Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока
Изобретение относится к области техники вспомогательного оборудования котла и, в частности, к устройству для удаления золы из котла на основе объединенного потока. Устройство содержит частотно-регулируемый генератор акустического потока, крепежную скобу, источник сжатого воздуха, трехходовой электрически управляемый клапан источника воздуха, генератор воздушной струи, трубу для совместной передачи акустического потока и воздушной струи, интеллектуальную систему управления акустическим потоком и воздушной струей и датчик измерения и контроля нагара. Источник сжатого воздуха соединен с впускным концом трехходового электрически управляемого клапана источника воздуха. Выпускной конец трехходового электрически управляемого клапана источника воздуха соединен с частотно-регулируемым генератором акустического потока и впускным концом источника воздуха генератора воздушной струи соответственно. Выпускной конец акустического потока частотно-регулируемого генератора акустического потока соединен с впускным концом трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи. Выпускной конец трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи и конец выпуска струи генератора воздушной струи расположены посредством крепежной скобы напротив наружного теплообменного компонента. Площадь отверстия передачи акустического потока на выпускном конце трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи покрывает площадь отверстия нагнетания струи на конце выпуска струи генератора воздушной струи. Интеллектуальная система управления акустическим потоком и воздушной струей соединена с электрическим устройством управления трехходовым электрически управляемым клапаном источника воздуха и датчиком измерения и контроля нагара. Датчик измерения и контроля нагара расположен на наружном теплообменном компоненте. Устройство для удаления золы из котла обладает преимуществами объединения частотно-регулируемого акустического потока с воздушной струей и интеллектуального управления акустическим потоком и воздушной струей и имеет желаемый эффект удаления нагара в топке или теплообменнике дымовых газов. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области техники вспомогательного оборудования котла и, в частности, к устройству для удаления золы из котла на основе объединенного потока.
Описание предшествующего уровня техники
Когда акустическое устройство для удаления золы применяется в функционирующем устройстве, таком как котел, для удаления золы, акустическое устройство для удаления золы не вызывает дополнительного неблагоприятного воздействия, такого как разрыв трубы или повреждение тепловой трубы, а также обладает отличными характеристиками удаления золы без недосягаемых зон и, следовательно, становится все более популярным в электроэнергетике. Тем не менее, акустическое устройство для удаления золы имеет недостаток, заключающийся в том, что параметры акустической волны для сдувания золы не могут регулироваться в соответствии с условиями работы устройства в режиме реального времени, и, следовательно, эффект удаления золы не может полностью удовлетворять требованиям.
Для преодоления недостатка в предшествующем уровне техники в настоящее время существует действующий модернизированный частотно-регулируемое устройство для сдувания золы с высокой акустической интенсивностью. Принцип работы акустического устройства для сдувания золы заключается в том, что воздушный поток фильтруется для достижения компонента акустической генерации, и система управления использует электрический сигнал для управления компонентом акустической генерации с целью возбуждения вибрации, чтобы в режиме реального времени изменить параметры условий работы, такие как мощность и частота генерирования требуемой акустической волны, удаляющей золу. Положительный эффект достигается в аспекте возможности регулирования параметров условий работы удаляющей золу акустической волны. Однако для удаления золы, углеродистых отложений, шлака и т. п., накопившихся на тепловой трубе котла, используется одна акустическая волна с высокой акустической интенсивностью. Акустическая волна мягкая и поэтому обладает недостаточным эффектом удаления золы. Если уровень акустического давления в акустической волне продолжает увеличиваться, эффект удаления золы акустической волной несколько увеличивается. Однако, когда уровень акустического давления чрезмерно высок, например, превышает 160 дБ, это негативно сказывается на безопасности условий работы при эксплуатации устройства.
В заявке на патент Китая 201020532965.2, предложенной настоящим заявителем, раскрывается «акустическое устройство для сдувания золы с высокой акустической интенсивностью». Акустическое устройство для сдувания золы содержит частотно-регулируемый пневматический генератор с высокой акустической интенсивностью, акустическую направляющую трубу с показателем задержки, крепежную скобу, вспомогательную систему источника воздуха и систему управления для акустического устройства для сдувания золы. Крепежная скоба расположена внутри топки. На крепежной скобе установлена акустическая направляющая труба с показателем задержки, и раструб акустической направляющей трубы с показателем задержки покрывает поверхность теплообменного элемента. Конец частотно-регулируемого пневматического генератора с высокой акустической интенсивностью соединен с акустической направляющей трубой с показателем задержки, и другой конец частотно-регулируемого пневматического генератора с высокой акустической интенсивностью соединен со вспомогательной системой источника воздуха. Частотно-регулируемый пневматический генератор с высокой акустической интенсивностью и вспомогательная система источника воздуха соединены с системой управления акустическим устройством для удаления золы. Акустическое устройство для сдувания золы обладает высокой акустической интенсивностью и целесообразным способом передачи акустической волны для удаления золы, что способствует усилению эффекта удаления золы. Однако акустическое устройство для сдувания золы все же имеет очевидные недостатки. Первый недостаток заключается в том, что параметры сдувания золы не могут количественно анализироваться и регулироваться в режиме реального времени. Второй недостаток заключается в том, что оптимальное рабочее состояние не может быть достигнуто, и эффект сдувания золы не может быть оптимизирован.
