RU2728979C1

RU2728979C1 - Device for air-impact cleaning of surfaces of draft and dust capture equipment

Info

Publication number: RU2728979C1
Application number: RU2019143559A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Петрович Погребняк; Валерий Леонидович Кокорев; Александр Леонидович Кокорев; Игорь Олегович Моисеенко
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2020-08-03

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering and energy technology, and directly to a method of cleaning process surfaces of draft and dust collecting equipment, including impeller pumps, blow fans, smoke exhausters, dust catchers, and can be used for destruction and removal of deposits of solid, bound and loose materials. Device includes an air gun mounted on the equipment housing, connected to the exhaust branch pipe for pulse emissions of the working agent, for example, compressed air, towards the impeller blades through the hole in the equipment housing. Exhaust pipe is connected by means of a waveguide installed inside the case to the exhaust nozzle installed in the internal volume of the impeller and directed to the cleaned surfaces.

EFFECT: increased efficiency of cleaning of impellers or process surfaces due to arrangement in exhaust wheel inner volume of exhaust nozzle, without which can not be provided for delivery of pulse release of working agent at optimum distance from working surfaces and aiming of pulse emission directly on contaminated surfaces at optimum angles, as well as increased reliability of cleaning due to reduced or complete exclusion of exhaust nozzle filling with solid fractions contained in working gases.

6 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и энерготехнологии, а непосредственно к способу очистки технологических поверхностей тягодутьевого и пылеулавливающего оборудования, в том числе рабочих колес дымососов, дутьевых вентиляторов, дымососов-пылеуловителей, и может быть использовано для разрушения и удаления скоплений отложений твердых, связанных и сыпучих материалов.The invention relates to the field of energy and energy technology, and directly to a method for cleaning the technological surfaces of draft and dust collecting equipment, including impellers of smoke exhausters, blow fans, smoke exhausters, dust collectors, and can be used to destroy and remove accumulations of deposits of solid, bound and bulk materials ...

Известно устройство очистки ротора дымососа с наклонными лопатками путем вращения ротора и подачи струи моющего агента под давлением на рабочую поверхность лопаток, при этом ротор вращают в сторону наклона лопаток, а подачу моющего агента осуществляют в радиальном направлении от оси вращения ротора (SU 994062, МПК: В08В 3/02, F04D 29/70, опубликовано 07.02.1983, Бюллетень №5).There is a known device for cleaning the rotor of a smoke exhauster with inclined blades by rotating the rotor and supplying a jet of detergent under pressure to the working surface of the blades, while the rotor rotates towards the inclination of the blades, and the supply of the detergent is carried out in a radial direction from the axis of rotation of the rotor (SU 994062, IPC: В08В 3/02, F04D 29/70, published 02/07/1983, Bulletin No. 5).

Основным недостатком известного устройства является наличие зон, где смыв загрязнений не обеспечивается из-за непопадания моющего агента, имеет место изнашивание рабочих лопаток у основания и выходных кромок лопаток, а также коррозия дымовой трубы из-за повышенного содержания влаги в дымовых газах, что резко снижает надежность основного оборудования и эффективность работы устройства.The main disadvantage of the known device is the presence of zones where the flushing of contaminants is not ensured due to the lack of penetration of the cleaning agent, the wear of the rotor blades at the base and the trailing edges of the blades, as well as the corrosion of the chimney due to the increased moisture content in the flue gases reliability of the main equipment and the efficiency of the device.

Известно устройство смыва отложений с лопаток ротора дымососа горячей водой с температурой 60°С на работающем дымососе, или в момент его отключения, при вращении с малой частотой, так как на частоте вращения 1500 об./мин. отложения не смываются. Обмывка происходит через форсунки, расположенные перед входными кромками лопаток (Брук А.Д. Дымососы газоочистных сооружений, Москва, Машиностроение, 1984 г., стр. 67).A device is known for washing away deposits from the blades of the rotor of a smoke exhauster with hot water at a temperature of 60 ° C on a working exhauster, or at the moment of its shutdown, when rotating at low frequency, since at a speed of 1500 rpm. deposits are not washed off. Washing takes place through nozzles located in front of the leading edges of the blades (Brook A.D. Smoke exhausters of gas cleaning facilities, Moscow, Mashinostroenie, 1984, p. 67).

