УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА КОТЛОВ ОТ ЗОЛОВЫХ И ШЛАКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
DEVICE FOR CLEANING BOILER HEATING SURFACES FROM ASH AND SLAG DEPOSITS

Изобретение относится к устройствам очистки поверхностей нагрева котлов от золовых и шлаковых отложений и может быть использовано в различных областях теплоэнергетики.
Известен аппарат для водяной обмывки (очистки) поверхностей нагрева котлов от золовых и шлаковых отложений (Ковалев А.П., Лелеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы. - М.: Энергоатомиздат, 1985, стр.247, рис.20.10). Этот аппарат содержит трубу для подачи горячей или перегретой воды: питательной, котловой, продувочной. На конце трубы выполнено сопло Лаваля, что позволяет подать струю воды через всю топочную камеру на противоположную стену, например, на ширмы, фестон, перегреватель.
Недостатком этого аппарата является невозможность очистки поверхностей нагрева, расположенных в стороне от продольной оси сопла Лаваля. То есть этот аппарат не может очищать боковые стенки топочной камеры и стенку, где расположен лючок, через который был осуществлен ввод подводящей трубы внутрь топочной камеры. Для очистки всей поверхности нагрева котла необходимо иметь большое количество лючков в стенках котла, а на очистку затратить большое количество времени.
Известно устройство для реализации способа очистки поверхностей нагрева от золовых и шлаковых отложений, преимущественно радиационных и ширмовых поверхностей котлов (SU №220405, МПК F28G 1/16, 1967). Устройство содержит трубу для подачи жидкого агента, снабженную механизмами ее подачи и вращения. На конце этой трубы выполнены отверстия или сопла для подачи струй жидкого агента на очищаемую поверхность с максимально одинаковыми для каждой струи скоростями и углами наклона с равномерной плотностью орошения. Длительность воздействия агента на каждом участке охлаждения устанавливают не более 0,1 сек.
Недостатком этого устройства является очистка поверхностей нагрева только той стороны котла, где через лючок в топке вставляется это устройство. Другим недостатком является неэффективная очистка этой поверхности нагрева котла от золовых и шлаковых отложений вследствие одинаковой обработки струями жидкого агента всех участков поверхности отложений независимо от толщины их слоя. Это приводит к тому, что в отдельных местах отложения не будут полностью удалены, в других местах это может привести к недопустимым термическим напряжениям металла поверхностей нагрева котла, а также к ухудшению эксплуатационных и технико-экономических характеристик котлов.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и максимальному количеству сходных признаков является устройство для обдувки поверхностей нагрева, например котлов, (SU №250359, МПК F28G 1/16, 1967). Оно содержит снабженную сопловой головкой обдувочную трубу с механизмами ее подачи и вращения, воздействующими через каретку на рычажной привод клапана для подачи рабочего агента. Привод клапана выполнен в виде шарнирно соединенной с кареткой подвижной тяги с плавно вогнутой рабочей поверхностью, служащей опорой для ролика двуплечего рычага, воздействующего на шток клапана.
Недостатком этого устройства является невозможность очистки боковых и фронтальной поверхностей нагрева котлов от золовых и шлаковых отложений. Оно может очищать только поверхность котла, где расположен лючок для ввода настоящего устройства обдувки поверхностей нагрева.
Задачей настоящего изобретения является создание эффективного устройства очистки через один лючок в котле всех поверхностей нагрева котла от золовых и шлаковых отложений.
Из уровня техники не выявлено решений, имеющих признаки, совпадающие с отличительными признаками изобретения. Поэтому можно считать, что предложенное техническое решение соответствует условию изобретательского уровня.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве очистки поверхностей нагрева котлов от золовых и шлаковых отложений, содержащем трубу для подвода охлаждающего агента с механизмами ее подачи и вращения, на конце подводящей трубы установлена сопловая головка с соплом. Новым согласно изобретению является присоединение сопловой головки посредством полой оси с возможностью поворота вокруг оси крепления к боковой поверхности подводящей трубы, внутренняя полость последней соединена с внутренними полостями оси и сопловой головки, сопло выполнено на конце сопловой головки, а поворот сопловой головки осуществлен управляющим механизмом, расположенным внутри подводящей трубы.
