CN206973590U - 精准可控空气激波吹灰器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精准可控空气激波吹灰器，包括电控箱、球阀、气控箱、激波发生器和设置于炉墙上的旋转喷头；所述球阀的出气口分别通过输气管道连接气控箱的入气口和激波发生器的出气口；所述气控箱的出气口通过输气管道连通激波发生器的入气口；所述激波发生器的出气口连通旋转喷头，所述激波发生器内设有喷射管，所述喷射管的出气端朝向激波发生器的出气口；所述旋转喷头的喷气端设置于炉墙内；所述旋转喷头包括外管和内管，所述内管的一端为喷气端，所述内管的另一端设有沿内管轴心设置的转轴，所述转轴连接有驱动转轴转动的步进电机；所述电控箱的输入端连接电源，所述电控箱的输出端通过控制电缆分别连接激波发生器、气控箱和步进电机。

Description

精准可控空气激波吹灰器

技术领域

本实用新型涉及换热器清灰设备领域，特别是一种精准可控空气激波吹灰器。

背景技术

锅炉有受热面在长期使用过程中，会积累大量灰尘颗粒、松散物、粘合物及沉积物，从而使锅炉尾部排烟温度升高，降低锅炉热效率。

传统的锅炉清灰，常使用燃气激波除灰器，它是利用乙炔(煤气、天然气、液化气)等常用可燃气体和空气，经过各自的流量测控系统后，按一定比例进行均匀混合，然后送入燃烧室中脉冲燃烧。与常规的燃烧过程和燃烧方式有所不同，燃气脉冲燃烧是利用不稳定燃烧气体在高湍流状态下，产生压缩波，形成动能、声能、热能。这种燃烧速度较快，燃烧产生的气体压力被限制在一定的范围之内，在输出管的喷口处发射冲击波能与积灰状况适应。通过冲击波的作用使受热面上的积灰脱落，将被污染受热面上的灰尘颗粒、松散物、粘合物及沉积物除去，达到降低锅炉尾部排烟温度，提高锅炉热效率。

但是，使用燃气激波除灰器存在如下问题：

1、方向性强，有除灰死角。

2、燃料采用乙炔、运行成本高。

3、采用燃气（乙炔、瓦斯），作为燃烧爆炸气源，存在安全隐患。

4、激波能量不可控，对炉墙造成冲击破坏。

5、燃气配比发生变化，存在哑炮现象，系统稳定性差。

发明内容

基于此，针对上述问题，有必要提出一种精准可控空气激波吹灰器，该空气激波吹灰器采用压缩气体作为气源，比如空气、氮气等稳定性气体作为气源，不发生燃烧、爆炸等剧烈的化学反应，使用安全，除灰效果好，除灰空间无死角，且激波强度可控制。

本实用新型的技术方案是：一种精准可控空气激波吹灰器，包括电控箱、球阀、气控箱、激波发生器和设置于炉墙上的旋转喷头；所述球阀的出气口分别通过输气管道连接气控箱的入气口和激波发生器的出气口；所述气控箱的出气口通过输气管道连通激波发生器的入气口；所述激波发生器的出气口连通旋转喷头，所述激波发生器内设有喷射管，所述喷射管的出气端朝向激波发生器的出气口；所述旋转喷头的喷气端设置于炉墙内；所述旋转喷头包括外管和内管，所述内管的一端为喷气端，所述内管的喷气端与外管之间密封，所述内管的另一端设有沿内管轴心设置的转轴，所述转轴连接有驱动转轴转动的步进电机，所述转轴与外管之间密封；所述电控箱的输入端连接电源，所述电控箱的输出端通过控制电缆分别连接激波发生器、气控箱和步进电机。

一定压力的气体（压缩空气）通过激波发生器每次脉冲产生持续时间大于100毫秒、强度可达3-5马赫（喷管管内激波强度）的激波，加上伴随同时产生的强烈声能、高速气体的冲击动能、气流的清洗效应，共同作用在锅炉受热面的积灰层上或结焦层上，能够有效的清除锅炉受热面上各种不同类型的积灰或结焦。

