Dispositif pour le nettoyage par impulsions de chocs des surfaces de chaudières. Expérience dans la mise en œuvre du nettoyage par impulsion de gaz sur des chaudières de technologie énergétique et des chaudières pour l'énergie industrielle et municipale

Comme cela a déjà été noté à plusieurs reprises, le fonctionnement d'une chaudière à combustible solide s'accompagne de phénomènes indésirables tels que des scories et une contamination des surfaces chauffantes. À températures élevées ah, les particules de cendres peuvent se transformer en un état fondu ou ramolli. Certaines particules entrent en collision avec les tuyaux des écrans ou des surfaces chauffantes et peuvent s'y coller et s'accumuler en grande quantité.

La scorification est le processus d'adhésion intensive à la surface des tuyaux et de revêtement de particules de cendres à l'état fondu ou ramolli. Les excroissances importantes qui en résultent se détachent de temps en temps des tuyaux et tombent dans partie inférieure foyers Lorsque les scories tombent, une déformation, voire une destruction du système de canalisations et du revêtement du four, ainsi que des dispositifs d'élimination des scories, est possible. À des températures élevées, les blocs de scories tombés peuvent fondre et remplir la partie inférieure du four de monolithes de plusieurs tonnes. Une telle scorification du four nécessite l'arrêt de la chaudière et la réalisation de travaux de décrassage.

Les canalisations des surfaces chauffantes situées à la sortie du four sont également sujettes aux scories. Dans ce cas, la croissance des dépôts de scories conduit à un colmatage des passages entre les canalisations et à un blocage partiel ou total de la section de passage des gaz. Le chevauchement partiel entraîne une augmentation de la résistance des surfaces chauffantes et une augmentation de la puissance des extracteurs de fumée. Si la puissance des extracteurs de fumée n'est pas suffisante pour éliminer les produits de combustion de la chaudière à scories, il est alors nécessaire de réduire sa charge.

Le décrassage du foyer et le nettoyage des surfaces chauffantes sont un processus long et laborieux qui nécessite d'importantes ressources humaines et ressources matérielles. Des particules à l'état solide peuvent également se déposer sur les tuyaux des surfaces chauffantes, contaminant leur surface extérieure à la fois par l'avant et par l'arrière. Ces contaminants peuvent former des dépôts lâches ou difficiles à éliminer. Les dépôts sur les tuyaux réduisent le coefficient de transfert de chaleur (les dépôts ont une faible conductivité thermique et constituent une sorte d'isolation thermique) et l'efficacité du transfert de chaleur. En conséquence, la température des gaz d’échappement augmente.

Comme les scories, la contamination des surfaces chauffantes de la chaudière entraîne une augmentation de la résistance de son parcours gazeux et une limitation du tirage. Lors de la conception d'une installation de chaudière, des dispositions sont prises appareils spéciaux et des mesures pour surveiller l'état des surfaces chauffantes et les nettoyer des scories et des contaminants. Sur les chaudières arrêtées, ils sont principalement utilisés méthodes mécaniques nettoyage à l'aide de divers grattoirs et lavage à l'eau. La méthode régulièrement utilisée en fonctionnement consiste à nettoyer les surfaces chauffantes par soufflage de vapeur ou pneumatique, lavage à l'eau (thermocyclique), nettoyage par grenaille et vibration, ainsi que nettoyage par impulsions.

Le soufflage des tuyaux 2 des écrans de combustion ou des surfaces chauffantes résulte d'effets dynamiques et thermiques sur la couche de laitier ou de la contamination du flux de vapeur ou d'air s'écoulant des buses 3 situées sur les buses rotatives (Fig. 92) . Par rapport à l'axe de la buse, les buses sont situées selon un angle de 90°, assurant le déplacement des jets le long de la surface des tuyaux soufflés des écrans ou des surfaces chauffantes. Lors du soufflage, les buses sont enfoncées profondément dans le conduit de fumée le long de l'axe du trou pratiqué dans le revêtement 1, soufflant à travers tous les serpentins. Pour le soufflage, de la vapeur avec une pression de 1,3 à 4 MPa et une température de 450 °C ou de l'air comprimé est utilisée.

En fonction de l'usage et de la zone d'installation, des soufflantes de type non rétractable (ON), faiblement rétractable (OM) et profondément rétractable (DR) sont utilisées. Les appareils de type non rétractable (Fig. 93, a) sont installés dans une zone de température de gaz relativement basse (jusqu'à 700 °C). Le tuyau I de la buse avec les buses 2 est suspendu librement à l'aide de colliers 3 aux tuyaux 4 de la surface soufflée. Lors du soufflage, le tuyau 1 commence à tourner et en même temps de la vapeur ou de l'air comprimé lui est fourni. Le corps de l'appareil est fixé fixement au châssis 5 du châssis de la chaudière à l'aide de raccords à brides 6. La longueur de la buse et la distance entre les buses dépendent des dimensions correspondantes de la surface chauffante soufflée.

Le nettoyage des surfaces chauffantes à l'aide de ventilateurs de type faiblement rétractables (Fig. 93, b) est principalement utilisé pour le nettoyage externe des grilles de four (OM-0.35). Le soufflage est effectué dans prochaine commande. Buse 1 avec buses 2 traversantes connexion filetée La broche reçoit un mouvement de rotation et de translation du moteur électrique. La transformation du mouvement de rotation en mouvement de translation est réalisée à l'aide d'une barre de guidage avec mécanisme à cliquet(fermé avec le boîtier 7). Lorsque la buse est complètement insérée dans le foyer (course 350 mm), l'entraînement 8 ouvre la vanne 9 et l'agent gonflant pénètre dans la buse et les buses. Pour assurer un soufflage efficace, les appareils sont installés de manière à ce qu'en position de fonctionnement, les buses soient éloignées de 50 à 90 mm des tuyaux. A la fin du soufflage, la vanne 9 se ferme et la buse est retirée du four.

Le nombre de soufflantes installées dans le four est choisi à condition que le rayon d'action d'un seul jet de soufflage soit d'environ 3 m. Pour nettoyer les festons, les surchauffeurs à vapeur à tamis et à convection situés dans la zone de température des gaz de 700 à 1 000 °C. , des souffleurs profondément rétractables sont utilisés (Fig. 93, c). Selon le principe de fonctionnement de l'appareil, ils sont similaires au type qui vient d'être évoqué. La seule différence réside dans la longueur du tuyau - buse 1 et sa course, ainsi que dans l'utilisation d'un entraînement séparé pour le mouvement de rotation et de translation.

