Wynalazek dotyczy energetyki cieplnej, w szczególności urządzenia do szokowego czyszczenie impulsowe powierzchnie grzewcze kotłów z osadów popiołu i mogą być stosowane w dowolnym proces technologiczny, gdzie istnieje zapotrzebowanie na generator fali uderzeniowej. Wynalazek ma na celu stworzenie generatora fali uderzeniowej o ulepszonym stanie technicznym Charakterystyka wydajności, w tym zwiększenie niezawodności i efektywności operacyjnej. Urządzenie do impulsowego czyszczenia kotłów składa się z rury uderzeniowej, komory wybuchowej i przesłony służącej do wprowadzenia materiału wybuchowego i jego inicjacji. Komora wybuchowa zbudowana jest z dwuwarstwowego cylindra połączonego z połączenie gwintowane z rurką uderzeniową i zamkiem, w którym zamontowany jest mechanizm detonacyjny oraz urządzenia blokujące detonację podczas przeładowania oraz w każdej sytuacji awaryjnej, w tym w przypadku błędu operatora. Blokada wykonana jest w formie płytki z otworem, zamocowanej ruchomo wewnątrz rygla za pomocą elementu sprężystego i zatrzasku. 2 wynagrodzenie f-ly, 2 chory.

Wynalazek dotyczy energetyki cieplnej, a mianowicie środków do czyszczenia powierzchni grzewczych kotłów energetycznych i ciepłowniczych z zewnętrznych luźnych osadów. Urządzenie może być również stosowane w instalacje technologiczne przemysł metalurgiczny, chemiczny i inne. Znane jest urządzenie do czyszczenia powierzchni grzewczych kotłów, zawierające komorę spalania z dyszą spalinową i komorę wybuchową umieszczoną w sąsiedztwie komory spalania współosiowo z dyszą spalinową. W komorze wybuchowej montowana jest przegroda, tworząca z przyległą ścianą komorę paliwową, do której podłączony jest przewód doprowadzający paliwo. Ściana i ścianka działowa są perforowane. Całość urządzenia zamknięta jest w szczelnej obudowie, do której podłączone są przewody doprowadzające powietrze. Wnęka obudowy połączona jest z komorą spalania za pomocą dysz powietrznych, a z komorą wybuchową za pomocą otworów znajdujących się w obszarze przegrody. Wadą tego urządzenia jest jego niska wysokość wydajność. Bardzo trudno jest zapewnić warunki, w których sposób spalania paliwa w jednej komorze doprowadziłby do eksplozji tego paliwa w drugiej komorze oraz zapewniłby stabilność i powtarzalność procesu. Kolejną wadą tego urządzenia jest brak mobilności, wynikający z faktu, że urządzenie to jest sztywno połączone system paliwowy i do samego kotła. Jednocześnie nie wyklucza się możliwości samoistnego przedostania się mieszaniny palnej i jej wybuchu w kanałach kotła. Nagromadzenie się popiołu i innych cząstek stałych w rurach amortyzatorów urządzenia podczas przerw między cyklami pracy negatywnie wpływa na jego wydajność, gdyż w okresie rozruchu cząstki te „wstrzeliwują się” z dużą prędkością w obrabianą powierzchnię, powodując jej stopniowe zużycie . Najbliższym pod względem zestawu cech urządzeniem o tym samym przeznaczeniu do zastrzeganego jest urządzenie do oczyszczania powierzchni grzewczych z osadów popiołu, zawierające komorę spalania z gniazdem na ładunek prochowy, rurę uderzeniową, zasuwę do wprowadzania materiałów wybuchowych oraz urządzenie inicjujące składające się z kolejno umieszczonego elektromagnesu, igły i kapsułki Przyczynami uniemożliwiającymi osiągnięcie wskazanego poniżej wyniku technicznego przy zastosowaniu znanego urządzenia przyjętego jako prototyp jest brak w tym urządzeniu elementów konstrukcyjnych oraz właściwości techniczno-eksploatacyjnych zapewniających bezpieczeństwo podczas wykonywania prac związanych z czyszczeniem powierzchni grzewczej kotła. Nie wyklucza to zatem samoistnej detonacji materiału wybuchowego przy niedomkniętym zamku i podczas przeładowania. W tym urządzeniu przypadkowa eksplozja jest możliwa również w przypadku podania fałszywego sygnału do elektromagnesu we wszystkich trybach jego pracy. Wymienione wady są sprzeczne z ogólnie przyjętymi wymaganiami, którymi są warunek konieczny dla bezpiecznej pracy. Inną wadą jest to, że to urządzenie nie zapewnia wymiany rury uderzeniowej podczas przechodzenia z jednego projektu kotła na inny. Wynalazek ma na celu wyeliminowanie powyższych wad poprzez zmianę konstrukcji urządzenia i poprawę jego właściwości technicznych i użytkowych wysoka wydajność i niezawodność w działaniu. Problem ten rozwiązano poprzez osiągnięcie wyniku technicznego przy wdrożeniu wynalazku, który polega na znacznym ulepszeniu konstrukcji urządzenia i spełnieniu wszystkich niezbędnych wymagań bezpieczeństwa. Określony wynik techniczny przy realizacji wynalazku uzyskano przez to, że urządzenie do impulsowego czyszczenia powierzchni grzewczych kotłów, zawierające rurę uderzeniową, komorę wybuchową, bramkę wejściową materiału wybuchowego i mechanizm detonacyjny składający się ze spłonki , wybijaka i elektromagnesu wraz z jednostką sterującą, wykonany jest w sposób konstrukcyjnie nowy. Zatem jego komora wybuchowa składa się z dwóch współosiowych cylindrów, włożonych w siebie na wcisk, natomiast cylinder zewnętrzny jest połączony gwintowanymi połączeniami z rurą uderzeniową i przesłoną i jest z kolei zamknięty w wydrążonej skorupie. Wewnątrz migawki w tym urządzeniu znajduje się mechanizm mechaniczny urządzenie bezpieczeństwa, zapewniający automatyczne ryglowanie po każdym strzale oraz blokadę zapobiegającą przesuwaniu się zamka podczas jego otwierania i przeładowywania. Dodatkowo w połączeniu gwintowym z boku zamka na współpracujących powierzchniach wykonano podłużne rowki, zapewniające proste wejście zamka do zewnętrznego cylindra komory wybuchowej. Wynik techniczny osiągnięto także dzięki temu, że ww. osłona tego urządzenia, osłaniająca zewnętrzny cylinder komory wybuchowej, jest sztywno połączona z ryglem, na niej osadzone są uchwyty oraz wykonane są rowki prowadzące do przesuwania i mocowania śrubę względem komory wybuchowej. Jednocześnie na powierzchni zewnętrznego cylindra komory wybuchowej zamontowane są ograniczniki ruchu pustej skorupy, a w tym ostatnim wykonane są okna służące do wprowadzania materiałów wybuchowych do komory wybuchowej. Wynik techniczny osiąga się także poprzez to, że w/w blokadę urządzenia wykonano w postaci prostokątnej płyty z otworem przelotowym w jej płaszczyźnie, która jest ruchomo utwierdzona w rowku żaluzji prostopadle do jej osi za pomocą elastycznej element i zatrzask. Jednocześnie iglica