JP3974611B2 - Container inner surface cleaning apparatus and inner surface cleaning method - Google Patents
Container inner surface cleaning apparatus and inner surface cleaning method Download PDFInfo
- Publication number
- JP3974611B2 JP3974611B2 JP2004333890A JP2004333890A JP3974611B2 JP 3974611 B2 JP3974611 B2 JP 3974611B2 JP 2004333890 A JP2004333890 A JP 2004333890A JP 2004333890 A JP2004333890 A JP 2004333890A JP 3974611 B2 JP3974611 B2 JP 3974611B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- cleaning
- combustion
- conduit
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 39
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 38
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 34
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 32
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 2
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 28
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 8
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical group CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004200 deflagration Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- -1 economizer hoppers Substances 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- VBUBYMVULIMEHR-UHFFFAOYSA-N propa-1,2-diene;prop-1-yne Chemical compound CC#C.C=C=C VBUBYMVULIMEHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
- F28G7/00—Cleaning by vibration or pressure waves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/0007—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by explosions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
- B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
- F28G15/00—Details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
- F28G15/00—Details
- F28G15/02—Supports for cleaning appliances, e.g. frames
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
- F28G7/00—Cleaning by vibration or pressure waves
- F28G7/005—Cleaning by vibration or pressure waves by explosions or detonations; by pressure waves generated by combustion processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
Description
本発明は産業設備に関し、特に、産業設備の爆轟による洗浄(detonative cleaning)に関する。 The present invention relates to industrial equipment, and more particularly to detonative cleaning of industrial equipment.
表面のファウリングは、産業設備において重大な問題である。このような設備は、(石炭、石油、廃棄物などの)炉、ボイラ、ガス化装置、反応炉、熱交換器などを含む。典型的には、産業設備は内部に熱交換面を備える容器を含み、この熱交換面にすす、灰、鉱物や他の燃焼生成物および燃焼副生成物の粒子の堆積によるファウリングやスラグおよび/またはファウリングなどのより集中した付着物などが生じやすい。このような粒子の付着は、施設の操業を徐々に妨げて、効率および処理能力を減少させるとともに損害を生じさせるおそれがある。従って、設備の洗浄が大変望ましいが、いくつかの関連する問題点を伴う。多くの場合、ファウリング面に直接接近することは困難である。さらに、収益を維持するためには産業設備の休止時間および洗浄に関連するコストを最小限に抑えることが望ましい。これまで種々の技術が提案されている。例として、特許文献1〜3には種々の技術が記載されている。別の技術は、非特許文献1に開示されている。また、非特許文献2,3には、特定の爆発波技術が説明されている。このような装置は、特許文献4,5でも説明されている。これらの装置は、この技術の例示的な用途にちなんで“スートブロワ”と呼ばれることが多い。
上述の技術にかかわらず、当該技術分野ではさらなる改善が求められている。 Regardless of the technology described above, further improvements are sought in the art.
本発明の一形態は、容器の内部面洗浄装置を含む。細長い燃焼管路が、上流端から容器の壁の開口部と関連づけられた下流端まで延在するとともに上記の面に向かって衝撃波を導くように配置されている。弾性部材が、反動力に対して燃焼管路を弾性的に拘束する。 One aspect of the present invention includes a container internal surface cleaning apparatus. An elongate combustion line extends from the upstream end to the downstream end associated with the opening in the vessel wall and is arranged to direct a shock wave toward the surface. The elastic member elastically restrains the combustion pipeline against reaction force.
本発明の種々の実施例では、弾性部材は、燃焼管路を壁に連結してもよい。弾性部材は、金属製コイルばねを含みうる。また、弾性部材は、引張りばねを含みうる。本発明の装置は、複数の可動支持体をさらに有することができ、これらの支持体は、燃焼管路の長さに沿って複数の位置で該燃焼管路の重量を支持している。支持体は、燃焼管路の長手方向における膨張および/または収縮に対応しうる。支持体は、支持面上のトラックと係合する車輪をそれぞれ有する複数のトロリを含むことができる。燃焼管路は、複数の分離可能なセグメントを含みうる。これらの各セグメントは、関連する1つのトロリ上にそれぞれ支持されていてもよい。また、支持体は、複数のハンガを含みうる。 In various embodiments of the present invention, the resilient member may connect the combustion line to the wall. The elastic member may include a metal coil spring. The elastic member may include a tension spring. The apparatus of the present invention may further comprise a plurality of movable supports, which support the weight of the combustion line at a plurality of locations along the length of the combustion line. The support may accommodate expansion and / or contraction in the longitudinal direction of the combustion line. The support can include a plurality of trolleys each having a wheel that engages a track on the support surface. The combustion line may include a plurality of separable segments. Each of these segments may be supported on one associated trolley. The support may include a plurality of hangers.
