УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА КОТЛОВ Российский патент 1999 года по МПК F28G3/16 F22B37/48 

Изобретение относится к технике очистки поверхностей нагрева котлов от золовых и шлаковых отложений.

Известны устройства для очистки топочных экранов струей воды, содержащие сопловой аппарат с механизмом перемещения и вращения (А.с. N 468079, кл. F 28 C 1/6, 1972, А.с. N 43110, кл. F 28 С 3/16, 1934 г.).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для очистки поверхностей нагрева, содержащее сопловую насадку, с механизмом вращения и соплом, расположенным под углом меньше 90^o к оси вращения сопловой насадки.

При этом сопловая насадка и механизм ее перемещения установлены на каретке, перемещающейся в направляющих, выполненных в корпусе, а сопло снабжено установленным в ней вихрегасителем (а.с. 826198, кл. F 28 С 3/16, опуб. 1981 г.).

Недостаток данного устройства, при многих положительных качествах, заключается в невысокой дальнобойности водяной струи вследствие потери компактности и распыла из-за турбулизации потока как перед соплом, так и при прохождении сопла, делающих невозможным применение водяной обдувки данной схемы в котлах большой мощности и больших габаритов и снижающей ее эффективность при обдувке котлов средней мощности.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности обдувки и распространение данной схемы обдувочного устройства на котлы большой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для очистки поверхностей нагрева котлов, содержащее установленный в корпусе держатель с механизмом его вращения и блок сопловой насадки, посаженный на держатель с движением водяной струи по очищаемой поверхности по спирали и снабженный многоканальным стабилизатором, содержит дополнительный стабилизатор, который размещен в блоке сопловой насадки, перед многоканальным стабилизатором и выполнен в виде пластинчатого фильтра.

Кроме того, профиль сопла в описываемом устройстве рассчитывается по формуле

обеспечивающей получение постоянной радиальной составляющей скорости вдоль образующей сопла на всей его длине,
где X, Y - текущие координаты; R₀ - радиус сопла на входе; r₀ - радиус сопла на выходе; L - длина сопла.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - блок сопловой насадки, общий вид, на фиг.3 - стабилизатор водяного потока, сечение I-I.

Устройство для очистки поверхностей нагрева котлов содержит установленный в корпусе 1 держатель 2 с механизмом 3 его вращения и блок 4 сопловой насадки, посаженный на держатель 2 и снабженный многоканальным стабилизатором 5 и дополнительным стабилизатором 6, размещенным перед многоканальным и выполненным в виде пластинчатого фильтра.

В корпусе 1 имеется кольцевая направляющая канавка 7, по которой каретка с редуктором 8 и механизмом привода катится на роликах 9 с помощью шестерни 10 и зубчатой рейки 11. Вода к блоку сопловой насадки подается по трубопроводу 12 через держатель 2.

Блок сопловой насадки состоит из сопла специального профиля 13, обеспечивающего минимальные радиальные скорости при движении потока жидкости вдоль сопла, дополнительного щелевого стабилизатора 6 водяного потока первой ступени, совмещающего в себе и окончательную фильтрацию воды перед многоканальным стабилизатором, и многоканального стабилизатора 5 водяной струи второй ступени, защитной втулки 14, предохраняющей выходную часть сопла от повреждения.

Геометрия набивки 15 многоканального стабилизатора 5 и ее длина выбраны из условий получения на входе потока воды в сопло, имеющим критерий Рейнольдса Re не более 5000. Набивка 15 выполнена из гофрированного листового материала толщиной 0,1-0,2 мм.

Для получения компактной струи с целью повышения ее дальнобойности стабилизация потока перед соплом осуществляется в два этапа: в предварительном щелевом стабилизаторе, который выравнивает поток по сечению корпуса 1 многоканального стабилизатора и одновременно служащего фильтром тонкой очистки перед ним. Необходимость тонкой очистки воды перед набивкой многоканального стабилизатора вызвана тем, что закупорка даже 1-2 каналов вызывает появление вихревых зон за многоканальным стабилизатором и разрыв струи образовавшимися вихревыми потоками при движении ее через топку.

При работе устройства в блок сопловой насадки 4 подают по трубопроводу 12 воду, струя которой проходит через разводку в экранных трубах (точка O фиг. 1) и достигает противоположной стенки топочной камеры. Одновременно осуществляется вращение держателя 2 блока сопловой насадки механизмом вращения 3 и поворот каретки 8 на роликах 9 посредством шестерни 10 и зубчатой рейки 11 вокруг точки O. Таким образом, струя, истекающая из сопла, описывает на противоположной стенке спираль.

Изобретение относится к технике очистки топочных поверхностей нагрева котлов от золовых и шлаковых отложений и может быть использовано в энергетической отрасли промышленности и других отраслях, сжигающих различные виды горючих материалов в камерных топках. Устройство предназначено для водной обдувки экранных поверхностей нагрева водяной струей через топочную камеру. Получение в устройстве дальнобойной (до 25 м) и компактной водяной струи достигается за счет использования сопла специального профиля и стабилизации потока воды перед ним посредством двухступенчатого стабилизатора. Такое выполнение позволяет удалять отложения с поверхностей нагрева топок котлов большой мощности. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для очистки поверхностей нагрева котлов, содержащее установленный в корпусе держатель с механизмом его вращения и блок сопловой насадки, посаженный на держатель с движением водяной струи по очищаемой поверхности по спирали и снабженный многоканальным стабилизатором, отличающееся тем, что блок сопловой насадки снабжен дополнительным стабилизатором, размещенным перед многоканальным и выполненным в виде пластинчатого фильтра. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что профиль сопла рассчитан по формуле

обеспечивающей получение постоянной радиальной составляющей скорости вдоль образующей сопла по всей его длине,
где X, Y - текущие координаты;
R_о - радиус сопла на входе;
r_о - радиус сопла на выходе;
L - длина сопла.