mechanizmu detonacyjnego składa się z dwóch cylindrów, z których średnica mniejszego jest mniejsza niż średnica otworu płyty blokującej. Powyższy zestaw cech zapewnia osiągnięcie określonego wyniku technicznego, co określa związek przyczynowo-skutkowy pomiędzy cechami a wynikiem technicznym oraz znaczenie cech zastrzeżeń. Przeprowadzona przez zgłaszającego analiza poziomu technologii, obejmująca poszukiwanie informacji o źródłach patentowych i naukowo-technicznych oraz badanie źródeł zawierających informacje o analogach zastrzeganego wynalazku, pozwala stwierdzić, że zgłaszający nie odkrył analog charakteryzujący się cechami identycznymi ze wszystkimi istotnymi cechami zastrzeganego wynalazku, jednak porównanie z prototypem, który jest najbliższy zastrzeżonemu, pozwoliło na zidentyfikowanie zestawu istotnych cech cechy charakterystyczne w reklamowanym przedmiocie pod względem wyniku technicznego, który jest określony w zastrzeżeniach. W konsekwencji zastrzegany wynalazek spełnia wymóg „nowości” zgodnie z obowiązującymi przepisami. W celu sprawdzenia zgodności zastrzeganego wynalazku z wymogiem „stopnia wynalazczego” zgłaszający przeprowadził analizę porównawczą znane rozwiązania w celu identyfikacji cech zastrzeganego wynalazku, których wyniki wskazują, że zastrzeżony wynalazek nie jest oczywisty dla specjalisty ze stanu techniki, tj. spełnia wymogi „poziomu wynalazczego” zgodnie z obowiązującymi przepisami. Na ryc. 1 przedstawia urządzenie do impulsowego czyszczenia powierzchni kotłów, w przekroju podłużnym; Na ryc. 2 pokazano Przekrój urządzenia wzdłuż linii A-A na ryc. 1 (warunkowo podwyższony). Poniżej znajdują się informacje potwierdzające możliwość wdrożenia wynalazku do uzyskania powyższego wyniku technicznego. Zastrzegane urządzenie do impulsowego czyszczenia powierzchni grzewczych kotłów zawiera: rurę uderzeniową (rys. 1), wykonaną w postaci szybkodemontowalnej beczki, komorę wybuchową 2, przesłonę 3 do wprowadzania substancji wybuchowej 4 do komorę wybuchową 2, spłonkę 5, iglicę 6 do przebicia kapsuły 5, elektromagnes 7 do odpalenia wybijaka 6, współosiowe cylindry 8, 9 komory wybuchowej 2 z połączeniami gwintowanymi 10, 11, łuskę 12, bezpiecznik 13, płytka blokująca 14 z otworem przelotowym 15, element elastyczny 16, zatrzask 17, uchwyty 18; w tym przypadku ograniczniki 19 są zainstalowane na cylindrze 9 komory wybuchowej 2, a rowki prowadzące 20 i okno 21 wykonane są w wydrążonej skorupie 12 (ryc. 2). W połączeniu gwintowym 11 (ryc. 1), łączącym komorę 2 z żaluzją 3, odpowiednio na powierzchni żaluzji 3 (ryc. 2) i na powierzchni cylindra 9, wykonane są podłużne rowki 22, 23 , zapewniający ruch postępowy żaluzji 3 aż do jej zetknięcia z komorą wybuchową 2. Należy zaznaczyć, że bezpiecznik 13 (rys. 1) w tym urządzeniu może być wykonany w znany sposób i dlatego jest przedstawiony na rysunku warunkowo. Niezbędnym warunkiem jego konstrukcji jest jednak to, aby bezpiecznik 13 wyraźnie łapał iglicę 6 po odbiciu się od komory wybuchowej 2 i niezawodnie ustalał ją w pierwotnym położeniu przed wysłaniem sygnału do uruchomienia elektromagnesu 7. Działanie urządzenia następująco. Po wyjęciu urządzenia z zapalnika 13 (ryc. 1) do elektromagnesu 7 przykładane jest napięcie, które wypycha iglicę 6. Przyspieszając iglica 6 uderza w kapsułę 5, w wyniku czego materiał wybuchowy 4 eksploduje , formowanie wysokie ciśnienie krwi w komorze wybuchowej 2. Powstała fala uderzeniowa kierowana jest rurą uderzeniową 1 na powierzchnię obrabianego kotła (nie pokazano mechanizmu mocowania urządzenia do kotła). Po wielokrotnym odbiciu od powierzchni grzewczych kotła stopniowo zanika. W tym przypadku iglica 6 pod działaniem sprężyny powraca do pierwotnego położenia i jest mocowana przez bezpiecznik 13. Po naciśnięciu zatyczki (niepokazanej na rysunku) na uchwycie 18 operator obraca się śrubę 3 wokół własnej osi, aż ogranicznik 19 zetknie się z rowkami prowadzącymi 20 i cofnie śrubę 3 w jej skrajnie otwartym położeniu. W tym przypadku zwolniony zatrzask 17 pod działaniem elementu sprężystego 16 przesuwa się wraz z płytką 14 do górnego położenia. Otwór 15 płytki 14 zostaje przesunięty i blokuje kanał, przez który iglica 6 przemieszcza się do spłonki 5. Po ponownym wprowadzeniu materiału wybuchowego 4 do komory wybuchowej 2, łuska 12 ponownie przesuwa się do przodu, aż do zetknięcia się z spłonką komorę wybuchową 2 i obraca się wokół własnej osi aż do zatrzymania. Ponadto zatrzask 17 za pomocą połączenia gwintowego cofa się ponownie w swoje dolne położenie, otwierając otwór 15 na zaczep 6. W tym momencie kończą się przygotowania do kolejnego startu i cały cykl powtarza się od nowa po zdjęciu urządzenia z zamka zabezpieczającego. Ta podwójna ochrona zapewnia pełną gwarancję na wypadek wszelkich wypadków, w tym zaniedbań operatora. Urządzenie nie zadziała np. jeśli operator przypadkowo wyśle ​​sygnał do elektromagnesu podczas otwierania lub zamykania rolety. Nie zadziała również, jeśli rygiel nie jest całkowicie zamknięty i nie usunięto zabezpieczenia. Zaproponowana konstrukcja urządzenia spełnia wszystkie wymagania stawiane przez służbę ochrony podczas robót strzałowych. Nie są wymagane żadne urządzenia specjalne urządzenia, nie wymaga drogich materiałów do jego wykonania i jest bardzo łatwy w produkcji. A jego mobilność i łatwość montażu na kotle może znacznie obniżyć koszty jego konfiguracji i przez cały okres jego eksploatacji. Zatem z powyższych informacji wynika, że ​​przy stosowaniu niniejszego wynalazku spełniony jest następujący zestaw warunków: środek urzeczywistniający zastrzegany wynalazek w jego realizacji jest przeznaczony do stosowania w przemyśle, a mianowicie do czyszczenie impulsowe powierzchnie grzewcze kotłów za pomocą nowego urządzenia konstrukcyjnego o ulepszonych parametrach technicznych i użytkowych; dla zastrzeżonego wynalazku w postaci scharakteryzowanej w zastrzeżeniu niezależnym poniżej, możliwość jego realizacji została potwierdzona sposobem podanym powyżej w zgłoszeniu oraz środkami i sposobami znanymi przed datą pierwszeństwa; środek urzeczywistniający zastrzegany wynalazek podczas jego realizacji jest w stanie osiągnąć zamierzony przez zgłaszającego wynik techniczny. Źródła informacji: 1. Certyfikat praw autorskich N 1499084 ZSRR, MKI 4 F 28 G 7/00, 1989. 2. Patent N 2031312 RF MKI 6 F 28 G 11/00, 1995.