本発明の他の形態は、産業設備の一部である容器の内部面洗浄方法を含む。管路に燃料および酸化剤が投入される。上記の面に衝突する衝撃波を発生させるために燃料および酸化剤の反応が開始される。管路に加わる反動力が、弾性部材によって実質的に吸収される。 Another aspect of the present invention includes a method for cleaning the internal surface of a container that is part of an industrial facility. Fuel and oxidant are charged into the pipeline. The reaction of fuel and oxidant is initiated to generate a shock wave that collides with the above surface. The reaction force applied to the pipe line is substantially absorbed by the elastic member.
本発明の種々の実施例では、弾性部材は、管路が初期位置から反動位置まで移動するときの反動エネルギを蓄積して、該管路を初期位置まで戻すことができる。この移動は、少なくとも0.01m(例えば、0.03〜0.1m)であってもよい。使用者は、管路の下流端を容器から分離させるために、該管路を支持機構に沿ってユニットとして移動させることができる。 In various embodiments of the present invention, the elastic member can accumulate reaction energy as the pipe moves from the initial position to the reaction position and return the pipe to the initial position. This movement may be at least 0.01 m (for example, 0.03 to 0.1 m). The user can move the pipeline as a unit along the support mechanism to separate the downstream end of the pipeline from the container.
本発明の1つまたはそれ以上の実施例の詳細は、添付図面および以下の実施形態に記載されている。本発明の他の特徴、目的、および利点は、実施形態、図面、および請求項から明らかになる。 The details of one or more examples of the invention are set forth in the accompanying drawings and the embodiments below. Other features, objects, and advantages of the invention will be apparent from the embodiments and drawings, and from the claims.
図1は、例示的に3つの関連するスートブロワ22を有する炉20を示している。図示の実施例では、炉の容器は、直方体の形状であり、スートブロワは、全て容器の単一の共通壁24と関連づけられているとともに壁に沿って同様の高さに配置されている。(単一のスートブロワ、複数の高さにそれぞれ設けられた1つまたは複数のスートブロワなどの)他の構成も可能である。
FIG. 1 illustratively shows a
各々のスートブロワ22は、炉の壁24から離れた上流の遠位端部28から壁24に近接する下流の近位端部30まで延在する細長い燃焼管路26を含む。しかし、端部30を完全に炉の内部に設けることもできる。各々のスートブロワ22の動作時には、管路26内の燃料/酸化剤混合物の燃焼は上流端部の近傍(管路長さの上流から10%以内)で開始され、炉の内部容積内の面を洗浄するために下流端部から関連する燃焼ガスとともに衝撃波として放出される爆轟波を発生させる。各々のスートブロワ22は、燃料/酸化剤供給源32と関連づけることができる。このような供給源またはその1つまたは複数の部品は、別個のスートブロワ22の間で共有することができる。例示的な供給源32は、対応する格納構造体38,40内に設けられた液化または加圧された気体燃料シリンダ34と酸素シリンダ36とを含む。例示的な実施例では、酸化剤は、実質的に純粋な酸素などの第1の酸化剤である。第2の酸化剤は、中央空気供給源42から供給される工場の空気であってもよい。例示的な実施例では、空気は空気アキュムレータ44に蓄積される。シリンダ34からの膨張した燃料は、一般に燃料アキュムレータ46に蓄積される。例示的な供給源32は、下方に位置する適切な配管によって関連する管路26にそれぞれ連結される。同様に、スートブロワ22は、燃料酸化剤混合物の燃焼を開始する点火ボックス50をそれぞれ含み、この点火ボックス50は、供給源32とともに制御および監視装置(図示省略)によって制御されている。図1は、壁24が点検および/または測定用のいくつかのポートを含むことを示している。例示的なポートは、各々のスートブロワ22と関連づけられた光学的監視ポート54と温度監視ポート56を含み、これらのポートは、洗浄すべき面の観察および内部温度の監視のために赤外線および/または可視光線のビデオカメラと熱電対プローブをそれぞれ受け入れる。圧力の監視や組成のサンプリングなどのために他のプローブ/監視/サンプリングを利用することもできる。
