Установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева

 

Использование: в установках для очистки поверхностей нагрева от наружных отложений и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии, химической и других отраслях промышленности, где существует проблема очистки теплообменных поверхностей. Сущность изобретения: установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева снабжена устройством автоматического управления, датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, размещенными на трубопроводах за смесителями, причем датчики температуры установлены также за поверхностями нагрева, при этом блок автоматического управления соединен электрическими цепями с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, с периодически действующими запальниками и запорно-регулирующими клапанами (например, электромагнитными клапанами), обеспечивающими автоматический режим их работы. 1 ил.

Изобретение относится к установкам для очистки поверхностей нагрева от наружных отложений и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии, химической и других отраслях промышленности, где существует проблема очистки теплообменных поверхностей.

Известны устройства для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева (Цыганков С. А. Погребняк А.П. и др. Разработка и освоение газоимпульсной очистки поверхностей нагрева системы НПО ЦКТИ. Труды ЦКТИ, 1986, вып. 229, с. 46-52), содержащая взрывную камеру, смеситель, источник воспламенения, блок зажигания и управления, смесепровод.

Работа установки осуществляется следующим образом.

В смесителе установки подается газ, туда же вводится воздух в требуемом состоянии. Газовоздушная смесь через смесепровод поступает в взрывную камеру. После заполнения взрывной камеры блоком зажигания и управления (БЗУ) подается электрический импульс на источник воспламенения. Пламя, проходя по смесепроводу, который играет роль пламепровода, самовозгорается до перехода в область детонационного горения и вызывает взрыв в газовоздушной смеси во взрывной камере. Ударная волна, поступает из взрывной камеры в газоход котла, сбивает отложение с поверхностей нагрева. Количество взрывных импульсов и их периодичность задают с помощью БЗУ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева (патент Российской Федерации Ru N 2017057 с. 1, F 28 1/16, 7/00, 1994), содержащая распределительный коллектор, импульсные камеры с периодически действующими запальниками, соединенные с распределительным коллектором посредством трубопроводов с запорно-регулирующими клапанами, смеситель с патрубками для подачи газа и воздуха, имеющими запорно-регулирующие клапаны, дополнительные смесители, установленные после запорно-регулирующего клапана на каждом соединительном трубопроводе, при этом каждый смеситель соединен посредством дополнительного трубопровода, имеющего запорно-регулирующий клапан с патрубком подачи газа, а патрубок подачи воздуха соединен с распределительным коллектором.

Установка работает следующим образом.

По трубопроводу подачи смеси в каждую камеру сгорания подается топливно-воздушная смесь, которая периодически с определенной частотой воспламеняется запальником. Сгорая, порция смеси создает в камере давление, которым продукты сгорания через выхлопное сопло выбрасываются на очищаемые поверхности.

Существенными недостатками приведеных выше установок для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева является необеспеченность автоматического включения и выключения ГИО при изменении температуры отходящих дымовых газов за очищаемыми поверхностями нагрева выше или ниже оптимально-заданных значений; отсутствие контроля взрывных импульсов и температуры газовоздушной смеси за смесителями снижают эффективность работы газоимпульсных камер и надежность эксплуатации запорно-регулирующих клапанов при возникновении стационарного горения газовоздушной смеси в импульсных камерах.

Задачей изобретения является создание установки для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева, в которой отсутствуют приведенные выше недостатки, а также обеспечивается автоматический режим ее работы.

Поставленная задача достигается тем, что установка газоимпульсной очистки поверхностей нагрева, содержащая распределительный коллектор, импульсные камеры с периодически действующими запальниками, соединенные с распределительным коллектором посредством трубопроводов с запорно-регулирующими клапанами, смесители с патрубками подачи газа и воздуха, имеющими запорно-регулирующие клапана, дополнительные смесители, соединенные посредством дополнительных трубопроводов, имеющих запорно-регулирующие клапана с патрубками подачи газа, а патрубок подачи воздуха соединен с распределительным коллектором, снабжена устройством автоматического управления, датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, размещенными на трубопроводах за смесителями, причем датчики температуры установлены также за поверхностями нагрева, при этом блок автоматического управления соединен электрическими цепями с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, с периодически действующими запальниками и запорно-регулирующими клапанами (например, электромагнитными клапанами), обеспечивающими автоматический режим их работы.

Сопоставительный анализ изобретения и прототипа позволяет сделать вывод, что новым является то, что установка снабжена устройством автоматического управления, датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, размещенными на трубопроводах за смесителями, причем датчики температуры установлены также за поверхностями нагрева, при этом устройство автоматического управления соединено электрическими цепями с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, с периодически действующими запальниками и запорно-регулирующими клапанами (например, электромагнитными клапанами, обеспечивающие автоматический режим их работы). Это обеспечивает изобретению соответствие критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволяет сделать вывод о соответствии критерию изобретения "изобретательский уровень".

На чертеже представлена схема установки для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева.

