專利名稱：高效節(jié)能的鍋爐清灰方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于鍋爐的高效節(jié)能清灰方法，尤其適合于清除供熱鍋爐內受熱面管束上的積灰。
背景技術：
清灰是各類供熱鍋爐、余熱鍋爐和電站鍋爐不可缺少的重要エ序，清灰對提高鍋爐受熱面的換熱效率起著至關重要的作用，可顯著降低能量消耗、提高鍋爐出力。目前的鍋爐清灰方法有多種，如蒸汽清灰、聲波清灰、空氣炮清灰和燃氣脈沖清灰等；不同種類清灰裝置，各有其特點和適用范圍；但是，現(xiàn)有的鍋爐清灰方法存在著一些問題和不足，主要表現(xiàn)在清灰系統(tǒng)的設備及其控制都比較復雜，能量消耗也較高，另外如燃氣脈沖清灰還存在一定的安全隱患，必須采取監(jiān)控和防止燃氣泄漏的有效措施，這就造成清灰系統(tǒng)設備的成本較高。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，能夠將鍋爐正常使用中的煙氣熱能經(jīng)過特定的能量轉換后用于所述鍋爐的清灰，通過清灰提高鍋爐換熱效率的同時還高效地利用了鍋爐的煙氣熱能，簡單結構即可實現(xiàn)，且操作方便、易于實現(xiàn)自動化控制。本發(fā)明的技術方案是
一種高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，利用鍋爐內的煙氣加熱換熱裝置內的吸熱介質，提高所述吸熱介質的能量使之成為具有一定噴射カ的清灰介質，再將所述清灰介質噴射到鍋爐的受熱面管束上以清除所述受熱面管束表面的積灰。所述換熱裝置可以為ー個或多個，井根據(jù)需要或要求安裝在鍋爐的不同位置以對所述吸熱介質進行預熱和/或加熱，使得吸熱介質達到相應的能量要求。優(yōu)選為所述換熱裝置設于所述鍋爐的低溫段和/或高溫段的爐墻內，所述吸熱介質可以先用低溫煙氣進行預(加)熱，然后再進入高溫煙氣進行加熱。所述吸熱介質優(yōu)選為水和/或氣，所述清灰介質優(yōu)選為壓カ蒸汽和/或壓縮氣體。所述清灰介質的壓力范圍為O. 2-1. 6MPa，優(yōu)選為O. 4-0. 9MPa。所述吸熱介質的輸入流量和/或壓カ以及所述清灰介質的噴射流量和/或壓カ優(yōu)選為采用控制裝置進行調控。所述換熱裝置內的清灰介質可以通過其噴射ロ直接噴射到鍋爐的受熱面管束上，也可以先將所述換熱裝置內的清灰介質收集、儲存在安裝于爐墻外的耐壓儲能裝置中，再經(jīng)過所述耐壓儲能裝置伸進爐墻內的噴射ロ噴射到鍋爐的受熱面管束上；所述耐壓儲能裝置可以為ー個或多個，井根據(jù)需要或要求安裝在爐墻外的不同位置。用于噴射所述清灰介質的噴射ロ可以為ー個或多個，所述噴射ロ距所述受熱面管束表面的距離最好為可調的，所述噴射ロ的噴射角度優(yōu)選為可調的，所述噴射ロ的噴ロ嘴可以根據(jù)需要設為特定的形狀，優(yōu)選為角形、梯形、縮ロ形、鴨嘴形或馬蹄形。上述任意技術方案中的所述吸熱介質中可以含有功能性藥劑，所述功能性藥劑可以為除垢劑、防銹劑、防護劑和磨料中的ー種或多種。本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明利用鍋爐自身的煙氣熱能對吸熱介質進行預熱和/或加熱，并將其轉化為可以對受熱面管束表面進行噴射清灰的清灰介質，顯著降低了能源消耗，且本發(fā)明的方法可以在鍋爐運行時進行清灰，不影響鍋爐的運行；
2、由于介質預熱和/或加熱、介質轉換及噴射清灰可以在鍋爐 內完成，節(jié)約了空間成本和外部能耗，使得清灰系統(tǒng)的設備結構簡單、生產(chǎn)成本低；