Lorsque l'appareil est allumé, le tuyau de soufflage 1 avec les buses 2 est mis en mouvement de translation, assuré par un moteur électrique via une boîte de vitesses 10 et un entraînement par chaîne 11. Le tuyau reçoit un mouvement de rotation d'un moteur électrique avec une boîte de vitesses 10. Lorsque les buses se rapprochent des premiers tuyaux, la vanne 9 s'ouvre et la vapeur qui s'échappe des buses commence à souffler sur les tuyaux de la surface chauffante. Le ventilateur est fixé au poutre porteuse(supporté ou suspendu). En combinant deux dispositifs de soufflage (suspendus et porteurs) sur une poutre de support avec un mouvement de translation dans des directions opposées, il est possible de souffler deux chaudières à la fois, c'est-à-dire qu'un dispositif à double effet (type OGD) est obtenu.

Le nettoyage des surfaces chauffantes par lavage à l'eau est utilisé lors du nettoyage des grilles des chaudières fonctionnant avec des combustibles à forte teneur en scories (schiste, tourbe broyée, Kansk-Achinsk et autres charbons). Dans ce cas, la destruction des dépôts s'effectue principalement sous l'influence de contraintes internes apparaissant dans la couche de dépôts, avec leur refroidissement périodique par des jets d'eau s'écoulant des buses 2 de la tête 1 (Fig. 94, a). La plus grande intensité de refroidissement de la couche externe de sédiments se produit dans les premières 0,1 s d'exposition au jet d'eau. Sur cette base, la vitesse de rotation de la tête de buse est sélectionnée. Pendant le cycle de soufflage, la tête de buse effectue 4 à 7 tours. Les buses sont généralement disposées sur deux rangées, sur des parties opposées de la tête de buse. Cela garantit un effet de refroidissement uniforme des jets (de différents diamètres) sur toute la surface des tamis adjacents à nettoyer irrigués avec de l'eau et l'alternance nécessaire des processus de refroidissement et de chauffage lorsque la tête tourne, ce qui entraîne une efficacité de nettoyage accrue.

Le lavage des parois opposées et latérales est effectué à l'aide d'un appareil (Fig. 94, b) contenant une buse installée dans une rotule 3, dans laquelle l'eau est alimentée par le tuyau 4. La buse effectue un mouvement de levage, d'abaissement et horizontal à l'aide d'un entraînement 5 relié à un moteur électrique situé sur la plaque de base 6. Le lavage à l'eau est plus efficace que le soufflage à la vapeur et pneumatique, son utilisation n'entraîne pas une forte usure des cendres des canalisations à nettoyer, car le débit d'eau provenant du les buses sont faibles. Dans le même temps, il convient de garder à l'esprit que lors du lavage à l'eau, un système de protection est nécessaire pour interrompre l'alimentation en eau de l'appareil, car lors d'un refroidissement prolongé tuyaux individuelsécrans avec de l'eau en raison d'une diminution de leur perception thermique, la circulation peut être perturbée. Lors du lavage à l'eau, la probabilité de rupture des tuyaux de tamis soumis à des charges thermiques cycliques augmente.

Le nettoyage des surfaces chauffantes par vibration est principalement utilisé pour nettoyer les écrans et les surchauffeurs à convection. L'élimination des dépôts s'effectue sous l'action de vibrations transversales ou longitudinales des canalisations à nettoyer, provoquées par des vibrateurs spécialement installés de type électrique (par exemple, S-788) ou pneumatique (VPN-69).

Sur la fig. 95, et montre un schéma d'un dispositif de nettoyage par vibration pour un surchauffeur à tamis avec vibrations transversales des tuyaux. Les vibrations excitées par le vibrateur 3 sont transmises par des tiges vibrantes 2, reliées directement au vibrateur 3 (Fig. 95, a) ou à travers le châssis support 4 (Fig. 95, b) et de celles-ci aux serpentins de tuyaux I. Tige vibrante 1, en règle générale, il est soudé au tube le plus extérieur à l'aide de revêtements semi-cylindriques. De la même manière, les tuyaux restants sont reliés entre eux et au tuyau le plus à l'extérieur. Le nettoyage par vibration avec vibration longitudinale des tuyaux est le plus souvent utilisé pour les surfaces chauffantes à serpentins verticaux suspendues (sur suspensions à ressorts) au châssis de la chaudière (Fig. 95, b).

Les vibrateurs électriques ne permettent pas d'augmenter la fréquence d'oscillation au-dessus de 50 Hz, ce qui s'avère insuffisant pour détruire les forts dépôts associés formés sur les canalisations lors de la combustion du charbon de Kansk-Achinsk, des schistes, de la tourbe broyée, etc. Dans ce cas, les vibrations pneumatiques les générateurs, par exemple VPN-69, sont plus appropriés. Ils fournissent des fréquences d'oscillation jusqu'à 1500 Hz ou plus large gamme ses changements. L'utilisation de surfaces de serpentins à membrane simplifie grandement l'utilisation de la méthode de nettoyage par vibration.

Le nettoyage par grenaille des surfaces chauffantes est utilisé lors de la combustion de fioul et de combustibles dont les cendres contiennent une teneur élevée en composés métalliques alcalins (K, Na) et alcalino-terreux (Ca, Mg). Des dépôts denses fortement liés apparaissent sur les canalisations, dont l'élimination est impossible par les méthodes décrites ci-dessus. Dans le cas du nettoyage par grenaille, des billes d'acier (grenaille) tombent d'une certaine hauteur sur la surface à nettoyer. petite taille. En tombant et en heurtant la surface, la grenaille détruit les dépôts sur les tuyaux tant par l'avant que par l'arrière (en rebondissant sur les tuyaux sous-jacents) et, avec une petite partie des cendres, tombe dans la partie inférieure de l'arbre convectif. Les cendres sont séparées de la grenaille dans des séparateurs spéciaux ; la grenaille est accumulée dans des bunkers à la fois sous le conduit de gaz à nettoyer et au-dessus de celui-ci.

