CZ2002464A3 - Dmýchadlo pro odstraňování depozitů - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká dmýchadel pro odstraňování depozitů pro použití v rotačnich regeneračních předehřívačích vzduchu a zejména dmýchadla s kyvným ramenem, které se pohybuje napříč rotorem předehřívače vzduchu, uzpůsobeným k odstranění depozitů rozličnými médii a při různých tlacích.

Dosavadní stav techniky

Na teplo-převádějícím povrchu rotoru rotačního regeneračního předehřívače vzduchu se ukládají na určitou dobu saze nebo jiné podobné materiály. Tyto depozity představují překážku pro proudnice vzduchu a kouřového plynu, čímž snižují teplo-převádějící kapacitu. Tudíž tyto předehřívače vzduchu obvykle zahrnují zařízení pro dmýchání vzduchu nebo páry při vysokých rychlostech dovnitř rotoru za účelem odstranění depozitů.

Dmýchadlo pro odstranění depozitů použité v rotačním regeneračním předehřívači vzduchu používá kyvné rameno, které je otočné v rozsahu nastaveného úhlu a je opatřené na jednom konci jednou tryskou nebo několika tryskami, které vhánějí odstraňující médium (vzduch nebo páru) do rotoru, když se rotor otáčí a kyvné rameno se otáčí v rozsahu stanoveného úhlu. Dmýchadlo pro odstranění depozitů je obvykle připevněno na studeném konci rotoru, který tvoří konec pro výstup kouřového plynu, avšak v případě, Že je to žádoucí toto dmýchadlo může být uspořádáno bud v potrubí pro vedeni kouřového vzduchu nebo v potrubí pro vedení plynu a bud na studeném konci nebo na horkém konci.

Dmýchadla pro odstranění depozitů z dosavadního stavu • · · • · ··* • · · · • φ · φ · • · • · • ΦΦΦ φ

ΦΦΦ techniky používají mechanismus s kyvným ramenem, které se pohybuje po oblouku napříč rotorem předehřívače vzduchu při volitelné konstantní úhlové rychlosti od začátku kruhové dráhy do konce kruhové dráhy. Tyto dmychadla mají hnací sestavu s konstantní rychlostí, používající motor, jehož rychlost je nastavitelná, a uzpůsobenou k otáčení hnacího řetězového kola opatřeného výhodně točivý moment-omezující spojkou. Hnací řetězové kolo je souhlasně spojeno s hnaným řetězovým kolem, např. hnacím řetězem, přičemž hnané ozubené kolo, je uspořádáno na otočném hřídeli, ke kterému je připevněno rameno dmýchadla. Kyvné rameno dmýchadla při koncích jeho obloukové dráhy směrem ke středu rotoru a vně obvodu rotoru je zakončeno omezovacími spínači, které přerušují proudění vypuzovacího média. Dmýchadla s kyvným ramenem pohybujícím se konstantní rychlostí distribuje energii odstraňujícího média rovnoměrně podél poloměru rotoru, šetří množství použitého odstraňujícího média a snižuje opotřebení způsobené nadměrným působením odstraňujícího média na jistou plochu. Dmýchadla s těmito kyvnými rameny jsou popsána např. v patentu US 5,626,184.

Dmýchadla pro odstranění depozitů z dosavadního stavu techniky mají rameno s jedním jediným přívodním potrubím pro napájení trysky při konci ramene čistícím médiem. Ačkoliv tyto dmýchadla mohou zahrnovat prostředky pro přepínání mezi několika čistícími médii, jakým je např. vzduch, pára nebo voda, všechny tyto čistící média jsou použity při nízkém tlaku, tj. tlaku pod asi 7 MPa. Tento nízký tlak není dostatečný pro účinné odstranění zatvrdlých částicových materiálů, které se akumulují v průběhu normální provozní doby předehřívače vzduchu. Tudíž je nutné pravidelně odstavovat předehřívač vzduchu a použít samostatné zařízení pro odstranění depozitů vysokotlakou vodou. Toto odstavení • 9 · • · · • 9 9 • 9 ··* • 9 9 9 9 • 9 9 9 ·9

