CN205245196U - 一种脉冲激波吹灰器 - Google Patents

Abstract

本新型涉及一种脉冲激波吹灰器，其中包括顺序连接的压力流量控制器、混合气体点火装置以及脉冲罐。在本新型的装置中，可燃气体与助燃气体由混合器按照比例调配后形成混合气体，混合气体输送至脉冲激波用脉冲罐，点火器点燃混合气体，在脉冲激波用脉冲罐内形成脉冲激波，本新型适用于锅炉或加热炉换热管束的表面吹灰，为一种在线形式的吹灰器。

Description

一种脉冲激波吹灰器

技术领域

本新型涉及一种脉冲激波吹灰器，尤其涉及一种用于锅炉吹灰的脉冲激波吹灰器。

背景技术

脉冲激波吹灰器是通过将可燃气体与助燃气体混合形成的混合气体点燃引爆生成的冲击波来吹灰的。可燃气体(一般采用乙炔、天然气或丙烷等可燃性气体燃料)与助燃气体(一般采用压缩空气)混合形成混合气体在一个特殊的装置中被点火器点燃，进入脉冲激波生成罐内经爆轰产生激波，调制好的脉冲激波从喷口喷射出来，以冲击波的形式震荡、撞击和冲刷受热面，达到吹灰的目的。

现有的脉冲激波吹灰器输出能量低，达不到全面吹灰的需要，不能适应现时锅炉或加热炉吹灰的要求。

实用新型内容

本新型是为了至少部分地解决现有技术中存在的上述问题，提出一种脉冲激波吹灰器。

根据本新型的一个方面，提供了一种脉冲激波吹灰器，其中包括顺序连接的压力流量控制器、混合气体点火装置以及脉冲罐，其中所述压力流量控制装置包括独立设置的可燃气体管段和助燃气体管段，所述可燃气体管段包括顺序连接的第一手动阀门、第一过滤器、第一流量调节装置和第一压力调节装置，所述助燃气体管段包括顺序连接的第二手动阀门、第二过滤器、第二流量调节装置和第二压力调节装置，其中在所述第一和第二手动阀门的上游段分别设置有通过安装法兰与外部气体源连接的可燃气体进口管段和助燃气体进口管段，在所述第一压力调节装置和第二压力调节装置的下游端设置有通过安装法兰与混合气体点火装置连接的可燃气体出口管段和助燃气体出口管段，所述第一流量调节装置为电动调节的气体流量控制阀门，其中该控制阀门具有为第一面积的内部通孔，所述第一压力调节装置为反馈式气体调压器，所述第一流量调节装置与第一压力调节装置电连接；所述第二流量调节装置为手动调节的气体流量控制阀门，其中该控制阀门具有为第二面积的内部通孔，其中所述第二面积大于所述第一面积；所述第二压力调节装置为反馈式气体调压器；

所述混合气体点火装置包括独立设置的可燃气体控制装置和助燃气体控制装置，顺序设置在所述可燃气体控制装置和助燃气体控制装置下游的混合室、点火室及混合气体出口，其中所述可燃气体控制装置包括顺序连接的第一阀门、第一压力显示装置，所述助燃气体控制装置包括顺序连接的第二阀门、第二压力显示装置，其中在所述第一和第二阀门的上游段分别设置有可燃气体进口管段和助燃气体进口管段，在所述第一压力显示装置和第二压力显示装置的下游端设置有通过安装法兰与所述混合室连接的可燃气体出口管段和助燃气体出口管段，所述混合室为直径为30-40厘米的圆筒状结构的腔室，在所述腔室的下方设置有所述混合气体出口，所述混合气体出口与下游的脉冲罐连通，其中所述点火室为与所述混合室垂直连接的直径为20-30厘米的罐体，在所述罐体的外周上设置有用于点火的火花塞；

所述脉冲罐包括：形成为圆柱筒状结构的罐体；插入到所述罐体的入口端的入口管段，所述入口管段通过连接法兰连接到所述混合气体点火装置；在罐体内与所述入口管段同轴设置的混合气体扩散装置，所述扩散装置为打开角度为钝角的锥形面，所述锥形面的外径小于所述罐体的内径，且在所述锥形面上设置有多个通孔；在所述扩散装置的下游沿罐体轴向排列两排供气体通过的格栅板；连接到相邻格栅板间的多个环形孔板，所述环形孔板的内径为罐体内径的30％～40％，且所述环形孔板的外径为罐体内径的95％，所述多个环形孔板间隔布置在所述扩散装置的下游；连接到罐体出口端的出口管段，所述出口管段连接到所述吹灰器的声波导管。