В заявке на патент Китая 201420754785.7, предложенной настоящим заявителем, раскрывается «акустическое устройство для сдувания золы с высокой акустической интенсивностью для вращающегося теплообменника дымовых газов». Акустическое устройство для сдувания золы содержит группу частотно-регулируемых акустических генераторов с высокой акустической интенсивностью, группу сдувающих золу указательных раструбов, устройство управления и источник воздуха. Один частотно-регулируемый акустический генератор с высокой акустической интенсивностью соединен с соответствующим сдувающим золу указательным раструбом. Группа сдувающих золу указательных раструбов соответственно расположена вокруг вращающегося теплообменника дымовых газов. Группа частотно-регулируемых акустических генераторов с высокой акустической интенсивностью соединена с устройством управления. Группа сдувающих золу указательных раструбов соединена с источником воздуха. Акустическое устройство для сдувания золы может выполнять автоматическую регулировку в режиме реального времени в соответствии с разными условиями работы при эксплуатации вращающегося теплообменника дымовых газов и обладает высокой способностью к адаптации, тем самым улучшая эффект удаления золы. Однако акустическое устройство для сдувания золы все же имеет очевидные недостатки. Первый недостаток заключается в том, что акустическая волна мягкая и поэтому обладает недостаточным эффектом удаления золы. Второй недостаток заключается в том, что, поскольку существует только одно средство акустического удаления золы, функции удаления золы и защиты от засорения относительно слабы, и в результате требования к эффекту удаления золы не могут быть полностью удовлетворены.
В заключение, одной из основных задач становится преодоление недостатков предшествующего уровня техники, которые необходимо срочно решить в области техники вспомогательного оборудования котла.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является предоставление устройства для удаления золы из котла на основе объединенного потока с целью преодоления недостатков в предшествующем уровне техники. Настоящее изобретение обладает преимуществами объединения частотно-регулируемого акустического потока с воздушной струей и реализации интеллектуального управления акустическим потоком и воздушной струей, а также обладает не только целесообразным эффектом удаления нагара в топке или теплообменнике дымовых газов, но также обладает преимуществами надежной конструкции и простого изготовления, сборки и использования.
Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока согласно настоящему изобретению содержит частотно-регулируемый генератор акустического потока и крепежную скобу и дополнительно содержит источник сжатого воздуха, трехходовой электрически управляемый клапан источника воздуха, генератор воздушной струи, трубу для совместной передачи акустического потока и воздушной струи, интеллектуальную систему управления акустическим потоком и воздушной струей и датчики измерения и контроля нагара. Источник сжатого воздуха соединен с впускным концом трехходового электрически управляемого клапана источника воздуха. Выпускной конец трехходового электрически управляемого клапана источника воздуха соединен с частотно-регулируемым генератором акустического потока и впускным концом источника воздуха генератора воздушной струи соответственно. Выпускной конец акустического потока частотно-регулируемого генератора акустического потока соединен с впускным концом трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи. Выпускной конец трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи и конец выпуска струи генератора воздушной струи оба расположены посредством крепежной скобы напротив наружного теплообменного компонента. Площадь отверстия передачи акустического потока на выпускном конце трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи покрывает площадь отверстия нагнетания струи на конце выпуска струи генератора воздушной струи. Интеллектуальная система управления акустическим потоком и воздушной струей соединена с электрическим устройством управления трехходовым электроуправляемым клапаном источника воздуха и датчиками измерения и контроля нагара соответственно. Датчики измерения и контроля нагара распределены на наружном теплообменном компоненте.
Принцип работы настоящего изобретения заключается в следующем: шлак и накопленная зола в топке котла образуются вследствие накопления и спекания пылевых частиц во время сгорания топлива; поскольку теплообменные компоненты внутри топки распределены в разных положениях, поток дымовых газов внутри топки не может равномерно унести из топки все пылевые частицы, возникающие при сжигании топлива. В результате некоторые пылевые частицы оседают на наружной стенке теплообменных компонентов с образованием накопленной золы, углеродистых отложений, шлака или тому подобного. Согласно настоящему изобретению энергия воздушного потока высокого давления может быть преобразована в энергию потока акустической волны с высокочастотными вибрациями при больших перемещениях, а также, в то время как испускается энергия потока акустической волны, может быть добавлена энергия воздушной струи для оказания согласованного воздействия, направленного на удаление нагара на теплообменных компонентах. При согласованном воздействии энергии акустического потока и воздушной струи всенаправленная передача энергии потока акустической волны может привести к тому, что центр массы потока дымовых газов внутри топки будет периодически вибрировать с высокой частотой, вследствие чего мелкие частицы нагара на стенке котла и на теплообменных компонентах могут выйти из скопления на нагретой поверхности и оставаться во взвешенном состоянии и легче отводиться потоком дымовых газов. Направленная передача энергии воздушной струи может уменьшить силу сцепления нагара, который накапливается на теплообменных компонентах, увеличить зазоры, уменьшить скорость роста и уменьшить объем шлаковых блоков, тем самым облегчая отпадение шлаковых блоков и их отвод потоком дымовых газов.
