АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ПЫЛИ ИЗ ТРАКТА ЗАПЫЛЕННОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА

Область использования
Полезная модель относится к устройствам для отбора проб пыли из тракта запыленного газового потока и может быть использована, в частности при отборе проб пыли из пылепроводов, предназначенных для подачи пылеугольно-воздушной смеси под давлением в топочные камеры котельных агрегатов тепловых электростанций (ТЭС).
Уровень техники
На котлах пылеугольных ТЭС в качестве топлива используется уголь в виде пыли. Для получения указанной пыли уголь размалывается в специальных мельницах. Угольная пыль в смеси с транспортирующим воздухом подается по пылепроводам в топочные камеры, в которых происходит ее сжигание.
Для определения фракционного состава угля с целью контроля качества его помола и количества получаемой угольной пыли производится отбор проб пыли из пылепроводов. В настоящее время на ТЭС часто применяются системы пылеприготовления, работающие под давлением. В случае отбора проб пыли из систем пылеприготовления, работающих под давлением, требуется обеспечить исключение проникновения угольной пыли в рабочие помещения.
Известно принятое в качестве прототипа заявляемой полезной модели устройство для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока, содержащее временно вводимый в требуемое место указанного тракта заборный модуль в виде цилиндрической полой вставки. При этом указанное устройство дополнительно оборудовано устанавливаемым в указанном требуемом месте в соответствующей стенке указанного тракта приемным патрубком для ввода указанной полой вставки. Внутри указанного патрубка коаксиально с ним установлена сужающаяся вглубь от его торца направляющая втулка для ввода заборного модуля. Причем входной торец указанной втулки снабжен съемной крышкой, плотно закрывающей его при отсутствии заборного модуля, а на боковой поверхности указанного приемного патрубка установлен штуцер для подачи сжатого воздуха, предотвращающего выброс пыли в рабочее помещение в момент ввода в приемный патрубок заборного модуля (патент на изобретение RU 2668370 C1, G01N 1/22, опубликовано: 28.09.2018 г., далее - [1]).
Недостатки известного из [1] устройства для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока заключаются в следующем.
Перемещение заборного модуля, в качестве которого используется цилиндрическая полая вставка, по сечению пылепровода и контроль параметров отбора пыли осуществляются в ручном режиме, что приводит к ухудшению качества получаемой пробы пыли, так как при ручном режиме невозможно в полной мере обеспечить изокинетические условия ее отбора.
Известное из [1] устройство является переносным, что ухудшает надежность, удобство и эффективность его использования. При каждом отборе пыли необходимо осуществлять монтаж/демонтаж устройства.
Проведение отбора пыли в ручном режиме осуществляется силами бригады, состоящей как минимум из трех человек. При этом условия работы людей являются неудовлетворительными, так как во время откручивания/закручивания съемной крышки на торце направляющей втулки, а также при вводе заборного модуля в направляющую втулку вручную с целью осуществления отбора часть угольной пыли из пылепровода под давлением поступает в рабочее помещение. В случае использования взрывоопасного угля указанное обстоятельство может вызвать взрыв или хлопок угольной пыли.
Раскрытие полезной модели
Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности, надежности и безопасности отбора угольной пыли на ТЭС из пылепровода, находящегося под давлением, а техническим результатом - обеспечение автоматического отбора проб пыли из пылепровода ТЭС.
Решение указанной задачи путем достижения указанного технического результата применительно к заявляемой полезной модели обеспечивается тем, что устройство для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока, содержит полый шнек, соединенный с приводом, который выполнен с возможностью обеспечения поступательно-вращательного движения полого шнека. При этом внутри полого шнека установлена пылеотборная трубка, а привод неподвижно соединен с бобышкой. Причем к внешней торцевой стенке бобышки присоединена уплотняющая пробка, а полый шнек проходит через сквозное отверстие в уплотняющей пробке и через сквозное отверстие в торцевой стенке бобышки. При этом входной конец пылеотборной трубки, предназначенный для ввода в пылепровод, повернут под углом 90°, а выходной конец пылеотборной трубки соединен с помощью гибкого шланга с циклоном, который соединен с эжектором и емкостью, предназначенной для сбора пыли. Причем к боковой стенке бобышки присоединен патрубок, предназначенный для подвода воздуха, а привод выполнен дистанционно управляемым.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
Бобышка устанавливается во входном патрубке, присоединенном к внешней боковой стенке пылепровода. В начальном положении входной конец пылеотборной трубки, повернутый под углом 90°, находится внутри входного патрубка. Причем входной конец пылеотборной трубки отвернут от течения пылевоздушной смеси в пылепроводе, чтобы в него не попадала пылевоздушная смесь. При отсутствии необходимости проведения отбора пыли периодически осуществляется продувка сжатым воздухом бобышки и входного патрубка через патрубок для подвода воздуха, присоединенный к боковой стенке бобышки. При проведении отбора пробы пыли полый шнек, внутри которого установлена пылеотборная трубка, приводится в поступательно-вращательное движение оператором с помощью пульта управления, подключенного к дистанционно управляемому приводу. Привод запрограммирован таким образом, чтобы входной конец пылеотборной трубки, повернутый под углом 90°, мог останавливаться в нескольких положениях внутри пылепровода, при которых его вход повернут к течению пылевоздушной смеси в пылепроводе, чтобы во входной конец пылеотборной трубки поступала пылевоздушная смесь. При поступательно вращательном движении полого шнека осуществляется перекручивание гибкого шланга, за счет чего циклон с присоединенными к нему эжектором и емкостью для сбора пыли остаются неподвижными. При этом начинается подача сжатого воздуха во входной патрубок эжектора, за счет чего возникает разрежение в соединенной с циклоном с помощью гибкого шланга пылеотборной трубке и, таким образом, в нее начинает затягиваться пылевоздушная смесь из пылепровода. Сначала пылевоздушная смесь проходит через пылеотборную трубку и гибкий шланг, а затем в циклоне она разделяется на воздух и пыль. При этом очищенный от пыли воздух поступает через трубку циклона для отвода воздуха в патрубок эжектора и затем выходит из диффузора эжектора, а пыль направляется через конус циклона в емкость для сбора пыли. Отбор пробы пыли производится в нескольких точках сечения пылепровода. После окончания осуществления отбора проб пыли полый шнек приводится в поступательно-вращательное движение оператором с помощью пульта управления для вывода входного конца пылеотборной трубки, повернутого под углом 90°, из пылепровода в положение, при котором входной конец пылеотборной трубки отвернут от течения пылевоздушной смеси в пылепроводе.