9

9 • •99

9

9 9

9 *

9999 rotoru za účelem jeho dodatečného čistění způsobuje časovou ztrátu, zvyšuje provozní náklady a zvyšuje dobu nečinnosti předehřívače vzduchu.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je dmýchadlo pro odstraňování depozitů z teplo-převádějících ploch rotoru regeneračního předehřívače vzduchu, které je opatřeno kyvným ramenem a uzpůsobeno k napájení tryskové jednotky uspořádané na konci kyvného ramene rozličnými odstraňovacími médii při rozdílných rychlostech, zejména výskotlakovou vodou. Trysková jednotka je uspořádána k samostatnému vyvedení rozdílných médií a zejména k vyvedení vysokotlaké vody skrze množinu vysokotlakých trysek. Tato množina vysokotlakých trysek je vyrovnána do řady, která s kyvným ramenem svírá takový úhel, že řada vysokotlakých trysek je paralelní s teplo-převádějícími deskami a tangenciální k rotoru na vnější straně obloukové dráhy kyvného ramene a svírá jistý úhel s teplo-převádějícími deskami a poloměrem rotoru při vnitřní straně obloukové dráhy kyvného ramene.

Stručný přehled obrázků na výkresech

Za účelem lepšího pochopení vynálezu je v následující části této přihlášky vynálezu uveden popis příkladů provedeni vynálezu, ve kterém jsou činěny odkazy na přiložené vykresy, na kterých obr. 1 zobrazuje perspektivní pohled na obecné uspořádaní jednoho typu předehřívače vzduchu, ve kterém se může použít vynález, • v • · φ · • « • φ « •Φ ·»· φ

ΦΦΦΦ obr. 2 zobrazuje spodní pohled na část předehřívače vzduchu, ze kterého je zřejmé uspořádáni dmýchadla pro odstraňování depozitů podle vynálezu, obr. 3 zobrazuje řez vedený podél linie 3-3 znázorněné na obr. 2, přičemž z toho řezu je zřejmý jeden kvadrant spodní Části předehřívače vzduchu, obr. 4 zobrazuje spojení dvou přívodních potrubí ke zdroji odstraňujícího média, a obr. 5 a 6 zobrazují v detailním pohledu uspořádání trysek podle vynálezu.

Příklad provedeni vynálezu

Obr. 1 zobrazuje perspektivní pohled na typický předehřívač vzduchu, který je zde zobrazen pouze pro popis obecného typu struktury, ve které se může vynález použít. Vynález se může použít v horizontálním předehřívači vzduchu, ve vertikálním předehřívači vzduchu s tím, že vynález je uspořádán u studeného konce na vrchním čele rotoru, a ve vertikákním obráceném předehřívači vzduchu s tím, že vynález je uspořádán u studeného konce na spodním čelem rotoru. Obr. 1 konkrétně zobrazuje vertikální předehřívač vzduchu ze studeným koncem na spodním čele rotoru. Tento předehřívač vzduchu zahrnuje kryt 12 rotoru, ve kterém je připevněn teplo-převádějící rotor 14. Tento rotor 14 je otočně připevněn na hřídeli 16, který vertikálně probíhá mezi vrchní středovou sekcí 18 a spodní středovou sekcí 20. Rotor 14 je přepážkami 24 rozdělen na oddělení 22, ve kterých jsou uloženy teplo-převádějící koše 26. Při vrchním a spodním čele rotoru 14 jsou umístěna přechodová potrubí 28, 30, 32 a 34, která jsou připevněna jednak ke krytu 12 rotoru a jednak k • ··· * • · φ · · • · · · • · • · ···· • ·

vrchní středové sekci 18 resp. spodní středové sekci 20. Tato přechodová potrubí spojují předehřívač vzduchu s napájecími potrubími pro vedení vzduchu do předehřívače vzduchu a pro vedení kouřového plynu z parního generátoru nebo jiného spalovacího zařízení. Tak např. kouřový plyn se zavede skrze přechodové potrubí 28 do předehřívače vzduchu, uvnitř kterého předá teplo otáčejícímu rotoru 14, načež se vyvede skrze přechodovou potrubní sestavu 30 ven z předehřívače vzduchu. Spalovací vzduch se zavede skrze přechodové potrubí 32 do předehřívače vzduchu, přijme teplo od rotoru, načež se vyvede skrze přechodové potrubí 34. Tato přechodová potrubí jsou provedena tak, že vytvářejí přechod mezi obecně kruhovým předehřívačem vzduchu a pravoúhlým potrubím energetického zařízení.