优选地，所述点火室的容积为所述混合室容积的30％-40％。

优选地，所述环形孔板为2个。

优选地，所述锥形面的钝角为120度至150度。

优选地，在所述罐体外周间隔布置有多个安装件。

优选地，所述罐体的出口管段为呈90度弯曲的弯管。

根据本新型的脉冲激波吹灰器，一方面能够对进入混合室的压力和流量进行调整；另一方面，通过将点火装置设置在爆轰罐的上游，能够在保持点火直接，迅速的前提下，避免爆轰产生的声波对点火的影响，从而能够确保稳定的点火成功率。本新型结构简单，由于采用了模块化设计与组装，能够最大限度的产生冲击波，节约燃料。从本新型的脉冲激波喷口出去的冲击波的速度最大为5.5马赫以上，能量为1.55MPa的冲击波。冲击波能量大，尤其适合清除受热面上的结垢或者粘性积灰。本新型的脉冲激波吹灰器能够适合在化工电力、石化行业解决脉冲激波吹灰、除垢的设备。特别适合于在线清除化工电力行业加热炉或锅炉内部管束上的粘性积灰和结垢。

附图说明

从下面结合附图对本新型示意性实施方式的描述中，本新型的上述和其它方面将变得更明显和更容易理解，在附图中：

图1为本新型的压力流量控制器的外形图；

图2为本新型的混合气体点火装置的主视图；

图3为本新型的混合气体点火装置的俯视图；

图4为本新型的脉冲罐的剖视图；

图5为本新型的脉冲罐的剖视图；

具体实施方式

以下参照附图对本新型的优选实施方式进行说明。需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。在各个附图中，相同的元件采用相同或者类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按照比例绘制。

图1中示意性地描述了根据本新型的一种用于脉冲激波吹灰器的压力流量控制装置。该压力流量控制装置用于使可燃气体和助燃气体得到充分的混合以供激波吹灰器使用，其中该可燃混合气体由可燃气与助燃气按照一定的比例混合而成，可燃气优选但不限于为乙炔、天然气或丙烷等可燃性气体燃料，而助燃气优选但不限于为氧气或压缩空气，可燃气和助燃气可以按照化学当量比的比例进行充分混合。其中该压力流量控制装置包括：包括独立设置的可燃气体管段和助燃气体管段，其中可燃气体管段包括顺序连接的第一手动阀门4、第一过滤器5、第一流量调节装置6和第一压力调节装置，所述助燃气体管段包括顺序连接的第二手动阀门1、第二过滤器2、第二流量调节装置3和第二压力调节装置，上述部件如图所示通过连接管段彼此顺序连接。其中在第一手动阀门4和第二手动阀门1的上游段分别设置有通过安装法兰与外部气体源连接的可燃气体进口管段和助燃气体进口管段，来自外部可燃气体源的气体如箭头B所示方向引导进入可燃气体进口管段，同时来自外部助燃气体源的气体如箭头A所示方向引导进入助燃气体进口管段。同时在第一压力调节装置和第二压力调节装置的下游端设置有通过安装法兰与点火器连接的可燃气体出口管段和助燃气体出口管段，管段内的可燃气体如箭头D所示方向被引导出控制装置，管段内的助燃气体如箭头C所示方向被引导出控制装置。其中第一流量调节装置为电动调节的气体流量控制阀门6，其中该控制阀门具有为第一面积的内部通孔，第一压力调节装置为设置在控制阀门下游的反馈式气体调压器(未图示出)，气体流量控制阀门6与作为第一压力调节装置的反馈式气体调压器电连接；其中第二流量调节装置3为手动调节的气体流量控制阀门，其中该控制阀门具有为第二面积的内部通孔，其中第二面积大于第一面积；所述第二压力调节装置为设置在气体流量控制阀门下游的气体稳压减压器，在上述压力调节装置的下游优选还设有压力计来外显压力数值。优选地，在助燃气体管段中还设有气体储藏段。