Les principaux éléments d'une grenailleuse à trémie inférieure sont représentés sur la Fig. 96. Lorsque l'installation est allumée, le tir de la trémie 1 par l'alimentateur 2 est fourni à périphérique d'entrée Pipeline de tir 4 (ou dans l'injecteur dans les installations sous pression). La méthode la plus courante pour soulever des grenailles est le transport pneumatique. La grenaille transportée par voie aérienne est séparée dans des récupérateurs de grenaille 5, à partir desquels, à l'aide d'alimentateurs à disques 6, elle est distribuée vers des dispositifs d'épandage séparés 7. Les installations de grenaille à transport pneumatique de grenaille fonctionnent sous vide ou sous pression. Dans le premier cas, la soufflante ou l'éjecteur est relié par un tuyau d'aspiration à la conduite de refoulement, et dans le second, l'air de la soufflante est pompé à travers l'injecteur 3 dans la conduite de levage de tir 4.

Depuis le pipeline 1, la grenaille tombe d'une certaine hauteur sur les épandeurs hémisphériques 2 (Fig. 97, a). Elle rebondit dessous différents angles et réparti sur la surface à nettoyer. L'emplacement des canalisations d'alimentation et des réflecteurs dans des zones à haute température nécessite le recours à un refroidissement par eau. En plus des réflecteurs hémisphériques, des épandeurs pneumatiques sont utilisés (Fig. 97, b). Ils sont installés sur les parois du conduit de fumée. Le tir du tuyau 1 est dispersé air comprimé ou de la vapeur entrant par le canal d'alimentation 4 dans la section accélératrice 3 du dispositif d'épandage. Pour augmenter la surface de traitement, la pression de l'air (vapeur) est modifiée. Un épandeur peut couvrir 13 à 16 m2 de surface sur une largeur de 3 m. Il convient de noter que l'impact du tir avec la surface des tuyaux lors de l'épandage pneumatique est plus fort que lors de l'utilisation de réflecteurs hémisphériques. En cas de contamination intense des surfaces chauffantes, vous pouvez combiner diverses manières nettoyage.

Lors du fonctionnement de la chaudière, le soufflage de vapeur et de vapeur-eau, ainsi que le nettoyage par vibration, sont utilisés pour nettoyer les surfaces chauffantes, et pour surfaces convectives chauffage - soufflage de vapeur et vapeur-eau, vibration, grenaille et nettoyage acoustique ou auto-soufflage.

Le jet de vapeur et le nettoyage par grenaille sont les plus courants. Pour les tamis et les surchauffeurs verticaux, le nettoyage par vibration est le plus efficace. Radical est l'utilisation de surfaces chauffantes auto-soufflées avec de petits diamètres et pas de tuyaux, dans lesquelles les surfaces chauffantes sont constamment maintenues propres.

Soufflage de vapeur. Le nettoyage des surfaces chauffantes des contaminants peut être effectué grâce à l'action dynamique de jets d'eau, de vapeur, de mélange vapeur-eau ou d'air. L'efficacité des jets est déterminée par leur portée.

Un jet d'eau a la plus grande portée et l'effet thermique favorisant la fissuration des scories. Cependant, le soufflage d'eau peut provoquer un refroidissement excessif des tuyaux du tamis et endommager leur métal. Le jet d'air a une forte diminution de vitesse, crée une faible pression dynamique et n'est efficace qu'à une pression d'au moins 4 MPa.

L'utilisation du soufflage d'air est compliquée par la nécessité d'installer des compresseurs haute performance et la pression.

Le plus courant est le soufflage à la vapeur saturée et surchauffée. Le jet de vapeur a une courte portée, mais à une pression supérieure à 3 MPa, son action est assez efficace. A une pression de vapeur de 4 MPa devant la soufflante, la pression dynamique du jet à une distance d'environ 3 m de la buse est supérieure à 2000 Pa.

Pour éliminer les dépôts de la surface chauffante, la pression dynamique du jet doit être d'environ 200-250 Pa pour les dépôts de cendres en vrac, 400-500 Pa pour les dépôts de cendres compactées, 2000 Pa pour les dépôts de scories fondues.

Souffleurs. Schéma structurel le ventilateur est illustré à la Fig. 101.

Riz. 101. Souffleur :

1, 5 – moteurs électriques ; 2 – tuyau de soufflage ; 3, 6 – boîte de vitesses ;

4 – chariot ; 7 – monorail ; 8 – astérisque ; 9 – chaîne sans fin ;

10 – vanne d'arrêt ; 11 – poussée avec une cale ; 12 – levier;

13 – conduite de vapeur stationnaire ; 14 – tige

Le ventilateur comprend :

· moteur électrique 1 monté sur le chariot 4 ;

· boîte de vitesses 3, conçue pour faire tourner le tuyau de soufflage 2 ;

· moteur électrique 5 et réducteur 6, montés sur le monorail 7, conçus pour l'avancement du tube de soufflage 2 ;

· mécanisme de déplacement en translation du tuyau de soufflage, composé d'un chariot 4 qui se déplace le long des étagères du monorail 7, de pignons 8 et d'une chaîne sans fin 9 ;

· la vanne d'arrêt 10, qui ouvre automatiquement la vapeur dans le tuyau de soufflage une fois qu'elle atteint la position de soufflage ; un mécanisme qui commande la vanne d'arrêt 10 et se compose d'une tige avec une cale 11 et d'un levier 12.

Le tuyau de soufflage est relié au moyen d'un presse-étoupe à une conduite de vapeur fixe 13, lui fournissant de la vapeur à partir du robinet d'arrêt. Le monorail à poutre en I 7 porte tous les mécanismes spécifiés et est fixé au châssis de la chaudière. Lorsqu'il reçoit une impulsion du ventilateur précédent, qui a terminé son travail, le démarreur met en marche les moteurs électriques 1 et 5. En même temps, le voyant situé sur le panneau de commande du programme du ventilateur s'allume. Le chariot 4, se déplaçant le long du monorail, introduit le tuyau de soufflage 2 dans le conduit de gaz. Lorsque le tuyau de soufflage atteint la position de soufflage, la tige 14, agissant sur le levier, tire la cale 11 à l'aide d'une tige qui, à travers le poussoir, appuie sur la vanne d'arrêt de vapeur, qui ouvre l'accès de la vapeur à le tuyau de soufflage. La vapeur du tuyau de soufflage sort par les buses et souffle sur la surface chauffante.

