CZ288190B6 - Method and arrangement for removing deposits in and on feed nozzles or feed pipes of firing installations - Google Patents

Description

Způsob odstraňování usazenin v přívodních tryskách nebo v přívodních trubkách spalovacího zařízení a na nich a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu odstraňování usazenin v přívodních tryskách nebo v přívodních trubkách spalovacího zařízení a na nich, přičemž u spalovacího zařízení se tyto usazeniny z recirkulovaných spalin, které se opět vedou do topeniště, pevně usazují, přičemž na usazeniny se přivádí kapalné médium. Vynález se dále týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

U spalovacích zařízení, zejména u těch, v nichž se spalují odpadní látky, se z různých důvodů odvádějí spaliny po určitém ochlazení, například ve vyvíječi páry, nebo ze za tím účelem vhodných oblastí topeniště, a opět vedou přívodními tryskami nebo přívodními trubkami do topeniště. Důvody pro zpětné vedení spalin mohou spočívat ve snaze po dosažení vysoké tepelné účinnosti zařízení, ve vytváření zvlášť vysoké turbulence v oblasti sekundární spalovací zóny, ve využití kyslíku ještě obsaženého ve spalinách a v regulaci obsahu kyslíku v sekundární spalovací zóně. Spaliny se přitom odvádějí s výhodou za zařízením na čištění spalin, například zařízením na odlučování prachu, zařazeným za zařízením na využití tepla. Spaliny však mohou být odebírány i ze zadní oblasti topeniště, v níž se nachází již prakticky vypálené palivo, takže spaliny obsahují ještě poměrně vysoký podíl kyslíku.

Při takovém způsobu činnosti nyní bylo zjištěno, že přívodní trysky nebo přívodní trubky, které mohou sloužit rovněž pro přívod sekundárního vzduchu, se v oblasti svého výstupního otvoru pozvolna zanášejí usazeninami pocházejícími ze spalin, takže v určitých časových odstupech je nutno tyto usazeniny odstraňovat, aby se opět vytvořil volný průřez výstupního otvoru přívodních trysek nebo přívodních trubek. Doposud se provádělo odstraňování usazenin mechanicky otloukáním nebo odrážením pomocí vhodných tyčí, což bylo nejen namáhavé a časově náročné, nýbrž i nedostatečné, protože velmi pevně přilnuté usazeniny je možno zcela odstranit pouze z topeniště, což vyžaduje odstavení a vychladnutí příslušného zařízení. Tyto usazeniny se vyskytují v oblasti ústí přívodních trysek nebo přívodních trubek jak uvnitř těchto přívodních trysek a přívodních trubek, tak i na vnějších plochách, přímo sousedících s jejich ústím. Jsou vyvolávány silným tepelným zářením z topeniště, přičemž toto tepelné záření způsobuje zesklovatění připečených usazenin v části přivrácené k topeništi a tudíž vytvoření zvlášť dobře přilnuté a odolné struktury, kterou je možno mechanickým způsobem porušit jen velmi obtížně.

Z německého časopisu „Energie“, 1951, sešit 1, je známé čištění kotelních trubek vodou rozstřikovanou z přívodní trubky na plochy kotelních trubek, dokud se tyto kotelní trubky neochladí, načež se ostřikuje sousední oblast, aby se potom provedlo opět ostřikování první oblasti, když se tato první oblast po ochlazení opět ohřála. Tímto způsobem má dojít ke vzniku trhlin, které způsobí odloupávání nečistot. Dále je z tohoto časopisu známé zpracování topných ploch pomocí směsi vodní páry a čpavkové páry. Přitom je zavádění přívodních trubek do kotle možné teprve po jeho určitém ochlazení, což vyžaduje příslušné přerušení provozu. Kromě toho nepřicházejí v úvahu chemické přísady do páry vzhledem k možným poškozením způsobeným korozí.

Ze spisu DE741 701 je známé odstraňování usazenin, které se hromadí nad vyfukovacími tryskami sekundárního vzduchu, zařízením na ostřikování vodou tak, že paprsky studené vody se stříkají na horkou strusku, aby bylo možno horkou strusku v důsledku smrštění od stěn odstranit. Tento způsob odstraňování strusky však není velmi účinný, protože smrštěním vznikají pouze povrchové trhliny, takže tento postup je nutno často opakovat až do úplného odloupnutí strusky. Základ tohoto nákladného opatření spočívá v tom, že vytvořenými usazeninami na povrchu je zesklovatělá struska, která bez vytvoření trhlin nepropustí směrem dovnitř žádnou vodu. Teprve

-1 CZ 288190 B6 časté střídání ohřevu a smršťování vede k vytváření trhlin a k odstranění těchto usazenin. Tento způsob činnosti však má ještě tu nevýhodu, že v důsledku zmíněného střídavého působení vzniká vysoké nebezpečí vytváření napětí ve stěnách kotle nebo v keramických vyzdívkách.

