ПНЕВМОИМПУЛЬСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2002 года по МПК F28G1/16 

Пневмоимпульсная установка относится к котельному оборудованию и предназначена для воздушной очистки конвективных поверхностей нагрева от осевших продуктов сгорания топлива.

Известны традиционные устройства для очистки от золовых, сажевых и дымовых отложений на конвективных поверхностях нагрева котельных агрегатов, в том числе комплексная система дробеочистки. Система дробеочистки не обеспечивает необходимой степени очистки поверхностей нагревательных трубопроводов от отложений, так как разбрасыватель дроби не имеет направленного действия, и разбрасываемая дробь падает хаотично вниз, не достигая загрязненных поверхностей труб, особенно средних и нижних нагревательных пакетов, вязнет в отложениях и уносится в дымосос [1].

Известна установка для воздушной очистки внутренних поверхностей котельных агрегатов, содержащая систему для перемещения по очищаемой поверхности подвижного сопла, соединенного с источником сжатого воздуха, пульт управления и приборы визуального контроля очистки. Сама установка и система для перемещения сопла смонтирована на несущем каркасе котла, имеет сложную конструктивную схему и систему управления, неудобную и ненадежную в эксплуатации [2].

В качестве прототипа принята пневмоимпульсная установка для воздушной очистки поверхностей нагрева котельных агрегатов, содержащая накопительный ресивер, устройство для создания пульсации воздуха, подаваемого к очищаемым соплам, источник сжатого воздуха и пульт управления [3]. Недостатком этой установки является слабый динамический напор сжатого воздуха, снижающий эффективность очистки котлоагрегата от отложений из-за большого количества сопел ненаправленного действия, по которым проходит воздух, расположенных в донной части водонагревательного котла и соединенных между собой в единую систему.

Техническая задача - очистка конвективных поверхностей нагрева от рыхлых дымовых, золовых и шлаковых отложений, препятствующих прохождению нагревающих газов между пакетами труб конвективной шахты, методом направленного воздействия на загрязненную поверхность труб конвекторов импульсным потоком сжатого воздуха, накопленным в ресивере и обладающим динамическим напором, способным достигать самые отдаленные поверхности.

Предлагаемая пневмоимпульсная установка для воздушной очистки конвективных поверхностей нагрева котельных агрегатов содержит накопительный ресивер, устройство для создания пульсации воздуха, подаваемого к очищаемым поверхностям, источник сжатого воздуха и пульт управления. Установка может размещаться над конвективной шахтой в традиционном месте расположения системы дробеочистки в существующих котельных агрегатах. Новым является то, что установка дополнительно содержит не менее одного выхлопного сопла направленного действия, общее количество которых в установке зависит от объема очищаемой камеры, а устройство для создания пульсации воздуха, подаваемого из ресивера в сопло, выполнено в виде мембранного клапана. Лучше использовать мембранный клапан, который содержит корпус, разделенный мембраной на две полости, причем одна полость выполнена закрытой и соединена с быстродействующим спускным клапаном и источником сжатого воздуха, а вторая полость, в которой расположена входная часть сопла, соединена с полостью ресивера, причем в обычном состоянии мембрана прилегает к входному отверстию сопла.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид пневмоимпульсной установки, установленной над котлоагрегатом, на фиг.2 - поперечный разрез мембранного клапана.

Конструктивные особенности пневмоимпульсной установки поясняются примером.

Пневмоимпульсная установка для воздушной очистки конвективных поверхностей нагрева котельных агрегатов содержит накопительный ресивер 1, установленные на нем мембранные клапаны 2, компрессор низкого давления 3, пульт управления 4 и выхлопные сопла направленного действия 5. Мембранный клапан 2, входящий в состав пневмоимпульсной установки, состоит из корпуса 6, разделенного мембраной 7 на полость 8, выполненную закрытой и соединенную с быстродейсвующим спускным клапаном 10 и компрессором 3, и полость 9, в которой расположена входная часть сопла 5 и которая соединена с полостью 11 ресивера 1, причем в обычном состоянии мембрана 7 прилегает к входному отверстию сопла 5. Контрольно-измерительные приборы (не показаны) монтируются и испытываются перед пуском котлоагрегата 12.

