Паровой котел Советский патент 1984 года по МПК F28G7/00 F23J3/02 

Изобретение относится к котельной технике, в частности к устройствам для очистки поверхностей нагрева котельного агрегата от золовых отложений. Известно устройство для очистки поверхностей нагрева котлов с помощью ударнь х волн, генерируемых при взрыве топливовоздушной смеси. Устройство содержит импульсную камеру, связанную смесепроводом с регулирующим клапаном, управляемым сервомотором, свечу зажигания с регулируемым источником напряжения и дат.чик степени загрязнения поверхностей нагрева: соединенный через управляющий блок с сервомотором. В данном устройстве, с целью обеспечения возможности автоматического регулирования пуска и режима работы, последовательно со свечой зажигания включен резистор, параллельно свече зажигания - конденсатор, а сервомотор соединен с источником напряжения. Таким образом, образуется дополнительная обратная связь, согласующая подачу топлива в импульсную камеру со степенью загрязнения поверхностей нагрева. При достижении определенной степени загрязнения поверхностей нагрева происходит автоматическое срабатывание командного блока, в результате чего происходит заполнение импульсной камеры горючей смесью и поджигание этой смеси. При взрыве горючей смеси происходит генерация ударной волны. Сформировавшаяся ударная волна расширяется сначала в межпакетном пространстве и затем охватывает поверхности нагрева, очищая их 1. Недостатком этого устройства является низкая эффективность при очистке поверхностей нагрева в газоходах, где поверхности нагрева расположены близко к его стенкам и плотно заполняют весь объем газохода,, т. е. там, где отсутствуют условия для формирования и распространения ударной волны по всему объему газохода. Цель изобретения - повышение качества очистки поверхностей нагрева, расположенных близко к стенкам газохода котла, преимущественно цельносварных ширм. Указанная цель достигается тем, что в паровом котле, содержащем газоход с конвективными пакетами и средство для их очистки, имеющее импульсную камеру с источником зажигания и связанный с ней трубопровод.для подачи топливовоздущной смеси, имеется дополнительная камера, расположенная соосно импульсной камере и подсоединенная одним концом к газоходу, а другим к импульсной камере, при этом длина дополнительной камеры равна 5- 10 калибрам импульсной камеры, а площадь сечения равна той площади очищаемой поверхности, которая расположена перпендикулярно оси дополнительной камеры. Длина дополнительной камеры выбирается из следующих соображений. Известно, что на расстоянии 2-3 калибров импульсной камеры от ее выхлопного конца формируется сферическая ударная волна 2. Уменьшение интенсивности ударной волны согласно формуде Садовского на больщих расстояниях происходит почти обратно пропорционально радиусу сферы. Если отвести конец импульсной камеры на расстояние в 2-3 ее калибра от конвективного пакета, то ударная волна, едва сформировавшись, столкнется с ним и дальше распространяться уже не. будет, если конвективный пакет близко расположен к стенкам газохода и плотно заполняет объем газохода Поэтому выхлопной конец импульсной камеры нужно удалить как минимум на 5 калибров от поверхностей нагрева, чтобы ударная волна,, достигая их, имела достаточно большую поверхность своего фронта. Верхний предел длины дополнительной ка.меры определяется из условия затухания ударной волны на расстоянии 10 калибров от конца импульсной камеры интенсивность ударной волны может уменьшиться на порядок. Увеличивать длину дополнительной камеры свыше 10 калибров нецелесообразно, так как при этом на эффективности очистки начнет отрицательно сказываться затухание ударной волны. Выбор размера поперечного сечения дополнительной камеры основывается на характере распространения ударных волн. Если размер поперечного сечения дополнительной камеры меньше размера пакета очищаемых труб, то ударная волна, .выйдя из присоединенного объема, распространяется в двух направлениях. В каналах, образованных поверхностями нагрева, расположенным против дополнительной камеры. Сюда входит фронт ударной волны под большим, близким к 90°, углом к поверхностям нагрева. Поэтому ударная волна здесь может эффективно очищать твердые поБе))хности от скопившихся на них частиц отложений. В зазоре между стенкой азохода и остальной частью конвективного пакета. При это.м обтекание ударной волной этих труб должно привести к отрыву потока от поверхности труб. Пересечения ударной волны с твердой поверхностью не происходит, следовательно, очистка не осуществляется. Таким образом, площадь сечения дополнительной камеры не должна быть меньше площади очищаемого пакета, за исключением того случая, когда отложения покрывают лишь какую-то часть трубного пакета. В этом случае площадь сечения дополнительной камеры может быть меньше площади конвективного пакета, но должна быть равна площади загрязненного (очищаемого) участка.

Площадь сечения дополнительной камеры может превышать площадь очищаемой поверхности, но это нецелесообразно, так как изготовление и установка больпюй дополнительной камеры представляют собой трудоемкий процесс.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Паровой котел содержит газоход 1 с конвективными пакетами 2, импульсную камеру 3 и дополнительную камеру 4. Свеча зажигания 5, соединенная с источником напряжения 6, установлена на смесепроводе 7, служащем для подачи готовой топливовоздущной смеси в импульсную камеру 3.

Устройство работает следующим образом.

В импульсную камеру 3 по смесепроводу 7 поступает топливовоздущная смесь и заполняет-ее объем. После заполнения импульсной камеры 3 смесью источник напряжения 6 подает сигнал на свечу зажигания 5. Смесь воспламеняется, и пламя по смесепроводу 7 поступает в импульсную камеру 3. В импульсной камере 3 происходит взрыв топливовоздущной смеси, и при этом у выхлопного конца в дополнительной камере 4 формируется сферическая ударная волна с центром на расстоянии 2-3 калибров от конца импульсной камеры. Сферическая волна расширяется в дополнительной камере 4 и затем достигает поверхностей нагрева, предназначенных для очистки. Взаимодействуя с отложениями на поверхностях нагрева, ударная волна разрушает их и производит очистку. Затем описанный процесс повторяется.

Преимуществом предлагаемого устройства является возможность очистки поверхностей нагрева, расположенных вблизи стенок газохода, очистка которых другими способами невозможна или затруднительна. Преимущество это достигается за счет дополнительной камеры, которая создает условия для того, чтобы поверхностей нагрева достигала уже сформировавшаяся ударная волна, способная производить очищающий эффект.

Преимущества предлагаемого устройства особенно проявляются при очистке цельносварных щирм, образующих в газоходе ряд каналов. Преимущество заключается в том, что при использовании предлагаемого устройства ударная волна попадает в группу каналов и очищает группу ширм, а при использовании прототипа ударная волна может попасть только в один канал и очистить только 2 соседние щирмы.

Как показали стендовые испытания, в этом случае площадь очистки увеличивается в 5-б раз по сравнению с прототипом.

ПАРОВОЙ КОТЕЛ, содержащий газоход по меньшей мере с одним конвективным пакетом и средство для очистки пакета, имеющее и.мпульсную камеру с источником зажигания и связанный с ней трубопровод для подачи топливовоздущной смеси, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества очистки, он имеет дополнительную камеру, расположенную соосно импульсной камере и подсоединенную одним концом к газоходу, а другим к импульсной камере, при этом длина дополнительной камеры равна 5-10 калибрам импульсной камеры, а площадь сечения равна площади той поверхности конвективного пакета, которая расположена перпендикулярно оси дополнительной камеры. 05 vj СО 4