Problém, ke kterému dochází v předehřívači vzduchu, spočívá v tom, že kouřový plyn, který proudí skrze rotor často obsahuje částicový materiál a/nebo kondenzovatelné látky, které se mohou ukládat na teplo-převádějících povrchách v teplo-převádějících koších 26. To má za následek zanesení předehřívače vzduchu a snížení účinnosti tepelného převodu. Tento problém je obvykle řešen poskytnutím zářízeni pro odstraňování depozitů, které se pohybuje podél čela otáčejícího se rotoru a dmýchá páru nebo vzduch do rotoru a dovnitř proudových kanálků mezi teplo-převádějícími povrchy k odstranění depozitů. Poněvadž většina depozitů se ukládá při studeném konci, tj. v místě vyvedení kouřového plynu z rotoru předehřívače vzduchu, dmýchadlo pro odstraňováni depozitů je obvykle umístěno při tomto studeném konci (spodní konec obr. 1) ·

Vynález se týká dmýchadla pro odstraňování depozitů a pohaněcího ústrojí, které způsobuje kruhový pohyb dmýchadla podél čela rotoru a náhlé zastavení tohoto pohybu se • · • · · « · · » · ··· • · · · • · * · «* ·* • · · • · · ·· ··*· současným přerušením proudění vypuzovacího média. Obr. 2 zobrazuje spodní pohled na jeden kvadrant předehřívače vzduchu, který je podobný předhřívači vzduchu zobrazenému na obr. 1 a obr. 3 zobrazuje vertikální řez vedený podél linie 3-3 znázorněné na obr. 2. Tyto obrázky zobrazují rotor 14, hřídel 16 rotoru a spodní středovou sekci 20. K boční straně spodní středové sekce 20 a ke spodnímu okraji krytu 12 rotoru je připevněno přechodové potrubí 30. Toto přechodové potrubí 30 má plochou horizontální deskovou sekci 54, takže přechodové potrubí je přizpobeno ke shodě s předehřívačem vzduchu nebo potrubím energetického zařízení.

K vnější straně přechodového potrubí 30 je připevněn hnací mechanismus 56 dmýchadla pro odstraňování depozitů. Tento hnací mechanismus zahrnuje motor 58, který je skrze omezovač 60 rychlosti spojen s hnacím řetězovým kolem 62. Hnací řetězové kolo 62 výhodně zahrnuje točivý moment-omezující spojku, která přeruší záběr pohonu v případě, že dojde k zablokování ramena dmýchadla (nebo libovolné jiné části mechanismu). Hnací řetězové kolo 62 je spojeno hnacím řetězem 64 s poháněným řetězovým kolem 66.

Poháněné řetězové kolo 66 je připevněno k otáčivému trubicovému hřídeli 68, který je nosnými bloky 70 připevněn k zádní desce 72. K otáčivému trubicovému hřídeli 68 je rovněž připevněna sestava ramena dmýchadla, která zahrnuje pravoúhlý nosič 74 přívodních potrubí a přívodní potrubí 76 a 22, která jsou zakončena při sestavě 78 trysek, která je popsána v dalším textu. K zadní desce 72 je připevněna podpěra 82, která nese motor 58, připevněný k montážní desce 84 tak, že je odsazen od zadní desky 72. Když se motor 58 uvede do chodu, hnací řetězové kolo 62, poháněné řetězové kolo 66, otáčivý poháněči hřídel 68 se otáčí a sestava ramena dmýchadla, která je připevněna k otáčivému poháněcímu hřídeli «