Podczas pracy kotła do czyszczenia powierzchni grzewczych stosuje się przedmuch parą i parą wodną oraz wibracyjne czyszczenie zewnętrznych powierzchni grzewczych z zanieczyszczeń. Dla powierzchnie konwekcyjne Do ogrzewania stosuje się przedmuch parą i parą wodną, ​​czyszczenie wibracyjne, śrutowe i akustyczne lub samoprzedmuch. Najbardziej rozpowszechnione mieć dmuchanie parą i czyszczenie śrutem. W przypadku ekranów i przegrzewaczy pionowych najskuteczniejsze jest czyszczenie wibracyjne. Radykalne jest zastosowanie samodmuchających się powierzchni grzewczych o małych średnicach i skokach rur, w których powierzchnie grzewcze są stale utrzymywane w czystości. Skuteczność czyszczenia powierzchni grzewczych za pomocą określonych urządzeń określa się poprzez współczynnik zmiany oporu aerodynamicznego drogi gazu w kotle e = ∆р к /∆т oraz zmianę jego mocy cieplnej ϕ = ∆Q/∆т, gdzie ∆р к oznacza wzrost oporu ścieżki gazu w kotle, Pa; ∆Q - redukcja mocy cieplnej kotła, kW; ∆t - okres pomiędzy czyszczeniami, godziny. Wzrost współczynników e i ϕ wskazuje na potrzebę skrócenia okresu pomiędzy czyszczeniami.

Dmuchanie parą. Oczyszczanie zewnętrznych powierzchni grzewczych z zanieczyszczeń można przeprowadzić poprzez dynamiczne działanie strumieni wody, pary, mieszaniny pary wodnej lub powietrza. Skuteczność dysz zależy od ich zasięgu. Zależność względnej prędkości strumienia przy danym ciśnieniu od jego względnej odległości od powietrza, pary, mieszaniny pary i wody wyraża się wzorem

gdzie w 1 i w 2 są prędkościami w odległości I od dyszy i na wyjściu z niej; d 2 to średnica wylotu dyszy.

Strumień wody ma największy zasięg i efekt termiczny sprzyjający pękaniu żużla. Jednakże wydmuchująca woda może spowodować przechłodzenie rur sitowych i uszkodzenie ich metalu. Strumień powietrza ma gwałtowny spadek prędkość, tworzy mały dynamiczna głowa i jest skuteczny tylko przy ciśnieniu co najmniej 4 MPa. Stosowanie nadmuchu powietrza komplikuje konieczność zainstalowania sprężarek wysoka wydajność i ciśnienie. Najbardziej powszechnym jest przedmuchiwanie parą nasyconą i przegrzaną. Strumień pary ma krótki zasięg, ale przy ciśnieniu większym niż 3 MPa jego działanie jest dość skuteczne. Ciśnienie na dmuchanej powierzchni Pa określa się ze wzoru

gdzie w 1, v 1 to prędkość osiowa i objętość właściwa czynnika podmuchowego w odległości l od dyszy. Przy ciśnieniu pary przed dmuchawą wynoszącym 4 MPa ciśnienie strumienia w odległości około 3 m od dyszy wynosi ponad 2000 Pa.

