排渣装置以及使用该排渣装置的煤粉燃烧器
技术领域
本发明涉及煤粉燃烧技术领域，特别涉及一种排渣装置以及使用该排渣装置的煤粉燃烧器。
背景技术
煤粉燃烧器是煤粉炉燃烧设备的主要组成部分，它的作用是把煤粉和燃烧所需的空气送入炉膛，并组织合理的气流结构，使燃料能迅速地着火，稳定地燃烧。它具有多级多嘴送风导向结构，这种结构经过特殊设计，能在短时间内使煤粉产生高温涡流，具有高效节能，完全燃烧，热利用率高，适用多种煤粉等优点，并且能够消除烟尘，改善工作条件，减轻劳动强度，是节能环保的理想产品。
煤粉燃烧器燃烧室的结构、形状、容积和高度都要保证燃料充分燃烧，并使炉膛出口的烟气温度降低到熔渣开始凝结的温度以下，当炉内的温度超过灰熔点时，灰便呈熔融状态。熔融的灰渣颗粒在触及炉内水冷壁管或其他构件时会粘在上面。粘结的灰粒逐渐增多，遂形成渣块，称为结渣。结渣会降低锅炉受热面的传热效果。严重时会堵塞烟气流动的通道，影响锅炉的安全和经济运行。
现有的除渣手段主要有：
1.利用化学方式，具体是采用各种除渣剂等，这样的方式成本较高，操作麻烦，而且除渣效果并不明显；
2.利用物理方式，主要是指改变煤粉燃烧器的放置状态，利用重力作用使凝结的渣块从内腔壁内脱落，进而通过排渣口排除，但是这种方式仍然存在除渣效果不明显的缺陷，同时还会影响煤粉燃烧器的燃烧效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种排渣装置，该排渣装置能够将在燃烧过程中凝结在燃烧室内腔壁上的胶质物和煤渣刮落，从而保证了煤粉的充分燃烧，增强了热效率，同时操作方便；本发明的目的之二是提供一种使用了该排渣装置的煤粉燃烧器。
本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：。
本发明的排渣装置，用于安装在煤粉燃烧器上实现实时排渣，该装置包括上排渣结构和下排渣结构，所述上排渣结构包括上推杆、上推渣板和驱动动力装置Ⅰ，所述上推杆的前端通过设置在燃烧室门上半部上的滑孔Ⅰ进入燃烧室内部，所述上推杆与燃烧室的内腔壁轴线平行，所述上推渣板设置在上推杆的前端，所述上推渣板的外缘采取与燃烧室的内腔壁上部的横向截面仿形的半圆弧形，其弧形外缘朝上并紧密接触燃烧室的内腔壁上部表面，所述上推杆在驱动动力装置Ⅰ的驱动下，通过上推渣板前后往复滑动推刮积聚在燃烧室内腔壁上部表面的积渣；
所述下排渣结构包括下推杆、下推渣板和驱动动力装置Ⅱ，所述下推杆的前端通过设置在燃烧室门下半部上的滑孔Ⅱ进入燃烧室内部，所述下推渣板设置在下推杆的前端，所述下推渣板的外缘采取与燃烧室的内腔壁下部的横向截面仿形的半圆弧形，其弧形外缘朝下并紧密接触燃烧室的内腔壁下部表面，所述下推杆在驱动动力装置Ⅱ的驱动下，通过下推渣板将积聚在燃烧室内腔壁下部表面上的积渣推至燃烧室后部的出渣口；
进一步，所述上推杆的数量为两根且均为下部带齿形的齿条推杆，两根上推杆以燃烧室门的垂直中线为对称轴对称设置于燃烧室门的左右两侧；
所述驱动动力装置Ⅰ包括长齿轮轴和上驱动电机，所述长齿轮轴通过轴承结构横向水平设置在燃烧室门的外表面上，所述长齿轮轴的两端各设置有一个齿轮Ⅰ，所述齿轮Ⅰ分别对应设置在左、右两侧上推杆的下方与之啮合，所述长齿轮轴的一端端部通过联轴器与上驱动电机的电机座相联接；
进一步，所述下推杆的数量为两根且均为下部带齿形的齿条推杆，两根下推杆以燃烧室门的垂直中线为对称轴对称设置于燃烧室门的左右两侧；