旋转喷头内平面正激波出喷口后，会形成球面激波，球面激波直径不断增大，其球心沿喷口轴线向前运动，同时随着球面激波直径的增大，激波强度不断衰减，最后减弱为声波。在锅炉烟道的局限空间内，激波会因烟道四壁产生反射、折射，激波在受热面管束间产生透射、折射、反射，在局限的空间内，激波的有效作用空间会比自由空间场内的增大。激波会在积灰与基底的物理界面发生反射，并能通过折射而导入积灰内部，激波剧烈的压力纵波对积灰产生一种先压后拉的作用，使积灰破裂，导入积灰中的折射激波还会在灰体中产生产生横波，和入射波及反射波相互作用，使积灰脱离基底。

同时在喷口由于激波及高速气流冲击，产生极为强劲的喷口噪声，距喷口1米处，声强为160-170分贝。声波是一种以能量形式存在的机械波，它表现为振动、扰动和波动，声波的激烈而快速变化的振动、声强达到一定程度（＞155 分贝）后，会对积灰结焦在受热面的附着状态产生分离效应，并使积灰、结焦产生疲劳断裂和破碎倾向。喷口喷射出的压缩空气到达受热面管壁后，对其上所附着的灰垢层、结焦表面温度产生剧烈影响，打破灰垢层、结焦原来的温度平衡状态，灰垢层、结焦表面温度发生温度交变，灰垢层、结焦产生热疲劳，使灰垢层、结焦产生碎裂、脱落倾向。

喷口随激波后喷射出高速气流（速度＞声速），直射、折射和反射气流动能直接作用于积灰、结焦层，使依附在受热面表面的积灰、结焦因受气流机械外力作用直接脱离。

喷射管的前半部是由大变小向中间收缩至一个窄喉，窄喉之后的喷管后半部又由小变大向外扩张。气体经过喷管向后运动，进入喷射管的前半部时，在这一阶段，气流运动遵循"流体在管中运动时，截面小处流速大，截面大处流速小"的原理，因此气流不断加速。当到达窄喉时，流速已经超过了音速。而跨音速的流体在运动时却不再遵循"截面小处流速大，截面大处流速小"的原理，而是恰恰相反，截面越大，流速越快。在喷射管的后半部，气流的速度被进一步加速，这样就产生了巨大的推力。喷射管实际上起到了一个"流速增大器"的作用，对气流进行加速，使激波的能量更大，吹灰的效果更好。

旋转喷头的内管在步进电机的带动下可旋转，从而调整喷口的角度，使吹灰的角度和范围更灵活，吹灰面更广。

优选地，所述的气控箱内设置有空气过滤器减压阀和电磁阀，所述气控箱的入气口、空气过滤器减压阀、电磁阀、气控箱的出气口依次通过输气管道连通。

优选地，所述气控箱的入气口的输气管道上设有活接。

活接使拆装更容易，更换零件也方便，降低设备安装维护成本。

优选地，所述气控箱出气口的高压输气管道上设有压力表。

压力表可供操作人员了解设备运行状况，方便使用和维护设备。

优选地，所述的旋转喷头上还套设有用于将旋转喷头安装于炉墙上的法兰套筒。

法兰套筒使得旋转喷头在炉墙上的拆装都变得方便。

优选地，所述步进电机驱动旋转喷头旋转的角度为0度-180度。

使旋转喷头的喷头只朝向水平面以上的方向，180°旋转，左右循环，只朝向有利的方向喷射，与烟气对冲的地方，躲避过去。因为烟气是有流速的，当喷口喷射方向与烟气流速方向相对时，会有力量抵消。

优选地，所述电控箱内还设置有用于定时启动吹灰器的定时器。

可以按时间模式启动除灰，也可以按空气压力模式启动除灰，还可以根据锅炉运行参数模式启动除灰，既可以单种模式启动，还可以组合模式启动。

优选地，所述激波发生器的出气口连接的输气管道的直径小于激波发生器的入气口连接的输气管道的直径。保持喷射口微正压，防止烟气倒灌进设备。

本实用新型的有益效果是：

1、应用在锅炉受热面上面，可提高换热器换热效率，属于节能设备，排烟温度每降低10摄氏度，锅炉效率提高1%；

2、应用在垃圾锅炉、生物质锅炉上面，可以提高设备运行周期一倍以上，增加经济效益；

3、因可控制激波强度，可以应用在SCR脱硝反应器上面，对催化剂破坏性小，还能清除有粘性灰，厚层积灰。弥补SCR反应器上广泛应用的蒸汽吹灰器和声波吹灰器的不足；

4、除灰效果好，除灰空间无死角；

5、系统本质安全，能量主要来自于压缩空气或干燥蒸汽，不使用可燃气体，没有电机，不产生噪音，解除了安全隐患，特别是一些石油石化化工等易燃易爆环境下应用燃气激波除灰装置的安全隐患；