Úkolem vynálezu je vytvořit způsob a zařízení, pomocí nichž se umožní jednoduché odstraňování těchto usazenin při normálním provozu spalovacího zařízení prakticky bez jeho odstávky.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje způsob odstraňování usazenin v přívodních tryskách nebo v přívodních trubkách spalovacího zařízení a na nich, přičemž u spalovacího zařízení se tyto usazeniny z recirkulovaných spalin, které se opět vedou do topeniště, pevně usazují, přičemž na usazeniny se přivádí kapalné médium, podle vynálezu, jehož podstatou je, že kapalné médium se opakovaně 15 rozprašuje na usazeniny v podobě kapiček a vede se na usazeniny ve směru proudění spalin uvnitř přívodních trysek nebo přívodních trubek počínaje od předního okraje usazenin uvnitř přívodních trysek nebo přívodních trubek.

Zaváděním kapalného média, zejména vody, do přívodních trysek nebo přívodních trubek, a sice 20 přiváděním tohoto kapalného média na usazeniny ve směru proudění spalin, uvnitř přívodních trysek nebo přívodních trubek, přičemž se s přiváděním začíná na předním okraji usazenin, se usazeniny v krátké době odstraní, přičemž, podle doposud prováděných pokusů a poznatků přitom získaných, vzniká čisticí účinek tím, že uvnitř přívodních trysek nebo přívodních trubek kapalné médium rychle vniká do vnitřku usazenin. Působením tepla z topeniště nebo z cirkulu25 jícího proudu plynu způsobí tento proud plynu explozivní odpaření vody vniklé do pórů hydroskopických usazenin. Usazeniny se z vnitřku odtrhnou. Tím se odstraní nejen usazeniny na vnitřní stěně přívodních trysek nebo přívodních trubek, nýbrž dále i kolem oblasti ústí směrem k vnější straně. Tento účinek spočívá vtom, že voda se v důsledku počátečního odtrhávání usazenin od vnitřních částí přívodních trysek nebo přívodních trubek dostává na drsné, a tudíž 30 porézní, plošné části usazenin, které se nacházejí uvnitř již vytvořených usazenin, a proto nejsou zesklovatělé, jako je tomu na vnější ploše usazenin nacházejících se na vnějším obvodu přívodních trysek nebo přívodních trubek, na které přímo působí tepelné záření z topeniště. Proto odtrhávání pokračuje počínaje od vnitřní části přívodních trysek nebo přívodních trubek až k ústí a rovněž kolem ústí dokola k vnější straně přívodních trysek nebo přívodních trubek. Při každém 35 odtržení se vytvoří nové drsné a porézní plochy, takže odstraňování usazenin je možné i tam, kde je povrch již zesklovatělý. Již po krátkém zpracování, v rozsahu několika sekund až několika minut, mohou opět vzniknout téměř kovově hladké plochy v oblasti ústí přívodních trysek nebo přívodních trubek, prosté usazenin. Výše uvedený úkol může být rovněž vyřešen tím, že kapalné médium ve formě páry se nanáší na usazeniny ve směru proudění spalin uvnitř přívodních trysek 40 nebo přívodních trubek počínaje od předního okraje usazenin uvnitř přívodních trysek nebo přívodních trubek. Přitom dochází k tomu, že kapalné médium ve formě páry způsobí po svém vniknutí do pórů usazenin rychlé zvětšení svého objemu, k čemuž dojde tehdy, když kapalným médiem ve formě páry je vodní pára. Při použití vodní páry je nutno počítat s delší dobou zpracování, v rozsahu od několika minut až asi do jedné hodiny, protože zvětšení měrného 45 objemu páry při zvýšení teploty je podstatně menší než například při použití vody.