所述驱动动力装置Ⅱ包括短齿轮轴和下驱动电机，所述短齿轮轴通过轴承结构横向水平设置在燃烧室门的外表面上，所述短齿轮轴的两端各设置有一个齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅱ分别对应设置在左、右两侧下推杆的下方与之啮合，所述短齿轮轴的一端端部通过联轴器与下驱动电机的电机座相联接；
进一步，所述排渣装置还包括高度调整结构，所述高度调整结构包括滑动托板、固定架、导向柱、丝杆和丝杆驱动电机，所述丝杆以丝杆配合的方式纵向设置在滑动托板的中轴位置，所述丝杆的下端通过螺母设置在固定架下部的固定板上且穿出固定板与丝杆驱动电机的电机座相连接；所述滑动托板的两侧以丝杆轴线为对称轴对称设置有纵向导孔，所述导向柱为两根，其下端固定在固定架下部的固定板上，其上端分别穿过纵向导孔；
所述高度调整结构可以以择一的方式安装在上排渣结构上或下排渣结构上，也可以同时安装在上排渣结构或者下排渣结构上；
安装时，所述滑动托板的两侧对称开设有通槽，所述通槽对应燃烧室门的滑孔Ⅰ或滑孔Ⅱ的位置，所述上推杆或下推杆通过设置在通槽外部的导向筒进入通槽后，再由滑孔Ⅰ或滑孔Ⅱ进入燃烧室内部；
所述滑孔Ⅰ或滑孔Ⅱ与推杆内径之间的高度差略大于上推渣板下端面与下推渣板上端面之间的距离，以保证在高度调整结构的作用下，上推渣板下端面与下推渣板上端面能够发生接触；
进一步，所述装置还包括控制电路单元，所述驱动动力装置Ⅰ、驱动动力装置Ⅱ和驱动动力装置Ⅲ的控制输入端与控制电路单元相联接；
进一步，所述上推杆的前部设置有上推杆回位检测元件，所述上推杆的尾部设置有上推杆停止检测元件；所述下推杆的前部设置有下推杆回位检测元件，所述下推杆的尾部设置有下推杆停止检测元件；所述高度调整结构的上部和下部位置分别设置有托板上行检测元件和托板下行检测元件；
所述上推杆回位检测元件、上推杆停止检测元件、下推杆回位检测元件、下推杆停止检测元件、托板上行检测元件和托板下行检测元件的控制信号端均与控制电路单元相联接；
进一步，所述上推杆回位检测元件、上推杆停止检测元件、下推杆回位检测元件、下推杆停止检测元件、托板上行检测元件和托板下行检测元件采用位置传感器或者触点开关；
进一步，所述上推渣板、下推渣板均与燃烧室的内腔壁轴线相垂直；
进一步，所述上推渣板和下推渣板采用耐高温不锈钢材料制成。
本发明的目的之二是提供一种使用该排渣装置的煤粉燃烧器。
本发明的有益效果是：
1.本发明的推渣装置是根据燃烧过程中胶质物和煤渣在腔内的凝集方式进行设计，充分考虑了上腔部和下腔部的不同结构和特点，其上推渣板主要实现前后往复运动，使凝结在燃烧室内腔壁上部的煤渣和胶质物被轻松刮下，其排渣效率高，而下推渣板能够将积聚在内腔壁下部的胶质物和煤渣以及从上部落下的残渣从出渣口推出，整体结构紧凑，操作方便，能够保证腔体内煤渣的及时清除，有效提高了煤粉的燃烧效率；
2.本发明的排渣装置自动化程度较高，能够通过控制电路单元实现对排渣过程的自动控制，进一步提升了煤粉燃烧器的工作效率，同时节约了生产成本。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明的排渣装置正视图；
图2为本发明的排渣装置侧面剖视图；
