一种锅炉受热面清焦系统及其工作方法与流程

本发明属于火力发电领域，涉及一种锅炉受热面清焦系统及其工作方法。

背景技术：

锅炉运行过程中，受热面会出现结焦情况，特别是目前进行配煤掺烧的电厂较多，大多数电厂原煤种类多，当电厂掺烧原煤灰熔点低，锅炉受热面容易结焦。屏式过热器受热面和末级过热器受热面布置在炉膛上部，布置位置高，此处火焰温度也高，受热面容易结焦。屏式过热器受热面和末级过热器受热面结焦后难清理，需要等待锅炉冷却后，进入炉膛搭设脚手架才能到达。搭设脚手架要等待锅炉冷却，一般需要3到4天时间，需要等待天数较多，在高度约50米的高空搭设脚手架，工作风险高，搭设炉内脚手架耗费时间，脚手架搭设好后，工作人员在高度约50米高空作业，属于封闭环境的高空作业，工作风险高，清焦工作量大，清焦过程产生大量灰渣、粉尘，不利于工作人员健康。锅炉燃烧易结焦原煤，屏式过热器受热面和末级过热器受热面长期不进行清焦工作，严重时掉落大焦块会砸伤水冷壁，影响机组安全运行。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种锅炉受热面清焦系统及其工作方法，该系统能够有效降低因为清焦锅炉的停炉天数，避免工作人员在封闭空间进行高空作业，消除人员坠落的风险；避免工作人员在炉膛内工作吸入粉尘，影响身体健康；避免锅炉燃烧易结焦煤，掉落大焦块，砸伤水冷壁。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种锅炉受热面清焦系统，包括DCS系统、清焦控制器以及依次相连的清焦装置、第一清焦臂自由度件、第二清焦臂自由度件、第一清焦臂、第三清焦臂自由度件、第二清焦臂、第四清焦臂自由度件与清焦工具，清焦装置上设置有位移传感器，位移传感器与DCS系统相连，第一清焦臂自由度件、第二清焦臂自由度件、第三清焦臂自由度件、第四清焦臂自由度件和DCS系统均与清焦控制器相连。

本发明进一步的改进在于，清焦装置连接有清焦工具伺服电机，清焦工具伺服电机与DCS系统相连。

本发明进一步的改进在于，清焦装置连接有清焦装置驱动电机，清焦装置驱动电机与DCS系统相连。

本发明进一步的改进在于，第四清焦臂自由度件与清焦工具通过清焦工具连接件相连。

本发明进一步的改进在于，清焦装置设置在支撑装置上，支撑装置包括第一支撑装置和第二支撑装置。

本发明进一步的改进在于，清焦装置上安装有若干摄像头和照明装置。

本发明进一步的改进在于，位移传感器与待清焦的清焦管屏位置相对应。

本发明进一步的改进在于，清焦工具为圆弧形状。

本发明进一步的改进在于，状清焦工具的两端设置有落焦导流板。

一种锅炉受热面清焦系统的工作方法，DCS系统发指令给清焦控制器，清焦控制器对第一清焦臂自由度件、第二清焦臂自由度件、第三清焦臂自由度件、第四清焦臂自由度件进行控制，通过第四清焦臂自由度件旋转清焦工具到垂直位置，通过第三清焦臂自由度件旋转第二清焦臂到垂直位置，通过第二清焦臂自由度件旋转第一清焦臂到垂直位置，通过第一清焦臂自由度件将清焦装置旋转，将清焦装置移动到与清焦管屏平行的平面内；通过第二清焦臂自由度件将清焦装置的第一清焦臂进行旋转，然后通过第三清焦臂自由度件将清焦装置的第二清焦臂进行旋转，通过第一清焦臂和第二清焦臂的配合调节，将清焦工具移动到清焦位置；通过DCS系统启动驱动清焦工具工作，进行清焦作业。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过依次相连的清焦装置、第一清焦臂自由度件、第二清焦臂自由度件、第一清焦臂、第三清焦臂自由度件、第二清焦臂、第四清焦臂自由度件与清焦工具，通过第四清焦臂自由度件旋转清焦工具到垂直位置，通过第三清焦臂自由度件旋转第二清焦臂到垂直位置，通过第二清焦臂自由度件旋转第一清焦臂到垂直位置，通过第一清焦臂自由度件将清焦装置旋转，将清焦装置移动到与清焦管屏平行的平面内；通过第二清焦臂自由度件将清焦装置的第一清焦臂进行旋转，然后通过第三清焦臂自由度件将清焦装置的第二清焦臂进行旋转，通过第一清焦臂和第二清焦臂的配合调节，将清焦工具移动到清焦位置；通过DCS系统启动驱动清焦工具工作，进行清焦作业。该系统缩短了清焦的等待时间，不需要炉膛冷却，工作人员不需要在高度约50米高空搭设炉内脚手架，工作人员不需要在高度约50米高空进行清焦工作，避免了封闭环境的高空作业，工作人员不需要进入炉膛，消除工作人员高空作业的安全隐患，避免工作人员接触清焦过程产生的大量灰渣、粉尘，改善了工作人员的工作环境，工作人员只需在DCS系统中操作清焦装置，通过摄像头可远程监控清焦装置的工作过程，即可完成清焦工作。清焦装置清焦过程在停炉后能方便进行，可以预防屏式过热器受热面和末级过热器受热面长期不进行清焦工作，严重时掉大焦块砸伤水冷壁，导致水冷壁产生裂痕，或者泄漏，引起机组停机，影响机组安全运行。

