Способ удаления прилипших отложений с нагревательной поверхности теплообменника и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК F28G1/16 

СМ

Изобретение относится к энергетике j а точнее к устройствам для обеспечения высокоэффективной работы котлоагрегатов, удалякшщм отложения г с нагревательной поверхности теплообменника.

Целью изобретения является повьше- ние качества очистки.

На фиг, 1 схематически изображено ю предлагаемое очистное устройство, вид сбоку; на фиг, 2 - вид А на фиг. i; на фиг. 3 - блок насадка трубки .цля введения рабочей среды, продольнгэй разрезу на фиг. 4 - средство, гене- 15 рирующее- импульсы, частичньй продольный разрез , на фиг, 5 - сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг, 6 - сечение В-В на фиг. 5j на фиг, 7 - сечение Г-Г на фиг, 4; на фиг, 8-10 - элемен- 2о ты импульсного механизма в последова- тельные моменты времени. Устройство для удаления прилипших отложений с нагревательной поверхнос- ти теплообменника или подобного ему 25 устройства содержит .раму 1 в виде двутавровой балки с защитным кожухом 2 и установленную на ней с возможностью продольного перемещения и осевого вращения трубку 3 с соплом для вы- Q хода пульсирующей высоконапорной среды, размещенным внутри ствола 5 с каналом 6, подсоединенным к источнику низконапорной среды.

Задний конец трубки 3 для ввода рабочей среды поддерживается с возможностью вращения в каретке 7, установленной на роликах на нижних фланцах двутавровой балки 1, образующей основной несущий элемент, экранированный защитным кожухом 2 с U-образ- ным каналом На каретке устайовлен запитьгоаемый через гибкий силовой кабель 8 двигатель 9 с соответствую- щ:им редуктором (не показан) , обеспечивающий привод, для перемещения каретки и трубки 3 для ввода пульсирующей рабочей среды вдоль двутавровой балки вместе со стволом 5, дальний конец которого выполнен в виде блока насадка 10. Трубку 3 поддерживают 50 внутри ствола 5 радиальные опорные ребра 11J допускающие свободное прохождение потока низконапорной рабочей среды через зазор, образуемый по наружной поверхности стенки трубки 3. 55 Сопло 12 поддерживается в блоке насадка 10 с помоп1ью чашеобразного опорного элемента 13 и принимает

35

40

45

г

5 о 5 Q

0 5

5

0

5

подводимую по стволу 5 рабочую среду, которую выпускает назад с небольшим наклоном (например, под углом 15) через отверстие 14 в блоке насадка 10, Опорный элемент 13 герметично приварен по окружности к кромке, ок- РЗ ающей отверстие 14,

Подводимая через трубку 3 рабочая среда проходит по коленчатому патрубку 15 к соплу 4, также герметично закрепленному в блоке насадка. Патрубок 16 охватьюает сопло 4 и изолирует его от внутренней полости блока насадка 10, На фиг, 3 показано сопло 4, установленное с углом наклона назад, обеспечивающим удар о стенку,

В ствол 5 и сопло 12 жидкость поступает из источника (не показан), подключаемого к соединительному элементу 17, а затем через фильтр 18 она подается в управляющий клапан 19, Из управлягацего клапан а 19 в ,его открытом положении жидкость четзез соответствующий трубопровод 20 и соединительный патрубок 21 подводится к пшангу 22, соединенному с возможностью поворота с задним концом ствола для ввода рабочей среды.

. Отводная труба 23 подсоединена к трубопроводу 20 за клапаном 19 и ведет к импульсному механизму 24, который подает пульсирующий поток рабочей среды через соответствующий выпускной канал 25, второй гибкий пшанг 26 и соответствующий установленный с возможностью вращения соединительный патрубок 27 к заднему концу трубки 3 для ввода пульсирующей рабочей среды.