Each
図2は、例示的なスートブロワ22の他の詳細を示している。例示的な爆轟管路26は、上流から下流に向かって配列された両側にフランジを備える一連の管路部分すなわち管路セグメント60と、壁の開口部66を通って延在する下流部分64を備えるとともに炉の内部68に曝される下流端部すなわち下流出口30で終端となる下流ノズル管路部分すなわち下流ノズル管路セグメント62と、によって構成される本体部分を有する。ノズルという用語は、広く使用されており、空力的な収縮、膨張、またはこれらの組み合わせが存在することを要しない。例示的な管路セグメント材料は、(ステンレス鋼などの)金属である。適切な支持および冷却が提供されれば、炉内のより深くに出口30を設けることができる。図2は、さらに炉の内部の管束70を示し、これらの管束の外側面にファウリングが生じやすい。例示的な実施例では、管路セグメント60は、関連するトロリ72にそれぞれ支持されており、トロリ72の車輪が施設の床76に沿って設けられたトラック装置74と係合する。例示的なトラック装置74は、トロリ72の車輪の凹状の周囲面と係合する一対の平行なレールを含む。例示的なセグメント60は、同様の長さL1であり、対応するフランジのボルト穴に設けられた対応するボルトの列によって直列にボルト留めされている。同様に、最も下流のセグメント60の下流フランジは、ノズル62の上流フランジにボルト留めされる。例示的な実施例では、(例えば、綿または熱的/構造的に頑丈な合成材料である)反動ストラップ80が、最後に連結されたフランジ対に1つまたは複数の金属製コイル反動ばね82と直列に連結されており、スートブロワ22の吐出に関連する反力を弾性的に吸収するとともに次の点火において燃焼管路が正確に配置されるように燃焼管路と炉の壁などの環境構造体とを接続する。また、追加の減衰手段(図示省略)を設けることもできる。反動ストラップ/ばねの組合わせは、直列にまたはループとして構成することができる。例示的な実施例では、この組み合わされた下流セクションの全長はL2である。別の弾性的反動吸収手段は、非金属またはコイルでないばねまたはゴムや他の弾性要素を含むことができ、空気圧反動吸収装置などのように張力、圧縮力、および/または剪断力によって少なくとも部分的に弾性変形することが有利である。
FIG. 2 shows other details of an
予爆轟管路部分/セグメント84が、上流端部28から下流に延在しており、この予爆轟管路セグメントも両側にフランジを備えることができるとともに、長さL3を有する。予爆轟管路セグメント84は、燃焼管路の下流部分60,62の(例えば平均値、中央値、最頻値などの)特徴的な内部断面領域よりも小さい(管路の軸/中心線500を横切る)特徴的な内部断面領域を有する。円状断面の管路セグメントを含む例示的な実施例では、予爆轟断面積は、8〜12cmの直径を特徴とし、下流部分は、20〜40cmの直径を特徴とする。従って、下流部分対予爆轟セグメントの例示的な断面積の比は、1:1〜10:1、より狭くは2:1〜10:1である。端部28,30の間の全長Lは、1〜15m、より狭くは5〜15mとすることができる。例示的な実施例では、遷移管路セグメント86が、予爆轟セグメント84と最も上流のセグメント60との間に延在する。セグメント86は、セグメント84,60の対応するフランジと合わさる寸法の上流および下流のフランジを有するとともに、これらのセグメント84,60の内部断面との間に滑らかな遷移部を提供する内部面を有する。例示的なセグメント86は、長さL4を有する。セグメント86の内部面の例示的な広がり半角は、≦12°、より狭くは5〜10°である。
Predetonator conduit section /
燃料/酸化剤のチャージは、種々の方法で爆轟管路の内部に投入することができる。1つまたは複数の異なる燃料/酸化剤混合物があってもよい。このような混合物は、爆轟管路の外部で予混合するか、または管路への導入時または導入後に混合することができる。図3は、予爆轟配合と主配合の2つの異なる燃料/酸化剤配合を別々に投入するように構成されたセグメント84,86を示している。例示的な実施例では、セグメント84の上流部分において、一対の予爆轟燃料噴射管路90が燃料噴射ポートを画成するセグメント壁に設けられたポート92に連結されている。同様に、一対の予爆轟酸化剤管路94が、酸化剤入口ポート96に連結されている。例示的な実施例では、これらのポートは、セグメント84の長さの上流側半部に設けられている。例示的な実施例では、各々の燃料噴射ポート92は、関連する酸化剤ポート96と対となっており、関連する酸化剤ポートと同一の軸方向位置でかつ燃料および酸化剤の対向する噴射混合を提供するような角度で設けられている(90°として例示的に示しているが、180°を含む他の角度も可能である)。以下でより詳細に説明するように、パージガス管路98が、さらに上流に位置するパージガスポート100に連結されている。セグメント84の上流フランジにボルト留めされた端部プレート102が、燃焼管路の上流端部を密封するとともに、セグメント84の内部に動作可能な端部108を有する(点火プラグなどの)点火器106が端部プレート102を通過する。