По сравнению с предшествующим уровнем техники настоящее изобретение имеет следующие существенные преимущества.
Во-первых, частотно-регулируемый генератор акустического потока и генератор воздушной струи, размещенные согласно настоящему изобретению, согласованы и объединены, и объединяются преимущества двух генераторов, чтобы добиться эффекта действенного удаления золы, таким образом, энергия акустического потока и воздушной струи может быть легко сконцентрирована для удаления накопленной золы, углеродистых отложений, шлака или тому подобного, которые осаждаются на наружной стенке теплообменного компонента. Таким образом, эффект удаления нагара значительно улучшается, и тепловой коэффициент полезного действия работы котла значительно увеличивается.
Во-вторых, датчики измерения и контроля нагара, размещенные согласно настоящему изобретению, могут получать параметры условий работы для нагара во время эксплуатации котла и рассчитывать в режиме реального времени оптимальные параметры согласования акустической волны и воздушной струи, удаляющих золу. Энергия акустического потока и воздушной струи, создаваемых частотно-регулируемым генератором акустического потока и генератором воздушной струи, может автоматически регулироваться с помощью интеллектуальной системы управления акустическим потоком и воздушной струей, что обеспечивает высокую адаптивность и хороший эффект удаления нагара.
В-третьих, труба для совместной передачи акустического потока и воздушной струи с раструбом, покрывающим поверхность теплообменного компонента, согласно настоящему изобретению расположена внутри топки и установлена перпендикулярно поверхности теплообменного компонента. Она может быть установлена на верхней стороне или на нижней стороне или на левой или правой стороне теплообменного компонента. Используется такая характеристика регулярного вращения теплообменного компонента, такого как воздухоподогреватель и газо-газовый нагреватель (GGH), что совместная волна акустического потока и воздушной струи регулярно, направленно и равномерно воздействует на теплообменный компонент, чтобы обеспечить более направленное и выраженное воздействие для удаления нагара.
В-четвертых, устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока согласно настоящему изобретению по-прежнему использует энергию объединенной волны из акустического потока и воздушной струи без использования дополнительных твердых веществ. Таким образом, устройство для удаления золы из котла не содержит загрязнений и коррозии, не вызывает повреждения наружной стенки теплообменного компонента и имеет простую конструкцию, удобно в эксплуатации и техническом обслуживании, обладает желаемым эффектом использования и широким диапазоном применения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1 показана принципиальная схема конструкции генератора воздушной струи согласно настоящему изобретению.
Фиг. 2 включает фиг. 2-1 и фиг. 2-2, на которых показаны принципиальные схемы конструкции частотно-регулируемого генератора акустического потока, причем на фиг. 2-1 показана принципиальная схема конструкции частотно-регулируемого однотонального одночастотного генератора акустического потока, а на фиг. 2-2 показана принципиальная схема конструкции частотно-регулируемого двухтонального двухчастотного генератора акустического потока.
На фиг. 3 показана принципиальная схема конструкции компоновки, в которой сопла на выпускном конце трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи, имеющей экспоненциально изгибающуюся форму, и на конце выпуска струи генератора воздушной струи расположены посредством крепежной скобы напротив теплообменного компонента воздухоподогревателя согласно варианту осуществления 1 настоящего изобретения.
На фиг. 4 показана принципиальная схема конструкции, в которой датчики измерения и контроля нагара расположены в соответствующих положениях теплообменного компонента воздухоподогревателя в направлениях на восток, запад, юг, север и центр согласно варианту осуществления 1 настоящего изобретения.
На фиг. 5 показана принципиальная схема конструкции сигнальной линии интеллектуальной системы управления акустическим потоком и воздушной струей согласно настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже будет детально предоставлено подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие графические материалы и варианты осуществления.
Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока согласно настоящему изобретению содержит частотно-регулируемый генератор (3) акустического потока и крепежную скобу (6), а также дополнительно содержит источник (1) сжатого воздуха, трехходовой электрически управляемый клапан (2) источника воздуха, генератор (4) воздушной струи, трубу (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи, интеллектуальную систему (7) управления акустическим потоком и воздушной струей и датчики (8) измерения и контроля нагара. Источник (1) сжатого воздуха соединен с впускным концом трехходового электрически управляемого клапана (2) источника воздуха. Выпускной конец трехходового электрически управляемого клапана (2) источника воздуха соединен с частотно-регулируемым генератором (3) акустического потока и впускным концом источника воздуха генератора (4) воздушной струи соответственно. Выпускной конец акустического потока частотно-регулируемого генератора (3) акустического потока соединен с впускным концом трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи. Выпускной конец трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи и конец выпуска струи генератора (4) воздушной струи расположены посредством крепежной скобы (6) напротив наружного теплообменного компонента (9). Площадь отверстия передачи акустического потока на выпускном конце трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи покрывает площадь отверстия нагнетания струи на конце выпуска струи генератора (4) воздушной струи. Интеллектуальная система (7) управления акустическим потоком и воздушной струей соединена с электрическим устройством управления трехходовым электрически управляемым клапаном (2) источника воздуха и датчиками (8) измерения и контроля нагара соответственно. Датчики (8) измерения и контроля нагара распределены на наружном теплообменном компоненте (9).
Другие предпочтительные решения устройства для удаления золы из котла на основе объединенного потока согласно настоящему изобретению заключаются в следующем.
Генератор (4) воздушной струи представляет собой регулируемую распыляющую воздух трубу, выпускной конец генератора (4) воздушной струи представляет собой коническое сопло для воздушной струи с выпускными отверстиями для воздуха, количество выпускных отверстий для воздуха составляет от 4 до 12, диаметр выпускного отверстия для воздуха составляет от 3 мм до 6 мм, и рабочее давление источника воздуха генератора (4) воздушной струи составляет от 0,1 до 0,5 МПа.
Частотно-регулируемый генератор (3) акустического потока представляет собой частотно-регулируемый однотональный одночастотный генератор акустического потока, который содержит по меньшей мере впускное отверстие для воздушного потока, узел с одной подвижной катушкой, один магнит и выпускное отверстие для воздушного потока, или частотно-регулируемый двухтональный двухчастотный генератор акустического потока, который содержит по меньшей мере впускное отверстие для воздушного потока, узел с двумя подвижными катушками, два магнита и выпускное отверстие для воздушного потока.
Акустический поток, испускаемый частотно-регулируемым генератором (3) акустического потока, и струя, испускаемая генератором (4) воздушной струи, сливаются в объединенную волну из акустического потока и воздушной струи, проходящих в одном направлении.
Труба (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи имеет экспоненциально изгибающуюся форму. Раструб выпускного конца трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи имеет прямоугольную форму, трапецеидальную форму, круглую форму или форму лотоса.
Сигнальная линия интеллектуальной системы (7) управления акустическим потоком и воздушной струей содержит по меньшей мере сигнальные компоненты датчиков (8) измерения и контроля нагара, сигнальный процессор CPU измерения и контроля нагара, контроллер соотношения между акустическим потоком и воздушной струей и трехходовой электрически управляемый клапан (2) источника воздуха, которые находятся последовательно в сигнальном соединении. Датчик (8) измерения и контроля нагара собирает в режиме реального времени параметрический сигнал о количестве удаляемого нагара с наружного теплообменного компонента (9). Параметрический сигнал о количестве удаляемого нагара сначала отправляется в сигнальный процессор CPU измерения и контроля нагара для обработки и затем отправляется в контроллер соотношения между акустическим потоком и воздушной струей с целью модулирования в сигнал обратной связи для согласованного управления объединенным потоком. Затем сигнал обратной связи используется для управления потоками частотно-регулируемого генератора (3) акустического потока и источника (1) сжатого воздуха генератора (4) воздушной струи соответственно посредством трехходового электрически управляемого клапана (2) источника воздуха, чтобы обеспечить скоординированное регулирование путем согласованного управления объединенным потоком в соответствии с обнаружением параметрического сигнала о количестве удаляемого нагара с наружного теплообменного компонента (9).
Датчик (8) измерения и контроля нагара представляет собой термопару, определяющую наличие нагара на теплообменном компоненте.
Крепежная скоба (6) расположена на нижней стороне и верхней стороне наружного теплообменного компонента (9) соответственно. Концы выпуска струи трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи и генератора (4) воздушной струи расположены посредством крепежной скобы (6) напротив верхней стороны и нижней стороны наружного теплообменного компонента (9) соответственно.
Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока согласно настоящему изобретению широко применимо для теплообменного компонента, такого как воздухоподогреватель, газо-газовый нагреватель (GGH) и хвостовой дымоход котельной системы. Далее описаны конкретные реализации настоящего изобретения с использованием в качестве примера применения для воздухоподогревателя.
В варианте осуществления 1 устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока согласно настоящему изобретению используется в воздухоподогревателе, например, в тепловом энергетическом агрегате мощностью 300 МВт. Конструкция варианта осуществления 1 идентична вышеописанному техническому решению настоящего изобретения. Далее описана конкретная реализация.