999 9 9 • · «9 ·*

9 9

vykonává kyvný pohyb v předem stanoveném rozsahu obloku, který je zobrazen na obr. 2. Přívodní potrubí 76, zobrazené na obr. 2 a 3 je tvořeno konvenčním, relativně nízkotlakovým přívodním potrubím pro vedení páry nebo vzduchu. Přívodní potrubí 77, zobrazené na obr. 3 je vysokotlakým přívodním potrubím podle vynálezu pro vedení vysokotlaké vody. Obecně nízkotlaké tlakové médium podle vynálezu má tlak v rozmezí 1,75 MPa až 7 MPa, zatímco vysokotlaká voda je v rozmezí od 7 MPa do 70 MPa.

Jak je to zřejmé z obr. 4, Rotační trubicový hřídel 68 zahrnuje dva samostané kanálky, a to nízkotlaký kanálek 90 pro vedení vzduchu/páry a vysokotlaký kanálek 92 pro vedení vody. Tento nízkotlaký kanálek 90 je skrze otočný kulový kloubový spoj 94 a ventil 96 spojen se zdrojem 98 nízkotlakého vzduchu nebo nízkotlaké páry. Uvedený vysokotlaký kanálek 92 je skrze vysokotlaký otočný kloubový spoj 100 a ventil 102 spojen se zdrojem 104 vyskotlakové vody.

Celý hnací mechanismus 56 dmýchadla je připevněn k boční straně přechodového potrubí 30 pomocí deskové sestavy 86, která je tvořena krytem ve tvaru trojhranu, který má vrchní a spodní desku, jak je to zřejmé z obr. 3 a dvě boční desky, jak je to zřejmé z obr. 2. Jedny konce těchto desek jsou těsně připevněny k zadní desce 72, zatímco druhé konce těchto desek jsou těsně připevněny k přechodovému potrubí 30. Přechodové potrubí 30 má otvor 88, čímž vnitřní prostor deskové sestavy 86 bez přerušení přechází do vnitřního prostoru předehřívače vzduchu. Otvor 88 má takovou velikost a takový tvar, aby umožmil sestavě ramene dmýchadla kyvný pohyb v rozsahu předem stanového úhlu. Utěsnění deskové sestavy 86 vůči jak zadní desce 72 tak i vůči přechodovému potrubí 30 zabraňuje únik média z vnitřku předehřívače vzduchu do atmosféry.

Napříč rotorem mezi spodní středovou sekcí 20 a přechodovým potrubím 30 probíhá ochranná tyč 89, zobrazená na obr. 2 a 3. Tato ochranná tyč 89 se nachází mezi sestavou ramene dmýchadla a rotorem, a to v takové vzdálenosti od volné konce ramene, aby ochranná tyč 89 dosahovala požadovaného účinku a nepřekážela pohybu trysek. Účelem této ochranné tyče 89 je omezení pohybu sestavy ramene dmýchadla a zamezení možnému kontaktu dmýchadla s rotorem, zejména v okamžiku přerušení dodávky vypuzovacího média a v okamžiku obnovení dodávky vypuzovacího média, které může způsobit značnou oscilaci ramene.

Jako příklad je uveden předehřívač vzduchu s rotorem, majícím průměr asi 6,7 m, má dobu cyklu asi 17 min s tím, že dobou cyklu se rozumí doba, v průběhu které sestava ramene dmýchadla urazí předem stanovený rozsah úhlu v jednom směru. Za účelem pokrytí celého rotoru sestava ramene dmýchadla vykonává kyvný pohyb v rozsahu úhlu asi 40°. Rychlost otáčení rotoru může být v rozmezí asi od 1 do 4 RPM, přičemž tato rychlost obvykle závisí na velikosti rotoru s tím, že čím rotor je větší, tím rychlost otáčení rotoru je nižší. Co se týče prostředků pro nastavení úhlové dráhy sestavy ramene dmýchadla a prostředků pro zahánění a přerušení dodávky odstraňujícího média, jejich popis není v následujícím textu uveden, neboď tyto prostředky jsou porobně popsány v patentu 5,626,184. K ventilům 96 a 104 jsou připojeny řídicí prostředky.

