RU169128U1

RU169128U1 - Device for gas pulse cleaning of the waste heat boiler

Info

Publication number: RU169128U1
Application number: RU2016110726U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Петрович Погребняк; Валерий Леонидович Кокорев; Александр Леонидович Кокорев; Игорь Олегович Моисеенко
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2017-03-03

Abstract

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, непосредственно к устройствам газоимпульсной очистки котлов-утилизаторов газотурбинных электростанций с мощностью 25 МВт (ГТЭС-25П), работающих под наддувом.Предложено устройство для газоимпульсной очистки котла-утилизатора, включающее импульсную камеру, соединенную посредством выхлопного патрубка соплового блока с газоходом котла, узел подготовки и зажигания смеси с запальником, соединенный смесепроводом с импульсной камерой и посредством патрубков для подачи газа и воздуха - с источниками газа и воздуха, при этом на выхлопном патрубке соплового блока установлен отсекающий затвор, выполненный в виде шарового электроприводного клапана.Заявляемое техническое решение позволяет повысить эффективность и надежность работы устройства. Попадание дымовых газов в импульсные камеры и смесепроводы устройства через выхлопные патрубки оказывает загрязняющее и коррозионное воздействие на трубные элементы устройства, а также препятствует образованию газовоздушной смеси с требуемым соотношением рабочих компонентов за счет разбавления ее дымовыми газами, что не позволяет генерировать взрывные импульсы. Установка на выхлопном патрубке соплового блока затвора в виде шарового электроприводного клапана обеспечивает полную отсечку устройства от газохода котла-утилизатора и исключает проникновение дымовых газов из газохода котла-утилизатора в импульсную камеру и смесепроводы.The utility model relates to the field of power engineering, directly to gas-pulse cleaning devices for waste heat boilers of gas turbine power plants with a capacity of 25 MW (GTES-25P) operating under pressurization. with a gas duct of the boiler, a unit for preparing and igniting a mixture with a pilot, connected by a mix line to a pulse chamber and by means of nozzles for supplying gas and air - using gas and air, while at the exhaust nozzle of the nozzle block is installed a shut-off valve, made in the form of a ball electric actuator valve. The claimed technical solution improves the efficiency and reliability of the device. The ingress of flue gases into the pulse chambers and mixture lines of the device through the exhaust pipes has a polluting and corrosive effect on the pipe elements of the device, and also prevents the formation of a gas-air mixture with the required ratio of working components due to dilution with flue gases, which does not allow generating explosive pulses. Installing a nozzle block of the shutter in the form of a ball-mounted electric actuator valve on the exhaust pipe ensures a complete cut-off of the device from the flue of the recovery boiler and prevents the penetration of flue gases from the flue of the recovery boiler into the pulse chamber and mix pipes.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, непосредственно к устройствам газоимпульсной очистки котлов-утилизаторов газотурбинных электростанций с мощностью 25 МВт (ГТЭС-25П), работающих под наддувом.The utility model relates to the field of power engineering, directly to gas-pulse cleaning devices for waste heat boilers of gas turbine power plants with a capacity of 25 MW (GTES-25P) operating under pressurization.

Известно устройство для импульсной очистки поверхностей нагрева, содержащее закрытую с одного конца камеру сгорания с выхлопным соплом и запальную камеру с периодически действующим запальником, присоединенную к патрубку для подвода газовоздушной смеси и пламепроводы (смесепроводы), соединяющие камеру сгорания с запальной камерой. Камера сгорания снабжена, по меньшей мере, одной диафрагмой, разделяющей ее на отсеки, при этом пламепроводы подведены в каждый отсек. (SU 1295870 МКП: F28G 1/16, опубликовано 07.06.1985).A device for pulsed cleaning of heating surfaces is known, comprising a combustion chamber closed at one end with an exhaust nozzle and an ignition chamber with a periodically acting igniter attached to a pipe for supplying a gas-air mixture and flame tubes (mixture pipelines) connecting the combustion chamber to the ignition chamber. The combustion chamber is equipped with at least one diaphragm dividing it into compartments, while the flame ducts are connected to each compartment. (SU 1295870 MKP: F28G 1/16, published 07/07/1985).

Недостатком известного устройства является отсутствие защиты от проникновения дымовых газов из газохода котла, работающего под наддувом, в камеру сгорания и пламепроводы, что резко снижает работоспособность устройства, вплоть до полного прекращения его работы.A disadvantage of the known device is the lack of protection against the penetration of flue gases from the gas duct of the boiler operating under pressurization into the combustion chamber and flame tubes, which sharply reduces the operability of the device, until its complete cessation of operation.

Известно устройство автоматической газоимпульсной очистки котла-утилизатора, включающее импульсные камеры, соединенные смесепроводами с распределительным коллектором и посредством выхлопных патрубков сопловых блоков с газоходом котла; узел подготовки газовоздушной смеси, соединенный посредством патрубка с распределительным коллектором, линией подачи воздуха через кран соединенный с вентилятором и линией подачи газа через электроприводной клапан газа, кран и электромагнитный клапан - с источником газа; комплекс управления газоимпульсной очисткой, соединенный электрическими цепями с запальным устройством, датчиком температуры, вентилятором, электроприводным клапаном газа и электромагнитным клапаном газа. При этом распределительный коллектор размещается ниже узла подготовки газовоздушной смеси и выше импульсных камер, на линии подачи воздуха от вентилятора установлено реле давления, связанное электрической цепью с комплексом управления газоимпульсной очисткой. (RU 113681, МКП: B08B 5/00, опубликован 27.12.2012).A device is known for automatic gas-pulse cleaning of a waste heat boiler, including pulse chambers connected by mixing lines to a distribution manifold and by means of exhaust pipes of nozzle blocks with a boiler duct; a gas-air mixture preparation unit, connected by means of a branch pipe to a distribution manifold, an air supply line through a tap connected to a fan and a gas supply line through a gas electric valve, a tap and an electromagnetic valve to a gas source; gas pulse cleaning control complex, connected by electric circuits to the ignition device, temperature sensor, fan, electric gas valve and gas electromagnetic valve. In this case, the distribution manifold is located below the gas-air mixture preparation unit and above the pulse chambers, a pressure switch is installed on the air supply line from the fan, connected by an electric circuit to the gas-pulse cleaning control complex. (RU 113681, MKP: B08B 5/00, published December 27, 2012).

По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.By the totality of the features, this known technical solution is the closest to the claimed one and is taken as a prototype.

Недостатком известного устройства является отсутствие надежной защиты от проникновения дымовых газов из газохода котла-утилизатора, работающего под избыточным давлением (наддувом) в импульсные камеры и смесепроводы, так как уровень защиты трубной системы устройства (импульсной камеры, смесепроводов) от проникновения дымовых газов из газохода котла-утилизатора за счет подачи воздуха через выхлопные патрубки сопловых блоков достаточно низок, что значительно снижает эффективность и надежность работы устройства.A disadvantage of the known device is the lack of reliable protection against the penetration of flue gases from the gas duct of the recovery boiler operating under overpressure (pressurization) into the pulse chambers and mixed pipelines, since the level of protection of the pipe system of the device (pulsed chamber, mixed pipelines) from the penetration of flue gases from the boiler flue -utilizer due to the air supply through the exhaust pipes of the nozzle blocks is quite low, which significantly reduces the efficiency and reliability of the device.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения о полезных моделях, аналогичных заявленной, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое техническое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, as well as the identification of sources containing information about utility models similar to the declared one, allowed to establish that the applicant did not find a technical solution characterized by signs identical or equivalent to those proposed. However, the proposed technical solution does not follow explicitly for the specialist in the manner of the prior art and determined by the applicant.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, излагаемую в нижеприведенной формуле полезной модели.The determination from the list of identified analogues of the prototype as the closest technical solution for the totality of features made it possible to identify in the claimed device a combination of significant distinctive features in relation to the technical result perceived by the applicant, as set forth in the utility model below.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить эффективность и надежность работы устройства. Попадание дымовых газов в импульсные камеры и смесепроводы устройства через выхлопные патрубки оказывает загрязняющее и коррозионное воздействие на трубные элементы устройства, а также препятствует образованию газовоздушной смеси с требуемым соотношением рабочих компонентов за счет разбавления ее дымовыми газами, что не позволяет генерировать взрывные импульсы. Установка на выхлопном патрубке соплового блока затвора в виде шарового электроприводного клапана обеспечивает полную отсечку устройства от газохода котла-утилизатора и исключает проникновение дымовых газов из газохода котла-утилизатора в импульсную камеру и смесепроводы, что является основным условием для обеспечения надежной, эффективной и безопасной работы устройства для газоимпульсной очистки.The claimed technical solution improves the efficiency and reliability of the device. The ingress of flue gases into the pulse chambers and mixture lines of the device through the exhaust pipes has a polluting and corrosive effect on the pipe elements of the device, and also prevents the formation of a gas-air mixture with the required ratio of working components due to dilution with flue gases, which does not allow generating explosive pulses. The installation of a nozzle block of the shutter in the form of a ball electric drive valve on the exhaust pipe ensures a complete cut-off of the device from the gas duct of the recovery boiler and eliminates the penetration of flue gases from the gas duct of the recovery boiler into the pulse chamber and mixing lines, which is the main condition for ensuring reliable, efficient and safe operation of the device for gas pulse cleaning.

Предложено устройство для газоимпульсной очистки котла-утилизатора, включающее импульсную камеру, соединенную посредством выхлопного патрубка соплового блока с газоходом котла, узел подготовки и зажигания смеси с запальником, соединенный смесепроводом с импульсной камерой и посредством патрубков для подачи газа и воздуха - с источниками газа и воздуха, при этом на выхлопном патрубке соплового блока установлен отсекающий затвор, выполненный в виде шарового электроприводного клапана. Конструкция шарового клапана отличается от конструкций других отсечных клапанов тем, что обладает способностью к самоочищению поверхности шарового клапана от загрязнений, образующихся под воздействием запыленных дымовых газов со стороны газохода котла-утилизатора, работающего под избыточным давлением. Процесс самоочищения осуществляется за счет механического воздействия элементов уплотнения на загрязненную шаровую поверхность во время открытия и закрытия клапана в процессе работы отсекающего устройства. Это повышает надежность, эффективность и безопасность работы устройства за счет исключения возможности неполного закрытия шарового клапана из-за его загрязнения под действием запыленных дымовых газов и их проникновения в импульсные камеры и трубную систему устройства, что резко снижает надежность и эффективность работы устройства, а также за счет исключения возможности неполного открытия шарового клапана при работе устройства, что может привести к повреждению и полному разрушению шарового клапана и устройства в целом ударными волнами, генерируемыми импульсными камерами, из-за уменьшения или полного перекрытия проходного сечения выхлопного патрубка импульсной камеры устройства. Полезная модель иллюстрируется чертежом.A device for gas-pulse cleaning of a waste heat boiler is proposed, including a pulse chamber connected by means of an exhaust pipe of the nozzle block to the boiler gas duct, a mixture preparation and ignition unit with an igniter, connected by a mixture conduit to a pulse chamber, and by gas and air supply pipes with gas and air sources , while on the exhaust pipe of the nozzle block is installed a shut-off valve, made in the form of a ball electric actuator valve. The design of the ball valve differs from the designs of other shut-off valves in that it has the ability to self-clean the surface of the ball valve from contaminants generated under the influence of dusty flue gases from the duct of the waste heat boiler operating under overpressure. The self-cleaning process is carried out due to the mechanical effect of the sealing elements on the contaminated ball surface during opening and closing of the valve during the operation of the shut-off device. This increases the reliability, efficiency and safety of the device by eliminating the possibility of incomplete closing of the ball valve due to its contamination by dusty flue gases and their penetration into the pulse chambers and the pipe system of the device, which dramatically reduces the reliability and efficiency of the device, as well as by eliminating the possibility of incomplete opening of the ball valve during operation of the device, which can lead to damage and complete destruction of the ball valve and the device as a whole by the shock wave and the generated pulse chambers, because of the reduction or complete overlap the exhaust manifold passage section of the impulse device camera. The utility model is illustrated in the drawing.