Основным недостатком известного устройства является интенсификация коррозионных процессов в основных элементах дымососа, а также унос влаги в дымовую трубу и ее коррозия из-за повышенного содержания влаги в дымовых газах. Кроме того, происходит быстрое изнашивание рабочих лопаток у основания выходных кромок лопаток, что резко снижает надежность оборудования.The main disadvantage of the known device is the intensification of corrosion processes in the main elements of the smoke exhauster, as well as the entrainment of moisture into the chimney and its corrosion due to the increased moisture content in the flue gases. In addition, there is a rapid wear of the rotor blades at the base of the trailing edges of the blades, which sharply reduces the reliability of the equipment.

Известны акустические устройства, используемые для очистки поверхностей нагрева котлов, электрофильтров и дымососов, устанавливаемые на напорном коробе спирального кожуха дымососа. При этом, акустические колебания, генерируемые титановой мембраной за счет подачи сжатого воздуха, с частотой 250 Гц поступают через резонатор в газовый объем между стенкой корпуса и ротором дымососа, воздействуя на золовые отложения, образующиеся на рабочих лопатках дымососа (Брук А.Д. Дымососы газоочистных сооружений, Москва, Машиностроение, 1984 г., стр. 68).Known acoustic devices used to clean the heating surfaces of boilers, electrostatic precipitators and smoke exhausters, installed on the head box of the spiral casing of the exhauster. At the same time, the acoustic vibrations generated by the titanium membrane due to the supply of compressed air, with a frequency of 250 Hz, enter through the resonator into the gas volume between the casing wall and the fan rotor, acting on ash deposits formed on the working blades of the fan (Bruk A.D. structures, Moscow, Mechanical Engineering, 1984, p. 68).

Недостатками известных устройств является относительно низкий уровень выходной мощности, не позволяющий гарантированно обеспечить эксплуатационные показатели оборудования из-за невозможности размещения источника акустических колебаний (резонатора) на оптимальных расстояниях и под оптимальными углами относительно очищаемых элементов (рабочих лопаток). Кроме того, недостатками известного устройства являются необходимость защиты резонатора, мембраны и других элементов устройства, установленного в зоне напорного короба дымососа, от воздействия дымовых газов, загрязненных продуктами сгорания, а также необходимость частой замены мембраны и регулярной очистки от золовых отложений резонатора.The disadvantages of the known devices is a relatively low level of output power, which does not allow guaranteed performance of the equipment due to the impossibility of placing the source of acoustic vibrations (resonator) at optimal distances and at optimal angles relative to the cleaned elements (rotor blades). In addition, the disadvantages of the known device are the need to protect the resonator, membrane and other elements of the device installed in the head box of the exhaust fan from the effects of flue gases contaminated with combustion products, as well as the need for frequent replacement of the membrane and regular cleaning from ash deposits of the resonator.

Существует устройство пневмоимпульсной очистки рабочих колес дутьевого вентилятора посредством импульсов сжатого воздуха, генерируемых при помощи пневмопушки и направляемых в сторону лопаток рабочего колеса. Пневмопушка, расположенная снаружи вентилятора, на корпусе, соединена с выхлопным патрубком цилиндрической формы, посредством которого импульсные выбросы сжатого воздуха направляются в сторону рабочего колеса через внутреннее пространство вентилятора (WO 91/00430, МПК: F04D 29/70, опубликовано 10.01.1991, фиг. 2).There is a device for pneumo-pulse cleaning of the blast fan impellers by means of compressed air pulses generated by an air gun and directed towards the impeller blades. An air gun located outside the fan, on the casing, is connected to a cylindrical exhaust pipe, by means of which pulsed emissions of compressed air are directed towards the impeller through the inner space of the fan (WO 91/00430, IPC: F04D 29/70, published 10.01.1991, Fig. . 2).