Таким образом, исключается необходимость осуществления ручного ввода пылеотборной трубки в пылепровод ТЭС, из которого производится отбор проб пыли, и обеспечивается автоматический отбор проб пыли из пылепровода.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен вид сверху устройства для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока, присоединенного к пылепроводу. На фиг.2 представлен вид устройства для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока, присоединенного к пылепроводу, в сечении А-А. На фиг. 3 представлен вид сбоку устройства для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока, присоединенного к пылепроводу. На фиг. 4 представлен вид устройства для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока, присоединенного к пылепроводу, в сечении Б-Б. На фиг.5 представлена схема перемещения пылеотборной трубки по сечению пылепровода. На фиг. 6 представлен вид циклона сверху. На фиг. 7 представлен вид циклона в сечении В-В. На фиг. 8 представлен вид циклона сбоку. На фиг. 9 представлен вид циклона в сечении Г-Г. На фиг. 10 представлен эжектор в продольном разрезе по оси симметрии.
Перечень позиций чертежей
1 - полый шнек;
2 - привод;
3 - пылеотборная трубка;
4 - бобышка;
5 - уплотняющая пробка;
6 - входной патрубок;
7 - пылепровод;
8 - гибкий шланг;
9 - цилиндры;
10 - циклон;
11 - емкость для сбора пыли;
12 - патрубок для подвода воздуха;
13 - диск;
14 - эжектор;
15 - патрубок эжектора;
16 - корпус эжектора;
17 - гайка;
18 - диффузор;
19 - входной патрубок;
20 - фиксатор;
21 - сопло;
22 - конфузор;
23 - смесительная трубка;
24 - торцевая крышка;
25 - входная трубка;
26 - конус;
27 - трубка для отвода воздуха.
Осуществление полезной модели
Ниже приведен частный пример конструкции и осуществления работы устройства для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока.
Устройство для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока содержит выполненный из Стали 20 полый шнек 1, соединенный с дистанционно управляемым приводом 2, который выполнен с возможностью обеспечения поступательно-вращательного движения полого шнека 1. В качестве дистанционно управляемого привода 2 может быть использован электропривод SA/SAR фирмы AUMA. При этом выполненная из Стали 20 пылеотборная трубка 3 продета в сквозное отверстие в выполненном из Стали 20 диске 13 и приварена к нему, а диск 13 прикреплен к торцевой поверхности полого шнека 1 с помощью болтов (на фиг. не показаны). Привод 2 приварен к двум выполненным из Стали 20 цилиндрам 9, которые приварены к выполненной из Стали 20 бобышке 4. К внешней торцевой стенке бобышки 4 прикреплена с помощью болтов (на фиг. не показаны) выполненная из Стали 20 уплотняющая пробка 5. При этом полый шнек 1 проходит через сквозное отверстие в уплотняющей пробке 5 и через сквозное отверстие в торцевой стенке бобышки 4 с небольшим зазором (фиг. 1, 2, 3, 4). Выполненный из Стали 20 циклон 10 содержит цилиндрическую входную трубку 25, конус 26 и цилиндрическую трубку для отвода воздуха 27 (фиг. 6, 7, 8, 9). При этом входной конец пылеотборной трубки 3, предназначенный для ввода в пылепровод 7, повернут под углом 90°, а выходной конец пылеотборной трубки 3 соединен с помощью выполненного из резины гибкого шланга 8 и хомутов (на фиг. не показаны) с входной трубкой 25. Конус 26 соединен с помощью фланцевого соединения (на фиг. не показано) с выполненной из Стали 20 емкостью для сбора пыли 11. Эжектор 14 содержит выполненный из Стали 20 цилиндрический патрубок 15, который соединен с помощью фланцевого соединения (на фиг. не показано) с трубкой для отвода воздуха 27. При этом патрубок эжектора 15 приварен к внешней поверхности боковой стенки выполненного из Стали 20 цилиндрического корпуса эжектора 16, который содержит выполненную из Стали 20 торцевую крышку 24. Выполненный из Стали 20 входной патрубок 19 проходит через сквозное отверстие в торцевой крышке 24 и приварен к нему. При этом к внутренней поверхности боковой стенки корпуса эжектора 16 приварен выполненный из Стали 20 фиксатор 20 в виде пластины. Входной патрубок 19 проходит через сквозное отверстие в фиксаторе 20 и приварен к нему. Выполненное из Стали 20 сопло 21 приварено к концу входного патрубка 19, находящемуся внутри корпуса эжектора 16. При этом к выходному концу корпуса эжектора 16 прикручена выполненная из Стали 20 гайка 17, к внутренней поверхности которой приварен выполненный из Стали 20 конфузор 22. К выходному концу конфузора 22 приварена выполненная из Стали 20 и проходящая через сквозное отверстие в гайке 17 смесительная трубка 23, к выходному концу которой приварен выполненный из Стали 20 диффузор 18 (Фиг. 10). К боковой стенке бобышки 4 приварен выполненный из Стали 20 патрубок для подвода воздуха 12 (Фиг. 1, 2, 3, 4).
