[发明专利]一种减少内壁结垢的水力输灰管道

说明书

技术领域

本发明涉及一种减少内壁结垢的水力输灰管道。

背景技术

煤粉在炉膛中燃烧后会不可避免的产生灰渣，目前多数燃煤电厂都是采用水力输灰系统将灰渣从锅炉底部渣斗输送至灰渣池或者脱水仓。灰渣的化学成分中含有硫，钙等，运行一段时间后往往会在管道内壁上形成碳酸钙结垢，厚度可达十几甚至几十毫米，导致输灰管道流动截面减小，灰浆流动阻力增大。轻则影响输灰系统效率，增加柱塞泵功耗。严重时甚至可导致灰渣无法排出须停机除垢，这对电厂正常生产会造成很大负面影响。因此定期清洗铲除水力输灰管道内壁的污垢是火电厂日常生产工作的一个重要环节。

机理研究是技术发展的基础。目前，对水力输灰管道内结垢的化学过程，机理模型，灰浆流动阻力特性等结垢机理的研究并不鲜见。结垢就要清洗，常见的有效方法主要有在线化学清洗，循环化学清洗，清管机器人清洗，高压水射流清洗等。在结垢达到一定厚度后，上述任何一种方法都可以有效快速的将结垢去除。但综上方法都是被动除垢，须周期性的操作才能保证输灰系统的正常运行。但除灰后，污垢会立刻开始沉积生长，管道有效流通截面积逐渐减小，沿程流动损失逐渐加大，导致柱塞泵功耗逐渐增高。

中国专利200920143614.X 公开了一种使用高压水射流除垢的管道机器人,它由两个行走小车、往复旋转喷枪、摄像头和位置传感器组成。行走小车包括行走轮、电机、减速器、小车本体、径向调节装置,两行走小车之间通过球铰相连;行走轮分驱动轮和随动轮两种,电机、减速器与驱动轮相连;径向调节装置起径向尺寸自适应调节和转弯变径作用;往复旋转喷枪由电机、减速器、不完全(半圆)齿轮传动机构及喷头组成,可实现喷枪绕喷枪转轴往复转动180°；摄像头用于观察管道结垢和垢层清理程度;位置传感器用于记录机器人在管道内的位置。该方案仍然属于被动清洗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，用以延长管道清洗周期，降低水力输灰系统运行、维护成本的减少内壁结垢的水力输灰管道。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种减少内壁结垢的水力输灰管道,包括水力输灰管道本体，水力输灰管道本体为圆柱形，水力输灰管道本体的前端为灰浆进口，水力输灰管道本体的后端为灰浆出口，其特征在于：所述水力输灰管道本体上开设有多个水膜孔环，水膜孔环沿水力输灰管道本体的轴向分布，水膜孔环包括多个水膜孔，同一个水膜孔环中的水膜孔沿水力输灰管道本体的周向分布，水力输灰管道本体的外侧设置有水膜供水环腔，水膜供水环腔沿水力输灰管道本体的轴向分布，所有水膜供水环腔之间相互连通，水膜供水环腔与水膜孔环相通，水膜供水环腔用于向水膜孔环供水。本发明在现有水力输灰管道本体的结构（圆形截面）基础上，在水力输灰管道本体的壁面上开有直径为毫米级的水膜孔。开设毫米级水膜孔的主要目的是在运行工况下，在水力输灰管道本体的内壁上形成一层薄的水膜。本发明形成灰浆与水力输灰管道本体的内壁面之间的物理隔离，阻断碳酸钙在内壁面上的吸附、结垢的过程，并对已经在内壁面上形成的结垢进行有效的冲刷清洗，从而达到减少内壁面结垢的目的。同时，水膜孔中形成的水膜射流的存在也重构了水力输灰管道本体内灰浆的流动结构，提高了灰浆边界层的流动速度，进而降低沿着水力输灰管道本体径向的灰浆速度梯度，这将有利于降低灰浆在水力输灰管道本体内的流动损失，降低用于对灰浆进行加压的柱塞泵功耗。

本发明所述减少内壁结垢的水力输灰管道还包括水膜供水管路、灰浆压力表、水膜水压表、高压水泵、水膜供水开关和水槽，水槽与水膜供水开关相连，水膜供水开关与高压水泵相连，高压水泵与水膜水压表相连，水膜水压表与水膜供水管路相连，水膜供水管路与水膜供水环腔相通。水膜供水环腔、水膜供水管路、水槽、高压水泵、灰浆压力表和水膜水压表构成水膜供水系统。

本发明所述水膜孔的孔径为3mm-5mm。

本发明同一个水膜孔环中相邻的两个水膜孔沿水力输灰管道本体的周向方向间距为10mm-20mm。

本发明相邻的两个水膜孔环沿水力输灰管道本体的轴向方向间距为100mm-200mm。

本发明所述水膜孔的形状为圆柱形或者圆台形，水膜孔的轴线朝向灰浆的流动方向，水膜孔的轴线与水力输灰管道本体的壁面之间的夹角为10°到20°。水膜孔自身的轴向并非垂直于输灰管，即水膜孔自身的轴向与水力输灰管道本体的轴向不垂直。

本发明所述水膜供水环腔的水力直径为50mm到100mm。