По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.In terms of the totality of features, this known technical solution is the closest to the declared one and is taken as a prototype.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является загрязнение твердыми фракциями, содержащимися в смеси рабочих газов (например, дымовых газов или загрязненном воздухе) выхлопных патрубков, установленных в напорной части спирального корпуса оборудования. Вследствие чего происходит последовательное образование заносов и отложений, перекрывающих сечение выхлопных патрубков, динамика и прочностно-физические свойства которых зависят от состава и количества твердых фракций, аэродинамических характеристик напорной части корпуса оборудования и режима работы устройства. При этом, без проведения дополнительных мероприятий по очистке выхлопных патрубков происходит последовательное снижение эффективности и работоспособности устройства вплоть до полного выхода из строя. Кроме того, недостатком известного устройства является потери мощности импульсного выброса в связи с избыточным давлением газов во внутреннем пространстве напорной части корпуса очищаемого оборудования.The disadvantage of the known device, taken as a prototype, is the contamination of solid fractions contained in a mixture of working gases (for example, flue gases or polluted air) of the exhaust pipes installed in the pressure head of the spiral body of the equipment. As a result, there is a sequential formation of drifts and deposits that overlap the section of the exhaust pipes, the dynamics and strength-physical properties of which depend on the composition and amount of solid fractions, the aerodynamic characteristics of the pressure head of the equipment body and the operating mode of the device. At the same time, without additional measures to clean the exhaust pipes, there is a sequential decrease in the efficiency and operability of the device, up to complete failure. In addition, the disadvantage of the known device is the loss of power of the pulsed emission due to excess gas pressure in the inner space of the pressure head of the body of the equipment being cleaned.

Заявляемое техническое решение повышает надежность работы тяго-дутьевого и пылеулавливающего оборудования за счет повышения эффективности очистки рабочих колес, или технологических поверхностей. Повышение эффективности очистки при применении заявляемого технического решения происходит за счет размещения во внутреннем объеме рабочего колеса выхлопного сопла, позволяющего осуществить доставку импульсного выброса рабочего агента на оптимальное расстояние от очищаемых поверхностей и нацеливание импульсного выброса непосредственно на загрязненные поверхности под оптимальными углами. Кроме того, размещение выхлопного сопла во внутреннем объеме рабочего колеса значительно повышает надежность устройства очистки за счет уменьшения или полного исключения заполнения выхлопного сопла твердыми фракциями, содержащимися в рабочих газах, так как внутри рабочего колеса газы находятся в условиях разрежения и направление их движения не пересекает плоскость выходного отверстия выхлопного сопла, что затрудняет или полностью исключает попадание твердых частиц в выходное отверстие выхлопного сопла. При этом, автоматизированное исполнение предложенного устройства упрощает эксплуатацию персоналом устройства и позволяет оперативно корректировать параметры работы. Кроме того, повышение эффективности очистки рабочих колес, или технологических поверхностей достигается применением определенной формы исполнения выхлопного сопла, позволяющей в каждом конкретном случае наиболее эффективно распределять ударноволновое воздействие импульсного выброса. Использование выхлопного сопла в виде цилиндрического патрубка с заглушкой и продольным отверстием позволяет повысить эффективность импульсного выброса в случае необходимости равномерного распределения ударноволнового воздействия по поверхности лопатки рабочего колеса. Использование выхлопного сопла в виде плоского раструба позволяет повысить эффективность импульсного выброса в случае необходимости сосредоточенного ударноволнового воздействия на входную кромку лопатки рабочего колеса. Использование выхлопного сопла в виде цилиндрического патрубка с заглушкой и отверстиями в нем позволяет повысить эффективность импульсного выброса в случае необходимости распределения ударноволнового воздействия в определенные области поверхностей лопаток рабочего колеса, при этом размер, форма и количество отверстий выхлопного сопла определяют в зависимости от динамики и распределения отложений. Использование выхлопного сопла в виде цилиндрического патрубка с косым срезом позволяет повысить эффективность импульсного выброса в случае необходимости ударноволнового воздействия на элементы конструкции рабочего колеса и системы пылеподавления.The claimed technical solution increases the reliability of the operation of the draft-blowing and dust-collecting equipment by increasing the efficiency of cleaning the impellers or technological surfaces. An increase in the cleaning efficiency when applying the proposed technical solution occurs due to the placement of an exhaust nozzle in the internal volume of the impeller, which allows the delivery of a pulsed emission of the working agent to an optimal distance from the surfaces to be cleaned and targeting the pulse emission directly to contaminated surfaces at optimal angles. In addition, the placement of the exhaust nozzle in the inner volume of the impeller significantly increases the reliability of the cleaning device by reducing or completely eliminating the filling of the exhaust nozzle with solid fractions contained in the working gases, since the gases inside the impeller are under vacuum conditions and the direction of their movement does not cross the plane outlet of the exhaust nozzle, which makes it difficult or completely eliminates the ingress of solid particles into the outlet of the exhaust nozzle. At the same time, the automated execution of the proposed device simplifies the operation of the device by personnel and allows you to quickly adjust the operating parameters. In addition, an increase in the efficiency of cleaning the impellers or technological surfaces is achieved by using a specific form of the exhaust nozzle, which allows in each case to most effectively distribute the shock wave effect of the impulse release. The use of an exhaust nozzle in the form of a cylindrical branch pipe with a plug and a longitudinal hole makes it possible to increase the efficiency of the impulse ejection if it is necessary to uniformly distribute the shock wave action over the surface of the impeller blade. The use of an exhaust nozzle in the form of a flat bell makes it possible to increase the efficiency of the impulse ejection in case of a need for a concentrated shock wave action on the leading edge of the impeller blade. The use of an exhaust nozzle in the form of a cylindrical nozzle with a plug and holes in it makes it possible to increase the efficiency of the impulse ejection if it is necessary to distribute the shock wave impact in certain areas of the impeller blade surfaces, while the size, shape and number of holes of the exhaust nozzle are determined depending on the dynamics and distribution of deposits ... The use of an exhaust nozzle in the form of a cylindrical pipe with an oblique cut makes it possible to increase the efficiency of the impulse emission in the event of a need for a shock wave action on the structural elements of the impeller and the dust suppression system.

