УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА ОТ НАРУЖНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, энерготехнологии и защиты окружающей среды, а, непосредственно, к устройствам импульсной очистки поверхностей нагрева и технологических поверхностей от отложений (загрязнений).
Известно устройство для импульсной очистки поверхностей нагрева парогенераторов от наружных отложений, включающее импульсную камеру, регулировочный и импульсный клапаны и источник подачи рабочего агента, при этом импульсная камера соединена непосредственно с источником подачи рабочего агента и на входе имеет дроссельную шайбу, а импульсный клапан установлен на выходе импульсной камеры (SU 611101, МПК: F28G 7/00, опубликовано 15.06.1978)
Недостатком известного устройства является необходимость применения импульсной камеры большой единичной мощности, ручное управление работой устройства, отсутствие защиты импульсного клапана от проникновения в выхлопное сопло и импульсный клапан продуктов сгорания из газохода котла, что снижает эффективность и надежность работы устройства, а также сокращает область его применения.
Известна установка для воздушной очистки конвективных поверхностей нагрева котельных агрегатов, содержащая накопительный ресивер, устройство для создания пульсации воздуха в виде мембранного клапана, источник сжатого воздуха и не менее одного выхлопного сопла направленного действия, предназначенная для воздушной очистки конвективных поверхностей нагрева котельного агрегата при его теплопроизводительности не более 70% от номинальной при величине разрежения в топке не более 10 мм вод. ст., причем установка дополнительно содержит пульт управления, обеспечивающий автоматический или ручной режим работы установки, а выхлопные сопла выполнены с возможностью сброса сжатого воздуха давлением 0,4-0,8 МПа с периодичностью не более 2 раз в минуту. При этом накопительный ресивер смонтирован над котельным агрегатом, а мембранный клапан содержит корпус, разделенный мембраной на две полости, причем одна полость выполнена закрытой и соединена с быстродействующим спускным клапаном и источником сжатого воздуха, а вторая полость, в которой расположена входная часть сопла, соединена с полостью ресивера, причем в обычном состоянии мембрана прилегает к входному отверстию сопла. (RU 2194938, МПК: F28G 1/16)
По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является ограничение его использования в зависимости от нагрузки котла (до 70% от номинальной теплопроизводительности) и разрежение в топке котла (не более 10 мм водяного столба), необходимость установки накопительного ресивера с импульсными клапанами над котельным агрегатом, что из-за большой длины патрубков выхлопных сопел значительно снижает мощность ударных импульсов, отсутствие защиты выхлопных сопел от проникновения в них продуктов сгорания из газохода котла, что снижает надежность работы установки из-за температурного и коррозионного воздействия дымовых газов, кроме того, в конструкции мембранного клапана не предусмотрен демпфер (пружина) для защиты мембраны от механического разрушения, что резко снижает надежность его работы.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое техническое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле полезной модели.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и эффективность работы устройства за счет распределения требуемой мощности посредством размещения импульсных камер непосредственно в зонах котла, которым необходима очистка, а также за счет замены ручного управления работой устройства на автоматическое, возможности использования устройства при работе котла на любых тепловых нагрузках, в том числе и на номинальных, повысить эффективность очистки за счет максимального приближения импульсных камер к очищаемым поверхностям нагрева путем уменьшения длин выхлопных патрубков, применения защиты выхлопных патрубков и импульсных клапанов от проникновения в них дымовых газов из газохода котла, использования взамен разделительной диафрагмы в импульсном клапане поршня с демпфером и применение демпфера для защиты разделительной мембраны от механического разрушения. Применение разделительного поршня взамен мембраны позволит повысить механическую прочность клапана.