Открывание и закрывание клапана 19 осуществляется установленным на каретке кулачком 28. При перемещении каретки из отведенного положения (фиг.1) вперед в положение, при котором, насадок вводится в полость котла, кулачок ударяется о рычаг защелки 29 и переводит клапан в положение Открыто, а при перемещении каретки в обратном направлении кулачок ударяется о рычаг защелки с реверсированием его в положение Клапан закрыт.

Выбрасываемая из сопла 12 рабочая среда используется как регулируемый охлаждающий агент для предварительной обработки. Рабочая среда, выбра- сьшаемая из сопла 4, используется для создания ударного действия. Обеспечивающий пульсацию механизм

Изобретение относится к очистке поверхностей теплообменников в области энергетики и обеспечивает повьшение качества очистки. Согласно способу и устройству для очистки котлов и подобных устройств от шлака в рабочем режиме на наружную поверхность горячего шпака вначале направляется поток охлаждающей среды, способствующий образованию мелких трещин за счет сообщения шлаку ломкости и сжатия его, затем, пока сохраняются трещины, поверхность шпака с образованными на ней трещинами подвергается удару высокоскоростной пульсирующей струи таким образом, что вода попадает в трещины, вследствие чего удалению шлака способствует расширяющее усилие воды, испаряющейся в этих трещинах-. Устройство имеет два источника жидкости, метательное средство и импульсный механизм для прерывания потока рабочей среды, подаваемого к одному из метательных средств для создания пульсирующего потока среды. 2 с.п. ф-лы, 10 ил. 4 IN9 С0 СО

ществляет периодическое прерьшание потока вьшускаемой из сопла 4 жидкости таким образом, чтобы создавались четко выраженные импульсы. Взаимное положение сопел 12 и 4 относительно оси и окружности трубки в рабочем режиме обеспечивает следование сопла 4 по той же траектории, по которой проходит сопло 12, вследствие чего ударная струя,выбрасываемая соплом 4, попадает на те же участки поверхности, на которые несколько ра- нее направлялась струя, выбрасываемая из сопла 12. Величина этого интервала и объем жидкости, выходящей из сопла 12, согласованы со скоростью перемещения струи по очищаемой поверхности таким образом, что обеспечивается достаточное охлаждение зашлакованной или загрязненной поверхности поступающей из сопла 12 жидкостью, чтобы в покрьшающем эту поверхность шпаке образовались мелкие трещины, а интервал времени обес- 25 о вариант механизма, обеспечивающего

печивает удаление значительной части поступающей через сопло 12 воды с зоны охлаждения до того, как об нее ударяется пульсирующая струя. Однако этот интервал достаточно короток, чтобы образовавшиеся мелкие трещины не исчезли до момента удара пульсирующей струи по отложениям.

Таким образом, часть жидкости пульсирующей стрзш с более высоким пикоЁьм ударным давлением проникает в трещины, создавая в ходе моментального испарения подповерхностное давление, усиливающее действие кинетической энергии и обеспечивающее удаление шлака или другого загрязняющего поверхность материала. .

Известно, что пиковое ударное давление пульсирующей струи может в /50 раз превьш1ать давление непрерывной струи. Объем вьшускаемой из сопла 12 в непрерьтном режиме и при более низком давлении воды может быть относительно малым, ЧТ0 уменьшает тенденцию отражения водь: от поверхности (как это происходит со значительной частью пульсирующей струи). Поступающая из сопла 12 жидкость в достаточной степени смачивает поверхность , и благодаря большому теплопоглощению

пульсацию жидкости подаваемой к соплу 4. И myльcнь н блок. 24 состоит из вращающегося генератора 30 и -ятуль- сов и двигателя 31. Импульсный блок 2Q устанавливается на дутьевом устройстве и крепится к кожуху 2, как показано, ка фиг, 1.