Aby usunąć osady z powierzchni grzewczej, ciśnienie strumienia powinno wynosić około 200-250 Pa w przypadku luźnych osadów popiołu; 400-500 Pa dla zagęszczonych osadów popiołu; 2000 Pa dla złóż stopionego żużla. Zużycie środka porotwórczego dla pary przegrzanej i nasyconej, kg/s,

gdzie c=519 dla pary przegrzanej, c=493 dla pary nasyconej; u = 0,95; d K - średnica dyszy w sekcji krytycznej, m; p 1 - ciśnienie początkowe, MPa; v” – początkowa objętość właściwa pary, m 3 /kg.

Urządzenie do nadmuchu pary sit paleniskowych pokazano na rys. 25.6. Para może być stosowana jako środek porotwórczy w tym urządzeniu oraz urządzeniach o podobnej konstrukcji pod ciśnieniem do 4 MPa i temperaturami do 400°C. Urządzenie składa się z rury dmuchawy dostarczającej parę oraz mechanizmu napędowego. Najpierw rura dmuchawy zostaje przesunięta do przodu. Kiedy głowica dyszy przesuwa się do paleniska, rura zaczyna się obracać. W tym momencie zawór pary otwiera się automatycznie i para przepływa do dwóch diametralnie rozmieszczonych dysz. Po zakończeniu nadmuchu silnik elektryczny przełącza się na bieg wsteczny, a głowica dyszy powraca do pierwotnego położenia, co zabezpiecza ją przed nadmiernym nagrzaniem. Powierzchnia pokrycia dmuchawy wynosi do 2,5, a głębokość wejścia do pieca do 8 m. Dmuchawy są umieszczone na ściankach pieca tak, aby ich obszar pokrycia obejmował całą powierzchnię sit.

Dmuchawy do konwekcyjnych powierzchni grzewczych posiadają rurę wielodyszową, nie wystają z komina i jedynie się obracają. Liczba dysz znajdujących się po obu stronach rury wdmuchowej odpowiada liczbie rur w rzędzie wdmuchiwanej powierzchni grzewczej. W przypadku regeneracyjnych nagrzewnic powietrza stosuje się dmuchawy z rurą oscylacyjną. Do rury dmuchawy doprowadzana jest para lub woda, a strumień wypływający z dyszy oczyszcza płyty nagrzewnicy powietrza. Rura dmuchawy obracana jest pod pewnym kątem, tak aby strumień przedostał się do wszystkich komórek wirującego wirnika nagrzewnicy powietrza. Do czyszczenia regeneracyjnej nagrzewnicy powietrza w kotłach na paliwo stałe jako środek porotwórczy stosuje się parę wodną, ​​a w kotłach na olej opałowy - woda alkaliczna. Woda dobrze płucze i neutralizuje obecne w osadach związki kwasu siarkowego.

Dmuchanie parowo-wodne. Czynnikiem roboczym dmuchawy jest woda kotłowa lub podawać wodę. Urządzenie składa się z dysz instalowanych pomiędzy rurami sitowymi. Woda doprowadzana jest do dysz pod ciśnieniem, a w wyniku spadku ciśnienia podczas przechodzenia przez dysze powstaje z niej strumień pary i wody, skierowany na przeciwległe obszary ekranów, festonów, ekranów. Duża gęstość mieszaniny pary i wody oraz obecność w strumieniu wody niedostatecznie odparowanej działają destrukcyjnie na osady żużla, które odprowadzane są do dolnej części pieca.

Czyszczenie wibracyjne. Oczyszczanie wibracyjne zewnętrznych powierzchni grzewczych z zanieczyszczeń polega na tym, że gdy rury wibrują z dużą częstotliwością, zostaje zakłócona przyczepność osadów do metalu powierzchni grzewczej. Najskuteczniejsze jest czyszczenie wibracyjne zewnętrznych powierzchni grzewczych z swobodnie zawieszonych zanieczyszczeń. rury pionowe- ekrany i przegrzewacze pary. Do czyszczenia wibracyjnego stosuje się głównie wibratory elektromagnetyczne (ryc. 25.7).

Rury przegrzewaczy i ekranów są przymocowane do pręta wystającego poza okładzinę i połączonego z wibratorem. Przeciąg jest chłodzony wodą, a miejsce przejścia przez okładzinę jest uszczelniane. Wibrator elektromagnetyczny składa się z korpusu ze zworą i ramy z rdzeniem, zabezpieczonych sprężynami. Wibracje czyszczonych rur powstają w wyniku uderzeń w pręt z częstotliwością 3000 uderzeń na minutę, amplituda drgań wynosi 0,3-0,4 mm. Czyszczenie strzałów. Czyszczenie śrutowe służy do czyszczenia konwekcyjnych powierzchni grzewczych w obecności zagęszczonych i związanych na nich osadów. Oczyszczanie zewnętrznych powierzchni grzewczych z zanieczyszczeń następuje w wyniku wykorzystania energii kinetycznej granulek żeliwnych o średnicy 3-5 mm opadających na czyszczone powierzchnie. Schemat urządzenia do czyszczenia śrutu pokazano na ryc. 25.8. W górnej części szybu konwekcyjnego kotła umieszczone są rozpraszacze, które równomiernie rozprowadzają śrut w poprzek przekroju kanału gazowego. Podczas spadania strzał strąca osadzony na rurach popiół, który następnie gromadzi się wraz z nim w bunkrach znajdujących się pod szybem. Z bunkrów śrut wraz z popiołem trafia do leja zbierającego, z którego podajnik podaje je do rurociągu, gdzie masa popiołu i śrutu jest pobierana drogą powietrzną i transportowana do łapacza śrutu, z którego śrut jest ponownie pobierany. podawany wężami do rozsiewaczy, a powietrze wraz z cząstkami popiołu kierowane jest do cyklonu, gdzie następuje ich separacja. Z cyklonu powietrze jest odprowadzane do komina przed oddymiaczem, a osadzony w cyklonie popiół usuwany jest do układu odpopielania kotłowni.

Strzał jest transportowany za pomocą schematu ssania (ryc. 25.8, a) lub rozładowania (ryc. 25.8, b). W przypadku obiegu ssącego podciśnienie w systemie jest wytwarzane przez eżektor parowy lub pompę próżniową. W obwodzie ciśnieniowym powietrze transportowe dostarczane jest do wtryskiwacza ze sprężarki. Do transportu śrutu wymagana jest prędkość powietrza 40-50 m/s.