Для достижения указанного технического результата предложено устройство пневмоимпульсной очистки поверхностей тягодутьевого и пылеулавливающего оборудования, включающее пневмопушку, установленную на корпусе оборудования, соединенную с выхлопным патрубком для импульсных выбросов рабочего агента, например, сжатого воздуха, в сторону лопаток рабочего колеса через отверстие в корпусе оборудования, при этом выхлопной патрубок посредством волновода, установленного внутри корпуса, соединен с выхлопным соплом, размещенным во внутреннем объеме рабочего колеса и направленным на очищаемые поверхности.To achieve the specified technical result, a device is proposed for pneumo-pulse cleaning of the surfaces of blowing and dust-collecting equipment, including an air gun mounted on the equipment body, connected to the exhaust pipe for pulsed emissions of a working agent, for example, compressed air, towards the impeller blades through an opening in the equipment body, when In this case, the exhaust pipe by means of a waveguide installed inside the housing is connected to an exhaust nozzle located in the inner volume of the impeller and directed to the surfaces to be cleaned.

Устройство пневмоимпульсной очистки поверхностей тягодутьевого и пылеулавливающего оборудования иллюстрируется чертежами:The device for pneumo-pulse cleaning of the surfaces of the draft and dust collection equipment is illustrated by the drawings:

- на фиг. 1 изображен общий вид устройства;- in Fig. 1 shows a general view of the device;

- на фиг. 2 представлен вид А фиг. 1;- in Fig. 2 shows view A of FIG. 1;

- на фиг. 3 представлено автоматизированное исполнение устройства;- in Fig. 3 shows the automated execution of the device;

- на фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7 представлены формы исполнения выхлопного сопла.- in Fig. 4, figs. 5, figs. 6 and FIG. 7 shows the embodiment of the exhaust nozzle.

