本技術涉及積灰處理，特別涉及一種智慧型余熱鍋爐清灰裝置及方法。

背景技術：

1、轉爐出口煙氣具有高溫（可達1600℃?）、高含塵量（80～150?g/nm3）的特點，粉塵主要成分為鐵氧化物（feo、fe2o3）、鐵粉及cao、sio2、mno、mgo等。目前轉爐煤氣的回收方法主要有煤氣濕法回收技術（og法）和煤氣干法回收技術（lt?法），這兩種方法的共同缺點是沒有回收轉爐煙氣中、低溫段（～900℃以下）的余熱。因此，采用余熱鍋爐將轉爐煙氣中、低溫段的余熱進行回收，提高轉爐噸鋼產汽量，是提高轉爐煉鋼能效的重要舉措。

2、但是，在余熱鍋爐換熱面上，轉爐出口煙氣中的粉塵易形成黏附性極強的積灰層，尤其在余熱鍋爐對流管束區(qū)域。積灰層在受熱面形成隔熱屏障，導致熱交換效率下降，噸鋼蒸汽產量大幅減少，嚴重時積灰還可能導致煙氣系統(tǒng)換熱面堵塞，從而引起轉爐系統(tǒng)及余熱鍋爐系統(tǒng)無法正常運行；余熱鍋爐積灰還引起轉爐煙氣的降溫效果差，導致溫度過高，影響除塵及轉爐煤氣的收成。

3、目前轉爐煤氣的回收無論是og法，還是lt?法，其共同缺點是沒有回收轉爐煙氣中、低溫段（～900℃以下）的余熱，并且暫無對于積灰層的有效措施。

4、對于其它裝置含塵煙氣的換熱設備，現(xiàn)有的清灰方式如下：停機清灰：需停機并人工進入受限空間作業(yè)，耗時且安全風險高，也不利于裝置的連續(xù)生產。機械振打清灰：在易積灰區(qū)域如對流管束前側增設振打裝置；但是缺點是振打錘的沖擊力隨距離衰減明顯，遠離錘頭的管束積灰難以清除，存在清灰死角，對納米級、膠結性強、粘性大的粉塵清灰效果差；并且另外，設備振打易產生電火花，不適合用于易燃易爆氣體的工作環(huán)境。氣脈沖吹掃：沖擊波衰減快，在一定程度上能夠清除局部積灰，對于密集管束內部的死角，或者高黏性積灰、板結灰或結渣層有效剝離難度較大。聲波共振清灰：常規(guī)聲波清灰器產生的聲能強度通常在140～155分貝之間，對于黏性大、結垢嚴重或已板結的積灰效果較差；并且作用距離有限，并且工作時噪音較大。

5、因此，目前的清灰方式都存在各自的缺陷，特別對于死角或者結垢嚴重的積灰難以有效清除，從而難以直接運用于余熱鍋爐換熱面。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術提供了一種智慧型余熱鍋爐清灰裝置及方法，可用于解決死角或者結垢嚴重的積灰難以有效清除的技術問題。

2、本技術提供一種智慧型余熱鍋爐清灰裝置，所述清灰裝置用于余熱鍋爐，余熱鍋爐包括多組換熱管、殼體，其中，單組換熱管橫向延伸，不同組換熱管之間在豎直方向上間隔排布；余熱鍋爐外層為殼體；

3、清灰裝置包括噴刷裝置、噴吹氣輸送系統(tǒng)、傳動裝置；

4、其中，噴刷裝置包括噴嘴和刷掃裝置，所述噴刷裝置設置于噴吹氣管道上，噴吹氣沿著噴吹氣輸送系統(tǒng)中的噴吹氣管道從噴嘴噴出，沿換熱管軸線延伸方向的噴吹氣管道的一端設置傳動裝置，所述傳動裝置用于帶動所述噴刷裝置沿換熱管軸線延伸方向往復移動；

5、其中，每一組換熱管對應各自的傳動裝置，即不同組換熱管能夠分組各自進行清灰。

6、清灰裝置還包括監(jiān)測及控制模塊，所述監(jiān)測及控制模塊包括控制器、溫度傳感器及壓力傳感器，所述控制器根據溫度傳感器及壓力傳感器的數值控制所述噴刷裝置、噴吹氣輸送系統(tǒng)、傳動裝置。

7、進一步的，噴嘴與噴嘴所在的噴吹氣管道橫截面的夾角α范圍為15°~?45°；噴嘴與噴嘴所在橫截面的縱軸線的夾角β范圍為60°~?120°。

8、進一步的，噴吹氣管道包括噴吹氣總管和噴吹氣支管；

9、所述噴吹氣總管軸線與換熱管軸線平行，一個或多個噴吹氣支管垂直連接所述噴吹氣總管，并且噴吹氣支管與噴吹氣總管構成的平面與換熱管軸線平行，其中，所述噴刷裝置設置于所述噴吹氣支管處，所述刷掃裝置與換熱管對應設置；