Natężenie przepływu śrutu przez instalację, w kg/s, określa się ze wzoru

gdzie g dr = 100/200 kg/m 2 - specyficzne spożycie frakcje na 1 m2 odcinka przewodu gazowego; F g - powierzchnia przekroju komina kopalnianego w planie, m 2 ; n - liczba przewodów pneumatycznych; przyjmuje się, że jedna linia pneumatyczna obsługuje dwa rozdzielacze, z których każdy obsługuje przekrój wzdłuż przewodu gazowego równy 2,5 x 2,5 m; t to czas trwania okresu czyszczenia, s. Zwykle t = 20/60 C.

Pulsacyjne czyszczenie zewnętrznych powierzchni grzewczych z zanieczyszczeń polega na działaniu fali gazów. Pulsacyjne oczyszczanie zewnętrznych powierzchni grzewczych z zanieczyszczeń odbywa się w komorze, której wewnętrzna wnęka łączy się z kanałami spalinowymi kotła, w których znajdują się konwekcyjne powierzchnie grzewcze. Do komory spalania okresowo wprowadzana jest mieszanina gazów palnych i utleniacza, która zapala się iskrą. Kiedy mieszanina eksploduje w komorze, wzrasta ciśnienie i tworzą się fale gazów, zewnętrzne powierzchnie grzewcze zostają oczyszczone z zanieczyszczeń.

Wynalazek dotyczy dziedziny energetyki cieplnej i może być stosowany do czyszczenia powierzchni grzewczych kotłów płomienicowych, gazowo-rurowych i innych wymienniki ciepła ze złóż popiołu. Urządzenie składa się z komory spalania z dyszami spalinowymi rozmieszczonymi wzdłuż jej osi podłużnej, przewodów doprowadzających paliwo i powietrze, mieszadła połączonego z rurą mieszanki, której część znajdująca się wewnątrz komory spalania jest perforowana w obszarach pomiędzy dyszami wydechowymi, zapłonu źródło, jednostka sterująca połączona przewodem sterującym ze źródłem zapłonu. Komora gazowa kotła wyposażona jest w prowadzące złączki udarowe komunikujące się z jej objętością, połączone za pomocą falowodów z dyszami wylotowymi i skierowane na zanieczyszczone wewnętrzne powierzchnie rur kotła, wychodzące przez ścianę sitową do objętości Komora gazowa kocioł, a jednostka sterująca jest dodatkowo połączona przewodami sterującymi zawór elektromagnetyczny na przewodzie doprowadzającym paliwo oraz elektrozaworem na przewodzie doprowadzającym powietrze. Rozwiązanie techniczne pozwala na efektywne oczyszczenie wiązek rurowych powierzchni grzewczych dzięki racjonalnemu rozdziałowi i dostarczeniu energii fali uderzeniowej przez system falowodów do kształtek uderzeniowych oraz precyzyjnemu skierowaniu kształtek prowadnic udarowych do zanieczyszczonych powierzchni grzewczych. 1 chory.

Rysunki do patentu RF 2504724

Wynalazek dotyczy dziedziny energetyki cieplnej, techniki oczyszczania powierzchni grzewczych kotłów płomienicowych, gazowo-rurowych i innych wymienników ciepła z osadów popiołów i może być stosowany w urządzeniach różnych sektorów gospodarki narodowej.

Znane jest urządzenie do czyszczenia powierzchni grzewczych, zawierające komorę spalania z dyszą wylotową, mieszalnik z rurami doprowadzającymi gaz i powietrze, komorę zapłonową z zapalarką działającą okresowo, rurę płomieniową łączącą komorę zapłonową z komorą spalania, a także komora spalania jest zaślepiona na obu końcach, a dysza wydechowa jest umieszczona równolegle do osi podłużnej, tworząc dwie połączone z nią komory spalania (SU 1580962, IPC: F28G 1/16, opublikowano 02.09.1988) .

Wadą znanego urządzenia jest niemożność równomiernego rozłożenia energii impulsu uderzeniowego wzdłuż płaszcza rurowego i wzdłuż rur wiązki rur kotła wychodzącej przez płaszcz rurowy do komory gazowej kotła.

Znane jest urządzenie do impulsowego oczyszczania powierzchni osadczych elektrofiltrów, zawierające obustronnie zamkniętą komorę spalania, z dyszami spalinowymi oraz przewodami doprowadzającymi paliwo i powietrze, mieszalnik, źródło zapłonu i rurę mieszaniny, której część znajduje się wewnątrz komory spalania, natomiast dysze spalinowe znajdują się wewnątrz komory spalania i są rozmieszczone wzdłuż jej osi podłużnej, a rura mieszanki wewnątrz komory spalania jest perforowana w obszarach znajdujących się pomiędzy dyszami spalin (RU nr 2027140 IPC: F28G 7/ 00, opublikowano 20.01.1995.

To znane urządzenie jest najbliższe deklarowanemu i traktowane jest jako prototyp.

Wadą znanego urządzenia do pulsacyjnego czyszczenia powierzchni grzewczych jest to, że nie zapewnia skutecznego czyszczenia powierzchni grzewczych kotłów płomienicowych i gazowo-rurowych ze względu na brak elementów konstrukcyjnych zapewniających racjonalny rozkład i precyzyjny kierunek fali uderzeniowej wpływ na osady wewnątrz rur w wiązkach rur i na arkuszach rur. W znanym urządzeniu dysze wylotowe są jednokierunkowe, co uniemożliwia racjonalne rozłożenie impulsów uderzeniowych na powierzchni grzewczej wiązki rur. Znane urządzenie nie jest zautomatyzowany, co obniża jego poziom techniczny.

Przeprowadzona przez zgłaszającego analiza stanu techniki, obejmująca poszukiwanie patentowych i naukowo-technicznych źródeł informacji, a także identyfikacja źródeł zawierających informacje o analogach zastrzeganego wynalazku, pozwoliła ustalić, że zgłaszający nie znalazło rozwiązania technicznego charakteryzującego się cechami identycznymi lub równoważnymi z proponowanymi.