The fuel / oxidant charge can be introduced into the detonation line in various ways. There may be one or more different fuel / oxidant mixtures. Such a mixture can be premixed outside the detonation line or mixed during or after introduction into the line. FIG. 3 shows
例示的な実施例では、主燃料および主酸化剤はセグメント86に投入される。図示の実施例では、主燃料は、いくつかの主燃料管路112によって運ばれ、主酸化剤は、いくつかの主酸化剤管路110によって運ばれる。各々の主酸化剤管路110は、関連する入口114で主燃料と主酸化剤が混合されるように関連する燃料管路112を同心円状に囲む終端部を有する。例示的な実施例では、燃料は各種の炭化水素である。特定の例示的実施例では、両方の燃料は同じであり、同じ燃料供給源から吸引されるが、異なる酸化剤すなわち予爆轟混合物用の実質的に純粋な酸素および主混合物用の空気とそれぞれ混合される。この場合に有用な例示的燃料は、プロパン、MAPPガス、またはこれらの混合物である。エチレンや(ディーゼル油、灯油、およびジェット飛行燃料などの)液体燃料を含む他の燃料も使用可能である。酸化剤は、所望の主爆轟および/または予爆轟のチャージの化学的性質を得るのに適した比率の空気/酸素の混合物などの混合物を含みうる。さらに、分子的に組み合わされた燃料および酸化剤成分を有するモノプロペラント燃料も選択肢となりうる。
In the exemplary embodiment, main fuel and main oxidant are input to
動作時には、使用サイクルの初めに燃焼管路が空気(または他のパージガス)を除いて空にされる。次に、予爆轟燃料および予爆轟酸化剤が、関連するポートを介して投入され、セグメント84を満たしてセグメント86内に(例えば、中間点近くまで)部分的に広がり、有利には主燃料/酸化剤ポートをちょうど超えた位置まで広がる。続いて、予爆轟燃料および予爆轟酸化剤の流れが停止される。予爆轟燃料および予爆轟酸化剤によって満たされる例示的な容積は、燃焼管路の容積の1〜40%、より狭くは1〜20%である。次に、燃焼管路の残りの容積の一部(例えば、20〜100%)を実質的に満たすように主燃料および主酸化剤が投入される。続いて、主燃料および主酸化剤の流れが停止される。予爆轟燃料および予爆轟酸化剤を予め主燃料/酸化剤ポートを越えて投入することにより、予爆轟チャージと主チャージとの間に空気または他の不燃性のスラグが形成されるおそれがほとんどなくなる。このようなスラグは、2つのチャージの間の燃焼面の移動を妨げるおそれがある。
In operation, the combustion line is emptied with the exception of air (or other purge gas) at the beginning of the use cycle. Next, pre-detonation fuel and pre-depletion oxidant are injected via the associated ports, filling
チャージが投入された状態で、点火器の火花放電を提供するように点火ボックスが起動されて予爆轟チャージが点火される。予爆轟チャージは、燃焼が非常に速い化学的性質を有するように選択され、初期の爆燃は、セグメント84内において急速に爆轟に変化して爆轟波を発生させる。このような爆轟波が生じると、管路内でそれ自体では爆轟しない程度の充分に遅い化学的性質を有しうる主チャージを効果的に通過する。爆轟波は、長手方向下流に進んで下流端部30から炉の内部の衝撃波として出現し、典型的にコンタミネーション(汚染物質)を少なくとも緩めるように洗浄すべき面に衝突して熱的かつ機械的に衝撃を与える。爆轟波に続いて、爆轟管路から加圧された燃焼生成物が放出され、放出された生成物は下流端部30から噴流として出現して(緩んだ材料の除去などにより)洗浄プロセスをさらに仕上げる。このような燃焼生成物の放出後またはこのような放出と同時に、(例えば、主酸化剤および/または窒素を供給する同じ供給源からの空気である)パージガスがパージポート100を通して投入され、最終的な燃焼生成物を追い出すとともに(制御および監視装置による手動もしくは自動の決定に従って、即座にまたは次の規則的または不規則なインターバルで)サイクルを繰り返す準備として予爆轟管路をパージガスで満たす。また、パージガスの基本的な流れは、ガスや粒子が炉の内部から上流に侵入するのを防ぐとともに爆轟管路の冷却を補助するために、充填/放出サイクルの間で維持することができる。