Přivádění kapalného média na usazeniny ve směru proudění spalin uvnitř přívodních trysek nebo trubek, a zejména na jejich přední okraj, má tu výhodu, že kapalné médium, s výhodou voda, se dostane na usazeniny, které se nacházejí uvnitř přívodní trysky nebo přívodní trubky, a které mají 50 ještě drsný a porézní povrch, protože jsou vůči tepelnému záření z topeniště přívodní tryskou nebo přívodní trubkou lépe chráněny, než usazeniny na vnější straně přívodní trysky nebo přívodní trubky, kde v důsledku silného tepelného působení dojde k zesklovatění těchto usazenin. Kapalné médium tedy může působit výše objasněným odtrhávacím účinkem na usazeniny počínaje místem, kde může ještě do usazenin vniknout snadno, přičemž tento odtrhávací účinek

-2CZ 288190 B6 potom pokračuje ve směru k ústí přívodní trysky nebo přívodní trubky až k vnější straně přívodní trysky nebo přívodní trubky.

Přívodem kapalného média ve formě kapiček prostřednictvím rozprašovací trysky, přičemž kapičky jsou tak malé, že médium se rozprašuje, se dosáhne rovnoměrného smáčení povrchu usazenin při poměrně malé spotřebě kapalného média. Přitom se prakticky zabrání výstupu nadbytečného množství kapalného média z přívodních trysek nebo přívodních trubek, takže nedochází k ovlivňování spalování v topeništi velkým množstvím vystupujícího kapalného média. Zvláště výhodné je, když se kapalné médium vede na usazeniny ve formě jemné mlhy z kapiček.

Pro dosažení rovnoměrného smáčení usazenin je výhodné, když se kapalné médium přivádí koncentricky s přívodní tryskou nebo s přívodní trubkou.

Pokusy ukázaly, že je výhodné, když se kapalné médium přivádí ve formě vodní clony tvaru kužele. Přitom se vrcholový úhel kužele vodní clony kapalného média nastaví v rozsahu od 10° do 180°.

V důsledku výše objasněného odtrhávacího účinku, který způsobuje kapalné médium ve formě vody nebo páry, respektive vodní páry, v důsledku velmi rychlého zvětšení svého objemu uvnitř pórů usazeniny, není zapotřebí vysokého tlaku vody nebo vodní páry, kterého se například dosahuje s vysokotlakými čističi nebo použitím vysokotlaké páry vytvářené v parním kotli. Proto postačuje, když tlak kapalného média, zejména tlak vody, odpovídá tlaku otevřené vodovodní sítě a má hodnotu například 0,6 MPa. Dále je výhodné, když, jak tlak a množství, tak i doba přivádění a doba mezi dvěma fázemi přivádění média, se regulují.

Uvedený úkol dále splňuje zařízení k provádění způsobu podle vynálezu, jehož podstatou je, že obsahuje rozprašovací trysku, opatřenou přípojkou pro přírodní potrubí kapalného média, která je vložitelná do vnitřku přívodní trysky nebo přívodní trubky pro recirkulované spaliny spalovacího zařízení, přičemž rozprašovací tryskaje na svém předním volném konci opatřena hlavou.

Použití zařízení dle vynálezu nevyžaduje ve většině případů žádné zvláštní přídavné náklady, protože již existující spalovací zařízení obsahují v zadní části přívodních trysek nebo přívodních trubek vjejich osovém směru hrdla pro zavádění tyčí, pomocí nichž se mají usazeniny odstraňovat. Těmito hrdly je možno do vnitřku přívodních trysek nebo přívodních trubek zavést rozprašovací trysky. Vytvoření hlavy na volném konci rozprašovací trysky umožňuje nanášení kapalného média na usazeniny v jemně rozptýleném stavu. Přitom je opět výhodné, když úhel rozprašování hlavy rozprašovací trysky je nastavitelný pro umožnění přizpůsobení vytvářené kapalné clony rozprašovaného kapalného média existujícím podmínkám.

Když se podle dalšího výhodného provedení vynálezu upevní rozprašovací tryska uvnitř přívodní trysky nebo přívodní trubky v podélném směru posuvně, je možné přizpůsobení výstupu kapalného média příslušným místům, na nichž se usazeniny nacházejí. Zejména je možné, aby kapalné médium vystupující z hlavy rozprašovací trysky pokračovalo v provádění čisticího účinku uvnitř přívodní trysky nebo přívodní trubky.

