установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева

Формула изобретения

Установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева, содержащая распределительный коллектор, импульсные камеры, соединенные с распределительным коллектором посредством трубопроводов с запорно-регулирующими клапанами, смесители с патрубками подачи газа и воздуха, имеющими запорно-регулирующие клапаны, соединенные посредством дополнительных трубопроводов, имеющих запорно-регулирующие клапаны с патрубками, а патрубки подачи воздуха соединены с распределительным коллектором, устройство автоматического управления с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, размещенных на трубопроводах перед смесителями, причем датчики температуры установлены также за поверхностями нагрева, при этом устройство автоматического управления соединено электрическими цепями с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры с периодически действующими запальниками и запорно-регулирующими клапанами, отличающаяся тем, что она снабжена технологическим блоком с автономными источниками подачи газа и воздуха с регуляторами давления газа и воздуха с запорно-регулирующими клапанами, газовыми датчиками непрерывного контроля концентраций горючих газов, размещенными на смесителях, которые соединены соответственно трубопроводами с автономными источниками подачи газа и воздуха, и электрическими цепями с устройством автоматического управления, обеспечивающими автоматический режим очистки поверхностей нагрева.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к установкам для очистки поверхностей нагрева от наружных отложений и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии, химической и других отраслях промышленности, где существует проблема очистки теплообменных поверхностей.

Известна установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева (патент Российской Федерации RU № 2017057 С1, F 28 1/16, 7/00, 1994), содержащая распределительный коллектор, импульсные камеры с периодически действующими запальниками, соединенные с распределительным коллектором посредством трубопроводов с запорно-регулирующими клапанами, смеситель с патрубками для подачи газа и воздуха, имеющими запорно-регулирующие клапаны, дополнительные смесители, установленные после запорно-регулирующего клапана на каждом соединительном трубопроводе, при этом каждый смеситель соединен посредством дополнительного трубопровода, имеющего запорно-регулирующий клапан, с патрубком подачи газа, а патрубок подачи воздуха соединен с распределительным коллектором.

Недостатками приведенной установки для газоипульсной очистки являются:

- необеспеченность автоматического включения и выключения ГИО при изменении температуры отходящих дымовых газов за очищаемыми поверхностями нагрева выше или ниже оптимально заданных значений;

- отсутствие контроля взрывных импульсов и температуры газовоздушной смеси за смесителями, которые снижают эффективность работы газоимпульсных камер и надежность эксплуатации запорно-регулирующих клапанов при возможности возникновения стационарного горения газовоздушной смеси в импульсных камерах. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева (патент Российской Федерации RU № 2094728 C1, F28G 1/16 «Установка для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева»), содержащая распределительный коллектор, импульсные камеры с периодически действующими запальниками, соединенные с распределительным коллектором посредством трубопроводов с запорно-регулирующими клапанами, смесители с патрубками подачи газа и воздуха, имеющими запорно-регулирующие клапаны, соединенные посредством дополнительных трубопроводов, имеющих запорно-регулирующие клапаны, с патрубками подачи газа, а патрубки подачи воздуха соединены с распределительным коллектором, устройство автоматического управления датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, размещенными на трубопроводах за смесителями, причем датчики температуры установлены также за поверхностями нагрева, при этом устройство автоматического управления соединено электрическими цепями с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры с периодически действующими запальниками и запорно-регулирующими клапанами, например электромагнитными клапанами, обеспечивающими автоматический режим их работы.

Существенными недостатками приведенной выше установки для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева являются:

- необходимость в оснащении и техническом обслуживании специальных средств для подачи газа и воздуха;

- невозможность использования различных горючих газов для ГИО в связи с трудностями получения оптимальной взрывной газовоздушной смеси;

- невозможность поддержания оптимального соотношения газ-воздух для получения взрывной газовоздушной смеси в смесителях, обеспечивающего максимальную мощность генерируемых в импульсной камере волн.

Задачей заявленного технического решения является создание установки для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева, в которой отсутствуют приведенные выше недостатки, расширяются диапазоны применения для различных горючих газов, повышается эффективность и надежность работы установки при автоматическом режиме эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что установка газоимпульсной очистки поверхностей нагрева, содержащая распределительный коллектор, импульсные камеры соединенные с распределительным коллектором посредством трубопроводов с запорно-регулирующими клапанами, смесители с патрубками подачи газа и воздуха, имеющими запорно-регулирующие клапаны, соединенные посредством дополнительных трубопроводов, имеющих запорно-регулирующие клапаны с патрубками, а патрубки подачи воздуха соединены с распределительным коллектором, устройство автоматического управления с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, размещенными на трубопроводах перед смесителями, причем датчики температуры установлены также за поверхностями нагрева, при этом устройство автоматического управления соединено электрическими цепями с датчиками контроля взрывных импульсов и температуры, с периодически действующими запальниками и запорно-регулирующими клапанами, она снабжена технологическим блоком с автономными источниками подачи газа (например, баллон с сжиженным газом, газогенератор) и воздуха (например, вентилятор) с регулятором давления газа и воздуха и запорно-регулирующими клапанами, смесителями с размещенными на них газовыми датчиками непрерывного контроля концентраций горючих газов, соединенными соответственно трубопроводами с автономными источниками подачи газа и воздуха и электрическими цепями с устройством автоматического управления, обеспечивающими автоматический режим очистки поверхностей нагрева.

