Способ удаления нагара с зоны нагретой поверхности теплообменника и устройство для его осуществления (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 Р 2 Ы С 1 16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕТЕН ИС ТЕНТ К Вилкокс Комьсон, Чарльзнд Юджин Хас тон (ББ) тельство СССР 1/16, 1975.(54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ НАГАРА С ЗОНЫНАГРЕТОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕННИКАИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к очисткеповерхности теплообменника и обеспечивает повышение качества и экономичности процесса очистки. По предлагаемому способу перемещение трубы впромежутках между импульсами осуществляют на величину, равную диаметруструи в месте удара ее об очищаемуюповерхность, Продолжительность импульсов струи при этом устанавливают сре стр обв щим прозакрытия2 з,п,ф и изображе бретение относится к энергетичастности к теплообменникам,ид сбокуф на А на фиг.1; садком трубыпродольный ние Б-Б наи модифи- ирования и мож очист т быть использ е от нагара, в ано при ихникающего отверхностях жигания топлива на труб.Целчеств изобретения вышение качистки,ок ер и экономичност(71) Дзе Бабкок эндпани (Ю)(72) Джон Эрнест НелВесли Хаммонд, Ролли Майкл Раймонд Хел(56) Авторское свидВ 529359, кл. Р 28 0 155478 достаточной для обеспечения рассеивания жидкости с очищаемой поверхноститеплообменника предыдущего импульса,ударяющего по сопряженной площадке,Импульсную струю жидкости подают счастотой импульсов, находящейся эапределами диапазона собственных частот колебаний трубы, Устройство дляудаления нагара с нагретой поверхности содержит источник жидкой среды,расположенную на раме с возможностьюпродольного перемещения и осевоговращения трубу с насадками, установленный в трубе прерыватель струи ввиде корпуса с входным и выходнымотверстиями и клапана с отверстиями. Отверстия корпуса прорывателя и клапана сообщаются, Корпус прерывателя имеет дополнительное выходное отверстие, а каждое из выходных отверстий соединено с трубными насадками посредством индивидуального канала для поочередной подачи в них рабочейды. В другом варианте прерывательуи снабжен электродвигателем иодным трубопроводом, обеспечиваюпускание жидкости в моментпрерывателя струи, 2 с.п. и На фиг.1 схематическ очистное устройство, в фиг.2 - вид по,стрелке на фиг.З - участок с на для ввода рабочей среды разрез; на фиг.4 - сече фиг.З, на фиг.5 - насад цированное средство генимпульсов, поперечное сечение; на фиг.6 - дутьевое устройство для удаления сажи, снабженное средством генерирования импульса модифицированной конструкции, вид сбоку; на5 фиг.7 - средство генерирования импульсов, вид сбоку, пример исполнения,на фиг,8 - разрез В-В на фиг,7; на фиг.9 - разрез Г-Г на фиг,8; на фиг.10 - разрез Д-Д на фиг.7; на фиг11 - гидравлическая схема расположения модифицированного средства генерирования импульсов; на фиг,12- 14 - схема положения элементов им 15пульсного механизма в последовательные моменты времени,Устройство для удаления нагара сзоны нагретой поверхности теплообменника содержит раму 1, на которойустановлена с воэможностью продольного перемещения и осевого вращениятруба 2, выполненная с насадками 3и 4 и связанная с источником рабочейсреды (не показан). Труба 2 для ввода рабочей среды своим задним концом с воэможностью вращения поддерживается на каретке 5, установленнойна роликах на нижнем фланце двутавровой балки 6, образующей основной не 30сущий элемент, экранированный защитным кожухом 7 с Б-образным каналом.