图2-3中示意性地描述了根据本新型的一种脉冲激波吹灰器的混合气体点火装置。该激波吹灰器利用点火器来引燃处于爆轰罐内的混合气体，从而在罐内形成爆轰以产生声波，其中该可燃混合气体由可燃气与助燃气按照一定的比例混合而成，可燃气优选但不限于为乙炔、天然气或丙烷等可燃性气体燃料，而助燃气优选但不限于为氧气或压缩空气，可燃气和助燃气可以按照化学当量比的比例进行充分混合。该脉冲激波吹灰器的混合气体点火装置包括独立设置的可燃气体控制装置和助燃气体控制装置，顺序设置在所述可燃气体控制装置和助燃气体控制装置下游的混合室9、点火室10及混合气体出口，其中可燃气体控制装置包括顺序连接的第一阀门7、第一压力显示装置8，助燃气体控制装置包括顺序连接的第二阀门、第二压力显示装置，其中在第一和第二阀门的上游段分别设置有可燃气体进口管段和助燃气体进口管段，其中可燃气体沿着箭头F所示方向进入可燃气体控制装置，助燃气体沿着箭头G所示方向进入助燃气体控制装置，在第一压力显示装置8和第二压力显示装置的下游端设置有通过安装法兰与混合室9连接的可燃气体出口管段和助燃气体出口管段，所述混合室为直径为30-40厘米的圆筒状结构的腔室，在腔室的下方设置有混合气体出口，混合气体沿着箭头E所示的方向流出混合室进入到位于下游的爆轰罐内。其中点火室10为与所述混合室垂直连接的直径为20-30厘米的罐体，在罐体的外周上设置有用于点火的火花塞(未图示出)，优选地，点火室的容积为所述混合室容积的30％-40％。

图4-5中示意性地描述了根据本新型的一种脉冲激波吹灰器用脉冲罐。该脉冲罐用于使可燃混合气体在罐内形成爆轰以产生声波，其中该可燃混合气体由可燃气与助燃气按照一定的比例混合而成，可燃气优选但不限于为乙炔、天然气或丙烷等可燃性气体燃料，而助燃气优选但不限于为氧气或压缩空气，可燃气和助燃气可以按照化学当量比的比例进行充分混合。其中该脉冲罐包括：形成为圆柱筒状结构的罐体11，该罐体的直径优选但不限于为80-100厘米，且在罐体上间隔布置有多个安装部，所述安装部例如但不限于为安装固定板。在罐体11的入口端的入口管段，该入口管段通过连接法兰连接到外部混合气体源，混合气体按照如图所示的箭头H的方向流入罐体11；在罐体11内与入口管段同轴设置有混合气体扩散装置12，该扩散装置12为打开角度为钝角的锥形面，其中该钝角的角度范围为120至150度。该锥形面的外径小于罐体的内径，以使得混合气体能够流经锥形面的外端并绕过锥形面流至锥形面的后部。在该锥形面12上设置有多个通孔；在锥形面12的下游沿罐体轴向排列两排供气体通过的格栅板14，该格栅板优选但不限于为带有多个横向或纵向间隙的格栅板，以供气体能够在格栅板14间流动混合。进一步还包括例如通过焊接的方式连接到相邻格栅板14间的多个环形孔板13，优选但不限于为2个环形孔板，该环形孔板13的内径为罐体内径的30％～40％，且环形孔板13的外径为罐体内径的95％，多个环形孔板13间隔布置在锥形面12的下游，混合气体流经该环形孔板13后实现更进一步的混合。在罐体出口端还连接有出口管段，在脉冲罐内产生的声波沿着箭头I的方向向下游传播，该出口管段为呈90度弯曲的弯管，出口管段连接到吹灰器的声波导管，经过该声波导管的作用，可以将声波的声强进一步放大，以增加吹灰效果。

下面结合附图1-5对具有上述构造的脉冲激波吹灰器的操作过程进行描述。

使用时，首先将该脉冲激波吹灰器的压力流量控制装置与外部的混合气体源通过安装法兰对准连接。位置调整好后，可以通过出口管段上的安装法兰将压力流量控制装置与激波吹灰器的混合气体点火装置连接。两者连接好后，再通过法兰安装件将混合气体点火装置的混合气体出口与下游的脉冲罐通过法兰连接。使用时，在压力流量控制装置连接到外部气源后，将手动阀门打开到开启位置，并将压力调节装置和流量调节装置调整到合适位置，由于可燃气体的组分在使用过程中会由于高压下裂解等原因发生变化，因此为保证配比保持稳定，在压力导致组分变化时，通过与压力调节装置电连接的电动调节的气体流量控制阀门6来实现流量输出的变化，从而避免了可燃气的组分发生变化时，导致配比改变的缺陷。同时，由于可燃气体管段和助燃气体管段中设置有压力调节装置，在气体压力设定后能够保证压力值基本不变，从而保证压力流量控制装置所输出进入点火器的气体的压力和流量都能够基本不变。压力和流量基本能保持不变的可燃气体和助燃气体分别沿着箭头F和G所示的方向引导入独立设置的可燃气体控制装置和助燃气体控制装置，在气体控制装置中利用手动阀门来调整流量，并利用压力显示装置来判断压力是否在预设范围内。根据设定好的配比将可燃气体和助燃气体导入到位于气体控制装置下游的混合室9中，使得气体在混合室9内充分混合，部分混合好的气体也进入到与混合室连通的点火室10的腔室内。混合室9内的混合气体通过出口被引导入脉冲罐内，并且该气流直接引导向作为扩散装置的锥形面12，其中一部分的气流通过锥形面外径端与罐体之间的间隙进入到锥形面的背面，另一部分的气流经由锥形面上的通孔进入到锥形面的背面，两股气流在锥形面的背面处形成紊流，使得混合气体在罐内再次充分混合。混合后的气体在压力的作用下逐步推向依次设置的格栅板和环形孔板，在上述罐内部件的作用下进一步充分混合，使得在罐体内部充满了充分混合的混合气体。吹灰时，在点火装置的作用下，罐体内的混合气体被引燃，该火焰锋面首先经由锥形面，然后绕过锥形面后点燃锥形面背面已完全充分混合的混合气体，使得罐体内部所有区域都能够充分剧烈燃烧以形成爆轰，经测试，采用该型脉冲激波吹灰器，使脉冲罐出口出去的冲击波的速度最大为6马赫以上，能量可达1.6MPa，尤其适合清除受热面上的结垢或者粘性积灰，能够适用于石化电力行业的在线清灰。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本新型。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本新型所要求保护的范围以内。