Aby se postup čištění mohl provádět automaticky, a aby proto mohl být použit v pozorovaných potřebných časových intervalech, je výhodné, když je podle dalšího provedení vynálezu v přívodním potrubí k rozprašovací trysce upraveno regulovatelné ventilové zařízení, které je spojeno s regulačním zařízením pro regulaci tlaku kapalného média a množství kapalného média, jakož i k regulaci doby otevření a odstupů mezi dvěma fázemi otevření. Pomocí ventilového zařízení a regulačního zařízení s ním spojeného je potom možné nastavit dobu trvání čištění a časové intervaly mezi dvěma čištěními, jakož i tlak a množství kapalného média, podle příslušných požadavků.

-3CZ 288190 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje řez schematicky vyobrazeným spalovacím zařízením s přívodními tryskami recirkulovaných spalin, obr. 2 ve zvětšeném měřítku detail stěny topeniště s vloženou přívodní tryskou a obr. 3 ve zvětšeném měřítku řez přívodní tryskou s čisticím zařízením podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněno spalovací zařízení s násypným trychtýřem 1, sna něj navazující násypkou 2 pro dávkování paliva na podávači stůl 3, na němž jsou upraveny dávkovači písty 4 pro dávkování paliva přiváděného násypkou 2 na rošt 5. Pod roštěm 5 je upraveno zařízení 6 pro přívod primárního spalovacího vzduchu. Nad roštem 5 se nachází topeniště 7, které v přední části přechází do odtahu 8 spalin, na kteiý navazuje spalinový kotel 9 a zařízení na čištění spalin, sestávající z reaktoru 10, to znamená ze zařízení na chemické čištění plynu, a z filtru 1L

Za zařízením na čištění plynu jsou spaliny odsávány pro zpětné vedení do topeniště 7. Za tím účelem je ve výstupním potrubí filtru 11 upraven odsávací otvor 12. z něhož vystupuje odsávací potrubí 13 ústící do ventilátoru 14. S výtlačnou stranou ventilátoru 14 je spojeno potrubí 15. které přivádí odsávané množství spalin do prstencového potrubí 16. z něhož jsou napájeny takzvané trysky 17 sekundárního vzduchu, jimiž se odsávané spaliny opět vedou do topeniště 7.

Jak vyplývá z obr. 2 a 3, je ve stěně 18 topeniště 7 uvnitř jejího výklenku 19 vložena přívodní tryska 20. nebo přívodní trubka, přičemž přívodní tryska 20 je spojena pomocí přírubového spoje 21 s rozvětvovací trubkou 22. Rozvětvovací trubka 22 sestává z trubky 23 uspořádané koncentricky s přívodní tryskou 20 a z další trubky 24. která je spojena s prstencovým potrubím 16 pro zpět přiváděné spaliny. Na konci trubky 23 koncentrické s přívodní tryskou 20 je upraveno uzavírací víko 25. v jehož středu je upraveno upevňovací zařízení 26 pro upevnění rozprašovací trysky 27. V upevňovacím zařízení 26 je rozprašovací tryska 27 uložena posuvně ve svém podélném směru. Na předním konci rozprašovací trysky 27 je umístěna hlava 28. Na zadním konci rozprašovací trysky 27 protilehlém k hlavě 28 je uspořádáno ventilové zařízení 29, k němuž je pomocí příruby připojeno potrubí pro přívod vody ve formě hadice 30. Ventilové zařízení 29 je spojeno vedením 31 s regulačním zařízením 32, které může regulovat množství a tlak vody přiváděné do rozprašovací trysky 27 a rovněž uzavírat a otevírat ventilové zařízení 29. přičemž regulačním zařízením 32 mohou být rovněž nastaveny časové intervaly mezi fázemi otevření a délkou fází otevření.

Hlava 28 upravená na předním konci rozprašovací trysky 27 umožňuje rozprašování vody ve formě vodní clony 33 tvaru kužele, přičemž vrcholový úhel kužele je nastavitelný. Tato vodní clona 33 je naznačena čerchovanými čarami na obr. 3. Čárkovanými čarami jsou naznačeny usazeniny 34, které vznikají jak uvnitř přívodní trysky 20, tak i na její vnější straně, když se spaliny vhánějí z přívodní trysky 20 do topeniště 7. Doba, v níž se tyto usazeniny 34 vytvoří, závisí na složení spalin a rovněž na tom, zda se přívodními tryskami 20 zavádějí do topeniště 7 pouze spaliny nebo spaliny smísené s okolním vzduchem.

