Устройство для очистки поверхностей нагрева котельного агрегата Советский патент 1982 года по МПК F28G1/16 

/54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

1

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для очистки поверхностей нагрева, например, котельного агрегата от золовых и шлакоаих отложений i

Известно устройство для очистки поверхностей нагрева, например . котлов, содержащее неподвижную пароподводящую трубу и установленную на ее наружной поверхности подвижную обдувочную трубу с расположенными в ее передней части соплами для подачи пара LJНедостатком такого глубоковыдвижного устройства является то, что при увеличении глубины выдвижения устройства существенно усложняются условия работы обдувочной трубы, так как из-за консольного рзсположения ее в газоходе резко возрастает величина гравитационного прогиба соплового конца трубы. КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Увеличение диаметра обдувочной трубы для уменьшения прогиба приводит к тому, что поверхность нагре-.. ва увеличивается примерно в четыре раза. Это приводит к значительному росту тепловосприятия трубы и к необходимости увеличения расхода обдувочного агента на ее охлаждение от 5-6 до 30-35 т/ч.

Кроме того, при использовании глу

10 боковыдвижного устройства возникают и компоновочные затруднения, связанные с тем, чтр при установке таких устройств появляется необходимость увеличивать размеры ячейки котлов, что в свою очередь, ведет к существенному удорожанию строительно-монтажных работ всей станции в целом.

Большое число подвижных элементов

20 делает это устройство сложным и недостаточно надежным.