Устройство включает пневмопушку 1, размещенную снаружи корпуса очищаемого оборудования 2. Пневмопушка 1 состоит из устройства дозирования 3, например, выполненного в виде резервуара заданного объема, соединенного с устройством инициирования импульсного выброса рабочего агента 4, выполненном в виде быстродействующего клапана. Пневмопушка 1 соединенна с выхлопным патрубком 5, проходящим через стенку 6 корпуса очищаемого оборудования 2. Посредством волновода 7, установленного внутри корпуса очищаемого оборудования 2, выхлопной патрубок 5 соединяется с выхлопным соплом 8. Выхлопное сопло 8 размещено во внутреннем объеме рабочего колеса 9 на расстоянии от его поверхностей и направлено на внутреннюю поверхность лопаток рабочего колеса 9 под углом к поверхности лопаток. Устройство пневмоимпульсной очистки поверхностей тягодутьевого и пылеулавливающего оборудования в автоматизированном исполнении, представленное на фиг. 3, включает блок управления 10, представляющий собой устройство контроля и управления, например, на базе промышленного микроконтроллера, соединенный линиями управления 11 с пневмопушкой 1. Выхлопное сопло 8, представленное на фиг. 4, выполнено в виде цилиндрического патрубка с заглушкой и продольным отверстием. Выхлопное сопло 8, представленное на фиг. 5, выполнено в виде цилиндрического патрубка с заглушкой и отверстиями в нем. Выхлопное сопло 8, представленное на фиг. 6, выполнено в виде плоского раструба. Выхлопное сопло 8, представленное на фиг. 7, выполнено в виде цилиндрического патрубка с косым срезом.The device includes a pneumatic gun 1 located outside the body of the equipment to be cleaned 2. The pneumatic gun 1 consists of a dosing device 3, for example, made in the form of a reservoir of a given volume, connected to a device for initiating a pulse ejection of a working agent 4, made in the form of a quick-acting valve. The air gun 1 is connected to the exhaust pipe 5 passing through the wall 6 of the body of the equipment to be cleaned 2. By means of the waveguide 7 installed inside the body of the equipment to be cleaned 2, the exhaust pipe 5 is connected to the exhaust nozzle 8. The exhaust nozzle 8 is located in the inner volume of the impeller 9 at a distance from its surfaces and is directed to the inner surface of the impeller blades 9 at an angle to the surface of the blades. The device for pneumo-pulse cleaning of surfaces of draft and dust-collecting equipment in an automated design, shown in Fig. 3, includes a control unit 10, which is a monitoring and control device, for example, based on an industrial microcontroller, connected by control lines 11 to an air gun 1. The exhaust nozzle 8 shown in FIG. 4, is made in the form of a cylindrical pipe with a plug and a longitudinal hole. The exhaust nozzle 8 shown in FIG. 5, is made in the form of a cylindrical pipe with a plug and holes in it. The exhaust nozzle 8 shown in FIG. 6 is made in the form of a flat bell. The exhaust nozzle 8 shown in FIG. 7 is made in the form of a cylindrical pipe with an oblique cut.

Устройство работает следующим образом:The device works as follows:

После запуска устройства в работу рабочий агент, например, воздух, азот, или любое негорючее газообразное вещество подается в устройство дозирования 3 пневмопушки 1. После заполнения устройства дозирования 3 рабочим агентом и достижения заданного давления включается в работу устройство инициирования импульсного выброса рабочего агента 4, при этом рабочий агент выбрасывается из пневмопушки 1 через выхлопной патрубок 5, генерируя ударноволновое движение рабочего агента, которое посредством волновода 7 достигает выхлопного сопла 8. Через выхлопное сопло 8 импульсный выброс рабочего агента направляется на очищаемые поверхности рабочего колеса 9, осуществляется сосредоточенное ударноволновое воздействие, очищающее поверхности от загрязнений. После импульсного выброса устройство дозирования 3 пневмопушки 1 заполняется рабочим агентом, и по достижении заданного давления рабочего агента, импульсный выброс повторяется. Цикл очистки повторяется необходимое количество раз в соответствии с оптимальным алгоритмом очистки, при этом, в случае осуществления достаточного количества циклов очистки пневмопушка 1 может находится в состоянии высокой степени готовности к новому циклу очистки с заполненным устройством дозирования 3.After starting the device into operation, the working agent, for example, air, nitrogen, or any non-combustible gaseous substance, is supplied to the metering device 3 of the pneumatic gun 1. After filling the metering device 3 with the working agent and reaching the specified pressure, the device for initiating the impulse release of the working agent 4 is activated, when In this case, the working agent is ejected from the air gun 1 through the exhaust pipe 5, generating a shock wave movement of the working agent, which, through the waveguide 7, reaches the exhaust nozzle 8. Through the exhaust nozzle 8, the impulse emission of the working agent is directed to the cleaned surfaces of the impeller 9, a concentrated shock wave action is carried out that cleans the surfaces from pollution. After the impulse ejection, the metering device 3 of the air gun 1 is filled with a working agent, and upon reaching a given pressure of the working agent, the impulse ejection is repeated. The cleaning cycle is repeated the required number of times in accordance with the optimal cleaning algorithm, while, if a sufficient number of cleaning cycles are carried out, the air gun 1 can be in a state of high readiness for a new cleaning cycle with a filled dosing device 3.

