵大力推廣的節(jié)能技術(shù)，不僅節(jié) 約能源，更有利于環(huán)境保護(hù)。因此，促使該領(lǐng)域改造和新建項目的余熱回收裝置將迎來大發(fā)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(shù)大中型礦熱爐采用矮煙罩半封閉型，僅少數(shù)5 000 kVA以下小礦熱爐沒有進(jìn)行技術(shù)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(yè)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(fā)展方向。半密閉爐由于其含有的可燃?xì)怏w微乎其微，溫度高達(dá)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(fā)電，熱效率能達(dá)到26% 28%左右，但難點在于煙氣的粉塵中含有大量的Si02，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(dǎo)致?lián)Q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(xì)砂進(jìn)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(jīng)實際驗證都不適用。中國國家知識產(chǎn)權(quán)局在2010年I月13日公開了一項名為“一種硅鐵礦熱爐低溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電鍋爐”公開號為CN201382702Y，其內(nèi)容為該裝置由鍋爐本體、煙氣進(jìn)口、過熱器、蒸發(fā)區(qū)、軟水加熱器、水預(yù)熱器、強制循環(huán)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(jié)構(gòu)，鍋爐本體的兩側(cè)分別設(shè)置煙氣進(jìn)口、煙氣出口，鍋爐本體上自煙氣進(jìn)口向煙氣出口依次設(shè)置過熱器、蒸發(fā)區(qū)、軟水加熱器和水預(yù)熱器；鍋爐本體下端底部設(shè)置強制循環(huán)泵，蒸發(fā)區(qū)的水循環(huán)利用強制循環(huán)泵進(jìn)行強制循環(huán)；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(shè)置進(jìn)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，并且采用機械振打裝置進(jìn)行清灰，對于礦熱爐這種納米級、膠結(jié)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(dāng)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(dǎo)致?lián)Q熱效果降低，嚴(yán)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(chǎn)權(quán)局公布的“鋼珠除塵式礦熱爐余熱鍋爐”公開號為101701775A。該發(fā)明是采用爐頂布置有一鋼珠播撒裝置，在爐底灰斗下方設(shè)置鋼珠分離收集裝置進(jìn)行清灰。該發(fā)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(fā)生積灰在局部結(jié)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(tǒng)中循環(huán)、臨時貯存時極易生銹、抱團結(jié)塊，特別在煙氣中含有H20、S02等氣體、復(fù)雜成分的灰分的情況。鋼珠一旦結(jié)塊就很難消除，會堵塞鋼珠播撒噴口、鋼珠導(dǎo)管、檢修難度大。
發(fā)明內(nèi)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單壓礦熱爐余熱鍋爐。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(gòu)成的框架。在該支架上設(shè)有鍋筒，支架內(nèi)設(shè)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(gòu)成；其中，對流豎井的殼體為爐墻，即內(nèi)外兩層護(hù)板中間設(shè)保溫材料，如硅酸鈣板、硅酸鋁纖維氈或巖棉等，內(nèi)護(hù)板朝向爐腔內(nèi)的一側(cè)設(shè)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(nèi)由煙氣入口至煙氣出口依次設(shè)有固定在橫梁上的過熱器、蒸發(fā)器和省煤器。