6、气源引用方便，不需要单独配置气源。可以采用现有的压缩空气和压缩氮气。对气源压力要求低。高压可通过稳压调压器降压使用，低压可通过增压泵增压使用；

7、运行成本低，与燃气激波除灰器相比，因为单纯采用压缩气体，就地取材方便，单次激波释放除灰成本是燃气的1/9；

8、自动化程度高，可以按时间模式启动除灰，也可以按空气压力模式启动除灰，还可以根据锅炉运行参数模式启动除灰，既可以单中模式启动，还可以组合模式启动。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

附图标记：10-电控箱，20-球阀，30-气控箱，31-空气过滤器减压阀，32-电磁阀，33-活接，40-激波发生器，50-步进电机，60-外管，61-内管，62-转轴，63-法兰套筒，70-压力表，80-喷射管，90-炉墙。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种空气激波吹灰器，包括电控箱10、球阀20、气控箱30、激波发生器40和设置于炉墙90上的旋转喷头；所述球阀20的出气口分别通过输气管道连接气控箱30的入气口和激波发生器40的出气口；所述气控箱30的出气口通过输气管道连通激波发生器40的入气口；所述激波发生器40的出气口连通旋转喷头，所述激波发生器40内设有喷射管80，所述喷射管80的出气端朝向激波发生器40的出气口；所述旋转喷头的喷气端设置于炉墙90内；所述旋转喷头包括外管60和内管61，所述内管61的一端为喷气端，所述内管61的喷气端与外管60之间密封，所述内管61的另一端设有沿内管61轴心设置的转轴62，所述转轴62连接有驱动转轴62转动的步进电机50，所述转轴62与外管60之间密封；所述电控箱10的输入端连接电源，所述电控箱10的输出端通过控制电缆分别连接激波发生器40、气控箱30和步进电机50。

在其中一个实施例中，所述的气控箱30内设置有空气过滤器减压阀31和电磁阀32，所述气控箱30的入气口、空气过滤器减压阀31、电磁阀32、气控箱30的出气口依次通过输气管道连通。

在其中一个实施例中，所述气控箱30的入气口的输气管道上设有活接33。

在其中一个实施例中，所述气控箱30出气口的高压输气管道上设有压力表70。

在其中一个实施例中，所述的旋转喷头上还套设有用于将旋转喷头安装于炉墙90上的法兰套筒63。

在其中一个实施例中，所述步进电机50驱动旋转喷头旋转的角度为0度-180度。

在其中一个实施例中，所述电控箱10内还设置有用于定时启动吹灰器的定时器。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种精准可控空气激波吹灰器，其特征在于，包括电控箱、球阀、气控箱、激波发生器和设置于炉墙上的旋转喷头；所述球阀的出气口分别通过输气管道连接气控箱的入气口和激波发生器的出气口；所述气控箱的出气口通过输气管道连通激波发生器的入气口；所述激波发生器的出气口连通旋转喷头，所述激波发生器内设有喷射管，所述喷射管的出气端朝向激波发生器的出气口；所述旋转喷头的喷气端设置于炉墙内；所述旋转喷头包括外管和内管，所述内管的一端为喷气端，所述内管的喷气端与外管之间密封，所述内管的另一端设有沿内管轴心设置的转轴，所述转轴连接有驱动转轴转动的步进电机，所述步进电机驱动旋转喷头旋转的角度为0度-180度，所述转轴与外管之间密封；所述电控箱的输入端连接电源，所述电控箱的输出端通过控制电缆分别连接激波发生器、气控箱和步进电机；所述电控箱内还设置有用于定时启动吹灰器的定时器。

2.根据权利要求1所述的精准可控空气激波吹灰器，其特征在于，所述的气控箱内设置有空气过滤器减压阀和电磁阀，所述气控箱的入气口、空气过滤器减压阀、电磁阀、气控箱的出气口依次通过输气管道连通。

3.根据权利要求1所述的精准可控空气激波吹灰器，其特征在于，所述气控箱的入气口的输气管道上设有活接。

4.根据权利要求1所述的精准可控空气激波吹灰器，其特征在于，所述气控箱出气口的高压输气管道上设有压力表。

5.根据权利要求1所述的精准可控空气激波吹灰器，其特征在于，所述的旋转喷头上还套设有用于将旋转喷头安装于炉墙上的法兰套筒。