Как показано на фиг. 1, в варианте осуществления 1 расположен генератор (4) воздушной струи. Генератор (4) воздушной струи представляет собой регулируемую распыляющую воздух трубу. Выпускной конец генератора (4) воздушной струи представляет собой коническое сопло для воздушной струи с выпускными отверстиями для воздуха. Количество выпускных отверстий для воздуха в коническом сопле для воздушной струи равно 6. Диаметр выпускного отверстия для воздуха составляет 3 мм. Рабочее давление источника воздуха генератора (4) воздушной струи составляет 0,2 МПа.
Как показано на фиг. 2-1, в варианте осуществления 1 расположен частотно-регулируемый генератор (3) акустического потока. Частотно-регулируемый генератор (3) акустического потока представляет собой частотно-регулируемый однотональный одночастотный генератор акустического потока, который содержит по меньшей мере впускное отверстие для воздушного потока, узел с одной подвижной катушкой, один магнит и выпускное отверстие для воздушного потока. Согласование энергии акустической волны этого однотонного одночастотного генератора акустического потока и энергии воздушного потока генератора (4) воздушной струи полностью применимо для удаления тонкого слоя накопленной в нормальном состоянии золы на воздухоподогревателе теплового энергетического агрегата.
Как показано на фиг. 3, в варианте осуществления 1 расположены две трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи, имеющие экспоненциально изгибающуюся форму. Раструб выпускного конца трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи установлен посредством крепежной скобы (6) напротив верхней стороны и нижней стороны наружного теплообменного компонента (9) соответственно. Помимо этого на крепежной скобе (6) на конце выпуска струи генератора (4) воздушной струи дополнительно расположены четыре сопла. Сопла на конце выпуска струи генератора (4) воздушной струи установлены в положениях, противоположных теплообменному компоненту (9) воздухоподогревателя, и покрываются площадью передачи акустического потока выпускного конца трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи.
Как показано на фиг. 4, в варианте осуществления 1 размещены и предпочтительно распределены пять датчиков (8) измерения и контроля нагара в соответствующих положениях теплообменного компонента (9) воздухоподогревателя в направлениях восток, запад, юг, север и центр. Датчик (8) измерения и контроля нагара представляет собой термопару, определяющую наличие нагара на теплообменном компоненте. Датчик (8) измерения и контроля нагара передает параметр рабочего состояния теплообмена в режиме реального времени в интеллектуальную систему (7) управления акустическим потоком и воздушной струей.
Как показано на фиг. 5, в варианте осуществления 1 размещена интеллектуальная система (7) управления акустическим потоком и воздушной струей. Сигнальная линия интеллектуальной системы (7) управления акустическим потоком и воздушной струей содержит по меньшей мере сигнальные компоненты датчиков (8) измерения и контроля нагара, сигнальный процессор CPU измерения и контроля нагара, контроллер соотношения между акустическим потоком и воздушной струей и трехходовой электрически управляемый клапан (2) источника воздуха, которые находятся последовательно в сигнальном соединении. Датчик (8) измерения и контроля нагара собирает в режиме реального времени параметрический сигнал о количестве удаляемого нагара теплообменного компонента (9) воздухоподогревателя. Параметрический сигнал о количестве удаляемого нагара сначала отправляется в сигнальный процессор CPU измерения и контроля нагара для обработки и затем отправляется в контроллер соотношения между акустическим потоком и воздушной струей с целью модулирования в сигнал обратной связи для согласованного управления объединенным потоком. Затем сигнал обратной связи используется для управления потоками частотно-регулируемого генератора (3) акустического потока и источника (1) сжатого воздуха генератора (4) воздушной струи соответственно посредством трехходового электрически управляемого клапана (2) источника воздуха, чтобы обеспечить скоординированное регулирование путем согласованного управления объединенным потоком в соответствии с обнаружением параметрического сигнала о количестве удаляемого нагара теплообменного компонента (9) воздухоподогревателя.
В варианте осуществления 2 устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока согласно настоящему изобретению используется на воздухоподогревателе, например, в тепловом энергетическом агрегате мощностью 600 МВт. Конструкция варианта осуществления 2 идентична вышеописанному техническому решению настоящего изобретения. Далее описана конкретная реализация.
Как показано на фиг. 1, в варианте осуществления 2 расположен генератор (4) воздушной струи. Генератор (4) воздушной струи представляет собой регулируемую распыляющую воздух трубу. Выпускной конец генератора (4) воздушной струи представляет собой коническое сопло для воздушной струи с выпускными отверстиями для воздуха. Количество выпускных отверстий для воздуха в коническом сопле для воздушной струи равно 8. Диаметр выпускного отверстия для воздуха составляет 4 мм. Рабочее давление источника воздуха генератора (4) воздушной струи составляет 0,3 МПа.