With the charge applied, the ignition box is activated to provide a spark discharge for the igniter and a pre-detonation charge is ignited. The pre-detonation charge is selected such that the combustion has a very fast chemistry, and the initial deflagration rapidly changes to detonation within
種々の実施例では、内部面の強化部によって、実質的に円筒状および円錐台状のセグメントの内部表面積を超えて内部表面積が実質的に増加する場合がある。このような強化部は、爆燃から爆轟への変化または爆轟波を持続させるのに効果的でありうる。図4は、1つの主セグメント60の内部に設けられた内部面の強化部を示している。例示的な強化部は、実質的にチンスパイラル(Chin spiral)であるが、シェルキンスパイラル(Shchelkin spiral)やスミルノフキャビティ(Smirnov cavity)などの他の強化部も使用可能である。このスパイラルは、螺旋状の部材120によって構成される。例示的な部材120は、直径が約8〜20mmの円状の断面を有する金属製要素として形成される。他の断面を使用してもよい。例示的な部材120は、複数の長手方向要素122によってセグメントの内部面から離間して保持されている。この例示的な長手方向要素122は、部材120と同様の断面および材料のロッドであり、部材120および関連するセグメント60の内部面に溶接される。このような強化部は、異なるチャージおよび異なる燃焼器断面積に関する上述の技術の代わりにまたはこれに加えて予爆轟を提供するために利用することができる。
In various embodiments, the internal surface reinforcement may substantially increase the internal surface area beyond the internal surface area of the substantially cylindrical and frustoconical segments. Such an enhancement may be effective in sustaining a change from deflagration to detonation or detonation waves. FIG. 4 shows an inner surface reinforcing portion provided inside one
本発明の装置は、幅広い用途で使用可能である。例えば、典型的な石炭燃焼炉では、本発明の装置は、ペンダントすなわち二次過熱器、対流流路(一時過熱器およびエコノマイザ束)、空気予熱器、選択的な触媒リムーバ(SCR)スクラバ、バグハウスすなわち静電集塵器、エコノマイザホッパ、熱伝達面またはそれ以外の面における灰や他の熱的堆積物などに適用することができる。本発明の利用可能性は、石油燃焼炉、黒液回収ボイラ、バイオマスボイラ、廃棄物再利用バーナ(ゴミバーナ)などの他の用途でも同様に存在する。 The apparatus of the present invention can be used in a wide range of applications. For example, in a typical coal-fired furnace, the apparatus of the present invention comprises a pendant or secondary superheater, a convection flow path (temporary superheater and economizer bundle), an air preheater, a selective catalyst remover (SCR) scrubber, a bug It can be applied to houses or electrostatic precipitators, economizer hoppers, ash or other thermal deposits on heat transfer surfaces or other surfaces. The applicability of the present invention also exists in other applications such as oil burning furnaces, black liquor recovery boilers, biomass boilers, waste recycling burners (garbage burners).
