一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统及方法与流程

本发明涉及煤粉锅炉除灰、炉底焦渣破碎和高温输灰设备，尤其涉及一种用于煤粉炉炉底结焦处理的脉冲吹灰水冷破碎除渣系统及方法。

背景技术：

1、煤粉锅炉是热源厂供暖生产中的核心设备之一。煤粉在炉膛内燃烧过程中，受煤质、燃烧温度、炉膛气流组织及灰熔点等因素影响，炉底区域容易形成焦渣结块。传统炉底除灰系统通常依靠基础除渣设备配合人工辅助清理完成焦渣处理，其结构对粘性大、块度不一且温度较高的焦渣适应性不足。

2、现有炉底除灰方式主要存在以下问题：一是焦渣容易在炉底下料口、破碎机进料端或输灰通道处搭桥堵塞，导致除灰设备运行不稳定；二是原有破碎设备缺少针对高温焦渣工况的连续冷却结构，破碎机主轴在高温环境中易变形，轴承温升过高后易损坏；三是焦渣堵塞后往往需要人工进行高温清掏，作业危险系数高，操作难度大，且会增加停炉频次和运行成本；四是破碎后的焦渣粒径不均、粘附性强，原有除渣尾轮和分筛箱难以适配后续输灰需求，造成输灰系统运行不畅。

3、现有技术中虽然存在炉底除渣设备、水冷输灰设备或耐高温破碎设备，但多为单独解决冷却、破碎或输送中的某一环节，未能在炉底下料口至破碎机、破碎机至末端输灰设备之间形成针对粘性高温焦渣的联动处理通路。若仅增加普通破碎机，仍难以解决焦渣进入破碎机前的搭桥堵塞；若仅增加吹灰装置，又无法解决高温焦渣对破碎主轴和轴承的热损伤。因此，需要提供一种将炉底脉冲预打散、空心水冷破碎和筛分输灰衔接为一体的系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统及方法，用于解决煤粉炉炉内结焦导致的下料堵塞、焦渣破碎设备高温连续运行困难、破碎主轴变形、轴承损坏、输灰不畅以及人工高温清掏风险高的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统，包括炉底下料斗1、脉冲吹灰盘2、喷吹盘固定法兰3、压缩空气进气管4、环形脉冲气腔5、喷吹喷嘴6、破碎机壳体7、空心水冷破碎主轴8、破碎齿组9、水冷轴承座10、冷却水进水管11、冷却水回水管12、驱动电机13、减速机14、除渣尾轮15、分筛箱16、筛上导料口17和输灰输送机18。

4、脉冲吹灰盘2通过喷吹盘固定法兰3安装于炉底下料斗1的下方并位于破碎机壳体7的进料端上方，压缩空气进气管4与环形脉冲气腔5连通，喷吹喷嘴6沿环形脉冲气腔5间隔设置并朝向焦渣落料区域，使下落焦渣在进入破碎机之前受到脉冲气流冲击和打散。

5、空心水冷破碎主轴8转动安装于破碎机壳体7内，破碎齿组9设置于空心水冷破碎主轴8外周，驱动电机13经减速机14驱动空心水冷破碎主轴8转动。水冷轴承座10支承空心水冷破碎主轴8，冷却水进水管11和冷却水回水管12分别与空心水冷破碎主轴8内部冷却通道和/或水冷轴承座10的冷却夹套连通，使冷却水在主轴及轴承区域形成循环。

6、破碎机壳体7的出料侧与除渣尾轮15衔接，除渣尾轮15用于对破碎后的焦渣进行连续拨送；分筛箱16设置于除渣尾轮15的下游，用于对焦渣进行筛分和导向；筛上导料口17设置于分筛箱16出料端，输灰输送机18承接筛分后的焦渣并送入厂区后续输灰系统。