Предложено устройство для импульсной очистки поверхностей нагрева от наружных отложений, включающее импульсную камеру, регулировочный клапан, дроссельную шайбу и импульсный клапан, установленный на выходе из импульсной камеры, корпус которого разделен на две полости, одна из которых соединена с быстродействующим спускным клапаном и источником подачи рабочего агента, например, сжатого воздуха, а вторая полость через входную часть выхлопного сопла соединена с полостью импульсной камеры, датчик давления и блок управления, при этом импульсный клапан, датчик давления и источник подачи рабочего агента соединены линиями управления с блоком управления, причем импульсная камера соединена с одной или несколькими дополнительными, последовательно соединенными между собой импульсными камерами с импульсными клапанами на выходе, при этом полость каждого импульсного клапана разделена на две части при помощи поршня с демпфером (пружиной), или мембраны с демпфером, датчик давления установлен на последней из дополнительно соединенных импульсных камер, а блок управления соединен с импульсными клапанами импульсных камер, кроме того, выходные части выхлопных сопел соединены с постоянно действующим источником воздуха.
Полезная модель иллюстрируется чертежом.
Устройство для импульсной очистки поверхностей нагрева от наружных отложений включает импульсную камеру 1, дроссельную шайбу 2, регулировочный клапан 3, источник подачи рабочего агента 4. На выходе из импульсной камеры 1 установлен импульсный клапан 5, корпус которого при помощи поршня с демпфером или мембраны с демпфером 6 разделен на две полости, одна из которых соединена с быстродействующим спускным клапаном 7 и источником подачи рабочего агента 4, например, сжатого воздуха, а вторая полость через входную часть выхлопного сопла 8 соединена с полостью импульсной камеры 1. Импульсный клапан 5, датчик давления 9 и источник подачи рабочего агента 4 соединены линиями управления с блоком управления 10. Импульсная камера 1 посредством трубопроводов 11 и 12 соединена с одной или несколькими дополнительными, последовательно соединенными между собой импульсными камерами 13 с импульсными клапанами на выходе 14. Полость импульсных клапанов 14 разделена на две части при помощи поршня с демпфером или мембраны с демпфером 6. На последней из дополнительно соединенных импульсных камер 13 установлен датчик давления 9. Блок управления 10 соединен с импульсными клапанами 14 импульсных камер 13. Патрубки выхлопных сопел 15, импульсных камер 1 и 13, входящие в газоход котла с очищаемыми поверхностями 16, соединены трубопроводами 17 с постоянно действующим источником воздуха 18.
Устройство работает следующим образом. Из блока управления 10 нажатием кнопки «Пуск» или, при достижении заданного программой временного или технологического параметра, автоматически включается в работу источник подачи рабочего агента (компрессор) 4. Сжатый воздух через регулировочный клапан 3 и дроссельную шайбу 2 поступает в импульсную камеру 1 и через трубопровод И, соединяющий импульсную камеру 1 с дополнительными камерами 13, последовательно соединенными трубопроводами 12, поступает в дополнительные импульсные камеры 13. После заполнения сжатым воздухом всех импульсных камер и достижения заданного программой уровня давления с датчика давления 9, установленного на последней из дополнительно присоединенных импульсных камер 13, подается сигнал в блок управления 10, который выдает команду на открытие импульсного клапана 5 импульсной камеры 1. Сжатый воздух из импульсной камеры 1 через открытый импульсный клапан 5 и патрубок выхлопного сопла 15 выбрасывается в газоход котла и генерирует ударный импульс, воздействующий на расположенные в газоходе поверхности нагрева 16, очищая их от загрязнений. После открытия импульсного клапана 5 падение давления в импульсной камере 1 компенсируется за счет поступления сжатого воздуха из дополнительных камер 13 через трубопроводы 11 и 12 и источника подачи рабочего агента (компрессора) 4, что позволяет обеспечивать максимальный уровень мощности ударного импульса. После осуществления ударного импульса импульсный клапан 5 закрывается и по достижении заданного уровня давления сжатого воздуха процесс повторяется. После осуществления заданного программой количества ударных импульсов из импульсной камеры 1 из блока управления 10 выдается команда на поочередное открытие импульсных клапанов 14 на дополнительных импульсных камерах 13 с осуществлением требуемого количества ударных импульсов на каждой из дополнительных импульсных камер. После окончания цикла очистки из блока управления 10 подается команда на остановку компрессора 4 или на осуществление повторного цикла очистки. При этом в патрубки выхлопных сопел 15 осуществляется непрерывная подача воздуха от постоянно действующего источника воздуха 18 по трубопроводам 17.