35

Импульсный блок включает цилиндрический корщ- с 32j закрытый подпкп40

никозыми крьшгками 33 и 34, прк зтон через крьшжу 34 проходит приводной вал 35 для соединения с валом двигателя, в качестве которого может быть использован обычньй асинхронньаз; двигатель, скорость вращения которого составляет примерно 1800 об/мин, В цилиндрической камере 36 корпуса 32 на валу 35 установлен с точной пригонкой и с возможностью вращения ро- тор 37. Канал 38 с прямоугольным

поперечным сечением проходит по дна- .метру ротора 37 около одного его конца (на фиг, 4 он показан слева) и при вращении вала действует в качестве пульсатора или клапана-прерьтате- ля, при этом через каждьд полуоборот

50

ротора противолежащие по диаметрз отверстия 39 и 40 с сечением пряно- угольной формы для входа и выхода

из-за, скрытой теплоты парообразования 5 пульсирующей струи связываются растрескивание может быть вызвано . собой. Поперечное сечение входного воздействием малого количества воды. отверстия имеет несколько большие С другой стороны, пульсирующая струя размеры, чем клапан 38 в роторе Вы1429947

жидкости подается под очень высоким давлением и ее ударное действие повышается за счет пульсации, что опять же позволяет ограничиваться малым объемом воды, которая благодаря кинетической энергии струн и дробяп1,еь{у действию охлаждающего потока, подаваемого соплом 12, обеспечивает высокоэффективное удаление приобретшего .ломкость шлака. Следовательно две такие струи требуют в целом сравнительно малого расхода воды. Хотя общий расход воды и является относительно мальа-, с каждым иьшульсом HS сопла 4 выбрасывается значительная масса, способная создавать относит&пъ-- но сильный удар.

Двигатель 9 каретки является цвигателем изменяемой скорости, которая регулируется для управления скоростью перемещения струи и поддержания ее практически постоянной.

На фиг. А-10 показан npeflno iTHTaTbпульсацию жидкости подаваемой к соплу 4. И myльcнь н блок. 24 состоит из вращающегося генератора 30 и -ятуль- сов и двигателя 31. Импульсный блок устанавливается на дутьевом устройстве и крепится к кожуху 2, как показано, ка фиг, 1.

Импульсный блок включает цилиндрический корщ- с 32j закрытый подпкп

никозыми крьшгками 33 и 34, прк зтон через крьшжу 34 проходит приводной вал 35 для соединения с валом двигателя, в качестве которого может быть спользован обычньй асинхронньаз; двигатель, скорость вращения которого составляет примерно 1800 об/мин, В цилиндрической камере 36 корпуса 32 на валу 35 установлен с точной пригонкой и с возможностью вращения ро- тор 37. Канал 38 с прямоугольным

поперечным сечением проходит по дна- метру ротора 37 около одного его конца (на фиг, 4 он показан слева) и при вращении вала действует в качестве пульсатора или клапана-прерьтате- ля, при этом через каждьд полуоборот

ходное отверстие 40 имеет те же разм ры, что канал 38.

У противоположного конца (фиг.7) ротор имеет два противолежащих по диаметру среза 41 и 42, образующие выступы 43 и 44, которые при вращении совмещаются с входом 45 для тун- тированного потока через каждые полоборота ротора в корпусе 32 и блокируют его, т.е. образзтот перепускной клапан, работающий синхронно с импульсным клапаном. Диаметрально противоположные шунтирующие выходные отверстия 46 и 47 проходят через стенку корпуса 32 под углом 90° к шунтирующему входному отверстию 45. Выходные отверстия 46 и 47 постоянно связаны с входным отверстием 45 через свободные участки 41 и 42, если отверстие 45 не заблокировано одним из выступов 43, 44. На фиг. 8-10 показана взаимная ориентация выступов и канала 38, .обеспечивакщая блокиро- вазсие шунтирующего входного отверстия 45 одним из выступов 43, 44 в моменты, когда канал 38 связывает между собой отверстия 39 и 40. Как отверстие 39, так и отверстие 45 связаны с помощью соответствующих фитингов 48 и 49 с источником жидкости под давлением, которая через бустер ньш насос 50 подается к обоим входам импульсного механизма. К трубе 51 через ручной вентиль 52 может быть подсоединен аккумулятор 53, позволяющий регулировать пиковое давление импульса или силу .удара до любой требуемой степени. Выходные шунтирующие отверстия 46 и 47 показаны соединенными с трубой 23 питания импульсного генератора до насоса с помощью трубы 54, в которой имеется ручной вентиль 55, обеспечивающий ., требуемьш перепад давления.