Lors du mouvement de translation-rotation du conduit 2, le soufflage s'effectue selon une ligne hélicoïdale. Une fois le tuyau de soufflage complètement inséré dans le conduit de fumée, la goupille installée sur la chaîne d'entraînement 9, agissant sur les fins de course du moteur électrique 5, fait passer l'appareil en marche arrière. Dans ce cas, la surface chauffante est soufflée de la même manière que lorsque le tube de soufflage se déplace à l'intérieur du conduit de fumée.

Avant que la tête de buse ne soit retirée du conduit de gaz, la tige 14, agissant par l'intermédiaire du levier 12 sur la cale 11, va l'amener en position de départ, et la vanne d'arrêt de vapeur se fermera sous l'action du ressort, arrêtant l'accès de la vapeur au tuyau de soufflage.

Avec le retour du tuyau de soufflage à sa position d'origine, la goupille installée sur la chaîne d'entraînement 9, agissant sur les fins de course, éteint les moteurs électriques 1 et 5, et l'appareil suivant du circuit reçoit une impulsion pour s'allumer.

La zone de fonctionnement du ventilateur peut atteindre 2,5 m et la profondeur d'entrée dans le four peut atteindre 8 m. Sur les parois du four, les ventilateurs sont placés de manière à ce que leur zone d'action couvre la totalité. surface des écrans.

Les ventilateurs pour surfaces chauffantes par convection ont un tube multi-buses, ne s'étendent pas du conduit de fumée et tournent uniquement. Le nombre de buses situées de part et d'autre du tube de soufflage correspond au nombre de tubes dans une rangée de la surface chauffante soufflée.

Pour les aérothermes régénératifs, des soufflantes à tuyau oscillant sont utilisées. De la vapeur ou de l'eau est fournie au tuyau de soufflage et le jet s'écoulant de la buse nettoie les plaques du réchauffeur d'air. Le tuyau de soufflage tourne selon un certain angle de sorte que le jet pénètre dans toutes les cellules du rotor rotatif de l'aérotherme. Pour nettoyer l'aérotherme régénératif des générateurs de vapeur fonctionnant au combustible solide, la vapeur est utilisée comme agent gonflant, et dans les générateurs de vapeur fonctionnant au fioul, de l'eau alcaline est utilisée. L'eau se rince bien et neutralise les composés d'acide sulfurique présents dans les dépôts.

Soufflage vapeur-eau. L'agent de travail du ventilateur est l'eau du générateur de vapeur ou l'eau d'alimentation.

Le dispositif est constitué de buses installées entre les tuyaux du tamis. L'eau est fournie aux buses sous pression et, en raison de la chute de pression lors du passage à travers les buses, un jet de vapeur-eau se forme à partir de celle-ci, dirigé vers les zones opposées des tamis, des festons et des tamis. Haute densité Le mélange vapeur-eau et la présence d'eau sous-évaporée dans le flux ont un effet destructeur efficace sur les dépôts de scories, qui sont évacués vers la partie inférieure du four.

Nettoyage par vibrations. Le nettoyage vibratoire repose sur le fait que lorsque les tuyaux vibrent à hautes fréquences, l'adhérence des dépôts au métal de la surface chauffante est perturbée. Le nettoyage par vibration le plus efficace des appareils en suspension libre tuyaux verticaux, écrans et surchauffeurs. Pour le nettoyage par vibration, les vibrateurs électromagnétiques sont principalement utilisés (Fig. 102).

Les tuyaux des surchauffeurs et des tamis sont fixés à une tige qui dépasse du revêtement et est reliée au vibrateur. Le courant d'air est refroidi par l'eau et l'endroit où il traverse le revêtement est scellé. Un vibrateur électromagnétique se compose d'un corps avec une armature et d'un cadre avec un noyau, fixés par des ressorts. La vibration des tuyaux à nettoyer est réalisée en raison d'impacts sur la tige avec une fréquence de 3 000 battements par minute, l'amplitude de vibration est de 0,3 à 0,4 mm.

Nettoyage des tirs. Le nettoyage par grenaille est utilisé pour nettoyer les surfaces chauffantes par convection en présence de dépôts compactés et liés sur celles-ci. Le nettoyage résulte de l'utilisation de l'énergie cinétique de pellets de fonte d'un diamètre de 3 à 5 mm tombant sur les surfaces à nettoyer. Dans la partie supérieure de l'arbre convectif du générateur de vapeur, sont placés des épandeurs qui répartissent uniformément le tir sur la section transversale du conduit de gaz. En tombant, le tir est renversé

Riz. 102. Dispositif vibrant pour le nettoyage des canalisations verticales :

une - vue latérale ; b - couplage de la tige vibrante avec le chauffage

tuyaux, vue de dessus ; 1 - vibrateur ; 2 - assiette; 3 - câble ;

4 - contrepoids ; 5 - tige vibrante ; 6 - joint de passage

tiges à travers la doublure ; 7 - tuyau

les cendres se sont déposées sur les tuyaux, puis collectées avec elles dans des bunkers situés sous la mine. Depuis les bunkers, la grenaille avec les cendres pénètre dans la trémie de collecte, à partir de laquelle le chargeur les alimente dans le pipeline, où la masse de cendres et de grenaille est ramassée par voie aérienne et transportée jusqu'au collecteur de grenaille, d'où la grenaille est à nouveau acheminé par les tuyaux jusqu'aux épandeurs, et l'air ainsi que les particules de cendres sont envoyés au cyclone où se produit leur séparation. Du cyclone, l'air est évacué dans le conduit de fumée devant l'extracteur de fumée et les cendres déposées dans le cyclone sont évacuées dans le système d'élimination des cendres de la chaufferie.

La grenaille est transportée à l'aide d'un circuit d'aspiration ou de refoulement. Avec un circuit d'aspiration, le vide dans le système est créé par un éjecteur de vapeur ou une pompe à vide. Dans le circuit sous pression, l'air de transport est fourni à l'injecteur à partir du compresseur. Pour transporter la grenaille, une vitesse de l'air de 40 à 50 m/s est requise.

Récemment, le grenaillage n’a pratiquement pas été utilisé. Cela est dû à la déformation des surfaces chauffantes et à un rendement relativement faible.