図6は、例示的なトロリ72とトラック装置74をさらに詳細に示している。例示的なトラック装置は、取付プレート142に溶接などによって固定された(例えば、鋼製の)頂点が上方に位置する一対の平行な直角チャネル要素140を含む。取付プレートは、ボルト穴144に設けられたボルト(図示省略)などによって床76に固定される。例示的なトロリは、対となった左右の長手方向部材152および前後の横方向部材154を有する構造フレーム150を含む。各々の横方向部材の左側および右側には、車輪156が垂下ブラケット158に取り付けられている。車輪の周囲は(直角のV字型溝160などの)凹部を有し、直角のチャネル要素140の頂点を受け入れる。例示的なトロリは、関連する管路セグメントを支持する手段とこのセグメントを所定位置に固定する手段とを有する。例示的な支持手段は、対となった前後の管路/管締結具170を含み、これらの締結具は、下端でフレームに固定された左右のねじ付シャフト174にナット172によってそれぞれ配置および支持されている。締結具170は、セグメントを下方から支持するために、関連する管路セグメントの本体外側面と相補的な凹状の面176を有する。固定手段は、同様の頂部ブラケット180を含み、これらのブラケットも、シャフト174に取り付けられているとともに、ナット182によってセグメントと圧縮係合するように所定位置に下向きに保持される。
FIG. 6 shows an
トロリの使用にはいくつかの選択肢がある。個々のセグメントは、関連するトロリに予め組み付けてトラック装置に沿って所定位置まで転がし、そこで端部フランジを介してセグメントを互いに固定することができる。分解は、このプロセスを逆転させればよい。(管路の下流部分を常に炉内に挿入することが望ましくない場合には)トロリによって、燃焼管路をユニットとして移動してもよい。さらに、上述したように、管路セグメントの整列を維持しながら、長手方向の熱膨張および/または吐出サイクル時の反動に関連する移動をユニットとして吸収することができる。 There are several options for using the trolley. The individual segments can be pre-assembled into the associated trolley and rolled along the track device to a predetermined position, where the segments can be secured together via end flanges. Degradation may reverse this process. The combustion line may be moved as a unit by trolley (if it is not desirable to always insert the downstream part of the line into the furnace). In addition, as described above, movement associated with longitudinal thermal expansion and / or recoil during the discharge cycle can be absorbed as a unit while maintaining alignment of the line segments.
図7は、燃焼管路202が(例えば、独立した支持構造体の一部として設けられるかまたは設備の天井または屋根206に固定された)ブラケット204によって吊り下げられた他の装置200を示している。このような装置は、管路202が施設の床上の高い位置に配置される場合に特に有用でありうる。例示的な装置200は、炉の外部の環境障害物の周囲に管路202を案内する。例示的な障害物には、管路が間を通過する上下の管束210,212が含まれる。例示的な実施例では、2つの管束のうちの一方と対応する炉の壁上の位置に出口214を配置できるように管束を迂回して管路を設けている。このような状況では、直線状の管路は管束によって妨害される。よって、管路には、管束に対応して1つまたは複数の湾曲部216が設けられている。
FIG. 7 shows another
例示的な支持装置は、上流から下流に向かって、ターンバックル装置224,226によって関連する管路セグメントに連結された上流および中間のスプリングハンガ220,222を含む。例示的なスプリングハンガは、テネシー州ニューポート(Newport,Tennessee)所在のリセガ社(LISEGA,Inc.)から入手可能である。例示的な実施例では、スプリングハンガ222は、その位置における静荷重が比較的高いために実質的に高い許容荷重を有しうる。ハンガのサイジングの特定の組合せは、管路の(重心や質量分布などの)質量パラメータ、管路の(種々の係数などの)強度パラメータ、および追加の支持位置を考慮して、管路に沿ったハンガの相対的な位置によって影響されうる。例示的なスプリングハンガは、実質的に定荷重ハンガとして機能し、ある動作範囲にわたって実質的に一定の支持張力を有する。ハンガによって提供される垂直方向のコンプライアンスの1つの機能は、天井面206または他の燃焼管路支持構造体に対する出口214の熱に関連する垂直方向位置の変化に対応することである。例えば、炉の壁の熱的膨張は、(作動時および停止時などの)炉の高温および低温の状態における出口の垂直方向位置を変化させるおそれがある。図2の実施例では、管路と壁との間の固定されていない垂直方向連結部によって、過大な壁開口部内で充分な垂直方向の遊びを管路に提供し、このような膨張に対応している。しかし、連結部が固定されていると、定荷重ハンガが設けられていない場合には、炉の熱によって管路出口の高さが上がったときに管路の質量のより大きな部分が炉の壁にかかり、より小さい部分が上流の支持部にかかるようになる。これは、剪断力/曲げ力/モーメントおよび関連する変形につながる。しかし、スプリングハンガは、収縮する傾向があり、取り付けられたセグメントを上昇させて、炉の壁に支持された質量を実質的に増加させることがないとともに、出口の高さの上昇に関連して生じるおそれのある応力の少なくとも一部、有利には大部分を軽減/防止する。従って、これらのハンガは、管路の方向を実質的に一定に(例えば、管路の上流の主要部分を実質的に水平な方向に)維持する。
