锅炉添加剂添加装置和锅炉.pdf

本发明公开了一种锅炉添加剂添加装置和锅炉，该锅炉添加剂添加装置包括给料罐(3)、混合管(6)和喷射管(7)，在混合管的一端，给料罐与混合管连接以向混合管的端部注入添加剂，混合管的端部还连接有压缩空气喷管(5)以注入与添加剂混合的压缩空气，混合管的另一端同轴地插入喷射管内，喷射管可旋转地套设在混合管外并能够相对于混合管轴向移动。该锅炉添加剂添加装置使得添加剂的添加更有针对性，提高了添加剂的利用率，降低了添加剂的使用成本。

1.  一种锅炉添加剂添加装置，其特征在于，该锅炉添加剂添加装置包括给料罐(3)、混合管(6)和喷射管(7)，在所述混合管(6)的一端，所述给料罐(3)与所述混合管(6)连接以向所述混合管(6)的端部注入添加剂，所述混合管(6)的所述端部还连接有压缩空气喷管(5)以注入与添加剂混合的压缩空气，所述混合管(6)的另一端同轴地插入所述喷射管(7)内，所述喷射管(7)可旋转地套设在所述混合管(6)外并能够相对于所述混合管(6)轴向移动。

2.  根据权利要求1所述的锅炉添加剂添加装置，其特征在于，所述喷射管(7)的一端套设于所述混合管(6)，另一端形成有至少一个弯头喷口(16)。

3.  根据权利要求1所述的锅炉添加剂添加装置，其特征在于，所述混合管(6)与所述喷射管(7)之间的径向间隙为1mm-10mm。

4.  根据权利要求1所述的锅炉添加剂添加装置，其特征在于，所述锅炉添加剂添加装置还包括通过行走电机(13)驱动的行走齿轮(12)，所述喷射管(7)的外周壁上沿轴向形成有与所述行走齿轮(12)接合的蜗杆(11)。

5.  根据权利要求4所述的锅炉添加剂添加装置，其特征在于，所述蜗杆(11)的轴向长度不小于锅炉的保温层的外表面与水冷壁的内表面之间的距离。

6.  根据权利要求1至5中任意一项所述的锅炉添加剂添加装置，其特征在于，所述锅炉添加剂添加装置还包括通过方向控制电机(8)驱动的驱 动齿轮(9)，所述喷射管(7)的外周缘上设有与所述驱动齿轮(9)接合的外齿圈(10)。

7.  根据权利要求6所述的锅炉添加剂添加装置，其特征在于，所述外齿圈(10)的轴向长度不小于10mm。

8.  根据权利要求1所述的锅炉添加剂添加装置，其特征在于，所述给料罐(3)包括加料口(1)、给料电机(2)和由该给料电机(2)驱动的螺旋给料机(4)，通过所述加料口(1)加入的添加剂在所述给料罐(3)内通过所述螺旋给料机(4)输送至所述混合管(6)内。

9.  一种锅炉，其特征在于，该锅炉的炉膛的周壁(15)上设有添加剂加入口(14)，所述锅炉还包括权利要求1至8中任意一项所述的锅炉添加剂添加装置，其中，所述喷射管(7)穿过所述添加剂加入口(14)延伸至所述炉膛内。

10.  根据权利要求9所述的锅炉，其特征在于，所述锅炉的炉膛的周壁(15)上设有多个所述添加剂加入口(14)，所述混合管(6)形成有与多个所述添加剂加入口(14)一一对应的混合支管，所述混合支管分别套设有所述喷射管(7)，每个所述喷射管(7)穿过对应的所述添加剂加入口(14)延伸至所述炉膛内。