該過熱器、蒸發(fā)器和省煤器都是由進(jìn)、出口集箱和受熱管束組成，受熱管束的一端與進(jìn)口集箱相連，另一端與出口集箱相連，進(jìn)、出口集箱均設(shè)在對流豎井殼體外的橫梁上。其中，省煤器的進(jìn)口集箱與給水管路相連，省煤器的出口集箱通過管路與鍋筒相連；鍋筒通過下降管與蒸發(fā)器的入口集箱相連，蒸發(fā)器的出口集箱通過上升管與鍋筒相連，構(gòu)成循環(huán)回路；鍋筒通過管路還與過熱器的入口集箱相連，過熱器的出口集箱通過管路送出，用于推動汽輪機發(fā)電或生產(chǎn)使用。在上述礦熱爐余熱鍋爐裝置中各受熱面上設(shè)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(nèi)部清灰裝置。所述的外部傳動裝置其結(jié)構(gòu)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(nèi)部清灰裝置相連，帶動內(nèi)部清灰裝置進(jìn)行往復(fù)運動，該內(nèi)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(shè)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(yīng)，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(shù)量為所述一排換熱管數(shù)量的N+1個。刷子固定裝置底部設(shè)有兩組滾輪，每組滾輪各置于一根導(dǎo)軌上，兩根導(dǎo)軌的兩端與鍋爐通風(fēng)梁和內(nèi)護(hù)板相連。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點清灰裝置的排刷刷毛直接接觸受熱管束進(jìn)行清灰，在清灰裝置動力機構(gòu)作用下刷毛做定向往復(fù)運動a、對鍋爐內(nèi)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(shù)提高10%左右。b、提高了礦熱爐余熱鍋爐的產(chǎn)汽量，降低了礦熱爐余熱鍋爐廢氣排放溫度。C、實現(xiàn)了外部傳動裝置與內(nèi)部清灰裝置分離聯(lián)動的方式，避免了設(shè)置過多密封件的問題，操作簡單、提高了清灰效果、節(jié)約了運行成本。

[0016]圖I為本實用新型“I”型礦熱爐余熱鍋爐主視示意簡圖。圖2為本實用新型“U”型礦熱爐余熱鍋爐主視示意簡圖。圖3為本實用新型“η”型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鍋筒，4煙氣入口，5煙氣出口，6過熱器，7蒸發(fā)器，8省煤器，9外部傳動裝置，10機械刷清灰裝置，11過熱器出口集箱，12過熱器入口集箱，13蒸發(fā)器出口集箱，14蒸發(fā)器入口集箱，15省煤器出口集箱，16省煤器入口集箱，17下降管，18上升管，19刷子固定裝置，20鋼刷，21導(dǎo)軌，22輪子，23電機，24減速器，25鏈輪傳動裝置，26絲杠，27軸承，28支架，29導(dǎo)向軸，30滑塊，31傳動桿，32萬向連接座，33往復(fù)電機，34減速機，35卷揚機，36鋼絲繩，37主動鏈輪，38從動鏈輪，39鏈條，40齒輪，41齒條，42液壓缸，43液壓桿，44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單壓“I”型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(gòu)成的框架，在該支架上設(shè)有鍋筒3，支架內(nèi)設(shè)有對流豎井2，對流豎井的殼體為爐墻，即內(nèi)外兩護(hù)板中間設(shè)巖棉保溫材料，內(nèi)護(hù)板朝向井腔內(nèi)的一側(cè)設(shè)有耐火混凝土。對流豎井殼體一端連接煙氣入口 4，殼體另一端連接煙氣出口 5。對流豎井內(nèi)由煙氣入口至煙氣出口依次設(shè)有固定在通風(fēng)梁上的過熱器6、蒸發(fā)器7和省煤器8。該過熱器、蒸發(fā)器和省煤器都是由進(jìn)、出口集箱和受熱管束組成，受熱管束的一端與進(jìn)口集箱相連，另一端與出口集箱相連，并且進(jìn)、出口集箱均設(shè)在對流豎井殼體外的橫梁上。其中，省煤器的進(jìn)口集箱16與給水管路相連，省煤器的出口集箱15通過管路與鍋筒相連；鍋筒通過下降管17與蒸發(fā)器的入口集箱14相連，蒸發(fā)器的出口集箱13通過上升管18與鍋筒相連，構(gòu)成循環(huán)回路；鍋筒通過管路還與過熱器的入口集箱12相連，過熱器的出口集箱11通過管路送出，用于生產(chǎn)或推動汽輪機發(fā)電。