图3为图2沿A-A向剖面示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1至图3所示，本发明的排渣装置，用于安装在煤粉燃烧器上实现实时排渣，包括上排渣结构和下排渣结构，上排渣结构包括上推杆3、上推渣板4和驱动动力装置Ⅰ，上推杆1的前端通过设置在燃烧室门1上半部上的滑孔Ⅰ 28进入燃烧室2内部，上推渣板4的外缘采取与燃烧室的内腔壁上部的横向截面仿形的半圆弧形并设置在上推杆3的前端，上推杆3与燃烧室2的内腔壁轴线平行，上推渣板4与燃烧室2的内腔壁轴线相垂直，其弧形边缘贴紧燃烧室的内腔壁上部表面，上推杆3由驱动动力装置Ⅰ进行驱动，通过前后往复滑动，使上推渣板的弧形边缘与燃烧室内腔壁上部表面相接触，从而推刮积聚在燃烧室内腔壁上部表面的积渣；
本实施例中，上推杆3的数量为两根且均为下部带齿形的齿条推杆，两根上推杆3以燃烧室门1的垂直中线为对称轴对称设置于燃烧室门1的左右两侧；上推杆3通过设置在滑孔外部的上导向筒13进入燃烧室2内部。
驱动动力装置Ⅰ包括长齿轮轴7和上驱动电机，长齿轮轴7通过轴承结构23横向水平设置在燃烧室门1的外表面上，长齿轮轴7的两端各设置有一个齿轮Ⅰ 8，齿轮Ⅰ 8分别对应设置在左、右两侧上推杆3的下方与之啮合，长齿轮轴7的一端端部通过联轴器与上驱动电机的电机座9相联接。
本装置的下排渣结构包括下推杆5、下推渣板6和驱动动力装置Ⅱ，下推杆5的前端通过设置在燃烧室门1下半部上的滑孔Ⅱ 29进入燃烧室2内部，下推渣板6的外缘采取与燃烧室的内腔壁下部的横向截面仿形的半圆弧形并设置在下推杆的前端，下推渣板6与燃烧室2的内腔壁轴线相垂直，其弧形边缘贴紧燃烧室2的内腔壁下部表面，下推杆5由驱动动力装置Ⅱ进行驱动，将积聚在燃烧室2内腔壁下部表面上的积渣推至燃烧室2后端的出渣口。
本实施例中，下推杆5的数量为两根且均为下部带齿形的齿条推杆，两根下推杆5以燃烧室门的垂直中线为对称轴对称设置于燃烧室门1的左右两侧；
驱动动力装置Ⅱ包括短齿轮轴10和下驱动电机，短齿轮轴10通过轴承结构24横向水平设置在燃烧室门1的外表面上，短齿轮轴10的两端各设置有一个齿轮Ⅱ 11，齿轮Ⅱ 11分别对应设置在左、右两侧下推杆5的下方与之啮合，短齿轮轴10的一端端部通过联轴器与下驱动电机的电机座12相联接。
上推渣板4和下推渣板6采用耐高温的不锈钢材料制成。
本装置还包括高度调整结构，高度调整结构包括滑动托板14、固定架15、导向柱16、丝杆17和丝杆驱动电机，丝杆17以丝杆配合的方式纵向设置在滑动托板14的中轴位置，丝杆17的下端通过螺母设置在固定架15下部的固定板上且穿出固定板与丝杆驱动电机的电机座27相连接；滑动托板14的两侧以丝杆17轴线为对称轴对称设置有纵向导孔，导向柱16为两根，其下端固定在固定架15下部的固定板上，其上端分别穿过纵向导孔；
高度调整结构可以以择一的方式安装在上排渣结构上或下排渣结构上，也可以同时安装在上排渣结构或者下排渣结构上；在实践应用中，考虑到如果安装在上排渣结构上的话，即在常态下，上推杆需要被抬高一个高度，以保证丝杆结构有一定的活动裕度，但在重力作用下，有可能会导致丝杆结构上的应力集中并使上推渣板与内腔壁上部表面之间的间隙增加过快，影响使用效果，因此，本实施例中，还是采取将高度调整结构安装在下排渣结构上。
安装时，滑动托板14的两侧对应燃烧室门下半部上的滑孔Ⅱ 29位置，分别开设有通槽，两根下推杆5通过设置在通槽外部的下导向筒18进入通槽后，再由滑孔Ⅱ 29后进入燃烧室内部。
滑孔Ⅱ 29与推杆内径之间的高度差略大于上推渣板4下端面与下推渣板6上端面之间的距离，以保证在高度调整结构的作用下，下推渣板6上端面与上推渣板4下端面能够发生接触。