Известно устройство для очистки поверхностей нагрева, содержащее неподвижный цилиндрический корпус, по которому осуществляется подвод п ра к соплу, установленному в выходной части корпуса перпендикулярно его .продольной оси. Сопло имеет в п перечном сечении щелевидную форму, угол раскрытия сопла не более 180. Корпус устройства, заключвн в охлажд емый кожух f 2 . I Недостатком устройства является егто невысокая эффективность вследствие небольшого радиуса действия и напора обдувочной струи, а также с граниченная возможность его исполь зования, преимущественно для очистк скатов соединительных газоходов меж ду топкой и конвективной, шахтой. Известно устройство для очистки п . верхностей нагрева котельного агрега от золошлаковых .отложении,содержащее сттционарно установленные в обмуро вке котла сопла Лаваля, каждое из которых с помощью пароподводящего трубопровода, снабженного запорным вентилем, подключено к главному паропроводу котла t 3 Недостатком данного устройства я ляется небольшая зона активного воз действия струи пара, истекающей из сопла на очищаемую поверхность на расстоянии 7 м от сопла площадь этой зоны (.не превышает 2-2,5 м ), что вызывает необходимость использовать в большом количестве сопла и дорого стоящую запорную арматуру, а также выполнять в обмуровке котла большое количество встроенных смотровых люч ков для осмотра состояния сопл. Кроме того, для установки этого устройства требуется большой объем работ, связанных с реконструкцией о муровки и экранных поверхностей наг рева котлоагрегата, так как каждое устанавливаемое сопло на котле требует сравнительно большую по площад разводку для исключения возможного паро.золового износа (подлиза) экранных труб паровой струей. Цель изобретения - повышение эффективности устройства за счет рас. ширения зоны активного воздействия струи, истекающей из сопла,а также повышение равномерности обработки поверхностей нагрева. Поставленная цель достигается тем, что устройство для очистки поверхностей нагрева котельного агре гата, содержащее стационарно устаЫовленные в обмуровке котла сопла Лаваля, соединенные с паропроводящим трубопроводом, согласно изобретению, имеет распределители пара с пароподводящими трубопроводами , а сопла в расширяющейся части имеют каналы, расположенные на расстоянии от выходного торца в 15-20 раз меньше длины расширяющейся части сопла под углом к оси сопла, при этом пароподводящиё трубопроводы распределителя пара соединены с каналами соответствующих сопел. Периодическая подача пара через каналы, выполненные в стенке сопла, приводит к тому, что рабочая струя, истекаемая из сопла, совершает сложное конусообразное движение с углом вершине примерно kS°, что позволяет существенно увеличивать зону активного воздействия рабочей сТруи на о.чищаемую поверхность. Минимальное количество подвижных элементов делает устройство простым и надежным. .. Благодаря тому, что струя пара, выходящая из сопла, направлена под углом к очищаемой поверхности нагрева (за исключением центральной части зоны активного воздействия), уменьшается парозоловой износ поверхностей, повышается равномерность их. обработ- . ки. 1 схематично изображено На фиг. устройство, общий вид; на фиг. 2 пло Лаваля. Устройство для очистки поверхностей нагрева котельного агрегата содержит стационарно установленные в обмуровке 1 (фиг. О котла сверхзвуковые сопла 2 (сопла Лаваля). Каждое сопло 2 соединено с пароподводящим трубопроводом 3, снабженным запорным вентилем t с электроприводом. В стенке расширяющейся части сопла 2 (фиг. 2) выполнены каналы 5, ось которых расположена под углом oi ЧО-50 к оси сопла, при этом выходные отверстия каналов 5 расположены равнор рно по сечению сопла, расстояние 1 до которого от среза 6 сопла 2 в 15-20 раз меньше длины L расширяющейся части сопла. Например, в случае выполнения в стенке сопла 2 трех каналов 5, они сверлятся через 120 по окружности. Каналы 5 паропроводами 7-9 соединены с распределительным устройством 10, подключенным к паропроводящему трубопроводу 3 меж ду запорным вентилем k с соплом 2. Для поддержание постоянной температуры на сопле 2 и -на паропровода 7-9,примыкающих к соплу в зоне экранных труб котлоагрегата,сопло 2 и паро проводы заключены в охлаждаемую оболочку 11, соединенную с коллектором 12 подачи насыщенного пара и коллектора 13 для отвода насыщенного пара из оболочки 11. Устройство для очистки поверхностей нагрева котельного агрегата работает следующим образом. При открытии запорного БЭНТИЛЯ по паропроводящему трубопроводу 3 к соплу 2 поступает пар высокого давления. Пар отбирается из главного трубопровода (не показан)котельного агрегата и после дросселирования имеет перед соплом 2 давление до 7 МПА.В результате адиабатического расширения в сопле 2 скорость потока достигает сверхзвуковых значений (.12001 00 м/с). Кинетическая энергия струи, выходящей из сопла 2 и направленной на поверхность нагрева, обеспечивает удаление золовых отложений. Затем включают распределительное устройство 10 и пар поступает в паро провод 7, а затем через соединенный с ним канал 5 в сопло 2, Давлениепо тока пара, поступающего в сопло 2 че рез канал 5, равно примерно 3,5 МПа. Под воздействием этого дополнительно го потока пара происходит отклонение струи, истекающей из сопла, от первоначальной оси истечения примерно на угол 22°, а следовательно происходит смещение зоны активного воздействия струи на очищаемые теплообменные поверхности. Распределитель 10 поочередно подает пар в паропроводы 7-9.в следующей последовательности: паропровод 7 паропроводы 7 и 8, паропровод 8, паропроводы 8 и 9, паропровод 9, паропроводы 9 и 8, паропровод 8 и т.д. Процесс может повторяться несколько раз в зависимости от степени шлакования поверхностей нагрева. В резуль тате периодического изменения величилы и направления дополнительных возмущающих потоков струя пара, истекающая.из сопла 2, совершает слож ное конусообразное движение с углом при вершине примерно 5°, захватывая большую зону очищаемой поверхности. Запорные вентили Ц, установленные на паропроводящих трубопроводах 3, открываются и закрываются поочередно, обеспечивая тем самым поочередную работу сопла 2, Процесс обдувки полностью автоматизирован. На работающем котельном агрегате сопла 2 постоянно смываются насыщенным паром, забираемым из коллектора 12 и выбрасываемым в коллектор 13, что обеспечивает долговечность сопла, работающего-в зоне высоких температур. Установка охлаждаемой оболочки делает возможным применение перлитной стали вместо аустенитной. Применение предлагаемого устройства для очистки поверхностей нагрева позволяет существенно расширить зону активного воздействия струи, ис текающей из сопла на очищаемую поверхнбсть. Так, например , на расстоянии 7 м от сопла этазона составляет 25 м , тогда как зона активного воздействия струи без осевого смещения, как в известном устройстве, на таком же расстоянии от сопла составляет всего 2-2,5 м. Расширение зоны активного воздействия струи позволяет существенно уменьшить количество сопел и дефицитной запорной арматуры в устройстве, что существенно снижает металлоемкость схемы .обдувки и упрощает устройство. Например,при использовании известного устройства для очистки па роперегревателей от шлакозоловых отложений на котле ТПП-210А оно должно иметь 18 сопел, 10 из которых расположены на боковых стенках поворотной камеры (по 5 сопел на каждой стене) и 8 сопел размещены по задней стенке поворотной камеры. При использовании на этом же котле предлагаемого устройства на каждой стенке поворотной камеры достаточно установить по два сопла, т.е. устройство будет иметь шесть-сопел. Кроме того, применение предлагаемого устройства позволяет уменьшить парозоловой износ (подлиз) поверхностей нагрева, который наиболее интенсивно проявляется при направлении струи пара нормально к плоскости очи щаемой поверхности.. Формула изобретения Устройство для очистки поверхностей нагрева котельного агрегата, держащее стационарно установленные в обмуровке котла сопла Лаваля, соединенные с пароподводящим трубопроводом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, оно имеет распределители па ра с паропроводящими трубопроводами, а сопла в расширяющейся части имеют каналы, расположенные на расстояг НИИ от выходного торца сопла в 1520 раз меньше длины расширяющейся части сопла, под углом 40-50 к оси сопла, при этом паропроводящие трубопроводы распределителя пара соеди9458 нены с каналами соответствующих сопел. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № it91017, кл. Р 28 G 1/16, 1972. 2.Медведев А. Г. Устройство для обдувки поверхностей нагрева, Теплоэнергетика №11, 1971. 3.Звягинцев А. В. и др. Паровая пушечная обдувка пароперегревателей котла ТПП-210А Энергия. Электрические станции № 12, 1978, стр.32-3.

uf. 2