在上述礦熱爐余熱鍋爐裝置中各受熱面上設(shè)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9和內(nèi)部清灰裝置10。在圖2所示的一種帶機械刷清灰裝置的單壓“U”型礦熱爐余熱鍋爐主視示意簡圖中，支架是由立柱和橫梁構(gòu)成的框架，在該支架上設(shè)有鍋筒，支架內(nèi)設(shè)有對流豎井，對流豎井的殼體為爐墻，即內(nèi)外兩護(hù)板中間設(shè)硅酸鈣板保溫材料，內(nèi)護(hù)板朝向井腔內(nèi)的一側(cè)設(shè)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(nèi)由煙氣入口至煙氣出口依次設(shè)有固定在通風(fēng)梁上的過熱器、蒸發(fā)器和省煤器。該過熱器、蒸發(fā)器和省煤器都是由進(jìn)、出口集箱和受熱管束組成，受熱管束的一端與進(jìn)口集箱相連，另一端與出口集箱相連，并且進(jìn)、出口集箱均設(shè)在對流豎井殼體外的橫梁上。其中，省煤器的進(jìn)口集箱與給水管路相連，省煤器的出口集箱通過管路與鍋筒相連；鍋筒通過下降管與蒸發(fā)器的入口集箱相連，蒸發(fā)器的出口集箱通過上升管與鍋筒相連，構(gòu)成循環(huán)回路；鍋筒通過管路還與過熱器的入口集箱相連，過熱器的出口集箱通過管路送出，用于生產(chǎn)或推動汽輪機發(fā)電。在上述礦熱爐余熱鍋爐裝置中各受熱面上設(shè)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(nèi)部清灰裝置。在圖3所示的一種帶機械刷清灰裝置的單壓“η”型礦熱爐余熱鍋爐主視示意簡圖中，支架是由立柱和橫梁構(gòu)成的框架，在該支架上設(shè)有鍋筒，支架內(nèi)設(shè)有對流豎井，對流豎井的殼體為爐墻，即內(nèi)外兩護(hù)板中間設(shè)硅酸鋁纖維氈保溫材料，內(nèi)護(hù)板朝向井腔內(nèi)的一側(cè)設(shè)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(nèi)由煙氣入口至煙氣出口依次設(shè)有固定在通風(fēng)梁上的過熱器、蒸發(fā)器和省煤器。該過熱器、蒸發(fā)器和省煤器都是由進(jìn)、出口集箱和受熱管束組成，受熱管束的一端與進(jìn)口集箱相連，另一端與出口集箱相連，并且進(jìn)、出口集箱均設(shè)在對流豎井殼體外的橫梁上。其中，省煤器的進(jìn)口集箱與給水管路相連，省煤器的出口集箱通過管路與鍋筒相連；鍋筒通過下降管與蒸發(fā)器的入口集箱相連，蒸發(fā)器的出口集箱通過上升管與鍋筒相連，構(gòu)成循環(huán)回路；鍋筒通過 管路還與過熱器的入口集箱相連，過熱器的出口集箱通過管路送出，用于生產(chǎn)或推動汽輪機發(fā)電。在上述礦熱爐余熱鍋爐裝置中各受熱面上設(shè)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(nèi)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9與內(nèi)部清灰裝置10相連，該內(nèi)部清灰裝置有一個框架式刷子固定裝置19，在該固定裝置上設(shè)有兩端分別固定在框架上的鋼絲刷20，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(yīng)，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(shù)量為所述一排換熱管數(shù)量的Ν+1個。刷子固定裝置底部設(shè)有兩組滾輪22，每組滾輪各置于一根導(dǎo)軌21上，兩根導(dǎo)軌的兩端與鍋爐通風(fēng)梁和內(nèi)護(hù)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23與減速機24相連，該減速機與鏈傳動裝置25 —端相連，該鏈輪傳動裝置另一端與絲杠26的一端相連，該絲杠的兩端分別設(shè)有軸承27，該軸承分別設(shè)在兩個軸承支架28上。上述兩軸承支架分別設(shè)有兩對通孔，其對應(yīng)的另一對通孔內(nèi)設(shè)有與絲杠平行的導(dǎo)向軸29，在上述絲杠和導(dǎo)向軸上設(shè)有與其對應(yīng)的滑塊30，該滑塊和與絲杠平行的傳動桿31的一端相連。