10、所述沿換熱管軸線延伸方向的噴吹氣管道的一端設置傳動裝置。

11、進一步的，所述刷掃裝置通過套環(huán)設置于所述噴吹氣管道處。

12、刷掃裝置的具體位置根據積灰情況進行設置。一種可行的方式中，多個刷掃裝置上下設置于噴吹氣支管不同位置處；一個噴吹氣支管上設置多個刷掃裝置。

13、易燃易爆煙氣的場合，刷掃裝置為陶瓷刷，陶瓷材質具有絕緣的優(yōu)點。

14、進一步的，噴刷裝置包括兩種類型：ⅰ型吹刷裝置與ⅱ型吹刷裝置；其中ⅰ型吹刷裝置用于吹刷單層換熱管，即每一噴吹氣總管對應一個換熱管；ⅱ型吹刷裝置用于同時吹刷雙層換熱管，即兩個換熱管之間只設置一個噴吹氣總管。

15、進一步的，噴吹氣輸送系統(tǒng)還包括噴吹氣分級閥、噴吹氣軟管、噴吹氣聯(lián)箱管；

16、其中，噴吹氣聯(lián)箱管連接多根噴吹氣總管；

17、噴吹氣分級閥和噴吹氣聯(lián)箱管之間采用噴吹氣軟管連接。

18、進一步的，穿過余熱鍋爐殼體的噴吹氣管道和殼體之間設置密封件，密封件包括伸縮密封件以及固定密封件；其中，固定密封件連接殼體與噴吹氣管道；伸縮密封件連接固定密封件與噴吹氣管道，其中伸縮密封件能夠隨著傳動裝置及噴吹氣管道的運動而伸縮。

19、進一步的，換熱管進口處設置進口氣溫度測點、出口處均設置出口煙氣溫度測點；換熱管進口處設置壓力進口測點、換熱管出口處設置壓力出口測點。

20、進一步的，噴吹氣包括為除塵后的煙氣。

21、本技術還提供一種智慧型余熱鍋爐清灰方法，方法本技術提供的裝置實現(xiàn)；方法包括：

22、監(jiān)測及控制模塊具體而言，各個進口氣溫度測點、出口煙氣溫度測點、壓力進口測點、壓力出口測點進行實時監(jiān)測，監(jiān)測余熱鍋爐煙氣溫降及阻力降；

23、當煙氣溫降及阻力降在設定的正常閾值范圍內，則按固定頻次周期性地進行清灰工作，同時判斷換熱管束是否存在積灰情況；

24、一旦出現(xiàn)積灰，則開啟清灰，直至煙氣溫降及阻力降恢復至正常閾值之內。

25、進一步的，某一級換熱管的煙氣溫降及阻力降中的任一值超過正常閾值的15%，則認為存在積灰；

26、如果判斷存在積灰，控制噴吹氣分級閥、傳動裝置開啟進行清灰：對應的噴吹氣分級閥開啟，噴吹氣體進入噴刷裝置，通過噴嘴向外噴出；傳動裝置帶動噴吹氣總管水平方向移動，從而帶動刷掃裝置水平移動。

27、進一步的，周期性地進行吹灰，或者整體進行清灰過程中，分組清灰，分組清灰過程包括：

28、最上層第一級的噴吹氣分級閥先打開，在傳動裝置帶動下水平移動刷掃裝置，達到設定的往復次數后，第二級噴吹氣分級閥再打開并噴刷；依此類推，直至所有的換熱器都完成清灰。

29、進一步的，當積灰嚴重時，采用自下而上的分組清灰方式，先打開最下層的噴吹氣分級閥，在傳動裝置帶動下水平移動刷掃裝置，達到設定的往復次數后，逐級向上，直至嚴重積灰的換熱器都進行清灰后，再自上而下進行清灰。

30、本技術提供的清灰裝置包括噴刷裝置和傳動裝置，其中噴刷裝置包括若干刷掃裝置+噴嘴的組合模塊，傳動裝置能夠帶動噴刷裝置沿換熱管長度方向位移。該復合清灰方式集合了刷掃裝置松解黏性、附著力強的積灰的能力，以及對噴刷點所在列多根換熱管表面殘余積灰的噴吹效果，噴刷裝置沿換熱管軸向往復運動，有利于對頑固積灰或結渣層有效剝離，無清灰死角。此外，刷掃裝置耐磨、耐高溫、絕緣，能夠避免靜電產生電火花，從而達到防爆效果。

31、噴嘴與換熱管軸線設置噴吹角度；噴嘴與換熱管截面周向設置噴吹角度，氣流覆蓋范圍擴大：噴吹角度的設置使氣流覆蓋換熱管更多區(qū)域，減少死角。誘導二次氣流：斜向噴吹有利于更有效誘周圍煙氣，增加清灰氣流總量。噴吹能量利用率提升：斜向噴吹減少了直接沖擊的無效能量損耗，噴吹氣流有效清灰時間延長，擴大氣流覆蓋范圍。

32、分級控制，自上而下噴刷，能夠引導粉塵下落，更符合粉塵沉降規(guī)律，減少二次吸附，提高清灰徹底性；此外，分級控制可能允許逐層清灰，減少系統(tǒng)阻力波動，維持穩(wěn)定運行。

33、當積灰比較嚴重時，采用自下而上的噴吹方案，先將下層積灰清除，以給上層積灰留出下落通道。

34、引用除塵后的潔凈的煙氣作為噴吹氣，相對于采用氮氣作為噴吹氣，一方面能夠降低氮氣等的消耗從而降低成本；另一方面對轉爐煙氣組分的影響減小，例如避免影響煙氣?co?含量、熱值等。