Следует учесть, что выпуск из шунтирующих отверстий может осуществлятся также и в атмосферу. Из выхода 40 пульсирующий поток жидкости через трубку 25 проходит в соединительный патрубок 56, из которого через ш,панг 26 и соединительный патрубок 27 он подается по трубке 3 для ввода рабочей среды.

Поскольку импульсный механизм способен обеспечивать повышение пиковой силы удара, использование бустер ного насоса не является обязательньтм для всех установок, это зависит от

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

давления в источнике и от степени загрязнения поверхности шлаком.

Поскольку канал 38 и отверстия, 39 и 40 имеют прямоугольную форму, передние и задние поверхности их перпендикулярны направлению вращения ротора, а скорость вращения ротора очень велика, то поток в трубку 3 для ввода рабочей среды и к ее соплу 4 резко начинается и прекращается, благодаря чему импульсы не имеют скоса переднего и заднего фронтов.

Выступы 43 и 44 имеют несколько большую ширину, чем входное отверстие 45 шунтирующего потока, и благодаря этому обходньш путь блокируется несколько раньше, чем открывается выходное отверстие 40 для пульсирующего потока (фиг. 8), вследствие чего создается давление, благодаря которому повьш1ается пиковое давление в начале импульса.

Способ удаления прилипших .отложений с зоны нагрева теплообменника реализуется с помощью описанного устройства следующим образом.

Ствол 5 с трубкой 3 вводят в теплообменник. При этом ствол с трубкой совершают как поступательное, так и вращательное движение, через сопло 12 ствола 5 подают непрерывную среду низкого давления, которая осуществляет растрескивание отложений, а через сопло 4 трубки подают на очищаемую поверхность пульсирующую высокона- порную среду для смыва отложений, при зтом при вращении ствола и трубки среды последовательно перемещаются по очищаемой поверхности, причем пзшьсирующая высоконапорная среда падает на очищаемую поверхность после выпаривания низконапорной среды, но перед спеканием отложений.

Использование изобретения способствует повышению качества очистки нагревательной поверхности теплообменника в процессе его работы. Формула изобретения

1, Способ удаления прилипших отложений с нагревательной поверхности теплообменника, работающего при тем- ператзФе вьш1е температуры кипения воды, заключающийся в подаче на очищаемую поверхность среды для разрушения отложений и пульсирующей среды для смыва отложений, отличающийся тем, что, с целью повьш ения качества очистки, среду для разрушения отложений подают непрерьш- но при низком давлении, а пульсирующую среду подают в виде высоконапорной жидкой среды, при этом среды последовательно перемещают по очищаемой поверхности, причем последующую среду подают на очищаемую поверхность после вьтаривания предьщущей среды, но перед спеканием отложений.

2, Устройство для удаления прилипших отложений с нагревательной поверхности теплообменника, содержащее раму и установленную на ней с возможностью продольного перемещения и осевого вращения трубку с соплом для выхода пульсирующей высоконапорной среды, размещенным внутри ствола с

- ь

U299478

каналом, подсоединенным к источнику среды, средство для периодического прерьшания потока и привод продольного перемещения и осевого вращения

ствола, отличающееся тем, что, с целью повышения качества очистки поверхности, ствол присоединен к источнику подачи низконапорной

среды и содержит по меньшей мере одно дополнительное сопло для выхода низконапорной среды, при этом сопла смещены одно относительно другого как в продольном, так и в угловом на правлении с возможностью обеспечения последовательного перемещентш сначала низконапорной, а затем высоконапорной пульсирующей среды по очищаемой зоне теплообменника.

4

б-в

В В

(Риг. 6

Фиг.8

г-г

fpue.9

Риг. 10