7、进一步地，脉冲吹灰盘2的喷吹喷嘴6为可拆卸耐磨喷嘴，多个喷吹喷嘴6沿焦渣落料宽度方向分区布置，能够根据不同结焦程度设置交替喷吹、同步喷吹或间歇喷吹模式。

8、进一步地，空心水冷破碎主轴8内部设置轴向冷却通道，端部设置旋转密封连接结构，使冷却水能够在主轴旋转状态下连续进入和排出。水冷轴承座10内设置轴承冷却夹套，轴承冷却夹套可与空心水冷破碎主轴8内部冷却通道串联或并联。

9、进一步地，破碎齿组9包括多排错位设置的破碎齿，破碎齿外表面堆焊耐高温耐磨合金层，以降低高温焦渣冲击和磨损对破碎齿的影响。

10、进一步地，分筛箱16内设置倾斜筛板和弹性支承件，倾斜筛板用于分离细碎焦渣和大块焦渣，筛上导料口17用于将需继续处理或输送的大块焦渣导入输灰输送机18。

11、进一步地，本发明还可基于驱动电机13的运行电流、冷却水进出水温差以及焦渣下料间隔形成联动控制策略：当驱动电机13电流升高且下料间隔延长时，提高脉冲吹灰盘2喷吹频率；当冷却水进出水温差超过阈值时，降低破碎负荷或提高冷却水流量；当焦渣持续顺畅下落时，降低喷吹频率以节约压缩空气。

12、本发明还提供一种除渣方法，包括：焦渣经炉底下料斗1下落；脉冲吹灰盘2通过压缩空气对焦渣进行预打散；空心水冷破碎主轴8带动破碎齿组9进行破碎；冷却水在空心水冷破碎主轴8和/或水冷轴承座10内循环降温；破碎后的焦渣经除渣尾轮15、分筛箱16、筛上导料口17和输灰输送机18进入后续输灰系统。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、第一，本发明在炉底下料斗1与破碎机壳体7之间设置脉冲吹灰盘2，使粘性焦渣在进入破碎腔之前先被压缩空气脉冲打散，减少炉底搭桥、入口堵塞和人工清掏。

15、第二，本发明采用空心水冷破碎主轴8和水冷轴承座10的组合，能够在高温焦渣连续破碎过程中降低主轴和轴承区域温度，减少主轴热变形和轴承烧损。

16、第三，本发明将脉冲预打散、空心水冷破碎、除渣尾轮拨送、分筛箱筛分和输灰输送机衔接为完整流程，可提升炉底除灰系统连续运行稳定性。

17、第四，本发明通过喷吹频率、破碎负荷和冷却状态的联动控制，能够根据结焦程度变化调整工作状态，避免单一固定运行方式造成能耗高或堵塞处理不足。

18、第五，本发明可替代人工高温清掏灰渣，降低安全风险和运行维护成本，提高热源厂煤粉炉供暖生产连续性。

1.一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统，其特征在于，包括炉底下料斗（1）、脉冲吹灰盘（2）、喷吹盘固定法兰（3）、压缩空气进气管（4）、环形脉冲气腔（5）、喷吹喷嘴（6）、破碎机壳体（7）、空心水冷破碎主轴（8）、破碎齿组（9）、水冷轴承座（10）、冷却水进水管（11）、冷却水回水管（12）、驱动电机（13）、减速机（14）、除渣尾轮（15）、分筛箱（16）、筛上导料口（17）和输灰输送机（18）；所述脉冲吹灰盘（2）通过喷吹盘固定法兰（3）安装于炉底下料斗（1）的下方并位于破碎机壳体（7）的进料端上方；所述压缩空气进气管（4）与环形脉冲气腔（5）连通，所述喷吹喷嘴（6）沿环形脉冲气腔（5）的长度方向或周向间隔设置并朝向破碎机壳体（7）的进料区域；所述空心水冷破碎主轴（8）转动安装于破碎机壳体（7）内并由水冷轴承座（10）支承，所述破碎齿组（9）设置于空心水冷破碎主轴（8）外周；所述冷却水进水管（11）和冷却水回水管（12）分别与空心水冷破碎主轴（8）和/或水冷轴承座（10）的冷却通道连通；所述驱动电机（13）通过减速机（14）与空心水冷破碎主轴（8）传动连接；所述除渣尾轮（15）、分筛箱（16）、筛上导料口（17）和输灰输送机（18）依次设置于破碎机壳体（7）的出料侧，以形成焦渣破碎、下料、筛分和输灰的一体化通路。

