Устройство для очистки наружных поверхностей трубчатых ширмовых теплообменников Советский патент 1978 года по МПК F28G7/00 

Изобретение относится к устройствам для наружной очистки змеевиковых поверхностей нагрева, преимущественно в котельных агрегатах.

Известно устройство для очистки наружных поверхностей трубчатых теплообменников, содержащее поршневой генератор колебаний, корпус которого соединен с вибропередающей щтангой, связанной с трубками теплообменника 1. В данном устройстве поршень генератора колебаний, совершая возвратно-поступательное двнжение, производит удары по днищу корпуса. Колебания передаются штанге, а от нее к поверхностям трубчатых теплообменников.

Недостатком устройства является то, что энергия, развиваемая поршневым генератором колебаннй, используется неполностью, поскольку сила реакции, возникающая при взаимодействии цнлиндра с поршнем, остается неиспользованной.

Известно устройство для очистки наруж ных поверхностей трубчатых теплообменников, содержащее поршневой генератор колебаний, корпус которого связан с вибропередающей штангой, взаимодействующей с виб ропередающими поясами ширм теплообменника 2.

Устройство снабжено дополнительной птангой и штоком, установленным соосно с возможностью взаимодействия, а вибропередающие пояса ширм теплообменника соединены со штангами поочередно.

Особенностью данного устройства является то, что поршень генератора колебаний, совершая возвратно-поступательное движение, через шток производит удары по дополнительной штанге, соединенной упорами с половиной поясов ширм теплообменника, а сила реакции, взаимодействующая при ударе, передается через корпус на основную штангу, связанную с остальными вибропередающими поясами ширм теплообменника. Трубы, воспринимая ударные нагрузки, совершают колебательные движения, н возникающая при этом сила инерции способствует разрушению отложения и их удааления. Устройство также снабжено виброгасящими поясами, размешенными в верхней части ширм.

Целью изобретения яклиотся попышснио эффективности очистки поверчиостсй трубчатых теплообменников н надежности работы устройства.

Для достижения этой цели виброиередаюа1ая основная шт-анга выполнена в виде двухрожковой вилки, а дополнительная размещена между ее рожками и соединена со штоком шарннрно, при этом отношение длины участка труб шнрмы от вибропередающего до виброгасящего поясов к их диаметру выбрано не менее 250, а упоры установлены по обеим сгоронам пояса с зазором в пределах 0,5-2,0 диаметра труб ширм.

Подобное выполнение устройства принципиально изменяет сущность работы прототипа: если в прототупе эффект очистки основан па использовании сил инерции, то в предлагаемом устройстве очистка достигается, образом, за счет изгиба оси тенлообмениых труб и разрушения тем самым отложений. Причем установкой штанг с л зором по отношению к вибропередающигл поясам на Ц5нрмах достигается ударно-аибрационньш эффект, способствующий повышению степени очистки.

Выполнение основной вйбропередающей аланги в виде двухрожковой вилки позволяет разместить дополните/ЕЬную шгакту .в одной плоскости с основпон и приводит, тем самым, помимо повышения эффективности очистки труб, еще к к повышению надежности работы поршневого генератора колеба -п Й за счет устранени51 возможных ис фивленнй в узлах крепления штанг.

На чер1ежах изображено предложеиное устройство: ssa фиг. I изображено устройство для очистки наружных tiOBepxtrocTefi трубчатых теилообменпикоз, выполненных в виде ширм (вид п плане); на фиг. 2 - участок взаимодействия штанг устройства с поясами труб пароперегревателя (вид сверху); на фиг. 3 - ширмовын пароперегреватель, сосТОЯШ.ИЙ из U-образных теплообменных труб с вибропередающими и виброгасящи,1И поясами; на фиг. 4 - участок взаимодействия п.танг устройства с виброиередающнми поясами ширглового пароперегревателя (вид сбоку).

Устройство содержит размешенные на трубах ширм теплообменника 1 поршневой генератор колебаний 2 с поршнем 3 со штоком 4, соединенным иосредством шарнира 5 со вспомогательной вибропередающей 1ятангой 6. Вибропередающая основная штанга выполнена в виде двухрожково.й вилки 7 и. закреплена на корпусе 2 генератора колебаний.

Каждая из ширм теплообменника 1 вы олнена с вибропередающими поясами 8, выполненными из труб, соединенных рядом яеремычек 9. На штангах закреплены упоры 10 с зазором по обеим сторонам пояса, соответствуюшим 0,5-2,0 диаметрам трубы.

Пояс 8 в местах контакта с упорами 10 снабжен накладками S1. Виброгасящнй пояс ширм указан позицией 12. Участок тр) между вибропередаюшим и виброгасяпдим поясами обозначен - Е, диаметр труб нжрм - d. Устройство работает следуюишм образом: при включении пори невого генератора

колебаний поршень и цилиндрический корпус совершают относительно друг друга встречные неремеш,ения, соответственно эти же перемеидения сбвершают штанги 7 и 6 и группы ширм, соединенные с соответствуюшими штангами.

Амплитуда перемеш,ения точек змеевиков, в которых выполнено соединение их со штангами, в предлагаемой кинематической схеме относительно виброгасяиих поясов, равна половине хода поршня и составляет около

, iOO-150 мм. При такой большой амплитуде колебаний трубы теплообменника изгибаются и за счет большого их изгиба происходит разрушение отложений на поверхнос1и труб. Таким образом, эффект очистки в предложенном ycTpovicTBe основан преимуи1ественно на

0 разрушении отложений при изгибах теплообменных трубок в пределах упругих деформаций последних.

Для повышения степени очистки в рассматриваемом устройстве предусмотрено использование ударно-вибрационного эффекта.

5 Последний реализуется путем введения зазора упорами, установленными на штангах, и поясами, разменянными на теплообменных трубках. Наличие этих зазоров приводит к следующему явлению: при подборе скорости движения поршня, выше скорости Н€ремеш,ения трубок, от действия упругих сил в период реверса движения поршня происходит удар штанг 7 и 6 через упоры по теплообмеиным трубкам. Последуюшие вибрации трубок при ударном воздействии в 3S системе благоприятно в целом сказывается иа эффективности очистки трубок от наружных отложений. Величина зазора и, соответственно, ударно-вибрационный эффект, зависит от жесткости труб ширм, которая, в свою очередь, опред&1яется при постоянном

значении диаметра труб (d), длиной участка труб от вибропередаюш,его до виброгасяшего поясог5 (Е). На основании экспериментальных и промышленных испытаний установлено, что наиболее оптимальные условия, при

., которых достигается эффективность очистки и надежность работы устройства, обеспечиваются при 250d и величине зазора е в пределах 0,5-2,0d.

Устройство позволит повысить эффективность очистки теплообменников, тем самым, получить-дополнительно электроэнергии порядка 37t 10 КВТ.ч. при внедрении устройства на котлах тина ТП-67 и ТП- 101 ГРЭС.

55Формула изобретения

Устройство для очистки наружных поверхностей трубчатых ширмовых теплсюбменников, содержащее поршневой генератор ко