При автоматизированном исполнении устройства пневмоимпульсной очистки, устройство инициирования импульсного выброса 4 включается в работу по команде от блока управления 10, передаваемой посредством линии управления 11, что позволяет автоматизировать процесс очистки, оперативно корректировать временно-частотные параметры повторения циклов очистки в зависимости от изменения условий работы основного оборудования.With the automated execution of the pneumo-pulse cleaning device, the device for initiating a pulse release 4 is included in the work on a command from the control unit 10, transmitted through the control line 11, which makes it possible to automate the cleaning process, promptly adjust the time-frequency parameters of the repetition of cleaning cycles depending on changes in the operating conditions equipment.

Предлагаемое устройство очистки было опробовано при создании опытной установки очистки дымососа Д-25х2ШБ. Опытная установка предназначалась для очистки рабочих колес дымососа «на ходу» от золовых отложений, образующихся на поверхностях лопаток при работе котла энергоблока на угле с высоким содержанием соединений серы и кальция. В качестве рабочего агента был использован осушенный, очищенный от примесей и масла сжатый воздух. Опытная установка состояла из восьми устройств пневмоимпульсной очистки, соединенных с общим блоком управления. Каждое устройство пневмоимпульсной очистки состояло из пневмопушки, соединенной с выхлопным патрубком, который посредством волновода соединен с выхлопным соплом, размещенным во внутреннем объеме рабочего колеса дымососа, при этом каждая пневмопушка состояла из устройства дозирования, соединенного с быстродействующим импульсным клапаном, представляющим собой устройство инициирования импульсного выброса рабочего агента. В процессе испытаний все оборудование опытной установки отработало штатно, в соответствии с заданными алгоритмами, результаты испытаний показали, что предлагаемое устройство работоспособно, надежно и эффективно.The proposed cleaning device was tested when creating an experimental installation for cleaning a smoke exhauster D-25x2SHB. The pilot plant was intended for cleaning the smoke exhauster impellers "on the fly" from ash deposits formed on the surfaces of the blades during the operation of the power unit boiler on coal with a high content of sulfur and calcium compounds. Dried compressed air, free from impurities and oil, was used as a working agent. The pilot plant consisted of eight pneumo-pulse cleaning devices connected to a common control unit. Each pneumatic impulse cleaning device consisted of an air gun connected to an exhaust pipe, which is connected by a waveguide to an exhaust nozzle located in the inner volume of the exhaust fan impeller, and each pneumatic gun consisted of a metering device connected to a fast-acting impulse valve, which is a device for initiating a pulse ejection working agent. During the tests, all the equipment of the pilot plant worked normally, in accordance with the specified algorithms, the test results showed that the proposed device is efficient, reliable and efficient.

Claims

1. A device for pneumo-pulse cleaning of the surfaces of blowing and dust-collecting equipment, including an air gun mounted on the equipment body, connected to the exhaust pipe for pulsed emissions of a working agent, for example, compressed air, towards the impeller blades through an opening in the equipment body, characterized in that the exhaust pipe by means of a waveguide installed inside the housing, it is connected to an exhaust nozzle located in the inner volume of the impeller and directed to the surfaces to be cleaned.

2. The device according to claim 1, characterized in that the air gun is connected by control lines to the control device for automated operation.

3. A device according to claim 1, characterized in that the exhaust nozzle is made in the form of a cylindrical pipe with a plug and a longitudinal hole.

4. The device according to claim 1, characterized in that the exhaust nozzle is made in the form of a cylindrical pipe with a plug and holes in it.

5. The device according to claim 1, characterized in that the exhaust nozzle is made in the form of a flat bell.

6. The device according to claim. 1, characterized in that the exhaust nozzle is made in the form of a cylindrical pipe with an oblique cut.