Claims (6)

1.一种脉冲激波吹灰器，其特征在于包括顺序连接的压力流量控制器、混合气体点火装置以及脉冲罐，其中所述压力流量控制装置包括独立设置的可燃气体管段和助燃气体管段，所述可燃气体管段包括顺序连接的第一手动阀门、第一过滤器、第一流量调节装置和第一压力调节装置，所述助燃气体管段包括顺序连接的第二手动阀门、第二过滤器、第二流量调节装置和第二压力调节装置，其中在所述第一和第二手动阀门的上游段分别设置有通过安装法兰与外部气体源连接的可燃气体进口管段和助燃气体进口管段，在所述第一压力调节装置和第二压力调节装置的下游端设置有通过安装法兰与混合气体点火装置连接的可燃气体出口管段和助燃气体出口管段，所述第一流量调节装置为电动调节的气体流量控制阀门，其中该控制阀门具有为第一面积的内部通孔，所述第一压力调节装置为反馈式气体调压器，所述第一流量调节装置与第一压力调节装置电连接；所述第二流量调节装置为手动调节的气体流量控制阀门，其中该控制阀门具有为第二面积的内部通孔，其中所述第二面积大于所述第一面积；所述第二压力调节装置为反馈式气体调压器；

所述混合气体点火装置包括独立设置的可燃气体控制装置和助燃气体控制装置，顺序设置在所述可燃气体控制装置和助燃气体控制装置下游的混合室、点火室及混合气体出口，其中所述可燃气体控制装置包括顺序连接的第一阀门、第一压力显示装置，所述助燃气体控制装置包括顺序连接的第二阀门、第二压力显示装置，其中在所述第一和第二阀门的上游段分别设置有可燃气体进口管段和助燃气体进口管段，在所述第一压力显示装置和第二压力显示装置的下游端设置有通过安装法兰与所述混合室连接的可燃气体出口管段和助燃气体出口管段，所述混合室为直径为30-40厘米的圆筒状结构的腔室，在所述腔室的下方设置有所述混合气体出口，所述混合气体出口与下游的脉冲罐连通，其中所述点火室为与所述混合室垂直连接的直径为20-30厘米的罐体，在所述罐体的外周上设置有用于点火的火花塞；

所述脉冲罐包括：形成为圆柱筒状结构的罐体；插入到所述罐体的入口端的入口管段，所述入口管段通过连接法兰连接到所述混合气体点火装置；在罐体内与所述入口管段同轴设置的混合气体扩散装置，所述扩散装置为打开角度为钝角的锥形面，所述锥形面的外径小于所述罐体的内径，且在所述锥形面上设置有多个通孔；在所述扩散装置的下游沿罐体轴向排列两排供气体通过的格栅板；连接到相邻格栅板间的多个环形孔板，所述环形孔板的内径为罐体内径的30％-40％，且所述环形孔板的外径为罐体内径的95％，所述多个环形孔板间隔布置在所述扩散装置的下游；连接到罐体出口端的出口管段，所述出口管段连接到所述吹灰器的声波导管。

2.如权利要求1所述的吹灰器，其特征在于所述点火室的容积为所述混合室容积的30％-40％。

3.如权利要求1所述的吹灰器，其特征在于所述环形孔板为2个。

4.如权利要求1所述的吹灰器，其特征在于所述锥形面的钝角为120度至150度。

5.如权利要求1所述的吹灰器，其特征在于在所述罐体外周间隔布置有多个安装件。

6.如权利要求1所述的吹灰器，其特征在于所述罐体的出口管段为呈90度弯曲的弯管。