3、通過自動化調控吸熱介質的輸入流量和/或壓カ以及清灰介質的噴射流量和/或壓力，可以根據(jù)鍋爐的實際運行狀況隨時調整清灰介質的輸出能量，以達到清灰的及時、有效，并且能實現(xiàn)清灰操作的自動化運行，提高了運行效率；
4、由于噴射距離和噴射角度均可調，可以實現(xiàn)以最低的能源消耗達到最佳的清灰效
果O


圖I為本發(fā)明第一實施例的運行流程示意 圖2為本發(fā)明第二實施例的運行流程示意圖。
具體實施例方式為了更好的解釋本發(fā)明，以便更好的理解本發(fā)明，下面結合附圖通過具體實施方式
對本發(fā)明作更進一歩地描述。參見圖I和圖2，本發(fā)明涉及一種高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，用于清除鍋爐受熱面管束上的積灰，尤其適用于供熱鍋爐的清灰，主要是利用鍋爐內的煙氣加熱換熱裝置內的吸熱介質，提高所述吸熱介質的能量使之成為具有一定噴射カ的清灰介質，再將所述清灰介質噴射到鍋爐的受熱面管束上以清除所述受熱面管束表面的積灰。所述換熱裝置可以為ー個或多個，所述ー個或多個換熱裝置可以根據(jù)實際需要或要求安裝在鍋爐的不同位置以對所述吸熱介質進行預熱和/或加熱，使得吸熱介質達到相應的能量要求。當所述換熱裝置為多個時，所述換熱裝置可以采用多級預熱和/或多級加熱的方式，優(yōu)選為所述換熱裝置設于所述鍋爐排煙處的低溫段和高溫段的爐墻內靠近內壁處，既能獲得所需的相應煙氣熱能，又使得安裝較為方便；所述吸熱介質可以先用低溫煙氣進行預熱，然后再進入高溫煙氣進行加熱；由于鍋爐排煙處的低溫煙氣基本不參與鍋爐的熱交換，這樣可以充分利用鍋爐不同部位的煙氣能量對所述吸熱介質進行相應的能量利用，以達到高效節(jié)能清灰的目的。所述吸熱介質和清灰介質為液體或氣體或液氣混合體。所述吸熱介質優(yōu)選為可在鍋爐本身煙氣溫度下被迅速加熱升溫和/或能夠發(fā)生介質狀態(tài)轉換的介質，可以為水或普通自來水，優(yōu)選為低硬度水，當吸熱介質為水時則清灰介質相應的為蒸汽，優(yōu)選為壓カ蒸汽，壓カ通常為O. 2MPa-l. 6MPa，優(yōu)選為O. 4-0. 9MPa，如O. 5、0· 6、0· 7、0· 8MPa，具體壓力可根據(jù)實際情況進行選擇，如清灰難度不大時可以選擇O. 2-0. 4MPa，清灰難度很大時可以選擇I. OMPa以上，通常優(yōu)選為O. 6-0. 7MPa，蒸汽溫度150-500°C作為清灰介質，優(yōu)選為200-400°C，以保證清灰效果及對鍋爐煙氣熱量的充分利用，在不對鍋爐造成不利影響的同時又不需過高的設備要求，達到經(jīng)濟性、實用性及高效率的完美統(tǒng)一。所述吸熱介質可以取自鍋爐外的介質源(水/汽/氣等)，也可以來自鍋爐內受熱面管束內的介質(水/汽等)。所述介質源裝置可以是泵、壓縮機，如水泵、氣體壓縮機或空氣壓縮機。以水作為吸熱介質為例(參見圖2)，換熱裝置內的常溫水在鍋爐排煙處被低溫煙氣加熱至60-120°C，優(yōu)選為80-100°C，然后通過保溫管路輸送至安裝在高溫段的換熱裝置內，高溫段的換熱裝置內的水/汽在鍋爐內高溫煙氣的作用下進ー步受熱后汽化為蒸汽，隨著高溫煙氣的不斷加熱，吸熱介質溫度繼續(xù)提高并將轉化為清灰介質，汽化出的蒸汽量不斷増加，蒸汽的壓力逐漸提高，對于所需清灰能量不大時如欲清灰受熱面尺寸較小和/ 或積灰多為浮灰的情況，采用定壓直接噴射即當達到設定的壓力后，壓カ蒸汽噴出，作用于待清灰表面完成清灰動作。當吸熱介質為水時，清灰介質也可以是帶壓的水/汽。