Pendant le fonctionnement de la chaudière, un soufflage de vapeur et de vapeur-eau est utilisé pour nettoyer les surfaces chauffantes, ainsi qu'un nettoyage par vibration des surfaces chauffantes extérieures des contaminants. Pour les surfaces chauffantes par convection, on utilise le soufflage de vapeur et de vapeur-eau, le nettoyage par vibration, par grenaille et acoustique ou l'auto-soufflage. Le jet de vapeur et le nettoyage par grenaille sont les plus courants. Pour les tamis et les surchauffeurs verticaux, le nettoyage par vibration est le plus efficace. Radical est l'utilisation de surfaces chauffantes auto-soufflées avec de petits diamètres et pas de tuyaux, dans lesquelles les surfaces chauffantes sont constamment maintenues propres. L'efficacité du nettoyage des surfaces chauffantes à l'aide des appareils spécifiés est déterminée par le coefficient de modification de la résistance aérodynamique du trajet du gaz de la chaudière e = ∆р к /∆т et la modification de sa puissance thermique ϕ = ∆Q/∆т, où ∆р к est l'augmentation de la résistance du trajet du gaz de la chaudière, Pa ; ∆Q - réduction de la puissance thermique de la chaudière, kW ; ∆t - période entre les nettoyages, heures. Une augmentation des coefficients e et ϕ indique la nécessité de réduire la période de temps entre les nettoyages.

Soufflage de vapeur. Le nettoyage des surfaces chauffantes externes des contaminants peut être effectué grâce à l'action dynamique de jets d'eau, de vapeur, de mélange vapeur-eau ou d'air. L'efficacité des jets est déterminée par leur portée. La dépendance de la vitesse relative du jet à une pression donnée sur sa distance relative par rapport à l'air, la vapeur, le mélange vapeur-eau est exprimée par la formule

où w 1 et w 2 sont les vitesses à une distance I de la buse et à la sortie de celle-ci ; d 2 est le diamètre de sortie de la buse.

Un jet d'eau a la plus grande portée et l'effet thermique favorisant la fissuration des scories. Cependant, le soufflage d'eau peut provoquer un refroidissement excessif des tuyaux du tamis et endommager leur métal. Le jet d'air a une forte diminution de vitesse, crée une faible pression dynamique et n'est efficace qu'à une pression d'au moins 4 MPa. L'utilisation du soufflage d'air est compliquée par la nécessité d'installer des compresseurs à haute performance et à pression. Le plus courant est le soufflage à la vapeur saturée et surchauffée. Le jet de vapeur a une courte portée, mais à une pression supérieure à 3 MPa, son action est assez efficace. La pression à la surface soufflée, Pa, est déterminée par la formule

où w 1, v 1 sont la vitesse axiale et le volume spécifique du fluide soufflé à une distance l de la buse. Avec une pression de vapeur de 4 MPa devant la soufflante, la pression du jet à une distance d'environ 3 m de la buse est supérieure à 2000 Pa.

Pour éliminer les dépôts de la surface chauffante, la pression du jet doit être d'environ 200 à 250 Pa pour les dépôts de cendres libres ; 400-500 Pa pour les dépôts de cendres compactées ; 2000 Pa pour les dépôts de scories fondues. Consommation d'agent gonflant pour les vapeur saturée, kg/s,

où c=519 pour la vapeur surchauffée, c=493 pour la vapeur saturée ; µ = 0,95 ; d K - diamètre de la buse dans la section critique, m ; p 1 - pression initiale, MPa ; v" - volume spécifique initial de vapeur, m 3 /kg.

L'appareil de soufflage de vapeur des écrans de combustion est illustré à la Fig. 25.6. La vapeur peut être utilisée comme agent gonflant dans cet appareil et dans des appareils de conception similaire à des pressions allant jusqu'à 4 MPa et des températures allant jusqu'à 400 °C. L'appareil se compose d'un tuyau de soufflage pour fournir de la vapeur et d'un mécanisme d'entraînement. Tout d'abord, le tuyau de soufflage reçoit un mouvement vers l'avant. Lorsque la tête de buse entre dans la chambre de combustion, le tuyau commence à tourner. A ce moment, la vanne vapeur s'ouvre automatiquement et la vapeur s'écoule vers deux buses diamétralement situées. Une fois le soufflage terminé, le moteur électrique passe en marche arrière et la tête de buse revient à sa position d'origine, ce qui la protège d'un échauffement excessif. La zone de couverture du ventilateur peut atteindre 2,5 et la profondeur d'entrée dans le four peut atteindre 8 m. Les ventilateurs sont placés sur les parois du four de manière à ce que leur zone de couverture couvre toute la surface des écrans.

Les ventilateurs pour surfaces chauffantes par convection ont un tube multi-buses, ne s'étendent pas du conduit de fumée et tournent uniquement. Le nombre de buses situées de part et d'autre du tube de soufflage correspond au nombre de tubes dans une rangée de la surface chauffante soufflée. Pour les aérothermes régénératifs, des soufflantes à tuyau oscillant sont utilisées. De la vapeur ou de l'eau est fournie au tuyau de soufflage et le jet s'écoulant de la buse nettoie les plaques du réchauffeur d'air. Le tuyau de soufflage tourne selon un certain angle de sorte que le jet pénètre dans toutes les cellules du rotor rotatif de l'aérotherme. Pour nettoyer l'aérotherme régénératif des chaudières fonctionnant au combustible solide, la vapeur est utilisée comme agent gonflant, et pour les chaudières fonctionnant au fioul - eau alcaline. L'eau se rince bien et neutralise les composés d'acide sulfurique présents dans les dépôts.

Soufflage vapeur-eau. L'agent de travail du ventilateur est l'eau de chaudière ou l'eau d'alimentation. Le dispositif est constitué de buses installées entre les tuyaux du tamis. L'eau est fournie aux buses sous pression et, en raison de la chute de pression lors du passage à travers les buses, un jet de vapeur-eau se forme à partir de celle-ci, dirigé vers les zones opposées des tamis, des festons et des tamis. La densité élevée du mélange vapeur-eau et la présence d'eau sous-évaporée dans le flux ont un effet destructeur efficace sur les dépôts de scories, qui sont évacués vers la partie inférieure du four.

Nettoyage par vibrations. Le nettoyage vibratoire des surfaces chauffantes externes des contaminants repose sur le fait que lorsque les tuyaux vibrent à haute fréquence, l'adhérence des dépôts au métal de la surface chauffante est perturbée. Le plus efficace est le nettoyage par vibration des surfaces chauffantes externes de la contamination des tuyaux verticaux librement suspendus - tamis et surchauffeurs à vapeur. Pour le nettoyage par vibration, les vibrateurs électromagnétiques sont principalement utilisés (Fig. 25.7).

Les tuyaux des surchauffeurs et des tamis sont fixés à une tige qui dépasse du revêtement et est reliée au vibrateur. Le courant d'air est refroidi par l'eau et l'endroit où il traverse le revêtement est scellé. Un vibrateur électromagnétique se compose d'un corps avec une armature et d'un cadre avec un noyau, fixés par des ressorts. La vibration des tuyaux à nettoyer est réalisée en raison d'impacts sur la tige avec une fréquence de 3 000 battements par minute, l'amplitude de vibration est de 0,3 à 0,4 mm. Nettoyage des tirs. Le nettoyage par grenaille est utilisé pour nettoyer les surfaces chauffantes par convection en présence de dépôts compactés et liés sur celles-ci. Le nettoyage des surfaces chauffantes externes des contaminants résulte de l'utilisation de l'énergie cinétique de pellets de fonte d'un diamètre de 3 à 5 mm tombant sur les surfaces à nettoyer. Le schéma du dispositif de nettoyage des grenailles est présenté sur la Fig. 25.8. Dans la partie supérieure du puits de convection de la chaudière, sont placés des épandeurs qui répartissent uniformément le tir sur la section transversale du conduit de gaz. En tombant, le tir fait tomber les cendres qui se sont déposées sur les tuyaux, puis les récupère avec elles dans des bunkers situés sous le puits. Depuis les bunkers, la grenaille avec les cendres pénètre dans la trémie de collecte, à partir de laquelle le chargeur les alimente dans le pipeline, où la masse de cendres et de grenaille est ramassée par voie aérienne et transportée jusqu'au collecteur de grenaille, d'où la grenaille est à nouveau acheminé par les tuyaux jusqu'aux épandeurs, et l'air ainsi que les particules de cendres sont envoyés au cyclone où se produit leur séparation. Du cyclone, l'air est évacué dans le conduit de fumée devant l'extracteur de fumée et les cendres déposées dans le cyclone sont évacuées dans le système d'élimination des cendres de la chaufferie.

Le transport du tir s'effectue selon un schéma d'aspiration (Fig. 25.8, a) ou de décharge (Fig. 25.8, b). Avec un circuit d'aspiration, le vide dans le système est créé par un éjecteur de vapeur ou une pompe à vide. Dans le circuit sous pression, l'air de transport est fourni à l'injecteur à partir du compresseur. Pour transporter la grenaille, une vitesse de l'air de 40 à 50 m/s est requise.

Le débit de grenaille à travers le système, en kg/s, est déterminé par la formule

où g dr = 100/200 kg/m 2 - consommation spécifique fractions pour 1 m2 de section de conduit de gaz ; F g - superficie de la section transversale du conduit de mine en plan, m 2 ; n - nombre de conduites pneumatiques ; on suppose qu'une conduite pneumatique dessert deux épandeurs, dont chacun dessert une section le long du conduit de gaz égale à 2,5X2,5 m ; t est la durée de la période de nettoyage, s. Habituellement t = 20/60 C.

Le nettoyage par impulsion des surfaces chauffantes externes des contaminants est basé sur l'impact d'une vague de gaz. Le nettoyage pulsé des surfaces chauffantes externes des contaminants est effectué dans une chambre dont la cavité interne communique avec les conduits de fumée de la chaudière, dans lesquels se trouvent les surfaces chauffantes par convection. Un mélange de gaz combustibles et d'un comburant est périodiquement introduit dans la chambre de combustion, qui est enflammée par une étincelle. Lorsque le mélange explose dans la chambre, la pression augmente et lorsque des vagues de gaz se forment, les surfaces chauffantes extérieures sont nettoyées des contaminants.

A. P. Pogrebnyak, chef du laboratoire,
doctorat SI. Voevodin, chercheur principal,
V.L. Kokorev, concepteur en chef du projet,
A.L. Kokorev, ingénieur principal,
OJSC NPO CKTI, Saint-Pétersbourg

Dans les conditions économiques actuelles, alors que la plupart des entreprises s'attaquent aux problèmes de maximisation de l'efficacité de leurs équipements, incl. et les chaufferies qui leur appartiennent, afin de réduire les coûts de production dans un contexte de prix de l'énergie en constante hausse, attention particulière est donné aux non-traditionnels solutions techniques, permettant d'économiser du carburant, d'augmenter l'efficacité et la durabilité des équipements.

L'un des principaux domaines d'épargne différents types liquide et combustible solide(fioul, gasoil, charbon, tourbe, schiste bitumineux, déchets de bois etc.) vise à augmenter l'efficacité des chaudières à vapeur et à eau chaude, unités technologiques qui brûlent ce type de combustible, en évitant la contamination de leurs surfaces chauffantes par des dépôts de cendres.

Une longue expérience dans l'exploitation de chaudières à vapeur et à eau chaude, de chaudières à chaleur résiduelle et d'autres unités technologiques équipées de moyens traditionnels de nettoyage des surfaces chauffantes a montré leur efficacité et leur fiabilité insuffisantes, ce qui réduit considérablement l'efficacité de fonctionnement (diminution de l'efficacité de 2 à 3 %) et nécessite des coûts de main-d'œuvre importants pour la production nettoyage manuel. De plus, ces méthodes de nettoyage présentent un certain nombre d'autres inconvénients importants, à savoir :

Le soufflage de vapeur, ainsi que des coûts d'énergie et de main-d'œuvre importants, favorisent l'usure corrosive et érosive des surfaces chauffantes, en particulier lors de la combustion de combustibles à haute teneur en soufre, ce qui réduit leur durée de vie de 1,5 à 2 fois ; la présence d'humidité contribue au durcissement des dépôts sur les canalisations dus à la sulfatation, ce qui entraîne des arrêts fréquents des chaudières pour nettoyage manuel ;

Le nettoyage par grenaille est une méthode de nettoyage complexe et gourmande en énergie qui nécessite une main d'œuvre importante lors de son utilisation et lors de la réparation du matériel utilisé, et ne permet pas d'obtenir un nettoyage efficace et nettoyage fiableà cause de grosses pertes tir, ainsi que le tir coincé dans système de canalisations appareils de nettoyage et surfaces chauffantes;

Cause du nettoyage par vibration et du nettoyage par impact dommages mécaniques surfaces chauffantes à nettoyer.