Работа пневмоимпульсной установки основана на накоплении в ресивере 1 и сбросе через выхлопные сопла 5 сжатого воздуха низкого давления (0,4...0,8 МПа) в конвективную часть котлоагрегата 12. Скорость сброса определяется быстродействием клапанов 10. Включение пневмоимпульсной установки осуществляется периодически в режиме автоматического или ручного управления, в зависимости от того, насколько температура уходящих газов превышает величины, отмеченные в режимных указаниях. Выбор режима управления также зависит от уровня загрязненности конвективных поверхностей нагрева, превышающего допустимые нормы, или от установленной режимными указаниями периодичности. Пуск пневмоимпульсной установки производится поворотом тумблера "Питание" на пульте управления 4. При выставлении режима автоматической очистки по мере наполнения газовоздушной смеси накопительного ресивера 1 и достижения в нем рабочего давления сброс-очистка производится автоматически. При ручном регулировании оператор котла производит очистку попеременным или одновременным сбросом газовоздушной смеси из-под мембранных клапанов 2 путем нажатия кнопок на пульте управления 4. Скорость заполнения накопительного рессивера 1 и периодичность сброса определяется производительностью сети, но не более двух раз в минуту. Работа пневмоимпульсной установки производится при теплопроизводительности котельного агрегата не более 70% от номинальной. Уровень разрежения в топке в момент проведения чистки устанавливается при пусконаладочных работах котлоагрегата и заносится в режимные указания. Величина разрежения в топке при работе установки должна быть не более 10 мм вод.ст. Обслуживающий персонал, производящий очистку поверхностей нагрева, руководствуется режимными указаниями, которые определяют показатели работы котлоагрегата совместно с режимной картой, не допуская изменения их в переделах, больше указанных в инструкции. Отключение пневмоимпульсной установки производится в ручном и автоматическом режиме путем поворота тумблера "Питание" на пульте управления 4.

Установка работает следующим образом. Воздух подается одновременно в накопительный ресивер 1 и в полость 8 мембранного клапана 2 пневмоимпульсной установки, т. о. давление в полостях 8 и 9 одинаково и мембрана 7 прижата к входному отверстию сопла 5, герметично перекрывая проход, не позволяя воздуху, накапливаемому в ресивере 1, перетекать под мембрану 7. При достижении заданного давления, например 0,6 МПа, срабатывает быстродействующий клапан 10, и воздух из полости 8 мембранного клапана 2 быстро выходит в атмосферу. Давление в полости 8 резко падает до уровня атмосферного, и мембрана 7 отходит от входного отверстия сопла 5, открывая проход для сжатого воздуха, накопленного в ресивере 1, и позволяет ему с большим динамическим напором проходить по выхлопному соплу 5, воздействуя на загрязненные поверхности нагрева конвективных пакетов, в том числе и самые дальние, расположенные в нижней части котлоагрегата 12. Эффект очистки пропорционален объему камер и развиваемому в них давлению, которое для конкретной конструкции импульсной установки зависит от концентрации и единичного объема газовоздушной смеси и скорости потока.

Источники информации
1. Кузнецов Н.В. и др. Очистка поверхностей нагрева котельных агрегатов. М.-Л.: Энергия, 1966, с. 74.

2. Публикация Японии 02264091 А, 1990.

3. Патент США 4604050, 1986.

Изобретение относится к котельному оборудованию и предназначено для воздушной очистки поверхностей нагрева от осевших продуктов сгорания топлива. Пневмоимпульсная установка содержит накопительный ресивер, устройство для создания пульсации воздуха, подаваемого к очищаемым поверхностям, источник сжатого воздуха и пульт управления и имеет не менее одного выхлопного сопла направленного действия, а устройство для создания пульсации воздуха, подаваемого из ресивера в сопло, выполнено в виде мембранного клапана. При этом устройство предназначено для работы при теплопроизводительности котельного агрегата не более 70% от номинальной при заданном разрежении в топке, а выхлопное сопло выполнено с возможностью сброса сжатого воздуха давлением 0,4-0,8 МПа с периодичностью не более 2 раз в минуту. При таком выполнении и заданных параметрах достигается эффективная очистка даже самых отдельных поверхностей. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Пневмоимпульсная установка для воздушной очистки конвективных поверхностей нагрева котельных агрегатов, содержащая накопительный ресивер, устройство для создания пульсации воздуха, подаваемого к очищаемым поверхностям, источник сжатого воздуха и не менее одного выхлопного сопла направленного действия, причем устройство для создания пульсации воздуха выполнено в виде мембранного клапана, отличающаяся тем, что предназначена для воздушной очистки конвективных поверхностей нагрева котельного агрегата при его теплопроизводительности не более 70% от номинальной при величине разрежения в топке не более 10 мм вод. ст. , причем дополнительно содержит пульт управления, обеспечивающий автоматический или ручной режим работы установки, а выхлопные сопла выполнены с возможностью сброса сжатого воздуха давлением 0,4-0,8 МПа с периодичностью не более 2 раз в минуту. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что накопительный ресивер смонтирован над котельным агрегатом. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что мембранный клапан содержит корпус, разделенный мембраной на две полости, причем одна полость выполнена закрытой и соединена с быстродействующим спускным клапаном и источником сжатого воздуха, а вторая полость, в которой расположена входная часть сопла, соединена с полостью ресивера, причем в обычном состоянии мембрана прилегает к входному отверстию сопла. 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что пульт управления выполнен с возможностью периодического включения пневмоимпульсной установки в режиме автоматического или ручного управления в зависимости от температуры уходящих газов.