Obr. 5 a 6 zobrazují ve zvětšeném měřítku sestavu 78 trysek, která je připojena k nízkotlakému potrubí 76 a k vysokotlakému potrubí 77. Nízkotlaké médium proudí skrze průchod v bloku 106 sestavy trysek k nízkotlaké trysce 108.

Vysokotlaká voda proudí skrze kanálek v bloku 106 ke třem vysokotlakým tryskám 110. Ačkoliv v zobrazeném provedení jsou zobrazeny tři vysokotlaké trysky, je zřejmé, že může být použito libovolné množství těchto trysek.

Jak je to zřejmé z obr. 5, sestava 78 trysek a řada vysokotlakých trysek 110 svírá s přívodním potrubím 76 a s přívodním potrubím 77, které není zřejmé z obr. 5, jistý úhel. Tento úhel je rovněž zřejmý z obr. 2. Tento úhel je nastaven tak, že řada vysokotlakých trysek 110 je paralelní s teplo-převádéjícími deskami v teplo-převádějících koších 26 a tangenciální k rotoru, tj. kolmá k poloměru rotoru, vně obloukové dráhy kyvného ramene probíhající podél rotoru. Tato řada trysek je při úhlu mezi poloměrem a tangentou uvnitř obloukové dráhy, zejména při úhlu asi 40° od tangenty. Tím je zajištěno, že maximálního odstraňujícího účinku se dosahuje při vnější straně rotoru, kde relativní rychlost rotoru je nejvyšší. Tak např., v případě rotoru s průměrem 8,23 m rychlost teplo-převádějících desek při vnitřní straně rotoru může být 7,26 m/min, zatímco rychlost teplo-převádějících desek při vnější straně rotoru může být 39,5 m/min. To je důvodem, že vyšší odstraňující účinek na jednotku plochy rotoru je žádoucí při vnější straně rotoru. Při vnitřní straně rotoru uvedené tři trysky jsou rozmístěny ve větší radiální vzdálenosti s nižším odstraňujícím účinkem na jednotku plochy a širším rozsahem pokrytí.

Ačkoliv ve výše uvedeném provedení je odstraňující zařízení umístěno při spodním konci předehřívače vzduchu a proud odstraňujícího média je veden směrem nahoru dovnitř rotoru, je zřejmé, že toto zařízení může být rovněž uspořádáno při vrchním konci předehřívače vzduchu a odstraňující médium může proudit směrem dolů dovnitř rotoru.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Dmýchadlo pro odstraňování depozitů pro použití v rotačním regeneračním předehřívači vzduchu, který má teplo-převádějící rotor se středovou částí a okrajovou částí, vyznačené tím, že zahrnuje otáčivou hřídel, prostředky pro otáčení otočné hřídele a sestavu ramene dmýchadla připevněnou k otáčivému hřídeli, přičemž sestava ramene dmýchadla vybíhá přes část rotoru předehřívače vzduchu, je zakončena sestavou trysek a uzpůsobena ke kyvnému pohybu tryskové sestavy v rozsahu obloukové dráhy probíhající mezi koncovým bodem přilehlým ke středové části rotoru a koncovým bodem přilehlým k okrajové části rotoru, přičemž sestava ramene dmýchadla zahrnuje vysokotlaké potrubí spojené se zdrojem vysokotlaké odstraňující vody a nízkotlaké potrubí spojené se zdrojem nízkotlakého odstraňujícího média, přičemž nízkotlaké potrubí je zakončeno při nízkotlaké trysce uspořádané v sestavě trysek a vysokotlaké potrubí je zakončeno při řadě množiny vysokotlakých trysek uspořádaných v sestavě trysek.
2. 2. Dmýchadlo podle nároku 1, vyznačené tím, že uvedená řada množiny vysokotlakých trysek je obecně tangenciální k okrajové části rotoru předehřívače vzduchu, když sestava trysek se nachází při koncovém bodě přilehlém k okrajové části rotoru.