На каретке 5 установлен запитываемый через гибкий силовой кабель 8двигатель 9 с соответствующим редуктором (не показан), обеспечивающий 35привод для перемещения каретки итрубы для ввода рабочей среды вдольдвутавровой балки и для вращенияуказанной трубы,Для подачи жидкой рабочей среды,обычно воды или водного раствора,содержащего обрабатывающую среду,предназначена труба 2, обеспечивающая ввод рабочей среды через соединительный элемент 10 у заднего конца 45каретки, с которым через гибкий шланг11 с возможностью вращения соединена труба для ввода рабочей среды. Дляподачи иэ соответствующего источника жидкости под высоким давлением50(14-21 кг/см) служит фитинг 12, соединенный через фильтр 13 с управляющим клапаном 14, который, в свою очередь, связан через соответствующийтрубопровод 15 и соединительный патрубок 16 со шлангом 11Открываниеи закрывание клапана 14 осуществляютс помощью установленного на каретке кулачка 17. Для перемещения кареткииэ отведенного положения (фиг,1)вперед в положение, при котором трубадля ввода рабочей среды с насадкомвводится в полость котла, кулачок 17взаимодействует с рычагом защелки 18и переводит клапан в положение Открыто , а при перемещении каретки вобратном направлении кулачок ударяется о рычаг защелки с реверсированием его в положение Клапан закрыт",Для того, чтобы в максимальнойстепени увеличить ударное действиерабочей среды, служит устройство периодического прерывания потока, проходящего к насадку или насадкам, обеспечивающее выброс жидкости в видеотдельных импульсов. Интервал междуимпульсами соответствует скорости перемещения струи по очищаемой поверхности таким образом, что переднийфронт каждого импульса ударяется оповерхность, смежную с предыдущим импульсом, но которая уже сравнительносвободна от жидкости предыдущего импульса, т.еесли скорость перемещения ударной струи по обрабатываемойповерхности недостаточно велика дляпредупреждения попадания на один итот же участок двух или более следующих друг за другом импульсов, то интервал между импульсами должен бытьдостаточно большим, чтобы обеспечитьудаление жидкости предыдущего импульса до удара следующего импульсао поверхность. Это позволяет избежатьсмягчения удара последующего импульсажидкостью предыдущего импульса.Известно, что пиковое ударное давление пульсирующей струи может в50 раз превышать давление непрерывнойструи. 11 рерывание подаваемого потокас образованием таких импульсов интенсифицирует удаление с нагретой поверхности шлака или другого осажденного материала,На фиг.3 и 4 показано жидкостноепереключающее устройство 19 осциллирующего типа, установленное в корпусе насадка 20 на наружном конце трубы 2 для ввода рабочей среды на фланце 21, выполненном заодно с двумявыходными изогнутыми участками 22 и23. Изогнутые участки 22 и 23 имеютувеличенные и утопленные концевыеучастки 24 и 25 соответственно на наружных краях которых выполнены фланцы 26, плотно входящие во внутреннююполость участка с трубой для ввода рабочей среды с насадком и герметично приваренные к его внутренней стенке, как показано позицией 27, по кром ке отверстия 28, из которого через элементы 3 и 4 насадка выбрасывается жидкость. Могут быть использованы известные насадки для выбрасывания концентрированной высокоскоростной струи которые ввинчиваются с возможностью съема в основание утопленного участка 24. Жидкостное переключающее устройство поочередно направляет рабочую среду к насадкам 3 и 4 обычно в виде импульсов с интервалами равной длины.Двигатель 9 является двигателем с изменяющейся скоростью, позволяющим поддерживать скорость перемещения струи практически постоянной несмотря на спиральную траекторию струи.При частоте импульсов порядка 50 Гц и скорости перемещения струи порядка 150 см/с длина каждого импульса и интервала составляет примерно 60 см. Следовательно, каждый импульс содержит значительную массу воды и способен создавать удар относительно большой силы. Длина траектории импульса от его переднего фронта до переднего фронта следующего за ним импульса составляет примерно 30 мм. Конструкция насадка позволяет выбрасывать струю малого диаметра, а по крайней мере часть каждого импульса должна ударяться об участок траектории, свободный от воды предыдущего импульса.