Pro odstranění těchto usazenin 34 se nyní rozprašovací tryskou 27 přivádí voda, přičemž se začíná na okraji 35 usazenin 34. který je přední ve směru proudění spalin. Směr proudění spalin je naznačen šipkou 36. Rozprašovaná voda nyní vniká do porézní hmoty usazenin 34

-4CZ 288190 B6 a v důsledku silného tepelného záření, které do přívodní trysky 20 vniká z topeniště 7, se nárazovitě mění v páru, takže usazeniny 34 se odtrhávají od stěn přívodní trysky 20. Přitom se tímto odtrháváním tvoří nové drsné, to znamená porézní, plochy lomu, do nichž může voda vnikat zvlášť dobře.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob odstraňování usazenin v přívodních tryskách nebo v přívodních trubkách spalovacího zařízení a na nich, přičemž se na tyto usazeniny z recirkulovaných spalin, které se opět vedou do topeniště, pevně usazené, přivádí kapalné médium, vyznačující se tím, že kapalné médium se opakovaně rozprašuje na usazeniny (34) v podobě kapiček a vede se na usazeniny (34) ve směru proudění spalin uvnitř přívodních trysek (20) nebo přívodních trubek počínaje od předního okraje (35) usazenin (34) uvnitř přívodních trysek (20) nebo přívodních trubek.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kapalné médium se nanáší na usazeniny (34) ve formě jemně rozprášené mlhy z kapiček.
3. 3. Způsob odstraňování usazenin v přívodních tryskách nebo v přívodních trubkách spalovacího zařízení a na nich, přičemž u spalovacího zařízení se tyto usazeniny z recirkulovaných spalin, které se opět vedou do topeniště, pevně usazují, přičemž na usazeniny se přivádí kapalné médium, vyznačující se tím, že kapalné médium ve formě páry se opakovaně vede na usazeniny (34) ve směru proudění spalin uvnitř přívodních trysek (20) nebo přívodních trubek počínaje od předního okraje (35) usazenin (34) uvnitř přívodních trysek (20) nebo přívodních trubek.
4. 4. Způsob podle nároku 1 nebo2, vyznačující se tím, že kapalným médiem je voda.
5. 5. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že kapalné médium ve formě páry je vodní pára.
6. 6. Způsob podle jednoho z nároků laž5, vyznačující se tím, že kapalné médium se přivádí koncentricky s přívodní tryskou (20) nebo přívodní trubkou.
7. 7. Způsob podle jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že kapalné médium se přivádí ve formě vodní clony (33) tvaru kužele.
8. 8. Způsob podle nároku7, vyznačující se tím, že vrcholový úhel kužele vodní clony (33) kapalného média se nastaví v rozsahu od 10° do 180°.
9. 9. Způsob podle jednoho z nároků laž8, vyznačující se tím, že tlak kapalného média odpovídá tlaku otevřené vodovodní sítě a je s výhodou 0,6 MPa.
10. 10. Způsob podle jednoho z nároků laž 9, vyznačující se tím, že jak tlak kapalného média a množství kapalného média, tak i doba přivádění a doba mezi dvěma fázemi přivádění kapalného média, se regulují.
11. 11. Zařízení k provádění způsobu podle jednoho z nároků 1 ažlO, vyznačující se tím, že obsahuje rozprašovací trysku (27), opatřenou přípojkou pro kapalné médium, která je vložitelná do vnitřku přívodní trysky (20) nebo přívodní trubky pro recirkulované spaliny

    -5CZ 288190 B6 spalovacího zařízení, přičemž rozprašovací tryska (27) je na svém předním volném konci opatřena hlavou (28).
12. 12. Zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že rozprašovací úhel hlavy (28) je nastavitelný.
13. 13. Zařízení podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že rozprašovací tryska (27) je uvnitř přívodní trysky (20) nebo přívodní trubky upevněna v upevňovacím zařízení (26) posuvně v podélném směru.
14. 14. Zařízení podle jednoho z nároků 11 ažl 3, vyznačující se tím, že na přípojku je napojeno přívodní potrubí, ve formě hadice (30), do rozprašovací trysky (27), ve kterém je upraveno regulovatelné ventilové zařízení (29), které je spojeno s regulačním zařízením (32) pro otevírání a uzavírání přívodu kapalného média, pro regulaci tlaku kapalného média a množství kapalného média, jakož i pro regulaci doby otevření a odstupů mezi dvěma fázemi otevření.