Ces défauts sont exempts des systèmes de nettoyage par impulsion de gaz (GCP) développés par JSC NPO TsKTI sur la base de ses propres recherches avec des chambres à impulsions de petite taille, conçues pour nettoyer les dépôts des surfaces de chauffage par convection des chaudières industrielles (DKVR, DE, KV-GM, PTVM, GM, BKZ, etc.), ainsi que les chaudières utilitaires faible puissance(à partir de 0,5 MW et plus). Les systèmes OGM développés présentent différents degrés d'automatisation, jusqu'à des systèmes entièrement automatisés.

Le principe de fonctionnement du système OGM est d'influencer les dépôts formés sur les surfaces chauffantes par des chocs dirigés et des ondes acoustiques générées par la combustion explosive d'un volume limité de mélange gaz-air (0,01-0,1 m3), réalisée dans chambre d'impulsion, placé à l'extérieur du conduit de la chaudière. En raison de la sortie des produits de combustion de la chambre d'impulsion à une vitesse supersonique, un effet ondulatoire et thermogazdynamique complexe se produit sur les dépôts externes, le transfert de chaleur et les surfaces enveloppantes.

Les composants fonctionnels du système sont : le gaz naturel, le carburant ou le gaz en bouteille (propane) et l'air provenant de son propre ventilateur.

Les principaux éléments structurels du système GIO sont : les chambres d'impulsions, les blocs de buses, les collecteurs, l'unité de traitement, l'unité d'allumage et de contrôle (ICU), le complexe de contrôle du système (version automatisée).

La chambre d'impulsion (photo 1) est conçue pour organiser le processus de combustion explosive et est un récipient cylindrique d'un diamètre de 159-325 mm (en fonction des caractéristiques de la surface à nettoyer et du type de carburant) et d'une hauteur de non plus de 1 m. La chambre d'impulsion est reliée au conduit de fumée de la chaudière à l'aide d'un bloc de buses conçu pour introduire les produits de l'explosion du mélange gaz-air dans le conduit de la chaudière et diriger les ondes de choc générées vers la surface chauffante.

L'unité technologique GIO a des dimensions de 250x1300 mm (photo 2) et est installée directement à côté de la chaudière et remplit toutes les fonctions technologiques conformément à l'algorithme de fonctionnement du système de nettoyage. L'unité technologique comprend un ventilateur, une unité de préparation et d'allumage du mélange, conduite de gaz avec raccords et manomètre.

Les éléments du bloc technologique sont contrôlés à l'aide d'un BZU (photo 3), qui est relié par un câble au réseau électrique et dispose de connecteurs pour se connecter à l'allumeur, au ventilateur et électrovanne. Le BZU définit le nombre d'impulsions et l'intervalle entre elles.

Dans la version automatisée de l'OGM, le complexe de contrôle se compose d'une unité de contrôle et d'une ou plusieurs unités exécutives qui remplissent les fonctions d'une unité de contrôle. Dans ce cas, le système est lancé « à partir d'un bouton » et l'arrêt et la restauration de tous les éléments du système se produisent automatiquement.

Fréquence de nettoyage - de plusieurs fois par jour pour les chaudières fonctionnant aux combustibles solides (charbon, schiste bitumineux, tourbe, etc.), à une fois par semaine lorsqu'elles fonctionnent gaz naturel. La durée du cycle de nettoyage est de 10 à 15 minutes, la consommation de gaz (propane) par cycle de nettoyage est de 0,5 à 2,5 kg.

Le travail sur les OGM ne fournit pas effets nocifs sur personnel de service Et éléments structurels chaudière

Les ondes de choc générées par les chambres d'impulsions se propagent à tous les points du conduit de fumée de la chaudière, ce qui assure un nettoyage uniforme des surfaces chauffantes. Les OGM peuvent être utilisés pour nettoyer les surfaces chauffantes fonctionnant dans un environnement de gaz aussi bien neutres qu'agressifs (SO2, HF...).

Le système GMO est fiable en fonctionnement et facile à utiliser et à entretenir ; il ne nécessite pas de réparations préventives entre les inspections de la chaudière. Il peut être installé non seulement sur des chaudières en construction, mais également sur des chaudières en fonctionnement. Le temps d'arrêt de la chaudière pour l'installation d'OGM est de 5 à 10 jours. et dépend du nombre de caméras à impulsions montées.

L'utilisation d'OGM, en plus d'économiser de l'énergie en améliorant l'aérodynamisme du conduit de gaz et de réduire les coûts en éliminant le nettoyage manuel, peut augmenter considérablement l'efficacité des surfaces chauffantes par convection des chaudières (voir tableau). Efficacité de la vapeur et les chaudières à eau chaude fonctionnant aux combustibles liquides et solides, grâce à l'utilisation du GIO, augmentent de 1,5 à 2 %, ce qui permet d'atteindre une valeur proche de celle calculée.

Application d'OGM sur les chaudières différents types offre un effet économique qui vous permet de récupérer les coûts de mise en œuvre uniquement grâce aux économies de carburant, sur une période de six mois à un an.

À l'heure actuelle, un système OGM mobile de petite taille pour les petites chaudières des entreprises énergétiques municipales a également été développé et est en cours de mise en œuvre.

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| télécharger gratuitement Expérience de mise en œuvre du nettoyage par impulsion de gaz sur les chaudières de technologie énergétique et les chaudières pour l'énergie industrielle et municipale, Pogrebnyak A.P., Voevodin S.I., Kokorev V.L., Kokorev A.L. ,

Classification des dépôts externes

Les cendres contiennent de petites quantités de composés à bas point de fusion avec un point de fusion de 700 à 850 o C. Il s'agit principalement de chlorures et de sulfates de métaux alcalins. Dans la zone de températures élevées du noyau de la torche, ils passent à l'état de vapeur puis se condensent à la surface des canalisations, puisque la température de la paroi propre est toujours inférieure à 700°C.