Как показано на фиг. 2-2, в варианте осуществления 2 расположен частотно-регулируемый генератор (3) акустического потока. Частотно-регулируемый генератор (3) акустического потока представляет собой частотно-регулируемый двухтональный двухчастотный генератор акустического потока, который содержит по меньшей мере впускное отверстие для воздушного потока, узел с двумя подвижными катушками, два магнита и выпускное отверстие для воздушного потока. В этом двухтональном двухчастотном генераторе акустического потока высокотональная высокочастотная акустическая волна, создаваемая после того, как поток сжатого воздуха протекает через свисток, генерирующий высокотональную высокочастотную акустическую волну, и низкотональная низкочастотная акустическая волна, которая формируется посредством отражения от покрытия, генерирующего низкотональную низкочастотную акустическую волну, сливаются и накладываются с формированием двухтональной двухчастотной частотно-полосовой акустической волны, и энергия акустического потока значительно превышает энергию однотонального одночастотного генератора акустического потока. Согласование энергии акустического потока этого двухтонального двухчастотного генератора акустического потока и энергии воздушного потока генератора (4) воздушной струи полностью применимо для удаления толстого слоя накопленной в ненормальном состоянии золы на воздухоподогревателе теплового энергетического агрегата.
Как показано на фиг. 3, в варианте осуществления 2 расположены две трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи, имеющие экспоненциально изгибающуюся форму. Раструб выпускного конца трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи установлен посредством крепежной скобы (6) напротив верхней стороны и нижней стороны наружного теплообменного компонента (9) соответственно. Помимо этого на крепежной скобе (6) на конце выпуска струи генератора (4) воздушной струи дополнительно расположены четыре сопла. Сопла на конце выпуска струи генератора (6) воздушной струи установлены в положениях, противоположных теплообменному компоненту (9) воздухоподогревателя, и покрываются площадью передачи акустического потока выпускного конца трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи.
Как показано на фиг. 4, в варианте осуществления 2 размещены и предпочтительно распределены пять датчиков (8) измерения и контроля нагара в соответствующих положениях теплообменного компонента (9) воздухоподогревателя в направлениях восток, запад, юг, север и центр. Датчик (8) измерения и контроля нагара представляет собой термопару, определяющую наличие нагара на теплообменном компоненте. Датчик (8) измерения и контроля нагара передает параметр рабочего состояния теплообмена в режиме реального времени в интеллектуальную систему (7) управления акустическим потоком и воздушной струей.
Как показано на фиг. 5, в варианте осуществления 2 размещена интеллектуальная система (7) управления акустическим потоком и воздушной струей. Сигнальная линия интеллектуальной системы (7) управления акустическим потоком и воздушной струей содержит по меньшей мере сигнальные компоненты датчиков (8) измерения и контроля нагара, сигнальный процессор CPU измерения и контроля нагара, контроллер соотношения между акустическим потоком и воздушной струей и трехходовой электрически управляемый клапан (2) источника воздуха, которые находятся последовательно в сигнальном соединении. Датчик (8) измерения и контроля нагара собирает в режиме реального времени параметрический сигнал о количестве удаляемого нагара теплообменного компонента (9) воздухоподогревателя. Параметрический сигнал о количестве удаляемого нагара сначала отправляется в сигнальный процессор CPU измерения и контроля нагара для обработки и затем отправляется в контроллер соотношения между акустическим потоком и воздушной струей с целью модулирования в сигнал обратной связи для согласованного управления объединенным потоком. Затем сигнал обратной связи используется для управления потоками частотно-регулируемого генератора (3) акустического потока и источника (1) сжатого воздуха генератора (4) воздушной струи соответственно посредством трехходового электрически управляемого клапана (2) источника воздуха, чтобы обеспечить скоординированное регулирование путем согласованного управления объединенным потоком в соответствии с обнаружением параметрического сигнала о количестве удаляемого нагара теплообменного компонента (9) воздухоподогревателя.
В варианте осуществления 3 устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока согласно настоящему изобретению используется на воздухоподогревателе, например, в тепловом энергетическом агрегате мощностью 1000 МВт. Конструкция варианта осуществления 3 идентична вышеописанному техническому решению настоящего изобретения. Далее описана конкретная реализация.
Как показано на фиг. 1, в варианте осуществления 3 расположен генератор (4) воздушной струи. Генератор (4) воздушной струи представляет собой регулируемую распыляющую воздух трубу. Выпускной конец генератора (5) воздушной струи представляет собой коническое сопло для воздушной струи с выпускными отверстиями для воздуха. Количество выпускных отверстий для воздуха в коническом сопле для воздушной струи равно 12. Диаметр выпускного отверстия для воздуха составляет 4 мм. Рабочее давление источника воздуха генератора (4) воздушной струи составляет 0,4 МПа.