由于采用蒸汽/水作為清灰介質的主要物質，且清灰介質的噴射瞬間完成，不容易剰余殘渣，也不容易對清灰表面造成腐蝕，并且成本低，可以長期使用而不會帶來不利的影響?？梢愿鶕?jù)實際需要在吸熱介質中加入各種功能性藥劑，如添加除垢劑，既可以防止水垢生成提聞?chuàng)Q熱效率，也有利于清除受熱面換熱管束表面的積灰提聞清灰效果，優(yōu)選為鍋爐管道用エ業(yè)除垢劑；如添加防銹劑，既可以防止銹蝕還能在換熱裝置內表面生成防護膜，優(yōu)選為水基防銹劑；可以在吸熱介質中添加防護劑，以便在清灰時和/或清灰結束時，在鍋爐受熱面換熱管束表面形成防護層，以減少積灰的再次沉積，即在不影響鍋爐換熱效率的前提下，延長兩次清灰之間的時間間隔，并可避免多次噴射清灰對鍋爐受熱面換熱管束表面造成的磨損；還可以添加磨料，以進ー步地提高清灰效果，尤其是對于粘結牢度較高的積碳、積灰燒結等，優(yōu)選為納米級磨料；或者可以根據(jù)實際需要添加上述功能性藥劑中的ー種或多種，以使清灰介質同時具有多種附加性能。所述吸熱介質也可以為蒸汽，蒸汽在鍋爐高溫煙氣作用下吸熱后其溫度、壓カ進ー步提高，可以形成過熱蒸汽、高壓蒸汽，并利用其噴射カ實現(xiàn)清灰的目的。所述吸熱介質還可以為空氣、惰性氣體等，可根據(jù)實際需要選擇，其在鍋爐煙氣中吸熱后溫度、壓カ提高，用于某些鍋爐エ況的清灰。當所述吸熱介質為氣體時，其中可以夾帶吸熱后可分解出水和/或氣體的固體顆粒物，優(yōu)選為微細顆粒，可以包括碳酸鹽、碳酸氫鹽、硝酸鹽和堿中的ー種或幾種，如碳酸鈣、硝酸銅、氫氧化鋁等，分解后的固體殘留物可以作為磨料等使清灰效果進一歩得到提聞。所述吸熱介質可以為上述吸熱介質中的ー種或多種，可以根據(jù)實際需要進行組合，也可以選用間斷式輸入不同吸熱介質的方式，以提高清灰的效率，消耗最低的能量和成本、最短的時間，以獲得最佳的清灰效果。如采用蒸汽、水、壓縮氣體分別作為清灰介質對鍋爐受熱面換熱管束表面進行間歇式噴射的方式，可以避免單種介質對于結合牢度不同的積灰清除效率不一致的缺陷，提高對不同積灰的清除效率，通常來說比單種介質方式的噴射效率提高20-40%。
還可以采用多種吸熱介質同時輸入的方式，如多種介質通過各自獨立的通道傳輸，并各自由鍋爐內的高溫煙氣加熱后再混合，或者多種介質通過各自獨立的通道傳輸，并經(jīng)遞進式加熱后再混合,如同時輸入A、B兩種介質，介質A由高溫煙氣加熱，介質B由介質A加熱。所述吸熱介質的輸入流量和/或壓カ以及所述清灰介質的噴射流量和/或壓カ采用控制裝置進行調控，所述控制裝置可以包括調節(jié)水泵、壓カ閥門及電氣控制元件等。仍以水作為吸熱介質為例，通過控制吸熱介質的給水壓カ和給水量，可以保證水被充分汽化并使得清灰介質達到所需的噴射流量和/或壓力。所述清灰介質的噴射力可以通過控制所述吸熱介質的流量和/或壓カ來進行控制，即可以通過選擇吸熱介質不同的輸入流量和/或輸入壓力來獲得清灰介質不同的噴射流量和/或壓力，以在不同需求下均可獲得較好的清灰效果。所述吸熱介質和清灰介質的流量/壓カ可以分別通過各自對應的流量/壓カ控制 裝置進行調節(jié)，所述流量和/或壓カ控制裝置可以采用手動控制和/或自動控制，以方便對清灰系統(tǒng)整體的控制，可以實現(xiàn)全自動控制。還可以結合對噴射時間的控制，例如根據(jù)對清灰效果的要求和積灰情況的檢測和判斷，定期或非定期起動噴射，使鍋爐各受熱面管束能夠在適宜的時候獲得足夠的噴射能力和作用時間，以達到各種不同的清灰效果。 所述換熱裝置內的清灰介質可以通過其噴射ロ直接噴射到鍋爐的受熱面管束上，也可以先將所述換熱裝置內的清灰介質收集、儲存在安裝于爐墻外的耐壓儲能裝置中，再經(jīng)過所述耐壓儲能裝置伸進爐內的噴射ロ噴射到鍋爐的受熱面管束上(如圖I);所述耐壓儲能裝置可以為ー個或多個，井根據(jù)需要或要求安裝在爐墻外的不同位置。