An exemplary support device includes upstream and
例示的な実施例では、燃焼管路の外部の支持構造体240が、組み合わされた関連するセグメントをさらに補強する。このような補強は、湾曲セグメント内で生じる衝撃の反射に関連する構造的応力に有利に対処する。図示の実施例では、この構造体は、さらに管路の下流部分を炉の壁に固定する。例示的な実施例では、ターンバックル226は、その下部のねじ付ロッドによって固定具242に連結されており、固定具242は、支持構造体の上流端に固定されているとともに燃焼プロセスによって発生しうる横方向の動きに対応してこれを減衰させるスナッバ244を有する。例示的な実施例では、炉の壁に対する支持構造体の固定された連結部は、反動力を吸収して反動を実質的に防止する。管路の長手方向の熱膨張が問題である限り、ハンガを下部に位置する関連する管路係合固定具とともに(例えば、上部に位置するブラケット204への連結位置246および連結点248に対して)回転可能に設けることでこのような膨張に対処できる。他の実施例では、壁に対する管路の固定された連結部をなくして、弾性的なすなわち減衰される連結部を設けることができる。
In the exemplary embodiment, a
本発明の1つまたは複数の実施例を説明したが、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに種々の変更を行うことができる。例えば、本発明は、種々の産業設備および種々のスートブロワ技術とともに使用するように設けることができる。既存の設備および技術の形態によって、特定の実施例の形態が影響されうる。従って、他の実施例も請求の範囲に含まれる。 While one or more embodiments of the invention have been described, various changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. For example, the present invention can be provided for use with various industrial equipment and various sootblower technologies. The form of a particular embodiment can be influenced by the form of existing equipment and technology. Accordingly, other embodiments are within the scope of the claims.
22…スートブロワ
24…炉の壁
26…燃焼管路
28…上流の遠位端部
30…下流の近位端部
60…管路セグメント
62…下流ノズル管路セグメント
64…下流部分
66…壁の開口部
68…炉の内部
70…管束
72…トロリ
74…トラック装置
76…施設の床
80…反動ストラップ
82…金属製コイル反動ばね
84…予爆轟セグメント
86…遷移管路セグメント
500…管路の中心線
DESCRIPTION OF
Claims (11)
上流端から前記容器の壁の開口部と関連づけられた下流端まで延在するとともに、前記面に向かって衝撃波を導くように配置された細長い燃焼管路と、
前記燃焼管路の長さに沿った複数の位置において該燃焼管路の重量を支持する複数の車輪付可動支持体と、
前記可動支持体の車輪を支持するトラックと、
前記燃焼管路を前記壁に連結し、かつ反動力に対して前記燃焼管路を弾性的に拘束する弾性部材と、を有することを特徴とする容器の内部面洗浄装置。 A device for cleaning the inner surface of a container,
An elongate combustion line extending from an upstream end to a downstream end associated with an opening in the vessel wall and arranged to direct a shock wave toward the surface;
A plurality of wheeled movable supports that support the weight of the combustion line at a plurality of positions along the length of the combustion line;
A track that supports the wheels of the movable support;
An apparatus for cleaning an inner surface of a container, comprising: an elastic member that connects the combustion pipe to the wall and elastically restrains the combustion pipe against reaction force.