Работа устройства для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока осуществляется следующим образом.
Бобышка 4 устанавливается в выполненном из Стали 20 цилиндрическом входном патрубке 6, приваренном к внешней боковой стенке выполненного из Стали 20 цилиндрического пылероповода 7. В начальном положении входной конец пылеотборной трубки 3, повернутый под углом 90°, находится внутри входного патрубка 6. Причем входной конец пылеотборной трубки 3 отвернут от течения пылевоздушной смеси в пылепроводе 7, чтобы в него не попадала пылевоздушная смесь. При отсутствии необходимости проведения отбора пыли периодически осуществляется продувка сжатым воздухом бобышки 4 и входного патрубка 6 через патрубок для подвода воздуха 12, присоединенный к боковой стенке бобышки 4. При проведении отбора пробы пыли полый шнек 1, внутри которого установлена пылеотборная трубка 3, приводится в поступательно-вращательное движение оператором с помощью пульта управления (на фиг. не показан), подключенного к дистанционно управляемому приводу 2. Привод 2 запрограммирован таким образом, чтобы входной конец пылеотборной трубки 3, повернутый под углом 90°, мог останавливаться в пяти положениях внутри пылепровода 7, при которых его вход повернут к течению пылевоздушной смеси в пылепроводе 7, чтобы во входной конец пылеотборной трубки 3 поступала пылевоздушная смесь (фиг. 5). При поступательно вращательном движении полого шнека 1 осуществляется перекручивание гибкого шланга 8, за счет чего циклон 10 с присоединенными к нему эжектором 14 и емкостью для сбора пыли 11 остаются неподвижными. При этом начинается подача сжатого воздуха во входной патрубок эжектора 15, за счет чего возникает разрежение в соединенной с циклоном 10 с помощью гибкого шланга 8 пылеотборной трубке 3 и, таким образом, в нее начинает затягиваться пылевоздушная смесь из пылепровода 7. Сначала пылевоздушная смесь проходит через пылеотборную трубку 3 и гибкий шланг 8, а затем в циклоне 10 она разделяется на воздух и пыль. При этом очищенный от пыли воздух поступает через трубку для отвода воздуха 27 в патрубок эжектора 15 и затем выходит из диффузора эжектора 18, а пыль направляется через конус 26 в емкость для сбора пыли 11. Отбор пробы пыли производится в пяти точках сечения пылепровода 7. После окончания осуществления отбора проб пыли полый шнек 1 приводится в поступательно-вращательное движение оператором с помощью пульта управления для вывода входного конца пылеотборной трубки 3, повернутого под углом 90°, из пылепровода 7 в положение, при котором входной конец пылеотборной трубки 3 отвернут от течения пылевоздушной смеси в пылепроводе 7.
При использовании заявляемого устройства для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока исключается необходимость осуществления ручного ввода пылеотборной трубки 3 в пылепровод 7, из которого производится отбор проб пыли, и обеспечивается автоматический отбор проб пыли из пылепровода 7, что позволяет повысить эффективность, надежность и безопасность отбора угольной пыли на ТЭС из пылепровода 7, находящегося под давлением. Кроме того, обеспечивается более высокое качество отобранной пробы пыли, поскольку движение пылеотборной трубки 3 осуществляется по заложенному в программном обеспечении привода 2 алгоритму и, таким образом, нивелируется влияние человеческого фактора на качество получаемой пробы пыли.
Промышленная применимость
Заявляемое устройство для отбора проб пыли из тракта находящегося под давлением запыленного газового потока отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и чертежах достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами, а используемые средства просты и доступны для промышленной реализации в области устройств для отбора проб пыли из тракта запыленного газового потока.