當需要清灰時經(jīng)所述耐壓儲能裝置的出ロ(伸進爐內的噴射ロ)進行噴射，以滿足清灰介質噴射總能量的要求，并保證清灰的隨時進行；或者采用上述兩種方式結合使用的方式，井根據(jù)實際情況選擇適宜的選用方式。當所述耐壓儲能裝置為多個時，可以與所述換熱裝置一対一、一對多或多對ー的對應設置，優(yōu)選為每個耐壓儲能裝置對應ー個換熱裝置。所述耐壓儲能裝置的容量大小，可根據(jù)實際需要或要求而不同，并可以形成系列化裝置。用于噴射所述清灰介質的噴射ロ可以為ー個或多個，可以是ー個換熱裝置或耐壓儲能裝置對應ー個或多個噴射ロ，也可以是多個換熱裝置或耐壓儲能裝置對應多個噴射ロ。所述噴射ロ距所述受熱面管束的距離優(yōu)選為可調節(jié)的，所述清灰介質作用于所述受熱面管束的噴射角度，即所述噴射ロ的噴射角度也可以設置為可調節(jié)的。當所述噴射ロ為多個時，可以均勻分布或不均勻分布，優(yōu)選為按照受熱面管束表面的不同積灰情況對應設置，如容易結灰處可相對其他位置的噴射ロ布置更加密集，多個噴射ロ還可以采取單獨和/或分組控制其噴射的方式進行設置，以便于根據(jù)不同的積灰情況控制相應的噴射ロ執(zhí)行噴射動作進行清灰操作。通常來說，鍋爐的正常負荷和使用狀態(tài)變化較小，因此可以采用固定安裝的方式以簡化結構且降低制造成本，如所述噴射ロ可以根據(jù)不同的鍋爐設置成固定的距離，如噴射ロ距離受熱面管束200-700mm，300-600mm，400-500mm等；所述噴射ロ可以安裝于正對受熱面管束中部位置和/或其它位置，并可上下左右各30° -45°旋轉安裝，以非常簡化的結構，實現(xiàn)對整個受熱面管束各個位置的清灰。
當所述受熱面管束積灰情況較復雜或變化較大時，或鍋爐使用功率(負荷)變化較大時，所述噴射角度也可以進行更加復雜的變化。所述噴射角度為20° -60°，優(yōu)選為30° -45° ;當噴射角度太大時，尤其是垂直噴射時，噴射カ很容易成為對清灰表面的錘擊，清灰效果較差，噴射角度太小吋，尤其是接近0°吋，噴射カ浪費較多，且積灰清除效果不佳；當噴射角度為35-40°時，清除積灰的效果較好，尤其是36. 5-38. 5°時對較難清除的頑固積灰，在保證清灰能量的前提下，清除效率也很高，在相同的噴射時間和流量下，其清灰效果與壓カ増大30%后垂直噴射的清灰效果相當。所述噴射ロ還可以設有特定的噴ロ嘴即專用噴ロ，如角形、梯形、縮ロ形、鴨嘴形、馬蹄形等，以獲得最佳的噴射效果。所述吸熱介質的吸熱及介質轉換均在換熱裝置中完成，吸熱介質自所述換熱裝置的入口進入，清灰介質的噴射ロ或耐壓儲能裝置的入口連接所述換熱裝置的出口，所述換熱裝置設于鍋爐內煙氣通道中，優(yōu)選為靠近爐內墻壁附近，并將鍋爐內煙氣的熱量傳遞給吸熱介質，以對吸熱介質進行預熱和/或加熱，從而完成吸熱介質向清灰介質的介質轉換。
與現(xiàn)有技術的鍋爐清灰方法相比，本發(fā)明的鍋爐清灰方法所需的能耗、設備成本和運行費用等均減少30%-50%。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，其特征在于利用鍋爐內的煙氣加熱換熱裝置內的吸熱介質，提高所述吸熱介質的能量使之成為具有一定噴射カ的清灰介質，再將所述清灰介質噴射到鍋爐的受熱面管束上以清除所述受熱面管束表面的積灰。