前記各セグメントは、前記複数のトロリのうちの関連する1つのトロリ上にそれぞれ支持されていることを特徴とする請求項5記載の容器の内部面洗浄装置。 The combustion line includes a plurality of separable segments;
6. The container inner surface cleaning apparatus according to claim 5 , wherein each of the segments is supported on one associated trolley among the plurality of trolleys.
管路に燃料および酸化剤を投入し、
前記面に衝突する衝撃波を発生させるために前記燃料および酸化剤の反応を開始させることを含み、前記管路に加わる反動力が該管路を前記壁に連結する弾性部材によって弾性的に吸収され、前記管路の移動が、該管路の長さに沿った複数の位置において該管路を支持する車輪付支持部材のトラックに沿った移動により吸収されることを特徴とする容器の内部面洗浄方法。 A method for cleaning an inner surface of a container that is part of an industrial facility and includes a wall having an opening,
Put fuel and oxidizer into the pipeline,
The reaction of the fuel and oxidant is initiated to generate a shock wave that collides with the surface, and the reaction force applied to the conduit is elastically absorbed by an elastic member connecting the conduit to the wall. , an inner surface of the container movement of the conduit is absorbed by movement along the track of the wheel with the supporting member for supporting the pipe line at a plurality of locations along the length of the conduit, characterized in Rukoto Cleaning method.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/718,730 US7011047B2 (en) | 2003-11-20 | 2003-11-20 | Detonative cleaning apparatus |
US10/733,503 US20050125930A1 (en) | 2003-12-11 | 2003-12-11 | Detonative cleaning apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005156150A JP2005156150A (en) | 2005-06-16 |
JP3974611B2 true JP3974611B2 (en) | 2007-09-12 |
Family
ID=34577181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004333890A Expired - Fee Related JP3974611B2 (en) | 2003-11-20 | 2004-11-18 | Container inner surface cleaning apparatus and inner surface cleaning method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3974611B2 (en) |
DE (1) | DE102004055912A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009102464A1 (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-20 | Shocksystem, Inc. | Detonative cleaning apparatus mounting system |
US8651066B2 (en) | 2010-09-28 | 2014-02-18 | Bha Altair, Llc | Pulse detonation cleaning system |
-
2004
- 2004-11-18 JP JP2004333890A patent/JP3974611B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-11-19 DE DE200410055912 patent/DE102004055912A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005156150A (en) | 2005-06-16 |
DE102004055912A1 (en) | 2005-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2004229047B2 (en) | Detonative cleaning apparatus | |
JP4012536B2 (en) | Container inner surface cleaning apparatus and inner surface cleaning method | |
US20090229068A1 (en) | Detonative cleaning apparatus mounting system | |
US7267134B2 (en) | Control of detonative cleaning apparatus | |
US20050130084A1 (en) | Detonative cleaning apparatus | |
US20050125933A1 (en) | Detonative cleaning apparatus | |
US7442034B2 (en) | Detonative cleaning apparatus | |
JP3974611B2 (en) | Container inner surface cleaning apparatus and inner surface cleaning method | |
JP3993596B2 (en) | Internal surface cleaning apparatus and container internal surface cleaning method | |
AU2004229046B2 (en) | Detonative cleaning apparatus | |
US20050125930A1 (en) | Detonative cleaning apparatus | |
JP2005172418A (en) | Internal face cleaning apparatus for vessel | |
JP2005152896A (en) | Inner surface washing device for container and inner surface washing method | |
US20050126594A1 (en) | Soot blower access apparatus | |
JP2005172417A (en) | Gas guiding device and operation method of internal face cleaning apparatus | |
JP2005164229A (en) | Apparatus and method for cleaning surface within vessel | |
GB2408556A (en) | Moveable support for combustion conduit of detonative cleaning apparatus | |
EP1533050A1 (en) | Detonative cleaning apparatus | |
JP2005186061A (en) | Apparatus for providing detonative cleaning communication and method for cleaning vessel | |
US20050126512A1 (en) | Pressure probe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070227 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070514 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070605 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070614 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |