PL191420B1 - Sposób i urządzenie do usuwania osadów z dysz lub rur doprowadzających w instalacjach paleniskowych - Google Patents

Abstract

1. Sposób usuwania osadów z dysz lub rur doprowadzajacych w instalacjach palenisko- wych, w których recyrkulowane spaliny ponow- nie doprowadza sie do komory spalania, a na osadzonych osadach rozpryskuje sie cie- kle medium, znamienny tym, ze ciekle medium rozpryskuje sie w postaci kropelek na po- wierzchni osadów, postepujac w kierunku prze- plywu spalin wewnatrz dysz lub rur doprowadzaja- cych, poczawszy od przedniej krawedzi osadów. 15. Urzadzenie do usuwania osadów z dysz lub rur doprowadzajacych w instalacjach paleniskowych zawierajace lance, przylaczona do medium, która jest umieszczona we wnetrzu rury doprowadzajacej, przy czym lanca na przednim koncu ma glowice dyszowa, zna- mienne tym, ze lanca (27) jest umieszczona we wnetrzu dyszy lub rury doprowadzajacej (20) przesuwnie w kierunku wzdluznym w zespole mocujacym (26). PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania osadów z dysz lub rur doprowadzających w instalacjach paleniskowych oraz urządzenie do usuwania osadów z dysz lub rur doprowadzających w instalacjach paleniskowych.

W instalacjach paleniskowych, zwłaszcza w których używa się materiały odpadkowe, z różnych względów spaliny po ich ochłodzeniu, na przykład w wytwornicy pary lub spaliny z określonych obszarów komory spalania odprowadza się i przez dysze lub rury doprowadzające ponownie doprowadza się do komory spalania. Dzięki zawracaniu spalin uzyskuje się zwiększenie sprawności cieplnej instalacji, powstaje szczególnie wysoka turbulencja w obszarze strefy spalania wtórnego i następuje regulacja zawartości tlenu w strefie spalania wtórnego. Spaliny, korzystnie przy wykorzystaniu ich ciepła, są doprowadzane do instalacji oczyszczającej spaliny, na przykład urządzenia odpylającego. One mogą być także odbierane z tylnego obszaru komory spalania, w którym paliwo już w dalekim stopniu jest spalone, a spaliny posiadają jeszcze stosunkowo wysoki udział tlenu.

Przy takim sposobie pracy stwierdzono, że dysze lub rury doprowadzające, które mogą służyć także do doprowadzania powietrza wtórnego, w obszarze swoich otworów wylotowych są stopniowo zatykane przez pochodzące ze spalin osady, tak, że w określonych okresach osady te muszą być usuwane, aby ponownie uzyskać wolny przekrój wylotowy dysz lub rur doprowadzających.

Dotychczas usuwanie osadów odbywało się mechanicznie przez obijanie lub uderzanie za pomocą odpowiedniego pręta, co było nie tylko mozolne i nakładcze, ale także niezadowalające, ponieważ nadzwyczaj silnie przyczepione osady mogą być usunięte całkowicie tylko z komory spalania, co wymaga odstawienia i ochłodzenia odnośnej instalacji. Natomiast osady w obszarze wylotu dysz lub rur doprowadzających występują nie tylko w ich wnętrzu, ale także na powierzchni zewnętrznej, graniczącej bezpośrednio z wylotem. Te osady są przez silnie wypromieniowane ciepło z komory spalania dodatkowo podgrzewane, co prowadzi do zeszklenia ich powierzchni i przez to do utworzenia szczególnie dobrze przyczepionej i odpornej struktury, która z trudnością może być uszkadzana w sposób mechaniczny.

Z czasopisma DE „Energia, 1951, zeszyt 1 jest znane czyszczenie rur kotłowych za pomocą lancy, rozpryskującej wodę na powierzchnie rur, aż do ich ochłodzenia, po czym spryskuje się następnie sąsiadujące obszary, a następnie ponownie powraca się do pierwszego obszaru, gdy po ochłodzeniu zostaje on ponownie nagrzany. Dzięki takiemu postępowaniu, na rurach powstają rysy powierzchniowe, które prowadzą do odpryskiwania osadów. Z tego czasopisma jest również znana obróbka powierzchni gorących za pomocą mieszaniny para wodna - para amoniaku. Wprowadzenie rury doprowadzającej do kotła jest możliwe dopiero po jego ochłodzeniu, co wymaga odpowiedniej przerwy w pracy. Chemiczne dodatki do pary prowadządo powstawania szkód korozyjnych.

Z opisu DE 741 701 jest znane usuwanie osadów, które gromadzą się powyżej dysz wydmuchowych powietrza wtórnego, poprzez urządzenie natryskowe. Urządzenie natryskowe kieruje zimny strumień wody na gorący osad, który z powodu nagłego ochłodzenia jest łatwo usuwalny. Ten rodzaj usuwania utworzonego osadu nie jest jednak bardzo skuteczny, ponieważ przez efekt nagłego ochłodzenia powstają tylko pojedyncze rysy powierzchniowe, dlatego ten proces musi być często powtarzany, aby osiągnąć całkowite usunięcie nagromadzonego osadu. W utworzonych osadach na ich powierzchni tworzą się zaszkliwione żużle, które bez procesu tworzenia rysnie wpuszczają do wnętrza żadnej wody. Z tego powodu występuje więc częste zmienne działanie: ogrzewanie - chłodzenie, prowadzące do tworzenia się rys i w efekcie do usuwania osadów. Takie usuwanie osadów ma jednakże tę niedogodność, że istnieje wysokie ryzyko powstania naprężeń w ścianach rur kotłowych lub ceramicznych wykładzinach, prowadzących do ich zniszczenia.

Z opisu JP-A-01 300117 jest znane urządzenie natryskowe, z którego woda jest kierowana na osady, zgromadzone w obszarze wylotowym palnika pyłu węglowego. Po wyłączeniu palnika pyłu węglowego i po wyłączeniu, umieszczonego współśrodkowo palnika olejowego, woda jest rozpryskiwana na osady poprzeznieruchome dysze rozpylające w palniku olejowym. Woda o niskiej temperaturze chłodzi osady. Ściana instalacji paleniskowej, która ma rury prowadzące wodę do wytwarzania pary jest przy spryskiwaniu wodą chroniona przez płaszcz powietrza, który otacza stożek rozpryskujący, o regulowanym kącie, dzięki czemu woda jest kierowana tylko na osady, znajdujące się poza ścianą paleniska.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu usuwania osadów, za pomocą którego byłoby możliwe usuwanie osadów podczas normalnej pracy paleniska i praktycznie bez pozostałości.

PL 191 420 B1

Zadanie to w jednym przykładzie wykonania zostało rozwiązane dzięki temu, że ciekłe medium rozpryskuje się w postaci kropelek na powierzchni osadów, postępując w kierunku przepływu spalin wewnątrz dysz lub rur doprowadzających, począwszy od przedniej krawędzi osadów.

Korzystnie ciekłe medium rozpryskuje się w postaci mgły, a ciekłe medium stanowi woda.

Według wynalazku wodę doprowadza się współosiowo do dysz lub rur doprowadzających, korzystnie w postaci stożkowego welonu, przy czym kąt stożka welonu nastawia się od 10° do 180°.

Korzystnie ciekłe medium doprowadza się pod ciśnieniem, odpowiadającym ciśnieniu sieci wodociągowej, korzystnie 6 bar.

Według wynalazku, podczas procesu reguluje się nie tylko ciśnienie i ilość medium, ale także czas doprowadzania i okres pomiędzy dwiema fazami doprowadzania medium.

Zadanie w odniesieniu do drugiego przykładu sposobu zostało rozwiązane dzięki temu, że parowe medium osadza się na powierzchni osadów w kierunku przepływu spalin wewnątrz rur lub spalin doprowadzających, począwszy od przedniej krawędzi osadów.

Korzystnie parowe medium stanowi para wodna.

Według wynalazku, parę wodną doprowadza się współosiowo do dysz lub rur doprowadzających, korzystnie w postaci stożkowego welonu, przy czym kąt stożka welonu nastawia się od 10° do 180°.

Korzystnie reguluje się nie tylko ciśnienie i ilość medium, ale także czas doprowadzania i okres pomiędzy dwiema fazami doprowadzania medium.

Dzięki wprowadzeniu ciekłego medium, zwłaszcza wody w dysze lub rury doprowadzające, osady są oddzielane w krótkim czasie, ponieważ medium szybko wnika do wnętrza osadów, przy czym według dotychczas przeprowadzonych doświadczeń i uzyskanych wyników uzyskuje się działanie czyszczące. Przez działanie ciepła z komory spalania lub z cyrkulowanego strumienia gazu, wnikająca w pory higroskopijnych osadów woda, paruje w rodzaju eksplozji tak, że osady są od wnętrza rozsadzane. Dzięki temu są usuwane nie tylko osady na ścianie wewnętrznej dysz lub rur doprowadzających, ale także wokół obszaru wylotowego na ich powierzchni zewnętrznej. Woda wskutek rozsadzania osadów, rozpoczynającego się od obszaru wewnętrznego dysz lub rur doprowadzających natrafia na szorstką, a zatem porowatą część powierzchni osadów, która leży we wnętrzu już utworzonych osadów, a zatem nie jest jeszcze zeszkliwiona, jak to ma miejsce na powierzchni zewnętrznej osadów, znajdujących się na obwodzie zewnętrznym dysz lub rur doprowadzających, które podlegają bezpośredniemu działaniu strumienia ciepła z komory spalania. Przy każdym oderwaniu kawałków osadów są tworzone nowe szorstkie i porowate powierzchnie tak, że oddzielanie osadów jest możliwe nawet tam, gdzie powierzchnia jest już zeszkliwiona. Już po krótkim traktowaniu, kilka sekund aż do niewielu minut, ponownie jest wytwarzana w obszarze dysz lub rur doprowadzających prawie metalicznie błyszcząca powierzchnia, wolna od osadów.

W przypadku medium w postaci pary wodnej, występuje dłuższy czas traktowania, od kilku minut do około 1godziny, ponieważ zwiększenie objętości właściwej przy podwyższonej temperaturze jest znacznie mniejsze niż przy zastosowaniu wody.

Przez doprowadzenie za pomocą dyszy doprowadzającej wody w postaci kropelek albo pary osiąga się równomierne rozpylenie na powierzchni osadów, przy stosunkowo nieznacznym zużyciu medium, dlatego też nie występuje wypływanie nadmiaru medium z dysz lub rur doprowadzających tak, że nie występują zakłócenia spalania w komorze spalania. Doświadczenia wykazały, że korzystne jest, gdy medium doprowadza się w postaci stożkowego welonu, przy czym kąt stożka welonu nastawia się od 10° do 180°.

Na podstawie wyjaśnionego działania rozpryskowego, które wywołuje woda lub para wodna, z uwagi na bardzo szybkie wywołanie zwiększenia objętości wewnątrz porów osadów, jest wytwarzane wysokie ciśnienie wody lub pary, takie, jakie przykładowo jest osiągane za pomocą oczyszczaczy wysokociśnieniowych lub przez zastosowanie wysokociśnieniowej pary wytwarzanej w kotle parowym. Dlatego też wystarcza, gdy ciśnienie medium, zwłaszcza ciśnienie wody odpowiada ciśnieniu sieci wodociągowej i korzystnie wynosi 6 bar.

Zadanie w odniesieniu do urządzenia zostało rozwiązane dzięki temu, że lanca jest umieszczona we wnętrzu dyszy lub rury doprowadzającej, przesuwnie w kierunku wzdłużnym w zespole mocującym.

Korzystnie lanca ma głowicę dyszową o nastawnym kącie rozpryskiwania medium.

Korzystnie lanca ma na przewodzie doprowadzającym regulowane urządzenie zaworowe, które przy otwieraniu i blokowaniu doprowadzanego medium jest połączone z urządzeniem regulującym, do

PL 191 420 B1 regulacji ciśnienia i ilości medium oraz do regulowania czasu otwierania i odstępu pomiędzy dwoma fazami doprowadzania medium.

Zastosowanie urządzenia według wynalazku najczęściej nie wymaga żadnych specjalnych nakładów, ponieważ dotychczas istniejące instalacje paleniskowe w tylnym obszarze dysz lub rur doprowadzających mają króciec dla wprowadzania drąga, rozbijającego osady. Przez te króćce można wprowadzić lance do wnętrza dysz lub rur doprowadzających, a ponieważ kąt rozpryskiwania głowicy dyszowej jest nastawialny, to można łatwo dopasować strumień medium do istniejącej rzeczywistości. Ponieważ lanca jest umieszczona przesuwnie we wnętrzu dyszy lub rury doprowadzającej to jest możliwe doprowadzenie wylotu medium do każdego miejsca, w którym znajdują się osady. Zwłaszcza jest możliwe doprowadzanie medium, zgodnie z postępem działania czyszczącego wewnątrz dyszy lub rury doprowadzającej, dzięki temu proces czyszczenia może być zautomatyzowany i przebiegać odpowiednio do wymaganych okresów czyszczenia.

Urządzenie według wynalazku jest uwidocznione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój na instalację paleniskową z dyszami doprowadzającymi recyrkulowane spaliny, fig. 2 - powiększony wykrój ściany komory spalania z osadzonymi dyszami doprowadzającymi a fig. 3 - przekrój na dyszę doprowadzającą z urządzeniami czyszczącymi w powiększonej podziałce.

Figura 1 pokazuje instalację paleniskową z lejem zasilającym 1z przyłączoną zsuwnią 2dla doprowadzenia materiału palnego do stołu zasilającego 3, na którym jest osadzony tłok załadunkowy 4, który podaje materiał palny do rusztu 5. Poniżej rusztu 5 jest umieszczone urządzenie do doprowadzania pierwotnego powietrza spalania, oznaczone 6. Ponad rusztem 5 znajduje się komora spalania 7, która w przedniej części przechodzi w przewód spalinowy 8, do którego jest przyłączony kocioł grzewczy 9 i urządzenie do oczyszczania spalin, składające się z reaktora 10, to znaczy chemicznego urządzenia do oczyszczania gazów i filtra 11.

Po oczyszczeniu, w reaktorze 10 spaliny są ponownie zasysane do komory spalania 7, przy czym na przewodzie wylotowym z filtra 11 jest usytuowany otwór zasysający 12, z którego wychodzi przewód 13, doprowadzony do wentylatora 14. Do strony ciśnieniowej wentylatora 14 jest przyłączony przewód 15, który doprowadza spaliny do przewodu pierścieniowego 16, który zasila tak zwane dysze powietrza wtórnego 17, przez które zasysane spaliny ponownie są doprowadzane do komory spalania 7.

Jak widać z fig. 2 i 3, w ścianie 18 komory spalania 7, we wnękach 19 są osadzone dysze doprowadzające 20 lub rury doprowadzające, przy czym dysza doprowadzająca 20 poprzez złącze kołnierzowe 21 jest połączona z rozgałęziaczem rurowym 22. Rozgałęziacz rurowy 22 posiada z jednej strony rurę 23, umieszczoną w jednej linii z dyszą doprowadzającą 20 i skośną rurę 24, która jest połączona z przewodem pierścieniowym 16 dla zawracalnych spalin. Na końcu rury 23 jest umieszczona pokrywa zamykająca 25 (fig. 3), w której osi jest osadzony zespół mocujący 26 dla lancy 27, która jest w nim prowadzona przesuwnie w kierunku wzdłużnym. Na przednim końcu lancy 27 jest osadzona głowica dyszowa 28, a na jej tylnym końcu jest umieszczone urządzenie zaworowe 29, do którego jest przyłączony przewód doprowadzający 30, którym jest doprowadzane ciekłe medium, korzystnie woda pod ciśnieniem sieci wodociągowej, na przykład 6 bar.

Urządzenie zaworowe 29 jest przez przewód 31 połączone z urządzeniem sterującym 32, które reguluje ciśnieniem i ilością wody doprowadzanej do lancy 27, a także blokuje i zamyka urządzenie zaworowe 29.

Urządzenie sterujące 32 nastawia także przerwy czasowe pomiędzy fazą otwarcia, a długością faz otwarcia przewodu doprowadzającego 30, a więc reguluje doprowadzanie wody.

Głowica dyszowa 28 na przednim końcu lancy 27 jest nastawna tak, że umożliwia rozpryskiwanie wody w postaci stożkowego welonu, zaznaczonego na fig. 3 linią punktowo-kreskową 33, przy czym kąt stożka welonu nastawia się w granicach 10° do 180°. Linią przerywaną 34 są zaznaczone osady, które występują nie tylko we wnętrzu dyszy doprowadzającej 20, ale także na jej stronie zewnętrznej, gdy spaliny z dyszy doprowadzającej 20 są wdmuchiwane do komory spalania 7. Okres w którym tworzą się osady 34, zależy od składu spalin, a także od tego, czy do komory spalania 7 są doprowadzane przez dysze doprowadzające 20 tylko same spaliny, czy też spaliny przemieszczane z powietrzem otoczenia.