Рекомендуется использовать частоту пульсации, которая исключает появление значительного усиления собственного периода колебания дутьевого устройства. Хотя создаваемые устройством по фиг.3 и 4 силы реакции струи создают поперечные колебательные силы, воздействующие на трубу для ввода рабочей среды, частота этих сил намного выше любой собственной частоты (или низшей гармоники собственной частоты) трубы для ввода рабочей среды, Измерения собственной частоты такой трубы для ввода рабочей среды показали, что максимальная собственная частота колебаний составляет менее 10 Гц.В показанном на фиг,5 варианте выход жидкостного переключающего устройства поочередно переключается к каждой из двух пар насадков. Оба противолежащие по диаметру насадка55 среза 45 и 46, образующих выступы47 и 48, которые при вращении совмещаются с входом 49 для шунтированного потока через каждые пол-оборотаротора в корпусе 36 и блокируют его,29 и 30 через канал 3 связаны с выходом жидкостного осцилляторногопереключающего устройства, а втораяпара противолежащих по диаметру на 5садков (не показаны) установлена подуглом 90 ф относительно насадков 29 и30, причем оба они через канал 32соединены с другим выходом переключателя, Поскольку из противолежащих насадков одновременно подаются импульсы, то на трубу для ввода рабочейсреды не воздействует поперечное колебательное усилие.15На фиг. 6-14 показан другой вариант устройства с импульсным механизмом, установленным в системе питания рабочей среды между источникоми входным фитингом 62, Импульсный20 блок 33 включает вращающийся генератор 34 импульс.сон и двигатель 35, Импульсный блок предназначен для установки на дутьевом устройстве и крепится к защитному кожуху 7, как показано на фиг.6.Импульсный блок включает цилиндрический корпус 36, закрытый подшипниковыми крышками 37 и 38, а черезкрышку 38 проходит приводной вал 39для соединения с валом двигателя, вкачестве которого может быть использован обычный асинхронный двигатель,скорость вращения которого составляетпримерно 1800 об/мин, В цилиндрической камере 40 корпуса 36 на валу 39установлен с точной пригонкой и свозможностью вращения ротор 4 1Ка-.нал 42 с прямоугольным поперечным сечением проходит по диаметру ротора41 около одного его конца (на фиг.7он показан слева) и при вращении валадействует в качестве пульсатора иликлапана-прерывателя, при этом черезкаждый полуоборот ротора противолежащие по диаметру отверстия 43 и 44 ссечением прямоугольной формы длявхода и выхода пульсирующей струисвязываются между собой. Поперечноесечение входного отверстия имеетнесколько большие размеры, чем канал 5042 ротораВыходное отверстие 44 имеет те же размеры, что и канал 42,У правого конца (фиг.10) ротор имеет два противолежащих по диаметрут,е, образуют перепускной клапан,работающий синхронно с импульснымклапаном. Диаметрально противоположные шунтирующие выходные отверстия 50 и 51 проходят через стенку корпуса 36 под углом 90"к шунтирующему входному отверстию 49, Выходныеотверстия 50 и 51 постоянно связаны с входным отверстием 49 через свободные участки 45 и 46, если отверстие 49 не заблокировано одним из выступов 47 и 48. На фиг. 12-14 показанавзаимная ориентация выступов и канала 42, обеспечивающая блокированиешунтирующего входного отверстия 49одним из выступов 47 и 48 в моменты,когда канал 42 связывает между собойотверстия 43 и 44,Как отверстие 43, так и отверстие49 связаны с помощью соответствующихфитингов 52 и 53 с источником жидкости под давлением, которая от водопровода 54 через бустерный насос 55 ипитающую трубу 56 подается к обоим 25входам импульсного механизма. К трубе 54 через ручной вентиль 65 можетбыть подсоединен аккумулятор 57,позволяющий регулировать пиковое давление импульса или силу удара до любой требуемой степени, Выходные шунтирующие отверстия 50 и 51 соединеныс водопроводом 54 перед насосом с помощью трубы 58, С выхода 59 пульсирующая жидкость через соотвегствующийфитинг 60 и трубу 61 направляется к35фитингу 62, иэ которого через шланг63 и соединительный элемент 64 оцаподается в трубу для ввода рабочейсреды,40Поскольку канал 42 и отверстия 43имеют прямоугольную форму, передниеи задние их поверхности 44 перпендикулярны направлению вращения ротора,а так как скорость вращения ротораочень велика, то поток во внутреннюютрубку трубы для ввода рабочей средыи к ее насадку резко начинается ипрекращается, благодаря чему импульсы не имеют скоса переднего и заднегофронтов.