Устройство включает импульсную камеру 1, соединенную посредством выхлопного патрубка 2 соплового блока 3 с газоходом 4 котла-утилизатора. Узел подготовки и зажигания смеси 5 с запальником 6 соединен смесепроводом 7 с импульсной камерой 1 и, посредством патрубков для подачи газа 8 и воздуха 9 - с источниками газа и воздуха. На выхлопном патрубке 2 соплового блока 3 установлен отсекающий затвор 10, выполненный в виде шарового электроприводного клапана.The device includes a pulse chamber 1, connected by means of the exhaust pipe 2 of the nozzle block 3 with the duct 4 of the recovery boiler. The unit for preparation and ignition of the mixture 5 with the pilot 6 is connected by a mixture conduit 7 to the pulse chamber 1 and, by means of pipes for supplying gas 8 and air 9, to gas and air sources. On the exhaust pipe 2 of the nozzle block 3 is installed a shut-off valve 10, made in the form of a ball electric actuator valve.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

После открытия и самоочистки шарового электроприводного клапана 10 в узел подготовки и зажигания смеси 5 по патрубкам подачи газа 8 и воздуха 9 подается автоматически газ и воздух в требуемом соотношении, образуя газовоздушную смесь. Газовоздушная смесь по смесепроводу 7 заполняет импульсную камеру 1. Через установленное время, заданное программой, автоматически срабатывает запальник 6, на который подается высокое напряжение, поджигающее газовоздушную смесь. По смесепроводу 7 пламя поступает в импульсную камеру 1 и инициирует взрывное горение газовоздушной смеси. Ударные волны поступают через выхлопной патрубок 2 соплового блока 3 в газоход 4 котла-утилизатора и удаляют отложения с поверхностей нагрева.After opening and self-cleaning the ball valve 10 to the unit for preparing and igniting the mixture 5 through the nozzles for supplying gas 8 and air 9, gas and air are automatically supplied in the required ratio, forming a gas-air mixture. The gas-air mixture through the mixture pipe 7 fills the pulse chamber 1. After a set time specified by the program, the igniter 6 is automatically activated, to which a high voltage is applied, igniting the gas-air mixture. Through the mixture pipe 7, the flame enters the pulse chamber 1 and initiates explosive combustion of the gas-air mixture. Shock waves enter through the exhaust pipe 2 of the nozzle block 3 into the duct 4 of the recovery boiler and remove deposits from the heating surfaces.

После окончания цикла очистки шаровой электроприводной клапан 10 автоматически закрывается, при этом, в очередной раз, осуществляется процесс самоочистки шаровой поверхности от выпавших на нее золовых и сажистых частиц, содержащихся в дымовых газах котла-утилизатора.After the cleaning cycle is completed, the electric ball valve 10 automatically closes, and, again, a self-cleaning process of the ball surface from the ash and soot particles deposited on it contained in the flue gases of the recovery boiler is carried out.

Claims

A device for gas-pulse cleaning of a recovery boiler, including a pulse chamber connected by means of an exhaust nozzle of the nozzle block to the gas duct of the recovery boiler, a unit for preparing and igniting a mixture with a pilot, connected by a mix pipe to a pulse chamber and through gas and air supply pipes with gas sources and air, characterized in that on the exhaust pipe of the nozzle block is installed a shut-off valve, made in the form of a ball electric actuator valve.