2.如權利要求I所述高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，其特征在于所述換熱裝置為ー個或多個，井根據(jù)需要或要求安裝在鍋爐的不同位置以對所述吸熱介質進行預熱和/或加熱，使得吸熱介質達到相應的能量要求。
3.如權利要求I所述高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，其特征在于所述吸熱介質為水和/或氣，所述清灰介質為壓力蒸汽和/或壓縮氣體。
4.如權利要求I所述高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，其特征在于所述清灰介質的壓カ范圍為 O. 2-1. 6MPa。
5.如權利要求I所述高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，其特征在于所述清灰介質的壓カ范圍為 O. 4-0. 9MPa。
6.如權利要求1、2、3、4或5所述高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，其特征在于所述吸熱介質的輸入流量和/或壓カ以及所述清灰介質的噴射流量和/或壓カ采用控制裝置進行調控。
7.如權利要求6所述高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，其特征在于所述換熱裝置內的清灰介質通過其噴射ロ直接噴射到鍋爐的受熱面管束上；或者先將所述換熱裝置內的清灰介質收集、儲存在安裝于爐墻外的耐壓儲能裝置中，再通過所述耐壓儲能裝置伸進爐墻內的噴射ロ噴射到鍋爐的受熱面管束上，所述耐壓儲能裝置為ー個或多個，井根據(jù)需要或要求安裝在爐墻外的不同位置。
8.如權利要求7所述高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，其特征在于用于噴射所述清灰介質的噴射ロ為ー個或多個，所述噴射ロ距所述受熱面管束表面的距離可調，所述噴射ロ的噴射角度可調，所述噴射ロ的噴ロ嘴根據(jù)需要設為角形、梯形、縮ロ形、鴨嘴形或馬蹄形。
9.如權利要求6所述高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，其特征在于所述吸熱介質中含有功能性藥劑。
10.如權利要求9所述高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，其特征在于所述功能性藥劑為除垢齊U、防銹劑、防護劑和磨料中的ー種或多種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效節(jié)能的鍋爐清灰方法，利用鍋爐內的煙氣加熱換熱裝置內的吸熱介質，提高所述吸熱介質的能量使之成為具有一定噴射力的清灰介質，再將所述清灰介質噴射到鍋爐的受熱面管束上以清除所述受熱面管束表面的積灰，所述清灰介質可以通過換熱裝置的噴射口直接噴射到鍋爐的受熱面管束上；也可以根據(jù)清灰能量的要求，先將所述換熱裝置內的清灰介質收集、儲存于爐墻外的耐壓儲能裝置中，再通過所述耐壓儲能裝置伸進爐內的噴射口噴射到鍋爐的受熱面管束上。本發(fā)明只需消耗少量的吸熱介質和較低成本的清灰設備，而完成對鍋爐受熱面管束表面積灰的清除，提高了鍋爐的換熱效率，節(jié)約了清灰能耗和費用，在鍋爐節(jié)能增效方面效果顯著。
文檔編號F23J3/00GK102692023SQ20111007005
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2011年3月23日
發(fā)明者朱海龍 申請人:北京市旭廣廈暖通節(jié)能設備有限責任公司