锅炉添加剂添加装置和锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉，具体地，涉及一种锅炉添加剂添加装置和锅炉。
背景技术
我国的能源结构以煤为主，其中，易结渣煤所占的比重较大，这种煤在锅炉中燃用时易发生水冷壁结渣、对流受热面积灰等问题，直接影响锅炉安全和经济的运行。
其中，易结渣煤中的准东煤除灰熔点低以外，煤灰中碱金属含量高，除了存在炉膛易结渣外还存在对流受热面严重沾污问题，常规降低炉膛热负荷等的技术手段无法完全解决高碱金属煤的结渣及沾污的问题。
为了解决准东煤锅炉结渣与沾污的问题，通过使用添加剂改善高碱金属煤的煤灰特性。然而大部分的锅炉添加剂为固态，且通过将添加剂掺混到入炉煤中，经磨煤机磨制再加入炉膛。此种添加方式使得添加剂耗量大，添加缺乏针对性。
发明内容
本发明的目的是提供一种锅炉添加剂添加装置和锅炉，该锅炉添加剂添加装置使得添加剂的添加更有针对性，提高了添加剂的利用率，降低了添加剂的使用成本。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种锅炉添加剂添加装置，该添加装置包括给料罐、混合管和喷射管，在所述混合管的一端，所述给料罐与所述混合管连接以向所述混合管的端部注入添加剂，所述混合管的所述端部还连接有压缩空气喷管以注入与添加剂混合的压缩空气，所述混 合管的另一端同轴地插入所述喷射管内，所述喷射管可旋转地套设在所述混合管外并能够相对于所述混合管轴向移动。
优选地，所述喷射管的一端套设于所述混合管，另一端形成有至少一个弯头喷口。
优选地，所述混合管与所述喷射管之间的径向间隙为1mm-10mm。
优选地，所述添加装置还包括通过行走电机驱动的行走齿轮，所述喷射管的外周壁上沿轴向形成有与所述行走齿轮接合的蜗杆。
优选地，所述蜗杆的轴向长度不小于锅炉的保温层的外表面与水冷壁的内表面之间的距离。
优选地，所述添加装置还包括通过方向控制电机驱动的驱动齿轮，所述喷射管的外周缘上设有与所述驱动齿轮接合的外齿圈。
优选地，所述外齿圈的轴向长度不小于10mm。
优选地，所述给料罐包括加料口、给料电机和由该给料电机驱动的螺旋给料机，通过所述加料口加入的添加剂在所述给料罐内通过所述螺旋给料机输送至所述混合管内。
根据本发明的另一方面，提供了一种锅炉，该锅炉的炉膛的周壁上设有添加剂加入口，所述锅炉还包括所述的锅炉添加剂添加装置，其中，所述喷射管穿过所述添加剂加入口延伸至所述炉膛内。
优选地，所述锅炉的炉膛的周壁上设有多个所述添加剂加入口，所述混合管形成有与多个所述添加剂加入口一一对应的混合支管，所述混合支管分别套设有所述喷射管，每个所述喷射管穿过对应的所述添加剂加入口延伸至所述炉膛内。
通过上述技术方案，本发明中添加剂给料罐与混合管的端部连接，混合管的端部还连接有压缩空气喷口，混合管的另一端套设有喷射管，且喷射管能够相对于混合管轴向移动。具体地，添加剂在给料罐进入混合管内，与从 压缩空气喷管中喷出的压缩空气一起混合，并进入可旋转地套设在混合管外的喷射管内，并通过人工或机械的方式，使得喷射管能够相对于混合管轴向移动，从而使得添加剂能够均匀且具有针对性的进行喷射，从而使得添加剂的添加更有针对性，提高了添加剂的利用率，降低了添加剂的使用成本。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的锅炉添加剂添加装置和锅炉的优选实施方式的结构示意图；
图2是根据本发明的锅炉的一种实施方式中添加剂加入口的示意图；
图3是根据本发明的锅炉的另一种实施方式中添加剂加入口的示意图。
附图标记说明
1      加料口           2      给料电机
3      给料罐           4      螺旋给料机
5      压缩空气喷管     6      混合管
7      喷射管           8      方向控制电机
9      驱动齿轮         10     外齿圈
11     蜗杆             12     行走齿轮
13     行走电机         14     添加剂加入口
15     炉膛的周壁       16     弯头喷口