Określenie z listy zidentyfikowanych analogów prototypu jako najbliższego rozwiązania technicznego pod względem zestawu cech pozwoliło zidentyfikować w zastrzeganym urządzeniu zespół istotnych cech wyróżniających w stosunku do zamierzonego przez zgłaszającego wyniku technicznego, określonych w zastrzeżeniach poniżej.

Zastrzegane rozwiązanie techniczne pozwala na efektywne czyszczenie wiązek rurowych powierzchni grzewczych i blach rurowych kotłów płomienicowych i gazowo-rurowych dzięki racjonalnemu rozdziałowi i dostarczeniu energii fali uderzeniowej przez system falowodów do kształtek udarowych oraz precyzyjnemu kierunkowi złączek prowadnic udarowych do zanieczyszczonych powierzchni grzewczych.

Proponuje się urządzenie do pulsacyjnego czyszczenia powierzchni grzewczych kotłów płomienicowych i gazowo-rurowych, obejmujących komorę spalania obustronnie zamkniętą, z dyszami spalinowymi umieszczonymi wewnątrz komory spalania i rozmieszczonymi wzdłuż jej osi podłużnej, rurami doprowadzającymi paliwo i powietrze, mieszalnik połączony z rurą mieszaniny, którego część zlokalizowana wewnątrz komory spalania jest perforowana w obszarach pomiędzy dyszami wydechowymi, źródłem zapłonu, a także jednostką sterującą połączoną przewodem sterującym ze źródłem zapłonu, natomiast komora gazowa kotła wyposażona jest w prowadzące złączki udarowe komunikujące się z jej objętością, połączone za pomocą falowodów z dyszami wylotowymi i skierowane na zanieczyszczone powierzchnie wewnętrzne rur kotła, wychodzące poprzez płaszcz rurowy do objętości komory gazowej kotła , a jednostka sterująca jest dodatkowo połączona przewodami sterującymi z elektrozaworem na przewodzie doprowadzającym paliwo i z elektrozaworem na przewodzie doprowadzającym powietrze.

Wynalazek zilustrowano na rysunku.

Urządzenie składa się z obustronnie zamkniętej komory spalania 1, z dyszami spalinowymi 2 umieszczonymi wewnątrz komory spalania 1 i rozmieszczonymi wzdłuż jej osi podłużnej, przewodami doprowadzającymi paliwo 3 i powietrzem 4, mieszaczem 5 podłączonym do przewodu mieszanki 6. Część rura mieszanki 6 umieszczona wewnątrz komory spalania 1, perforowana w obszarach pomiędzy dyszami wydechowymi 2. Źródło zapłonu 7 jest podłączone do rury mieszanki 6. Jednostka sterująca 8 jest połączona przewodem sterującym ze źródłem zapłonu 7. Gaz komora kotła 9 wyposażona jest w połączone z jej objętością prowadzące kształtki udarowe 10, połączone falowodami 11 z dyszami wylotowymi 2. Kształtki udarowe 10 skierowane są na zanieczyszczone wewnętrzne powierzchnie rur kotła 12, wychodząc przez sito 13 do objętość komory gazowej kotła 9. Jednostka sterująca 8 jest dodatkowo połączona przewodami sterującymi z elektrozaworem 14 na przewodzie doprowadzającym paliwo 3 i elektrozaworem 15 na przewodzie doprowadzającym powietrze 4.

Urządzenie działa w następujący sposób. Po naciśnięciu przycisku „Start” na jednostce sterującej 8 otwiera się zawór elektromagnetyczny 14 na przewodzie doprowadzającym paliwo 3 i zawór elektromagnetyczny 15 na przewodzie doprowadzającym powietrze 4 do mieszalnika 5. Mieszanka paliwowo-powietrzna przechodzi przez przewód mieszanki 6 z mieszalnika 5 dostaje się do komory spalania 1. Po napełnieniu komory spalania 1 mieszanką paliwowo-powietrzną następuje automatyczne podanie napięcia na okresowo działające źródło zapłonu 7, które powoduje zapalenie mieszanki paliwowo-powietrznej i płomień przedostaje się do komory spalania 1 przez rurę mieszaniny 6, powodując wybuchowe zapalenie znajdującej się w niej mieszaniny. Z komory spalania 1 wybuchowe produkty spalania są wyrzucane przez dysze wylotowe 2 i wytwarzają fale uderzeniowo-akustyczne, które rozprowadzane są wzdłuż falowodów 11 wzdłuż kształtek prowadnic udarowych 10 na komorze gazowej kotła 9 i kierowane do blachy rurowej 13 i -rurowe zanieczyszczone powierzchnie grzewcze kotła 12. W tym przypadku ze względu na racjonalne rozłożenie i dostarczenie energii fal uderzeniowych układu falowodowego do kształtek uderzeniowych 10 oraz precyzyjne skierowanie kształtek rozprowadzających wstrząsy 10 do zanieczyszczonych powierzchni grzewczych 12, zostało to osiągnięte skuteczne czyszczenie arkusz rurowy 13 i wiązkę rur kotła przed zanieczyszczeniem w rurze. Po zakończeniu określonego przez program cyklu czyszczenia z jednostki sterującej 8 wysyłane są polecenia zamknięcia elektrozaworów paliwa 3 i powietrza 4 oraz zatrzymania pracy źródła zapłonu 7.

PRAWO

Urządzenie do pulsacyjnego czyszczenia powierzchni grzewczych kotłów płomienicowych i gazowo-rurowych, składającego się z obustronnie zamkniętej komory spalania z dyszami spalinowymi umieszczonymi wewnątrz komory spalania i rozmieszczonymi wzdłuż jej osi podłużnej, rur doprowadzających paliwo i powietrze, mieszalnika podłączona do rury mieszaniny, której część umieszczona wewnątrz komory spalania jest perforowana w obszarach pomiędzy dyszami wydechowymi a źródłem zapłonu, a także jednostka sterująca połączona przewodem sterującym ze źródłem zapłonu, znamienna tym, że gaz komora kotła wyposażona jest w prowadzące łączniki udarowe komunikujące się z jej objętością, połączone falowodami z dyszami spalinowymi i skierowane na zanieczyszczone powierzchnie wewnętrzne rur kotła, wychodzące poprzez płaszcz rurowy do objętości komory gazowej kotła, natomiast jednostka sterująca połączona jest dodatkowo przewodami sterującymi z elektrozaworem na przewodzie doprowadzającym paliwo i z elektrozaworem na przewodzie doprowadzającym powietrze.