进一步的，清焦工具为圆弧形状，材质为耐磨金属，圆弧形状可保证清焦工具和清焦管屏接触时，不损伤屏式过热器受热面和末级过热器受热面的清焦管屏管壁，圆弧形状的外沿形成立面，方便除去焦块。

进一步的，在圆弧形状清焦工具的两端，设置有向内倾斜的落焦导流板，向内倾斜的导流板可以保证在清焦过程中，落下的焦块经过导流板改变方向，落到除渣系统内，焦块不会落到清焦装置内，保证清焦装置1正常工作。

进一步的，通过设置照明装置和摄像头，可监视清焦工具的工作情况。

本发明的锅炉受热面清焦装置在具体操作时，锅炉停炉24h后，清焦装置可以进行屏式过热器受热面和末级过热器受热面焦块的清理工作，缩短了清焦的等待时间，不需要炉膛冷却，工作人员不需要在高度约50米高空搭设炉内脚手架，工作人员不需要在高度约50米高空进行清焦工作，避免了封闭环境的高空作业，工作人员不需要进入炉膛，消除工作人员高空作业的安全隐患，避免工作人员接触清焦过程产生的大量灰渣、粉尘，改善了工作人员的工作环境，工作人员只需在DCS系统中操作清焦装置，可远程监控清焦装置的工作过程，即可完成清焦工作。清焦装置清焦过程在停炉后能方便进行，可以预防屏式过热器受热面和末级过热器受热面长期不进行清焦工作，严重时掉大焦块砸伤水冷壁，导致水冷壁产生裂痕，或者泄漏，引起机组停机，影响机组安全运行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为清焦装置附件图；

图3为清焦工具三视图；其中，(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为俯视图。

图4位屏式过热器受热面、末级过热器受热面清焦管屏及除渣示意图；

图5为控制系统示意图。

其中，1为清焦装置、2为清焦装置驱动电机、3为位移传感器、41为第一摄像头、42为第二摄像头、51为第一照明装置、52为第二照明装置、6为屏式过热器受热面、7为末级过热器受热面、8为清焦管屏、9为第一清焦臂、10为第二清焦臂、11为清焦臂自由度件，111为第一清焦臂自由度件、112为第二清焦臂自由度件、113为第三清焦臂自由度件、114为第四清焦臂自由度件、12为清焦工具连接件、13为清焦工具、14为清焦工具伺服电机、151为第一支撑装置、152为第二支撑装置、16为除渣系统、17为渣仓、18为清焦控制器、19为DCS系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

参考图1至图5，本发明所述的锅炉受热面清焦系统包括清焦装置1、清焦装置驱动电机2、位移传感器3、摄像头4、照明装置5、屏式过热器受热面6、末级过热器受热面7、清焦管屏8、第一清焦臂9、第二清焦臂10、清焦臂自由度件11、清焦工具连接件12、清焦工具13、清焦工具伺服电机14、支撑装置15、除渣系统16、渣仓17、清焦控制器18以及DCS系统19。

清焦装置1一端设置有清焦装置驱动电机2，另一端与第一自由度件111相连，第一自由度件111与第二自由度件112相连，第二自由度件112相连与第一清焦臂9一端相连，第一清焦臂9另一端通过第三自由度件113与第二清焦臂10一端相连，第二清焦臂10另一端与清焦臂自由度件114相连，清焦臂自由度件114与清焦工具连接件12一端相连，清焦工具连接件12的另一端设置有清焦工具13，清焦工具13一侧设置有清焦工具伺服电机14。

此外，清焦装置1上安装有若干个摄像头4和照明装置5。照明装置5包括第一照明装置51和第二照明装置52，摄像头4包括第一摄像头41和第二摄像头42。

清焦装置驱动电机2控制清焦装置1前进和后退，清焦工具伺服电机14驱动清焦工具13工作，清焦臂自由度件11有4个，分别为第一清焦臂自由度件111、第二清焦臂自由度件112、第三清焦臂自由度件113、第四清焦臂自由度件114，按照清焦装置1、第一清焦臂自由度件111、第二清焦臂自由度件112、第一清焦臂9、第三清焦臂自由度件113、第二清焦臂10、第四清焦臂自由度件114、清焦工具连接件12、清焦工具13依次连接，清焦装置1设置在支撑装置15上，支撑装置15包括第一支撑装置151和第二支撑装置152，第一支撑装置151和第二支撑装置152保证清焦装置1的稳定性。