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
如图1所示，一种锅炉添加剂添加装置，该添加装置包括给料罐3、混合管6和喷射管7，在混合管6的一端，给料罐3与混合管6连接以向混合管6的端部注入添加剂，混合管6的端部还连接有压缩空气喷管5以注入与添加剂混合的压缩空气，混合管6的另一端同轴地插入喷射管7内，喷射管7可旋转地套设在混合管6外并能够相对于混合管6轴向移动。
本发明通过给料罐3与混合管6相连，使得添加剂能够由给料罐3中输送至混合管6中，又由于混合管6的端部与压缩空气喷管5相连接，使得压缩空气喷管5向混合管6中注入压缩空气，注入的压缩空气与混合管6内的添加剂混合，混合管6的另一端同轴地插入喷射管7内，喷射管7可旋转地套设在混合管6外，使得混合后的添加剂流经喷射管7，在压缩空气的带动下使得喷射管7中的添加剂喷入至锅炉的炉膛内。由于混合管6的另一端同轴地插入喷射管7内，喷射管7可旋转地套设在混合管6外，使得喷射管7能够相对于混合管6轴向移动。具体喷射管7相对混合管6的运动，可以通过人工或机械的方式来实现。喷射管7相对混合管6的运动，使得喷射管7能够根据实际需要来调整位置，从而使得添加剂能够均匀且具有针对性的进行喷射，提高了添加剂的利用率，降低了添加剂的使用成本。
特别地，喷射管7的一端套设于混合管6，另一端形成有至少一个弯头 喷口16。将混合管6内与压缩空气混合后的添加剂输送至喷射管7中，再由喷射管7的另一端的弯头喷口16喷入炉膛内，同时通过人工或机械的方式将喷射管7进行轴向移动和/或转动，将由弯头喷口16喷出的添加剂喷至炉膛内预定的位置上。特别地，本发明可以根据炉膛所需喷射添加剂的喷射量和面积的大小，在喷射管7的端部设有多个弯头喷口16，可针对炉膛内经常性结渣的方向设置弯头喷口16，以具有针对性的向炉膛内喷射添加剂。
特别地，混合管6与喷射管7之间需要留有一定的间隙，使得喷射管7能够带动弯头喷口16进行轴向移动和旋转，由于混合管6的出口高速气流的引射作用，喷射管7和混合管6之间的缝隙处为负压，因此添加剂不会泄漏至炉外的空间。根据锅炉的型号以及所需处理结渣的面积的大小不同，混合管6与喷射管7之间的径向间隙也不同。通常地，混合管6与喷射管7之间的径向间隙为1mm-10mm。
特别地，添加装置还包括通过行走电机13驱动的行走齿轮12，喷射管7的外周壁上沿轴向形成有与行走齿轮12接合的蜗杆11。具体地，行走电机13带动行走齿轮12转动，将行走齿轮12的旋转运动转换成蜗杆11的轴向的水平移动，从而带动喷射管7以及喷射管7一端的弯头喷口16进行轴向移动。通过控制行走电机13的旋转方向、旋转圈数以及转速，从而能够控制喷射管7和弯头喷口16的移动方向、距离和速度。在另一个实施方式中，蜗杆11也可换成形成在喷射管7外周壁上的与行走齿轮12相互啮合的接合表面。
蜗杆11需要有足够的轴向长度，以适合喷射管7的轴向移动，因而特别地，蜗杆11的轴向长度不小于锅炉的保温层的外表面与水冷壁的内表面之间的距离，即蜗杆11的轴向长度根据锅炉型号的不同而确定，并且根据添加剂喷射至锅炉的位置的需要，喷射管7有时需要同时进行轴向移动和转动，因此蜗杆11应形成在喷射管7的周向上，以同时适应喷射管7的转动。
特别地，在一种实施方式中，添加剂添加装置还包括通过方向控制电机8驱动的驱动齿轮9，喷射管7的外周缘上设有与驱动齿轮9接合的外齿圈10。具体地，方向控制电机8带动驱动齿轮9转动，与驱动齿轮9接合的外齿圈10也相应的转动，外齿圈10固定在喷射管7上，因此外齿圈10的转动可带动喷射管7以及喷射管7一端的弯头喷口16转动。根据锅炉结渣位置控制方向控制电机8的转动圈数，从而能够控制弯头喷口16的方向，以将添加剂喷射至预定位置。
在另一种实施方式中，添加剂添加装置可以包括通过方向控制电机8驱动的主动链轮、从动链轮和链条，从动链轮设置在喷射管7的外壁周缘上，链条套设在主动链轮与从动链轮上，并与主动链轮和从动链轮啮合。具体地，方向控制电机8驱动的主动链轮，从而带动链条与转动的主动链轮啮合，进而带动从动链轮转动，由于从动链轮设置在喷射管7的外壁周缘上，因此从动链轮的转动可带动喷射管7以及喷射管7一端的弯头喷口16转动。但本发明并不局限于上述两种实施方式，常见的能实现喷射管7转动的转动机构均可。