Composants à fusion moyenne les cendres avec un point de fusion de 900 à 1 100 °C peuvent former un primaire couche collante sur les tuyaux de tamis et les tamis, si, à la suite d'un mode de combustion non régulé, la torche touche les parois du four et qu'il existe un environnement gazeux à haute température à proximité des tuyaux de tamis.

Composants réfractaires Les cendres sont généralement des oxydes purs. Leur point de fusion (1600 – 2800 o C) dépasse température maximale les noyaux de la torche, ils traversent donc la zone de combustion sans changer d'état, en restant solides. En raison de la petite taille des particules, ces composants sont principalement emportés par le flux de gaz et forment des cendres volantes.

Dans la zone de températures de gaz élevées (supérieures à 700 - 800 ° C) à la surface d'un tuyau propre, la condensation des composés à bas point de fusion se produit d'abord à partir du flux de gaz et une couche collante primaire se forme sur les tuyaux. En même temps, des particules de cendres solides s'y collent. Il durcit ensuite et devient une première couche dense de dépôts, fermement adhérée à la surface du tuyau. La température de la surface extérieure de la couche augmente et la condensation s'arrête.

Ensuite, de petites particules dures de cendres réfractaires sont projetées sur la surface rugueuse de cette couche, formant une couche externe lâche de dépôts. Ainsi, dans cette gamme de températures des gaz, deux couches de dépôts sont le plus souvent présentes à la surface des canalisations : dense Et lâche.

Dépôts en vrac relativement courant dans la région basses températures débit de gaz (inférieur à 600 - 700 o C), caractéristique de la surface d'un puits convectif.

Les dépôts meubles se forment principalement sur la face arrière du tuyau par rapport à la direction du flux de gaz, dans la zone vortex formée derrière le tuyau (Figure 3.32). Du côté frontal, les dépôts meubles ne se forment qu'à de faibles vitesses d'écoulement (inférieures à 5 - 6 m/s) ou lorsqu'il y a des cendres volantes très fines dans l'écoulement.

Les particules de cendres impliquées dans la formation de dépôts meubles sont divisées en trois groupes.

À premier groupe inclure les plus petites fractions, les particules dites sans inertie, qui sont si petites qu'elles se déplacent le long des conduites d'écoulement de gaz et que, par conséquent, la probabilité de leur dépôt sur les conduites est faible. La taille maximale des particules appartenant à ce groupe est d'environ 10 microns.

Co. deuxième groupe inclure de grandes fractions supérieures à 30 microns. Ces particules ont une énergie cinétique suffisamment élevée et, au contact de dépôts meubles, elles les détruisent.

Troisième groupe constituent des fractions de cendres dont la taille varie de 10 à 30 microns. Lorsqu’un flux de gaz circule autour d’une canalisation, ces particules se déposent majoritairement à sa surface et forment une couche de dépôts. En conséquence, la taille de la couche de dépôts meubles est déterminée par l'équilibre dynamique des processus de sédimentation constante des fractions moyennes de cendres et de destruction de la couche déposée par des particules plus grosses.

Figure 3.32 – Contamination des canalisations par des dépôts meubles lors différentes directions et vitesses de déplacement des gaz

L'une des méthodes de nettoyage des surfaces chauffantes consiste à utiliser un impact dynamique sur la couche de dépôts avec un jet de vapeur, d'eau ou d'air. L'efficacité des jets est déterminée par leur portée, dans laquelle le jet maintient une pression dynamique suffisante pour détruire les dépôts. Un jet d'eau a la plus grande portée et l'effet thermique sur les dépôts denses.

Les appareils de ce type sont utilisés pour nettoyer les écrans chambres de combustion. Cependant, le soufflage d'eau nécessite un calcul strict pour éviter une surfusion soudaine du métal après l'élimination des dépôts.

Pour nettoyer les surfaces chauffantes radiantes et les surchauffeurs à convection répandu reçu des appareils escamotables multibuses fonctionnant à la vapeur saturée ou surchauffée avec une pression d'environ 4 MPa.

Pour nettoyer les écrans et les paquets de tuyaux de couloir dans la zone d'un conduit de gaz horizontal, un nettoyage par vibration est utilisé. Son action repose sur le fait que lorsque les tuyaux vibrent à hautes fréquences, l'adhérence des dépôts au métal est perturbée. À ces fins, on utilise des vibrateurs dotés de tiges refroidies à l'eau, qui transmettent l'impact à la surface à nettoyer.

La plupart de manière efficace nettoyage des surfaces convectives dans le puits de descente chaudière à vapeurà partir de cendres en vrac est nettoyage des tirs. Dans ce cas, l'énergie cinétique de la chute de pellets de fonte d'un diamètre de 3 à 5 mm est utilisée. Le tir est propulsé vers le haut par un flux d'air et réparti sur toute la section du manche. La consommation de grenaille pour le nettoyage est déterminée en fonction de l'intensité optimale de «l'irrigation» avec grenaille - 150 - 200 kg/m 2 de la section transversale du puits convectif. Le temps de nettoyage est généralement de 20 à 60 s.

Condition requise Le succès du nettoyage par grenaille réside dans la régularité de son utilisation immédiatement après la mise en service de la chaudière, avec les surfaces chauffantes encore pratiquement propres.

Récemment, la méthode s'est généralisée nettoyage par ondes thermiques chauffer les surfaces de l'arbre convectif à l'aide d'ondes acoustiques basse fréquence générées dans une chambre de combustion explosive pulsée spéciale.

Le nettoyage des aérothermes régénératifs (RAH) situés à l'extérieur de la chaudière s'effectue en soufflant la garniture d'échange thermique du RAH avec de la vapeur surchauffée (170 - 200 o C au-dessus de la température de saturation), le lavage à l'eau est moins souvent utilisé (il élimine les substances collantes dépôts, mais augmente la corrosion), et également en utilisant la méthode de nettoyage par ondes de choc et méthode thermique nettoyage. Cette dernière consiste à augmenter périodiquement la température de l'emballage à 250 - 300 ° C en coupant l'alimentation en air de l'appareil RVP. Cela sèche les dépôts collants et évapore l'acide sulfurique condensé.