Установка состоит из импульсных камер 1 сгорания с запальниками 2, соединенные трубопроводами 3 подачи смеси от смесителей 4. Каждый смеситель 4 дополнительным трубопроводом 5 соединен с патрубком 6 для подачи газа и с распределительным коллектором 7, подключенным к патрубку 8 для подачи воздуха. На трубопроводе 6 для подачи газа установлен запорно-регулирующий клапан 9 (например, электромагнитный клапан), а на трубопроводе 5 подачи газа- запорно-регулирующие клапаны 10. На патрубке 8 для подачи воздуха установлен запорно-регулирующий клапан 11 (электромагнитный клапан), а на трубопроводах 12 подачи воздуха и смесителем 4 установлены запорно-регулирующие клапана 13 (электромагнитные клапаны). Выходные сопла 14 импульсных камер 1 направлены на очищаемые поверхности 15 нагрева. Установка снабжена устройством автоматического управления 16, датчиками 17 контроля взрывных импульсов и датчиками температуры, размещенными на трубопроводах 3 за смесителем 4, причем датчики 18 температуры установлены также за очищаемыми поверхностями 15 нагрева. Устройство автоматического управления 16 соединено электрическими цепями 19 с датчиками 17 контроля взрывных импульсов и датчиками 18 температуры, с периодически действующими запальниками 2 и запорно-регулирующими клапанами 9, 10, 11 и 13.

Устройство работает следующим образом.

При повышении температуры отходящих дымовых газов за поверхностями 15 нагрева выше заданной от датчиков 17 температуры по электрическим цепям 19 поступает сигнал в устройство автоматического управления 16, из которого согласно заданному алгоритму работы по электрическим цепям 19 поступают сигналы на включение запорно-регулирующих клапанов 9, 10, 11 и 13 (электромагнитных клапанов) установленных на газо-воздухопроводах 5, 6, 8 и распределительном коллекторе 7. Из смесителей 4 по трубопроводу 3 в импульсные камеры 1 подается газовоздушная смесь, которая периодически с определенной частотой воспламеняется от запальника 2, соединенного также электрическими цепями 19 с устройством автоматического управления 16. Сгорая, порция смеси создает в импульсной камере 1 детанационный процесс, способствующий повышению давления продуктов сгорания, которые через выхлопное сопло 14 выбрасывается на очищаемые поверхности 15 нагрева. Циклы сжигания газовоздушной смеси в импульсной камере 1 происходят до тех пор, пока температура отходящих дымовых газов за очищаемыми поверхностями 15 нагрева не достигает оптимально-заданной. При этом от датчиков 18 температуры отходящих газов по электрическим цепям 19 поступает сигнал на устройство автоматического управления 16 и происходит отключение запорно-регулирующих клапанов 9, 10, 11 и 13 и периодически действующих запальников 2, причем обеспечивается автоматический режим их работы.

Использование предлагаемой установки для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева по сравнению с прототипом позволяет полностью автоматизировать процесс работы газоимпульсной очистки за счет снабжения ее устройством автоматического управления, соединенного электрическими цепями с датчиками температуры, с периодически действующим запальником и запорно-регулирующими клапанами (электромагнитными клапанами), установленными на газовоздухопроводах, что приводит к значительному сокращению численности обслуживающего персонала и затрат на собственные нужды.

Применение устройства автоматического управления позволяет использовать быстродействующие электромагнитные клапана (в качестве запорно0регулирующих клапанов), которые обеспечивают поддержание оптимального соотношения взрывной газо-воздушной смеси в импульсной камере, при котором достигается максимальная мощность генерируемых в импульсной камере волн продуктов сгорания, выбрасываемых на очищаемые поверхности, что повышает в целом эффективность работы установки.

Размещение датчиков давления, установленных на трубопроводах за смесителем, позволяет контролировать работу импульсных камер в оптимальном режиме и исключить возможность их работы в режиме стационарного горения.

Размещение датчиков температуры, установленных на трубопроводах за смесителями, позволяет обеспечить надежную работу запорно-регулирующих клапанов (электромагнитных клапанов) при повышении температуры газовоздушной смеси выше допустимых значений, что в значительной степени повышает эксплуатацию и надежность работы установки.

Формула изобретения

Установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева, содержащая распределительный коллектор, импульсные камеры с периодически действующими запальниками, соединенные с распределительным коллектором посредством трубопроводов с запорно-регулирующими клапанами, смесители с патрубками подачи газа и воздуха, имеющими запорно-регулирующие клапаны, соединенные посредством дополнительных трубопроводов, имеющих запорно-регулирующие клапаны, с патрубками подачи газа, а патрубки подачи воздуха соединены с распределительным коллектором, отличающаяся тем, что она снабжена устройством автоматического управления, датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, размещенными на трубопроводах за смесителями, причем датчики температуры установлены также за поверхностями нагрева, при этом устройство автоматического управления соединено электрическими цепями с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, с периодически действующими запальниками и запорно-регулирующими клапанами, например электромагнитными клапанами, обеспечивающими автоматический режим их работы.

РИСУНКИ

Рисунок 1