为便于实现自动控制，本发明的排渣装置还包括控制电路单元，驱动动力装置Ⅰ、驱动动力装置Ⅱ和驱动动力装置Ⅲ的控制输入端与控制电路单元相联接。
上推杆3的前部位置设置有上推杆回位检测元件19，该安装位置主要由上推渣板的出发位置所确定，上推杆3的尾部设置有上推杆停止检测元件20，该安装位置主要由上推杆3深入燃烧室内部的最大长度来确定；下推杆5的前部位置设置有下推杆回位检测元件21，该安装位置主要由下推渣板的出发位置所确定，下推杆5的尾部设置有下推杆停止检测元件22，该安装位置主要由下推杆5深入燃烧室内部的最大长度来确定；高度调整结构的上部和下部位置分别设置有托板上行检测元件25和托板下行检测元件26；
上推杆回位检测元件19、上推杆停止检测元件20、下推杆回位检测元件21、下推杆停止检测元件22、托板上行检测元件25和托板下行检测元件26的控制信号端均与控制电路单元相联接。
上推杆回位检测元件19、上推杆停止检测元件20、下推杆回位检测元件21、下推杆停止检测元件22、托板上行检测元件25和托板下行检测元件26可采用位置传感器或者触点开关。
本发明的排渣装置适合与煤粉燃烧器配套使用，使用时，可以设定上排渣时间和下排渣时间，
(1)上排渣过程：
控制电路单元发出排渣指令后，上驱动电机驱动长齿轮轴正向旋转，长齿轮轴带动齿轮Ⅰ 8转动，由于齿轮Ⅰ 8与上推杆啮合，上推杆向燃烧室内部移动，上推渣板开始刮排燃烧室上部内腔壁的胶质物和残渣，当上推杆进入燃烧室内部的深度达到设定深度时，上推杆停止检测元件20作用，控制电路单元使上驱动电机停止驱动并发出回位指令，上驱动电机驱动长齿轮轴反向旋转，上推杆向燃烧室外部移动，当上推杆退出燃烧室，达到预定位置时，上推杆停止检测元件19被开启，上驱动电机停止驱动，等待控制电路单元再次发出指令。依次循环，实现往复运动。
(2)下排渣过程如下：
控制电路单元发出排渣指令后，下驱动电机驱动短齿轮轴正向旋转，短齿轮轴带动齿轮Ⅱ转动，由于齿轮Ⅱ与下推杆啮合，下推杆向燃烧室内部移动，下推渣板开始刮排燃烧室下部内腔壁的胶质物和残渣，当下排渣板将渣滓推入排渣口时，此时进入燃烧室内部的下推杆长度达到设定长度，下推杆停止检测元件22作用，控制电路单元使下驱动电机停止驱动并发出回位指令，下驱动电机驱动长齿轮轴反向旋转，下推杆向燃烧室外部移动，当下推杆退出燃烧室的长度达到设定长度时时，下推杆回位检测元件21被开启，下驱动电机停止驱动，等待控制电路单元再次发出指令。依次循环，实现往复运动。
(3)升降排渣过程：
如图3所示，由于上排渣板与下排渣板之间存在一定的间隙，处于这一间隙之间的燃烧室内腔壁上的积渣难以被刮到，因此，本发明通过设计高度调整机构来解决这一难题，主要是通过下推杆丝杆驱动电机驱动丝杆转动，使丝杆带动滑动托板上行一个高度X，该高度X约等于上推渣板(4)下端面与下推渣板(6)上端面之间的距离d，主要通过托板上行开关25和托板下行开关26来控制，此时控制电路单元再控制下驱动电机进行下排渣过程，从而可以达到清除间隙之间的燃烧室内腔壁上积渣的目的；
清灰结束以后，下推杆丝杆驱动电机驱动丝杆反向转动，使丝杆带动滑动托板下降一个高度X，回到起始位。
另外，由于来回往复运动，在下推渣板的后方有可能会存在积渣，通过这一操作还可以用于使下推渣板上升一个高度后，再回复到原位，以便于更好地推渣。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。