Выступы 47 и 48 имеют несколькобольшую ширину, чем входное отверстие 49 шуцтирующего потока, и благодаря этому обходной путь блокируется несколько рацьше, чем открывается выходное отверстие 59 для пульсирующего потока, вследствие чегосоздается давление, благодаря которому поцьшдется пиковое давление в цачаце импульсаВозможны другие цдридты иэобретеция,формул а и э обре теия1, Способ удаления нагара с зонынагретой поверхности теплообмеццика, эаключдющийся в подаче ца очищаемую поверхность регулируемой высокоскоростной импульсной струи жидкости через трубу с подачей на каждый участок очищаемой поверхности по меньшей мере одного импульса и в перемещении трубы в промежутках между импульсами для подачи струи жидкостица следующие участки очищаемой поверхцости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью понышеция качества и экономичности очистки, перемещение трубы в промежутках между импульсами осуществляют ца величину, равную диаметру струи в месте удара ее об очищаемую поверхность, при этом продолжительность импульсов струи жидкостии пауз между ними устацавлинают ,цостаточцой для обеспечения рассеивания жидкости с очищаемой поверхности теплообмецика предыдущего импульсд, ударяющего по сопряженной цлощадк,2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что импульсную струюжидкости подают с частотой импульсов,находящейся эд пределами диапазонасобственных частот колебания указаццойтрубы,3. Устройство для удаления нагарас эоны дгретой поверхности теплообменника, содержащее источник жидкойрабочей среды, раму, установленнуюна раме с воэможностью продольногоперемещения ц осевого вращения трубу,выполненную с насадками и связаннуюс источником жидкой рабочей среды,средство для перемещения трубы с регулируемой скоростью, установленныйв трубе прерыватель струи в виде корпуса с входным и вьходными отверстиями для пропускания рабочей среды срасположецным нцутри него клапаномс отверстиями, сообщающимися с отверстиями в корпусе, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества очистки, в корпусе прерыватепя струи выполео дополнительное выходное оти рстие, а каждое иэ155478 1 ВАМ Фиг.г выходных отверстий соединено с трубными насадками посредством индивидуального канала для поочередной подачи н них рабочей среды.4, Устройство для удаления нагара с зоны нагретой поверхности теплообменника, содержащее источник жидкой рабочей среды, раму, установленную на раме с возможностью перемещения в продольном направлении и осевого вращения трубу, снабженную насадками и связанную с источником жидкой рабочей среды, средство для перемещения трубы с регулируемой скоростью, препыватель струи, выполненный в виде корпуса с входным и выходным отверстиями для пропускания рабочей средыс расположенным внутри него клапаномс отверстиями, сообщающимися с отверстиями в корпусе в открытом положении прерывателя струи и не сообщающимися с ними в закрытом положениипрерывателя струи, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышениякачества очистки, прерыватель струиснабжен электродвигателем, установлен.ным на раме, а также обводным трубопроводом, обеспечивающим пропусканиежидкости в момент закрытия прерывателя струи, 1554781155478 Фиг. 12 г. П ЯФиг, 1 ФА. Фомичевадюкова Корректор И. Муска едакт Заказ 467 Тираж 540 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раув( кая наб., д. 4/5 иэводстненно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 СоставителОгар Техред Л.С Фиг. 11ф