Czyszczenie pulsacyjne polega na oddziaływaniu fali gazów. Urządzeniem do czyszczenia impulsowego jest komora, której wewnętrzna wnęka łączy się z kanałami spalinowymi kotła, w której znajdują się konwekcyjne powierzchnie grzewcze. Do komory spalania okresowo wprowadzana jest mieszanina gazów palnych i utleniacza, która zapala się iskrą elektryczną.  

Czyszczenie pulsacyjne to pulsująca komora spalania, której wewnętrzna wnęka łączy się z wymiennikiem ciepła.  

Czyszczenie pulsacyjne zainstalowane na KU-50 za piecami martenowskimi Zakładu Metalurgicznego w Czelabińsku zapewniło stabilność i długa praca kotły Pulsacyjne czyszczenie chłodnicy gazu konwertorowego OKG-100-ZA, zainstalowanej na jednej z chłodnic Zachodniosyberyjskiego Zakładu Metalurgicznego, znacznie poprawiło wydajność chłodnicy i konwertera w porównaniu do czyszczenia wibracyjnego zastosowanego w dwóch pozostałych chłodnicach.  

Czyszczenie pulsacyjne zapewnia stabilny opór aerodynamiczny i temperaturę spaliny za kotłem. Czyszczenie impulsowe nie ma destrukcyjnego wpływu na elementy konstrukcyjne kotły i okładziny. Po włączeniu czyszczenia impulsowego kocioł pracuje normalnie.  

Czyszczenie pulsacyjne polega na oddziaływaniu fali gazów. Urządzeniem do czyszczenia impulsowego jest komora, której wewnętrzna wnęka łączy się z kanałami spalinowymi kotła, w której znajdują się konwekcyjne powierzchnie grzewcze.  

Skuteczne czyszczenie pulsacyjne powierzchnie wewnętrzne kocioł regeneracyjny, prowadzony o godz różne przedsiębiorstwa metalurgii żelaza i energetyce, zasugerowali możliwość wykorzystania działania fali uderzeniowej do usuwania osadów z powierzchni wewnętrznych jednostek i systemów transportowych różnych linii technologicznych przemysłu chemicznego.  

W 1977 roku w kotle tym wdrożono pulsacyjne systemy oczyszczania o ograniczonej liczbie komór. Ich skuteczność okazała się dość wysoka.  

Czyszczenie śrutowe i pulsacyjne można stosować bez konieczności rekonstrukcji istniejących zamocowań powierzchni grzewczych.  

Badano czyszczenie impulsowe dwóch typów ekonomizerów – gładkiej rurki i membrany.  

Wszystkie systemy czyszczenia impulsowego można podzielić na dwie grupy ze względu na rodzaj stosowanego paliwa: 1) czyszczenie impulsowe gazowe, do którego stosuje się różne typy paliwa gazowe(gaz naturalny, koksowniczy, wodór ciekły i inne gazy); 2) płynne czyszczenie impulsowe, do którego stosuje się benzynę, olej napędowy i rzadziej naftę.  

W systemach czyszczenia pulsacyjnego wykorzystywane są standardowe przyrządy – przepływomierze paliwa i utleniacza, manometry. Przewidziano system standardowych zabezpieczeń zapewniających odcięcie dopływu paliwa w przypadku utraty podciśnienia w kanałach kotła, utraty iskry zapłonowej, odchyleń ciśnienia w przewodach doprowadzających paliwo i kanałach powietrza.  

A. P. Pogrebnyak, kierownik laboratorium,
Doktorat SI. Wojewodin, czołowy badacz,
V.L. Kokorev, główny projektant projektu,
GLIN. Kokorev, wiodący inżynier,
OJSC NPO CKTI, St. Petersburg

W obecnych warunkach gospodarczych, kiedy większość przedsiębiorstw stawia sobie za cel maksymalizację wydajności swoich urządzeń, m.in. i należących do nich kotłowni, w celu obniżenia kosztów produkcji w warunkach stale rosnących cen energii, Specjalna uwaga koncentruje się na nietradycyjnych rozwiązaniach technicznych, które oszczędzają paliwo, zwiększają wydajność i trwałość urządzeń.

Jeden z głównych obszarów oszczędzania różne rodzaje płyn i paliwo stałe(olej opałowy, olej napędowy, węgiel, torf, łupki, odpady drzewne itp.) ma na celu zwiększenie sprawności kotłów parowych i gorącowodnych, jednostek technologicznych spalających tego rodzaju paliwa, poprzez zapobieganie zanieczyszczeniu ich powierzchni grzewczych osadami popiołu .

Wieloletnie doświadczenie w eksploatacji kotłów parowych i wodnych, kotłów na ciepło odzysknicowe i innych jednostek technologicznych wyposażonych w tradycyjne środki czyszczenia powierzchni grzewczych wykazało ich niewystarczającą sprawność i niezawodność, co znacznie zmniejsza efektywność pracy (spadek sprawności o 2-3 %) i wymaga dużych kosztów pracy przy produkcji ręcznego czyszczenia. Ponadto te metody czyszczenia mają wiele innych istotnych wad, a mianowicie:

Nadmuch pary, wraz ze znacznymi kosztami energii i robocizny, sprzyja korozyjnemu i erozyjnemu zużyciu powierzchni grzewczych, zwłaszcza podczas spalania paliw o wysokiej zawartości siarki, co skraca ich żywotność o 1,5-2 razy; obecność wilgoci przyczynia się do twardnienia osadów na rurach w wyniku zasiarczenia, co skutkuje częstymi przestojami kotłów w celu ręcznego czyszczenia;

Czyszczenie śrutem jest złożoną i energochłonną metodą czyszczenia, wymagającą znacznego nakładu pracy podczas jego użytkowania i naprawy używanego sprzętu, a nie zapewnia skutecznego i niezawodnego czyszczenia ze względu na duże straty śrutu, a także utknięcia śrutu w rurze układ urządzenia czyszczącego oraz w powierzchniach grzewczych;

Czyszczenie wibracyjne i czyszczenie udarowe spowodować mechaniczne uszkodzenie czyszczonych powierzchni grzewczych.

