Способ очистки поверхностей нагрева и установка для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК F23C11/04 

Изобретение относится к технике очистки .поверхностей нагрева теплообменного оборудования от рыхлых сыпучих отложений и может быть использовано в теплоэнергетике различных отраслей промышленности.

. Цель изобретения - повышение эффективности очистки при разрежении в зоне поверхностей нагрева более 500 Па.

На фиг. 1 схематично изображена компоновка установки, реализующей предложенный способ газоимпульсной очистки поверхностей нагрева; фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 камеры аэродинамического торможения, ; .: . ...-; . . / .--../. .

Установка содержит патрубки 1 и 2 соответственно ДЛ я подачи топлива и окислителя, подключенные к камере сгорания 3, сообщённой трубой 4 с соплом 5 и снабженной запальником 6 и глушителем 7. Между камерой сгорания 3 и соплом 5, вокруг трубы 4 дополнительно установлен кожух 8, подключенный к источнику окислителя через

трубопровод 9, а в стенке трубы 4 внутри кожуха 8 выполнены наклонные под углом 30-90° к оси отверстия 10.

Подача сжатого окислителя в кожух приводит к созданию воздушной завесы, обеспечивающей резкое снижение скорости движения газовоздушной смеси через камеру сгорания 3, что позволяет получить повышенную концентрацию газовоздушной смеси и, соответственно, мощность ударной волны, выходящей из сопла 5.

Сопло 5 выполнено щелевого типа и служит для направления концентрированной ударной волны на очищаемую поверхность.

Установка, реализующая предложенный способ газоимпульсной очистки, работает следующим образом.

Топливо и сжатый окислитель подают в патрубки 1 и 2, после перемешивания смесь поступает в камеру сгорания. При полном заполнении газовоздушной смесью трубопровода и камеры сгорания осуществляют поджиг смеси с помощью запальника 6. С

со

с

00

о ю ю XI

помощью энергии расширяющихся газов в камере сгорания 3 формируется ударная волна. Энергию взрыва и кинетическую энергию продуктов сгорания направляют через щелевое сопло 5 в зону рыхлых отло- жений, разрушая и удаляя их с поверхностей нагрева. Эффект повышения степени очистки достигается за счет взаимодействия ударных волн в камере сгорания 3. При

соударении волн сжатия в-камере сгорания

образуется скачок давления, в несколько раз превышающий давление в первоначальной волне.

Так как при взрыве газовоздушной смеси ударная волна распространяется во всех направлениях, поэтому обратную волну в установке гасят в глушителе 7.

После взрыва и выброса продуктов сгорания на очищаемые поверхности процесс повторяется. При большом разреше- НИ1/1 в зоне очищаемых поверхностей процесс заполнения установки и перемещения продуктов сгорания принципиально меняется. Это связано с тем, что в процессе заполнения трубопроводов и ка- меры сгорания газовоздушной смесью, последняя с большой скоростью перемещается по установке, что приводит к снижению концентраций газовоздушной смеси и при поджиге, вследствие больше- го разрежения в трубопроводе 4, скорость распространения пламени снижается, что приводит к срыву процесса горения и падению мощности взрывной волны.

В процессе работы установки, когда она заполняется газовоздушной смесью, осуществляют аэродинамическое торможение движущейся по трубопроводу 4 указанной смеси путем ввода струй окислителя через отверстия 10 трубы 4. Ввод струй окислите- ля обеспечивает торможения и повышает концентрацию газовоздушной смеси, что усиливает мощность взрывной ударной волны. Эффект аэродинамического торможения повышается за счет того, что струи окислителя вводятся под углом к потоку газовоздушной смеси. При этом ввод струй окислителя осуществляют таким образом, чтобы граница выравнивания давления газовоздушной смеси в трубопроводе 4 и вво- димых струй окислителя находилась в пределах размещения кожуха 8 или размещалась бы перед указанным кожухом. Размещение же границы выравнивания давления за кожухом нецелесообразно. Это связано с тем, что струи окислителя необходимо направлять под углом по направлению движения газовоздушной смеси, что снизило бы эффект торможения, а следовательно, и концентрацию.

0

5

0 5 0

5 0 5 0 5

Оптимальный угол наклона отверстий 10, выполненный на трубе 4, составляет 30- 90°.

Угол 30° определяется технологией выполнения наклонных каналов, а также направлением действия струи окислителя. Так как при угле меньше 30° струя окислителя будет выдувать газовоздушную смесь из камеры сгорания, что снизит мощность взрывной волны. При угле наклона каналов больше 90°, например 100-120° будет наблюдаться эффект инжектирования газовоздушной смеси из установки, что усугубляет известный недостаток.

Опытную проверку предложенного способа газоимпульсной очистки наружных поверхностей нагрева от рыхлых отложений осуществляли на котлах-утилизаторах ПО Фосфаты.

Внедрение предложенного технического решения исключает отмеченные недостатки и обеспечивает положительный эффект;

- стабилизирует процесс образования мощной взрывной волны;

- повышает качество очистки поверхностей нагрева в зоне повышенного разрежения.

Таким образом, в предложенном техническом решении положительный эффект достигается за счет осуществления аэродинамического торможения движущейся газовоздушной смеси путем ввода струй сжатого воздуха, причем последние подают под углом к потоку газовоздушной смеси. Это обеспечивает повышение концентрации газовоздушной смеси при уменьшении скорости ее движения в смесепроводе.

Формула изобретения

1. Способ очистки поверхностей нагрева от рыхлых отложений путем смешения топлива и окислителя, заполнения камеры сгорания, воспламенения смеси и выброса продуктов сгорания из сопла в виде взрывной волны на поверхности нагрева, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки при разрежении в зоне поверхностей нагрева более 500 Па, во время заполнения камеры сгорания смесью перед соплом подают струи сжатого окислителя под углом к направлению движения смеси.

2. Установка для очистки поверхностей нагрева, содержащая патрубки подачи топлива и окислителя, подключенные к камере сгорания, сообщенной трубой с соплом и снабженной запальником, а также глушитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки, между камерой сгорания и соплом вокруг трубы дополнительно установлен кожух, подключенный к источнику сжатого окислителя, а в стенке трубы внутри кож.уха выполнены наклонные под углом 30-90° к оси. отверстия.

Использование: в теплоэнергетике различных отраслей промышленности для очистки поверхностей нагрева. Сущность изобретения: при заполнении камеры сгорания топливовоздушной смесью перед соплом подают струи сжатого окислителя под углом к направлению движения смеси. Эти струи поступают в кожух, установленный между камерой сгорания и соплом. 2 с. п, ф-лы, 2-ил.

А-А

3(A$o°