Как показано на фиг. 2-2, в варианте осуществления 3 расположен частотно-регулируемый генератор (3) акустического потока. Частотно-регулируемый генератор (3) акустического потока представляет собой частотно-регулируемый двухтональный двухчастотный генератор акустического потока, который содержит по меньшей мере впускное отверстие для воздушного потока, узел с двумя подвижными катушками, два магнита и выпускное отверстие для воздушного потока. В этом двухтональном двухчастотном генераторе акустического потока высокотональная высокочастотная акустическая волна, создаваемая после того, как поток сжатого воздуха протекает через свисток, генерирующий высокотональную высокочастотную акустическую волну, и низкотональная низкочастотная акустическая волна, которая формируется посредством отражения от покрытия, генерирующего низкотональную низкочастотную акустическую волну, сливаются и накладываются с формированием двухтональной двухчастотной частотно-полосовой акустической волны, и энергия акустического потока значительно превышает энергию однотонального одночастотного генератора акустического потока. Согласование энергии акустического потока этого двухтонального двухчастотного генератора акустического потока и энергии воздушного потока генератора (4) воздушной струи полностью применимо для удаления толстого слоя накопленной в ненормальном состоянии золы на воздухоподогревателе теплового энергетического агрегата.
Как показано на фиг. 3, в варианте осуществления 3 расположены две трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи, имеющие экспоненциально изгибающуюся форму. Раструб выпускного конца трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи установлен посредством крепежной скобы (6) напротив верхней стороны и нижней стороны наружного теплообменного компонента (9) соответственно. Помимо этого на крепежной скобе (6) на конце выпуска струи генератора (4) воздушной струи дополнительно расположены четыре сопла. Сопла на конце выпуска струи генератора (10) воздушной струи установлены в положениях, противоположных теплообменному компоненту (9) воздухоподогревателя, и покрываются площадью передачи акустического потока выпускного конца трубы (5) для совместной передачи акустического потока и воздушной струи.
Как показано на фиг. 4, в варианте осуществления 3 размещены и предпочтительно распределены пять датчиков (8) измерения и контроля нагара в соответствующих положениях теплообменного компонента (9) воздухоподогревателя в направлениях восток, запад, юг, север и центр. Датчик (8) измерения и контроля нагара представляет собой термопару, определяющую наличие нагара на теплообменном компоненте. Датчик (8) измерения и контроля нагара передает параметр рабочего состояния теплообмена в режиме реального времени в интеллектуальную систему (7) управления акустическим потоком и воздушной струей.
Как показано на фиг. 5, в варианте осуществления 3 размещена интеллектуальная система (7) управления акустическим потоком и воздушной струей. Сигнальная линия интеллектуальной системы (7) управления акустическим потоком и воздушной струей содержит по меньшей мере сигнальные компоненты датчиков (8) измерения и контроля нагара, сигнальный процессор CPU измерения и контроля нагара, контроллер соотношения между акустическим потоком и воздушной струей и трехходовой электрически управляемый клапан (2) источника воздуха, которые находятся последовательно в сигнальном соединении. Датчик (8) измерения и контроля нагара собирает в режиме реального времени параметрический сигнал о количестве удаляемого нагара теплообменного компонента (9) воздухоподогревателя. Параметрический сигнал о количестве удаляемого нагара сначала отправляется в сигнальный процессор CPU измерения и контроля нагара для обработки и затем отправляется в контроллер соотношения между акустическим потоком и воздушной струей с целью модулирования в сигнал обратной связи для согласованного управления объединенным потоком. Затем сигнал обратной связи используется для управления потоками частотно-регулируемого генератора (3) акустического потока и источника (1) сжатого воздуха генератора (4) воздушной струи соответственно посредством трехходового электрически управляемого клапана (2) источника воздуха, чтобы обеспечить скоординированное регулирование путем согласованного управления объединенным потоком в соответствии с обнаружением параметрического сигнала о количестве удаляемого нагара теплообменного компонента (9) воздухоподогревателя.
Содержание, не описанное конкретно в конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения, известно в данной области техники и может быть реализовано со ссылкой на известные методы.
Настоящее изобретение было проверено с помощью повторных испытаний, и были достигнуты удовлетворительные результаты испытаний.
Вышеупомянутые конкретные реализации и варианты осуществления используются для обеспечения конкретной поддержки технической концепции устройства для удаления золы из котла на основе объединенного потока согласно настоящему изобретению и не предназначены для ограничения объема защиты настоящего изобретения. Любое эквивалентное изменение или эквивалентное видоизменение, внесенное в технические решения в соответствии с технической концепцией настоящего изобретения, по-прежнему находится в пределах объема защиты технического решения настоящего изобретения.
1. Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока, содержащее частотно-регулируемый генератор акустического потока и крепежную скобу, отличающееся тем, что дополнительно содержит источник сжатого воздуха, трехходовой электрически управляемый клапан источника воздуха, генератор воздушной струи, трубу для совместной передачи акустического потока и воздушной струи, интеллектуальную систему управления акустическим потоком и воздушной струей и датчики измерения и контроля нагара, при этом источник сжатого воздуха соединен с впускным концом трехходового электрически управляемого клапана источника воздуха, выпускной конец трехходового электрически управляемого клапана источника воздуха соединен с частотно-регулируемым генератором акустического потока и впускным концом источника воздуха генератора воздушной струи соответственно, выпускной конец акустического потока частотно-регулируемого генератора акустического потока соединен с впускным концом трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи, оба из выпускного конца трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи и конца выпуска струи генератора воздушной струи расположены посредством крепежной скобы напротив наружного теплообменного компонента, площадь отверстия передачи акустического потока на выпускном конце трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи покрывает площадь отверстия нагнетания струи на конце выпуска струи генератора воздушной струи, интеллектуальная система управления акустическим потоком и воздушной струей соединена с электрическим устройством управления трехходовым электрически управляемым клапаном источника воздуха и датчиками измерения и контроля нагара соответственно, и датчики измерения и контроля нагара распределены на наружном теплообменном компоненте.
2. Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока по п. 1, отличающееся тем, что генератор воздушной струи представляет собой регулируемую распыляющую воздух трубу, выпускной конец генератора воздушной струи представляет собой коническое сопло для воздушной струи с выпускными отверстиями для воздуха, количество выпускных отверстий для воздуха в коническом сопле для воздушной струи составляет от 4 до 12, диаметр выпускного отверстия для воздуха составляет от 3 до 6 мм, и рабочее давление источника воздуха генератора воздушной струи составляет от 0,1 до 0,5 МПа.
3. Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока по п. 1, отличающееся тем, что частотно-регулируемый генератор акустического потока представляет собой частотно-регулируемый однотональный одночастотный генератор акустического потока, который содержит, по меньшей мере, впускное отверстие для воздушного потока, узел с одной подвижной катушкой, один магнит и выпускное отверстие для воздушного потока, или частотно-регулируемый двухтональный двухчастотный генератор акустического потока, который содержит, по меньшей мере, впускное отверстие для воздушного потока, узел с двумя подвижными катушками, два магнита и выпускное отверстие для воздушного потока.
4. Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока по п. 1, отличающееся тем, что акустический поток, испускаемый частотно-регулируемым генератором акустического потока, и струя, испускаемая генератором воздушной струи, сливаются в объединенную волну из акустического потока и воздушной струи, проходящих в одном направлении.
5. Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока по п. 1, отличающееся тем, что труба для совместной передачи акустического потока и воздушной струи имеет экспоненциально изгибающуюся форму, и раструб выпускного конца трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи имеет прямоугольную форму, трапецеидальную форму, круглую форму или форму лотоса.
6. Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока по п. 1, отличающееся тем, что сигнальная линия интеллектуальной системы управления акустическим потоком и воздушной струей содержит, по меньшей мере, сигнальные компоненты датчиков измерения и контроля нагара, сигнальный центральный процессор (CPU) измерения и контроля нагара, контроллер соотношения между акустическим потоком и воздушной струей и трехходовой электрически управляемый клапан источника воздуха, которые находятся последовательно в сигнальном соединении, при этом датчик измерения и контроля нагара собирает в режиме реального времени параметрический сигнал о количестве удаляемого нагара наружного теплообменного компонента, параметрический сигнал о количестве удаляемого нагара сначала отправляется в сигнальный процессор CPU измерения и контроля нагара для обработки и затем отправляется в контроллер соотношения между акустическим потоком и воздушной струей с целью модулирования в сигнал обратной связи для согласованного управления объединенным потоком, и затем сигнал обратной связи используется для управления потоками частотно-регулируемого генератора акустического потока и источника сжатого воздуха генератора воздушной струи соответственно посредством трехходового электрически управляемого клапана источника воздуха, чтобы обеспечить скоординированное регулирование путем согласованного управления объединенным потоком в соответствии с обнаружением параметрического сигнала о количестве удаляемого нагара с наружного теплообменного компонента.
7. Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока по п. 1, отличающееся тем, что датчик измерения и контроля нагара представляет собой термопару, определяющую наличие нагара на теплообменном компоненте.
8. Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока по п. 1, отличающееся тем, что крепежная скоба расположена на нижней стороне и верхней стороне наружного теплообменного компонента соответственно, и концы выпуска струи трубы для совместной передачи акустического потока и воздушной струи и генератора воздушной струи расположены посредством крепежной скобы напротив верхней стороны и нижней стороны наружного теплообменного компонента соответственно.
9. Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока по п. 3, отличающееся тем, что акустический поток, испускаемый частотно-регулируемым генератором акустического потока, и струя, испускаемая генератором воздушной струи, сливаются в объединенную волну из акустического потока и воздушной струи, проходящих в одном направлении.
10. Устройство для удаления золы из котла на основе объединенного потока по п. 6, отличающееся тем, что датчик измерения и контроля нагара представляет собой термопару, определяющую наличие нагара на теплообменном компоненте.