Wady te są wolne od systemów czyszczenia pulsacyjnego gazu (GCP) opracowanych w JSC NPO TsKTI na podstawie własnych badań z komorami pulsacyjnymi o małych rozmiarach, które są przeznaczone do oczyszczania osadów z konwekcyjnych powierzchni grzewczych kotłów przemysłowych (DKVR, DE, KV-GM, PTVM, GM, BKZ itp.), a także kotły użytkowe niska moc(od 0,5 MW i więcej). Opracowywane systemy GMO charakteryzują się różnym stopniem automatyzacji, aż do w pełni zautomatyzowanych.

Zasada działania systemu GIO polega na oddziaływaniu na osady powstałe na powierzchniach grzewczych poprzez ukierunkowane fale uderzeniowe i akustyczne powstające w wyniku wybuchowego spalania ograniczonej objętości mieszaniny gazowo-powietrznej (0,01-0,1 m3), prowadzonego w komorze pulsacyjnej znajduje się poza kanałem kominowym kotła. W wyniku wypływu produktów spalania z komory pulsacyjnej z prędkością naddźwiękową, na zewnętrznych osadach, przenoszeniu ciepła i otaczających powierzchniach zachodzi złożony efekt falowy i termogazodynamiczny.

Elementami roboczymi systemu są: gaz ziemny, paliwo lub gaz w butlach (propan) oraz powietrze z własnego wentylatora.

Głównymi elementami konstrukcyjnymi systemu GIO są: komory impulsowe, bloki dysz, kolektory, jednostka procesowa, jednostka zapłonowo-sterująca (ICU), kompleks sterowania systemem (wersja zautomatyzowana).

Komora pulsacyjna (zdjęcie 1) przeznaczona jest do organizacji procesu spalania wybuchowego i jest cylindrycznym pojemnikiem o średnicy 159-325 mm (w zależności od właściwości czyszczonej powierzchni i rodzaju paliwa) oraz wysokości powyżej 1 m. Komora pulsacyjna połączona jest z kanałem kominowym kotła za pomocą bloku dyszowego, którego zadaniem jest wprowadzenie produktów wybuchu mieszaniny gazowo-powietrznej do komina kotła i skierowanie powstającej fali uderzeniowej na powierzchnię grzejną.

Jednostka technologiczna GIO ma wymiary 250x1300 mm (zdjęcie 2) i jest instalowana bezpośrednio przy kotle i realizuje wszystkie funkcje technologiczne zgodnie z algorytmem działania układu czyszczącego. Zespół technologiczny składa się z wentylatora, zespołu przygotowania i rozpalania mieszanki, przewodu gazowego z armaturą oraz manometru.

Zarządzanie elementami blok technologiczny odbywa się za pomocą BZU (zdjęcie 3), który jest podłączony kablem do sieci elektrycznej i posiada złącza do podłączenia do zapalarki, wentylatora i elektrozaworu. BZU ustawia liczbę impulsów i odstęp między nimi.

W zautomatyzowanej wersji GMO kompleks kontrolny składa się z jednostki sterującej i jednej lub więcej jednostek wykonawczych, które pełnią funkcje jednostki sterującej. W tym przypadku system zostaje uruchomiony „z przycisku”, a zatrzymanie i przywrócenie działania wszystkich elementów systemu następuje automatycznie.

Częstotliwość czyszczenia – od kilku razy dziennie dla kotłów opalanych paliwami stałymi (węgiel, łupki, torf itp.), do raz w tygodniu przy pracy na gazu ziemnego. Czas trwania cyklu czyszczenia wynosi 10-15 minut, zużycie gazu (propan) na cykl czyszczenia wynosi 0,5-2,5 kg.

Praca nad GMO nie zapewnia Szkodliwe efekty na personel obsługujący i elementy konstrukcyjne kotła.

Fale uderzeniowe generowane przez komory pulsacyjne rozchodzą się we wszystkich punktach przewodu kominowego kotła, co zapewnia równomierne oczyszczenie powierzchni grzewczych. GMO można stosować do czyszczenia powierzchni grzewczych pracujących w środowisku zarówno gazów obojętnych, jak i agresywnych (SO2, HF itp.).

System GMO jest niezawodny w działaniu oraz łatwy w obsłudze i konserwacji, nie wymaga napraw zapobiegawczych pomiędzy przeglądami kotła. Można go montować nie tylko na kotłach w budowie, ale także na kotłach eksploatowanych. Przestój kotła dla instalacji GMO wynosi 5-10 dni. i zależy od ilości zamontowanych kamer impulsowych.

Zastosowanie GMO, poza oszczędnością energii poprzez poprawę aerodynamiki przewodu gazowego i obniżeniem kosztów poprzez eliminację ręcznego czyszczenia, może znacząco zwiększyć efektywność konwekcyjnych powierzchni grzewczych kotłów (patrz tabela). Sprawność kotłów parowych i gorącowodnych zasilanych paliwami ciekłymi i stałymi wzrasta o 1,5-2% dzięki zastosowaniu GMO, co pozwala na osiągnięcie wartości zbliżonej do projektowej.

Stosowanie GMO w kotłach różne rodzaje zapewnia efekt ekonomiczny, który pozwala odzyskać koszty wdrożenia jedynie poprzez oszczędność paliwa, w okresie od sześciu miesięcy do roku.

Obecnie opracowano i wdraża się także małogabarytowy mobilny system GMO dla małych kotłów komunalnych przedsiębiorstw energetycznych.

[e-mail chroniony]

| pobierz za darmo Doświadczenie we wdrażaniu czyszczenia impulsowego gazu w kotłach technologii energetycznej oraz kotłach dla energetyki przemysłowej i komunalnej, Pogrebnyak A.P., Voevodin S.I., Kokorev V.L., Kokorev A.L. ,