Длина головки сопла не превышает длины выдвижного участка подводящей трубы.
Управляющий механизм поворота сопловой головки выполнен, например, в виде червячного колеса, закрепленного на полой оси, и червяка, соединенного с ведущим валом.
На фиг.1 представлен горизонтальный разрез устройства очистки поверхностей нагрева котлов от золовых и шлаковых отложений; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 разрез по Б-Б фиг.1 (увеличено).
Предлагаемое устройство очистки поверхностей нагрева котлов устанавливают перед лючком 1 в стенке 2 котла. Труба 3 для подвода охлаждающего агента снабжена механизмами ее продольной подачи и вращения вокруг ее продольной оси (не показаны). На конце подводящей трубы 3, к ее боковой поверхности, присоединена сопловая головка 4 с соплом 5 на ее конце. Крепление сопловой головки 4 и ее поворот вокруг оси крепления выполнено посредством полой оси 6. Причем внутренняя полость сопловой головки 4 соединена посредством полой оси 6 с внутренней полостью подводящей трубы 3. Поворот сопловой головки 4 осуществлен управляющим механизмом, расположенным внутри подводящей трубы 3.
Управляющий механизм поворота сопловой головки 4 выполнен в виде червячного колеса 7, закрепленного на полой оси 6, и червяка 8, соединенного с ведущим валом 9.
Устройство очистки поверхностей нагрева котлов от золовых и шлаковых отложений работает следующим образом.
Перед началом использования устройства сопловую головку 4 устанавливают, чтобы ее продольная ось была направлена вдоль продольной оси напорной трубы 3. В таком положении напорную трубу 3 с сопловой головкой 4 вводят внутрь топочной камеры через лючок 1 в стенке 2 котла посредством механизма продольной подачи (не показан). После чего сопловую головку 4 направляют на поверхность топочной камеры, подлежащую очистке. Поворот сопловой головки 4 осуществляют поворотом ведущего вала 9 через червячное колесо 8 и червяк 7. Одновременно с этим в подводящую трубу 3 подают под давлением охлаждающую жидкость. Последняя, выходя в виде струи из сопла 5, попадает на слой отложений и подвергает его термическому и механическому воздействию. При термическом воздействии слой отложений из-за большой разности температуры с охлаждающей жидкостью трескается, а из-за механического воздействия струи жидкости он удаляется с поверхности нагрева.
Последовательным действием механизма вращения (не показан) подводящей трубы 3 и поворота ведущего вала 9 сопловой головкой 4 струю жидкости из сопла 5 перемещают по очищаемой поверхности топочной камеры. После очистки этой поверхности нагрева сопловую головку 4 направляют на другую поверхность топочной камеры, также подлежащую очистке от золовых и шлаковых отложений.
Минимальная длина выдвижного участка подводящей трубы 3 определена необходимостью обеспечить плотность струи охлаждающей жидкости и точность ее наводки на все места очистки поверхностей нагрева в топочной камере. Этому же способствует и расположение сопла 5 на конце сопловой головки 4. Очистка поверхности нагрева может проводится по горизонтальной, вертикальной, радиальной или иной схеме, что зависит от конструктивных особенностей котла и заданной программы работы исполнительными механизмами.
Охлаждающая жидкость, проходя по подводящей трубе 3, охлаждает последовательно ведущий вал 9, червяк 7 и червячное колесо 8. Этим обеспечивается надежность работы управляющего механизма (ведущего вала 9, червячного колеса 8 и червяка 7) поворота сопловой головки 4 и всего устройства очистки при высокой температуре внутри топочной камеры.
Управление механизмами предлагаемого устройства можно автоматизировать, что позволит оптимизировать очистку поверхностей нагрева охлаждающей жидкостью, что уменьшит термическое напряжение металла поверхностей стенок котла и уменьшит его охлаждение.
Изобретение позволит эффективно проводить очистку всех поверхностей нагрева котла от золовых и шлаковых отложений одним устройством и через один лючок в стенке котла. Это уменьшит время очистки котла. Устройство обеспечивает высокую надежность работы всех его узлов при высоких температурах внутри топочной камеры.