根据添加剂喷射至锅炉的位置的需要，喷射管7有时需要同时进行轴向移动和转动，因此外齿圈10需要有足够的轴向长度，以同时适应喷射管7的轴向移动，因而特别地，外齿圈10的轴向长度不小于10mm。
特别地，给料罐3包括加料口1、给料电机2和由给料电机2驱动的螺旋给料机4，通过加料口1加入的添加剂在给料罐3内通过螺旋给料机4输送至混合管6内。其中，加料口1为可开关的，添加剂通过加料口1装入至给料罐3中，加料后将加料口1关闭，防止运行时给料罐3内的正压漏料，随手启动给料电机2，带动螺旋给料机4工作，将添加剂输送至混合管6中。
一种锅炉，该锅炉的炉膛的周壁15上设有添加剂加入口14，锅炉还包括锅炉添加剂添加装置，其中，喷射管7穿过添加剂加入口14延伸至炉膛 内。根据锅炉易结渣的位置选择开设添加剂加入口14的位置，下面将会详细的描述添加剂加入口14的两个开设位置。本发明通过在锅炉的炉膛的周壁15上开设添加剂加入口14，使得喷射管7穿过添加剂加入口14延伸至炉膛内，并将添加剂喷射至炉膛内的预定位置，以实现添加剂针对性的添加。
特别地，如图2和图3所示，锅炉的炉膛的周壁15上设有多个添加剂加入口14，混合管6形成有与多个添加剂加入口14一一对应的混合支管，所述混合支管分别套设有喷射管7，每个喷射管7穿过对应的添加剂加入口14延伸至所述炉膛内。根据锅炉易结渣与沾污位置，在锅炉的炉膛的周壁15的合适位置开设添加剂加入口14。
下面将以图2和图3为例进一步介绍本发明的实施方式，但本发明的实施方式并不限于以下两种。
如图2显示的是水冷壁结渣严重的锅炉，此类锅炉需要将添加剂喷到水冷壁上易结渣的区域。因此，在一种实施方式中，在水冷壁易结渣区域内开设多个添加剂加入口14，优选地，添加剂加入口14设置在水冷壁上的垂直位置，特别地，以在结渣区域下方为宜，但并不限于下方。添加剂加入口14的水平位置及间距是以添加剂添加装置喷射的半径能在水平方向全面覆盖结渣区域为宜。添加剂加入口14示意图如图2所示。
当需要喷入添加剂时，拟喷入位置的添加装置(如图1所示)工作，弯头喷口16在行走机构(行走机构包括蜗杆11、行走齿轮12和行走电机13，上述已详细描述，此处不再赘述)的带动下经添加剂加入口14伸入炉膛，同时通过压缩空气喷管5供入的压缩空气以冷却弯头喷口16和喷射管7。在方向控制机构(方向控制机构包括方向控制电机8、驱动齿轮9和外齿圈10)的控制下，弯头喷口16指向预定位置。通过给料机构(给料机构包括给料电机2、螺旋给料机4)的工作，添加剂在压缩空气的带动下喷入炉膛预定区域。
喷入的添加剂粘附在水冷壁表面或渣层表面，改善结渣状况。部分未粘附在预定区域的添加剂主要富集与贴壁气流中，虽气流沿水冷壁附近旋转上升，部分粘附于添加剂加入口14上方的水冷壁上，也起到缓解结渣作用。相对于添加剂预混于入炉煤中或全炉膛喷射，利用率大幅提高。
如图3显示的是尾部对流受热面沾污严重的锅炉，此类锅炉需要将添加剂喷到对流受热面上易沾污区域。因此，在另一种实施方式中，在水平烟道或尾部竖井两侧包墙上开设多个添加剂加入口14，优选地，添加剂加入口14位于管屏或管组之间，便于喷射管7端部的弯头喷口16伸入，如图3所示。
当需要喷入添加剂时，拟喷入位置的添加装置(如图1所示)工作，弯头喷口16在行走机构的带动下经添加剂加入口14伸入炉膛内，同时通过压缩空气喷管5供入的压缩空气以冷却弯头喷口16和喷射管7。在方向控制机构的控制下，弯头喷口16指向预定位置。通过给料机构的工作，添加剂在压缩空气的带动下开始喷入炉膛内。在行走机构的带动下，弯头喷口16可以到达炉膛内的不同深度，而方向控制机构控制弯头喷口16的指向，以便将添加剂喷射到预定管屏上。
如上述的两个实施方式中，需要在锅炉上开设多个添加剂加入口14，为了能够高效、快速且方便的除去锅炉上的结渣和沾污，因此特别地，混合管6形成有与多个添加剂加入口14一一对应的混合支管，所述混合支管分别套设有喷射管7，每个喷射管7穿过对应的添加剂加入口14延伸至所述炉膛内。使得添加剂的添加更有针对性，提高了添加剂的利用率，降低了添加剂的使用成本。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。