W celu oddzielenia osadów 34 przez lancę 27 doprowadza się wodę, przy czym proces oddzielania rozpoczyna się od przedniej krawędzi 35 osadów 34 i prowadzi się w kierunku przepływu spalin, zaznaczonego strzałką 36. Rozpryskana woda wnika w porowatą masę osadów 34 i na podstawie silnego strumienia ciepła, oddziałującego od komory spalania 7w kierunku dyszy doprowadzającej 20,

PL 191 420 B1 paruje w rodzaju uderzenia tak, że osady 34 odpryskują od ścian dyszy doprowadzającej 20. Przez ten proces odpryskiwania uzyskuje się na nowo szorstkie, to znaczy porowate powierzchnie, w które medium może szczególnie dobrze wnikać.

Jak już wspomniano, obok ciekłego medium w postaci wody, bez żadnych problemów można stosować w urządzeniu medium w postaci pary, korzystnie parę wodną. Takie urządzenie ma trochę inna budowę, ale różnice w budowie urządzenia nie są istotne z punktu widzenia ochrony patentowej.

Claims (17)

1. Sposób usuwania osadów z dysz lub rur doprowadzających w instalacjach paleniskowych, w których recyrkulowane spaliny ponownie doprowadza się do komory spalania, a na osadzonych osadach rozpryskuje się ciekłe medium, znamienny tym, że ciekłe medium rozpryskuje się w postaci kropelek na powierzchni osadów, postępując w kierunku przepływu spalin wewnątrz dysz lub rur doprowadzających, począwszy od przedniej krawędzi osadów.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciekłe medium rozpryskuje się w postaci mgły.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ciekłe medium stanowi woda.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że wodę doprowadza się współosiowo do dysz lub rur doprowadzających.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że wodę doprowadza się w postaci stożkowego welonu.

6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że kąt stożka welonu nastawia się od 10° do 180°.

7. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że ciekłe medium doprowadza się pod ciśnieniem odpowiadającym ciśnieniu sieci wodociągowej, korzystnie 6 bar.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas procesu reguluje się nie tylko ciśnienie i ilość ciekłego medium, ale także czas doprowadzania i okres pomiędzy dwiema fazami doprowadzania medium.

9. Sposób usuwania osadów z dysz lub rur doprowadzających w instalacjach paleniskowych, w których recyrkulowane spaliny ponownie doprowadza się do komory spalania, a na osadach osadza się parowe medium, znamienny tym, że parowe medium osadza się na powierzchni osadów w kierunku przepływu spalin wewnątrz dysz lub rur doprowadzających, począwszy od przedniej krawędzi osadów.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że parowe medium stanowi para wodna.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że parę wodną doprowadza się współosiowo do dysz lub rur doprowadzających.

12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że parę wodną doprowadza się w postaci stożkowego welonu.

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że kąt stożka welonu nastawia się od 10° do 180°.

14. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że podczas procesu reguluje się nie tylko ciśnienie i ilość medium, ale także czas doprowadzania i okres pomiędzy dwiema fazami doprowadzania wody.

15. Urządzenie do usuwania osadów z dysz lub rur doprowadzających w instalacjach paleniskowych zawierające lancę, przyłączoną do medium, która jest umieszczona we wnętrzu rury doprowadzającej, przy czym lanca na przednim końcu ma głowicę dyszową, znamienne tym, że lanca (27) jest umieszczona we wnętrzu dyszy lub rury doprowadzającej (20) przesuwnie w kierunku wzdłużnym w zespole mocującym (26).

16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że lanca (27) ma głowicę dyszową (28) o nastawnym kącie rozpryskiwania medium

17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że lanca (27) ma na przewodzie doprowadzającym (30) urządzenie zaworowe (29), które przy otwieraniu i blokowaniu doprowadzanego medium jest połączone z urządzeniem regulującym (32), do regulacji ciśnienia i ilości medium oraz do regulowania czasu otwierania i odstępu pomiędzy dwoma fazami doprowadzania medium.