2.根据权利要求1所述的一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统，其特征在于：所述环形脉冲气腔（5）为横向管状腔体或环形管状腔体，所述喷吹喷嘴（6）设置于环形脉冲气腔（5）的下侧，多个喷吹喷嘴（6）的喷吹方向朝向炉底下落焦渣形成向下的脉冲气幕，用于在焦渣进入破碎机壳体（7）前进行预打散。

3.根据权利要求1所述的一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统，其特征在于：所述喷吹喷嘴（6）为可拆卸耐磨喷嘴，多个喷吹喷嘴（6）沿焦渣落料宽度方向分区布置，各分区喷吹喷嘴（6）能够按照设定脉冲周期交替喷吹，以减少焦渣在炉底下料斗（1）出口处搭桥结块。

4.根据权利要求1所述的一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统，其特征在于：所述空心水冷破碎主轴（8）包括中空轴体、轴向冷却通道和端部旋转密封连接结构，所述冷却水进水管（11）经端部旋转密封连接结构向轴向冷却通道供水，冷却水流经空心水冷破碎主轴（8）内部后由冷却水回水管（12）排出。

5.根据权利要求4所述的一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统，其特征在于：所述水冷轴承座（10）设置有轴承冷却夹套，所述轴承冷却夹套与空心水冷破碎主轴（8）的轴向冷却通道串联或并联连接，使冷却水同时对空心水冷破碎主轴（8）和破碎机轴承区域进行降温。

6.根据权利要求1所述的一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统，其特征在于：所述破碎齿组（9）包括多排沿空心水冷破碎主轴（8）轴向排列的破碎齿，相邻排破碎齿在圆周方向错位布置，所述破碎齿表面设置耐高温耐磨合金层。

7.根据权利要求1所述的一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统，其特征在于：所述除渣尾轮（15）设置于破碎机壳体（7）的下游，所述除渣尾轮（15）包括转轮本体和沿转轮本体径向布置的拨渣叶片，用于将破碎后的焦渣定量送入分筛箱（16）。

8.根据权利要求1所述的一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统，其特征在于：所述分筛箱（16）内设置倾斜筛板和弹性支承件，所述筛上导料口（17）设置于倾斜筛板的低端，所述输灰输送机（18）设置于筛上导料口（17）的出料侧，用于承接筛分后的焦渣并接入厂区原有输灰系统。

9.根据权利要求1所述的一种煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统，其特征在于：所述系统还包括联动控制步骤，所述联动控制步骤根据驱动电机（13）的运行电流、空心水冷破碎主轴（8）的冷却水进出水温差和焦渣下料间隔判断堵渣趋势，并调节脉冲吹灰盘（2）的喷吹频率或破碎机运行节拍。

10.一种采用权利要求1至9任一项所述煤粉炉脉冲吹灰水冷破碎除渣系统的除渣方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、使煤粉炉内焦渣经炉底下料斗（1）向下落料；s2、通过压缩空气进气管（4）向环形脉冲气腔（5）供入压缩空气，由喷吹喷嘴（6）对下落焦渣进行脉冲打散；s3、将经预打散的焦渣导入破碎机壳体（7）内，由驱动电机（13）和减速机（14）驱动空心水冷破碎主轴（8）带动破碎齿组（9）进行破碎；s4、通过冷却水进水管（11）和冷却水回水管（12）使冷却水在空心水冷破碎主轴（8）和/或水冷轴承座（10）内循环，降低主轴及轴承区域温度；s5、将破碎后的焦渣送入除渣尾轮（15）和分筛箱（16），经筛上导料口（17）进入输灰输送机（18）并排入后续输灰系统。