Сопоставительный анализ изобретения и прототипа позволяет сделать вывод, что новым является то, что установка снабжена технологическим блоком с автономными источниками подачи газа (например, баллон с сжиженным газом, газогенератор) и воздуха (например, вентилятор) с регулятором давления газа и воздуха и запорно-регулирующими клапанами, смесителями с размещенными на них газовыми датчиками непрерывного контроля концентраций горючих газов (например, датчики газовые оптические ДГО, выпускаемые ОАО «РНИИ «ЭЛЕКТРОНСТАНДАРТ»), соединенными соответственно трубопроводами с автономными источниками подачи газа и воздуха и электрическими цепями с устройством автоматического управления, обеспечивающими автоматический режим очистки поверхностей нагрева. Это обеспечивает изобретению соответствие критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволяет сделать вывод о соответствии критерию изобретения "изобретательский уровень".

На чертеже представлена схема установки для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева.

Установка состоит из импульсных камер 1 сгорания с запальниками 2, соединенных трубопроводами 3 подачи смеси от смесителей 4, установленных в технологическом блоке 5. Каждый смеситель 4 трубопроводами 6 соединен с автономным источником подачи газа 7 и трубопроводами 8 с распределительным коллектором 9, подключенным к автономному источнику подачи воздуха 10, размещенному в технологическом блоке 5. На автономном источнике подачи газа 7 установлен запорно-регулирующий клапан 11 (например, электромагнитный клапан), а на трубопроводе 6 подачи газа - запорно-регулирующие клапаны 12. На автономном источнике подачи воздуха 10 установлен запорно-регулирующий клапан 13 (например, электромагнитный клапан), а на трубопроводах 8 подачи воздуха к смесителям 4 установлены запорно-регулирующие клапаны 14 (например, электромагнитные клапаны), которые также размещены в технологическом блоке 5. На смесителях 4 размещены газовые датчики 15 непрерывного контроля концентрации горючих газов. Выхлопные сопла 16 импульсных камер 1 направлены на очищаемые поверхности нагрева 17. Установка снабжена устройством автоматического управления 18, которое размещено в технологическом блоке 5, датчиками 19 контроля взрывных импульсов и датчиками 20 температуры, размещенными на трубопроводах 3 за смесителями 4, снабженными газовыми датчиками 15 непрерывного контроля концентрации горючих газов, причем датчики 20 температуры установлены также за очищаемыми поверхностями нагрева 17. Устройство автоматического управления 18 соединено электрическими цепями 21 с датчиками 19 контроля взрывных импульсов и датчиками 20 температуры, с периодически действующими запальниками 2 и запорно-регулирующими клапанами 11, 12, 13 и 14 и с газовыми датчиками 15 непрерывного контроля концентрации горючих газов.

Устройство работает следующим образом. При повышении температуры отходящих дымовых газов за поверхностями нагрева 17, выше заданной, от датчиков 20 температуры по электрическим цепям 21 поступает сигнал в устройство автоматического управления 18, которое размещено в технологическом блоке 5, из которого согласно заданному алгоритму работы по электрическим цепям 21 поступают сигналы на включение автономных источников подачи газа 7 и воздуха 10, запорно-регулирующих клапанов 11, 12, 13, 14 (например, электромагнитных клапанов), установленных на газовоздухопроводах 6, 8 и распределительном коллекторе 9. Из смесителей 4 с размещенными на них газовыми датчиками 15 непрерывного контроля концентраций горючих газов, соединенными соответственно трубопроводами с автономными источниками подачи газа 7 и воздуха 10 и электрическими цепями 21, по трубопроводу 8 в импульсные камеры 1 подается газовоздушная смесь, которая периодически с определенной частотой воспламеняется от запальника 2, соединенного также электрическими цепями 21 с устройством автоматического управления 18. Сгорая, порция смеси создает в импульсных камерах 1 детанационный процесс, способствующий повышению давления продуктов сгорания, которые через выхлопные сопла 16 выбрасываются на очищаемые поверхности 17 нагрева. Циклы сжигания газовоздушной смеси в импульсных камерах 1 происходят до тех пор, пока температура отходящих дымовых газов за очищаемыми поверхностями 17 нагрева не достигает оптимально-заданной. При этом от датчиков 20 температуры отходящих газов по электрическим цепям 21 поступает сигнал на устройство автоматического управления 18 и происходит отключение автономных источников подачи газа 7 и воздуха 10, запорно-регулирующих клапанов 11, 12, 13, 14, периодически действующих запальников 2 и газовых датчиков 15 непрерывного контроля концентраций горючих газов, при этом обеспечивается автоматический режим их работы.

Использование предлагаемой установки для газоимпульсной очистки поверхностей нагрева по сравнению с прототипом позволяет автоматизировать процесс работы газоимпульсной очистки за счет снабжения её технологическим блоком с автономными источниками подачи газа и воздуха с регулятором давления газа и воздуха и запорно-регулирующими клапанами, смесителями с размещенными на них газовыми датчиками непрерывного контроля концентрации горючих газов, соединенными соответственно трубопроводами с автономными источниками подачи газа и воздуха и электрическими цепями с устройством автоматического управления, что приводит к значительному сокращению численности обслуживающего персонала и затрат на собственные нужды.

Применение технологического блока с автономными источниками подачи газа и воздуха позволит отказаться от оснащения и технического обслуживания специальных устройств и трубопроводов для их подачи.

Размещение на смесителях газовых датчиков непрерывного контроля концентраций горючих газов позволит расширить применение различных горючих газов и получить оптимальные концентрации взрывной газовоздушной смеси в смесителях, что обеспечит максимальную мощность генерируемых импульсными камерами ударных волн и в значительной степени повысит эффективность и надежность работы установки газоимпульсной очистки поверхностей нагрева.