上述傳動桿穿過距傳動機構(gòu)較遠(yuǎn)一個軸承支架上所設(shè)的另一通孔，端部通過萬向連接座32與機械刷清灰裝置10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，內(nèi)部清灰裝置10外面一側(cè)設(shè)有往復(fù)電機33及與其相連的減速機34，該減速機與卷揚機35通過聯(lián)軸器相連，該卷揚機的繞線輥設(shè)在內(nèi)部清灰裝置外面另一側(cè)，該卷揚機上的鋼絲繩36與刷子固定裝置19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(nèi)部清灰裝置10外面一側(cè)設(shè)有往復(fù)電機33及與其相連的減速機34，該減速機輸出端為主動鏈輪37，與其配合的從動鏈輪38設(shè)在內(nèi)部清灰裝置外面另一側(cè)，與兩鏈輪匹配的鏈條39，它們的兩端分別與刷子固定裝置19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(nèi)部清灰裝置10外面一側(cè)設(shè)有往復(fù)電機33及與其相連的減速機34，該減速機輸出端為齒輪40，與其配合的齒條41 一端與刷子固定裝置19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(nèi)部清灰裝置10外面一側(cè)設(shè)有水平設(shè)置的液壓缸42，其液壓桿43端部通過連桿44與刷 子固定裝置19底部相連。
權(quán)利要求1.一種帶機械刷清灰裝置的單壓礦熱爐余熱鍋爐，其特征在于支架上設(shè)有鍋筒，支架內(nèi)設(shè)有對流豎井，對流豎井的殼體一端連接煙氣入口，殼體的另一端連接煙氣出口，對流豎井內(nèi)由煙氣入口至煙氣出口依次設(shè)有固定在橫梁上的過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，該過熱器、蒸發(fā)器和省煤器都是由進(jìn)、出口集箱和受熱管束組成，受熱管束的一端與進(jìn)口集箱相連，另一端與出口集箱相連，并且進(jìn)、出口集箱均設(shè)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(shè)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(nèi)部清灰裝置，上述的外部傳動裝置與內(nèi)部清灰裝置相連，該內(nèi)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(shè)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(yīng)，刷子固定裝置底部設(shè)有兩組滾輪，每組滾輪各置于一根導(dǎo)軌上，兩根導(dǎo)軌的兩端與鍋爐通風(fēng)梁和內(nèi)護(hù)板相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶機械刷清灰裝置的單壓礦熱爐余熱鍋爐，其特征在于省煤器的進(jìn)口集箱與給水管路相連，省煤器的出口集箱通過管路與鍋筒相連；鍋筒通過下降管與蒸發(fā)器的入口集箱相連，蒸發(fā)器的出口集箱通過上升管與鍋筒相連，構(gòu)成循環(huán)回路；鍋筒通過管路還與過熱器的入口集箱相連，過熱器的出口集箱通過管路送出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的帶機械刷清灰裝置的單壓礦熱爐余熱鍋爐，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(jù)權(quán)利要求3所述的帶機械刷清灰裝置的單壓礦熱爐余熱鍋爐，其特征在于一排鋼絲刷的數(shù)量為所述一排換熱管數(shù)量的N+1個。
專利摘要一種帶機械刷清灰裝置的單壓礦熱爐余熱鍋爐，其主要是支架上設(shè)有鍋筒，支架內(nèi)設(shè)有對流豎井，其一端設(shè)有煙氣入口，另一端設(shè)有煙氣出口。對流豎井內(nèi)由煙氣入口至煙氣出口依次設(shè)有固定在通風(fēng)梁上的過熱器、蒸發(fā)器和省煤器；在上述礦熱爐余熱鍋爐裝置中各受熱面上設(shè)機械刷清灰裝置，上述的外部傳動裝置與內(nèi)部清灰裝置相連，該內(nèi)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(shè)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(shè)有兩組滾輪，每組滾輪各置于一根導(dǎo)軌上，兩根導(dǎo)軌的兩端與鍋爐通風(fēng)梁和內(nèi)護(hù)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F27D17/00GK202692725SQ201220275128
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者唐金泉, 金萬金, 孫明朗, 丁偉玲 申請人:大連易世達(dá)新能源發(fā)展股份有限公司