屏式过热器受热面6和末级过热器受热面7上需要清焦的管屏统称为清焦管屏8、清焦管屏8为若干个，数量为20至50个。

机组停运后，不需要搭设炉内脚手架和平台，不需要打开锅炉人孔门，工作人员只需在DCS系统19上操作，即可完成清焦过程。

第一清焦臂9和第二清焦臂10长度均为1.5米，清焦控制器18控制清焦臂自由度件11的运行，将清焦工具13移动到工作位置。第一清焦臂自由度件111实现清焦装置1的360度整体旋转，第二清焦臂自由度件112自由度实现第一清焦臂9的360度旋转，第三清焦臂自由度件113自由度实现第二清焦臂10的360度旋转，第四清焦臂自由度件114自由度实现清焦工具连接件12的360度旋转。

每个清焦管屏8的位置对应一个位移传感器3编号，当某个清焦管屏8需要进行清焦工作时，在DCS系统19输入需清焦管屏8对应的位移传感器3编号，清焦装置驱动电机2驱动清焦装置1前进到需清焦管屏8时，DCS系统19接收到位移传感器3信号，清焦装置驱动电机2停止工作，清焦装置1移动到位。

本发明的锅炉受热面清焦系统的工作方法为：清焦管屏移动到需清焦管屏8后，DCS系统19发指令给清焦控制器18，清焦控制器18对第一清焦臂自由度件111、第二清焦臂自由度件112、第三清焦臂自由度件113、第四清焦臂自由度件114进行控制，通过第四清焦臂自由度件114旋转清焦工具连接件12及和其相连的清焦工具13到垂直位置，通过第三清焦臂自由度件113旋转第二清焦臂10到垂直位置，通过第二清焦臂自由度件112旋转第一清焦臂9到垂直位置，通过第一清焦臂自由度件111将清焦装置1整体旋转，将清焦装置1移动到与清焦管屏8平行的平面内。通过第二清焦臂自由度件112将清焦装置1的第一清焦臂9进行旋转，然后通过第三清焦臂自由度件113将清焦装置1的第二清焦臂10进行旋转，通过第一清焦臂9和第二清焦臂10的配合调节，将清焦工具连接件12移动到清焦位置；通过第四清焦臂自由度件114旋转清焦工具连接件12，将清焦工具13定位到清焦管屏8的清焦准确位置。

清焦装置1工作过程中，开启照明装置5，通过摄像头4监控，照明装置第二52和第二摄像头42配合，监控清焦装置1整体工作情况，第一照明装置51和第一摄像头41配合，可监视清焦工具13的工作情况，清焦装置1到达清焦管屏8的清焦准确位置后，通过DCS系统19启动清焦工具伺服电机14，驱动清焦工具13工作，进行清焦作业。

参见图3中(a)、(b)和(c)，清焦工具13为圆弧形状，材质为耐磨金属，圆弧形状可保证清焦工具13和清焦管屏8接触时，不损伤屏式过热器受热面6和末级过热器受热面7的清焦管屏8管壁，圆弧形状的外沿形成立面，方便除去焦块。在圆弧形状清焦工具13的两端，设置有向内倾斜的落焦导流板，向内倾斜的导流板可以保证在清焦过程中，落下的焦块经过导流板改变方向，落到除渣系统16内，焦块不会落到清焦装置1内，保证清焦装置1正常工作。

清焦装置1进行清焦作业时，启动除渣系统16，将清焦掉落的焦块输送到渣仓17，通过汽车运走。

本发明的系统缩短了清焦的等待时间，不需要炉膛冷却，工作人员不需要在高度约50米高空搭设炉内脚手架，工作人员不需要在高度约50米高空进行清焦工作。避免了封闭环境的高空作业，工作人员不需要进入炉膛，消除工作人员高空作业的安全隐患，避免工作人员接触清焦过程产生的大量灰渣、粉尘，改善了工作人员的工作环境，工作人员只需在DCS系统中操作清焦装置，通过摄像头可远程监控清焦装置的工作过程，即可完成清焦工作。清焦装置清焦过程在停炉后能方便进行，可以预防屏式过热器受热面和末级过热器受热面长期不进行清焦工作，严重时掉大焦块砸伤水冷壁，导致水冷壁产生裂痕，或者泄漏，引起机组停机，影响机组安全运行。

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