1.本实用新型涉及锅炉吹灰器技术领域,尤其是涉及一种压力燃爆脉冲激波吹灰器。
背景技术:
2.吹灰器属于锅炉辅机,其作用是在锅炉运行过程中吹除锅炉受热面上的积灰,降低烟风阻力,提高热交换效率。吹灰器的吹灰效果直接影响锅炉运行负荷和热效率,对锅炉正常运行和经济效益具有非常重要的意义。除油气锅炉外,绝大部分以煤炭、生物质、垃圾等为燃料的发电/供热锅炉,以及大多数工业余热锅炉,都需要配置吹灰器。
3.锅炉吹灰器有多种类型,比较常见的有蒸汽吹灰器、声波吹灰器、燃爆脉冲激波吹灰器、空气炮式脉冲激波吹灰器、水力吹灰器等。
4.燃爆脉冲激波吹灰器,又称爆燃脉冲激波吹灰器、热爆脉冲激波吹灰器、弱爆脉冲激波吹灰器、爆燃冲击波吹灰器、爆炸冲击波吹灰器等,简称燃爆吹灰器、爆燃吹灰器、热爆吹灰器、弱爆吹灰器、脉冲吹灰器、激波吹灰器、冲击波吹灰器、爆炸波吹灰器等,属于新兴的吹灰器,最早由乌克兰人发明,在国内的发展历史仅有二十几年。这种吹灰器主要依靠预混可燃气燃爆产生的压缩冲击波的冲击等综合作用进行吹灰,由于冲击波不会像蒸汽吹灰那样对锅炉管束等受热面造成严重冲刷磨损,在其有效吹灰范围内无死角,且造价相对较低,故障率和运行费用也都比较低,其应用目前已十分普及。
5.到目前为止,已有的燃爆脉冲吹灰器只能在常压下充气、常压下燃爆,不利于提高燃爆吹灰能量、燃爆冲击波强度、以及有效吹灰范围。
技术实现要素:
6.本实用新型的目的在于提供一种压力燃爆脉冲激波吹灰器,以解决现有技术中存在的上述问题中的至少一个问题。
7.为达到上述目的,本实用新型提供的一种压力燃爆脉冲激波吹灰器,包括:燃爆脉冲激波发生器、脉冲阀、点火器和激波导管;
8.所述燃爆脉冲激波发生器为一个用于容纳具有设定压强可燃预混气体的容器;
9.所述燃爆脉冲激波发生器包括气体出口,气体出口依次通过脉冲阀和激波导管与锅炉连接,所述点火器设置在燃爆脉冲激波发生器、脉冲阀或者激波导管上,用于点燃所述可燃预混气体,进而利用可燃预混气体燃爆形成的冲击波对锅炉进行吹灰作业。
10.本技术不仅能够成几倍地提高燃爆冲击波强度,而且还能够在保持脉冲激波发生器容积不变的前提下,成几倍地提高燃爆吹灰能量,从而极大幅度提高吹灰效果。
11.进一步地,所述燃爆脉冲激波发生器上设置有一个气体进口,气体进口与气源连接,用于向燃爆脉冲激波发生器内通入所述可燃预混气体;
12.或者,所述燃爆脉冲激波发生器上设置有若干个气体进口,若干个气体进口分别与若干个气源连接,用于分别向燃爆脉冲激波发生器内通入若干种气体,若干种气体混合
后形成所述可燃预混气体。
13.其中,燃爆脉冲激波发生器的气体出口直接或者通过中间管路与所述脉冲阀的进口相连接。
14.进一步地,所述点火器安装在所述燃爆脉冲激波发生器内且远离燃爆脉冲激波发生器气体出口的一端。
15.进一步地,所述燃爆脉冲激波发生器内设置有火焰加速件,火焰加速件的一端靠近所述点火器设置,火焰加速件的另一端靠近燃爆脉冲激波发生器气体出口设置,用于增加火焰在燃爆脉冲激波发生器内的扰动,进而增加火焰在燃爆脉冲激波发生器内的传播速度。
16.火焰加速件主要作用是加快燃爆脉冲激波发生器内预混可燃气的燃爆火焰传播速度,缩短其燃尽时间,进而提高燃爆强度和燃爆产生的压缩冲击波强度。
17.进一步地,所述火焰加速件为整体呈螺线形状的螺旋件。
18.优选地,所述火焰加速件为整体呈阿基米德螺线设置的螺旋件。
19.进一步地,所述螺旋件为管式螺旋件或板式螺旋件。
20.进一步地,所述火焰加速件为所述燃爆脉冲激波发生器内设置在所述点火器和所述气体出口之间的环形板;环形板中间设置有通孔;环形板的开孔率为30%~60%。即通孔面积为环形板外圆面积的30%~60%。
21.环形板的外圆通过焊接等方式与燃爆脉冲激波发生器内侧壁固定连接。
22.进一步地,所述环形板与所述燃爆脉冲激波发生器之间设置有加强筋。
23.进一步地,所述环形板的数量为一块或若干块。
24.其中,若干块所述环形板在所述点火器和所述气体出口之间间隔布设。
25.进一步地,所述脉冲阀包括:阀体、阀芯(或称阀瓣)和执行机构;阀体内设置有气体流道,阀芯可活动设置;所述执行机构用于带动所述阀芯插入或退出所述气体流道,进而关闭或开通所述气体流道;阀体内设置有与所述阀芯适配的阀座结构;阀座结构和阀芯上设置有由软密封材料或硬密封材料制成的密封结构。
26.其中,密封结构可以是密封垫或密封圈等。
27.进一步地,软密封材料为橡胶、碳纤维盘根或石棉纤维盘根。
28.进一步地,所述密封结构为由橡胶制成的密封垫或密封圈;或者,所述密封结构为碳纤维盘根圈或石棉纤维盘根圈。
29.优选地,所述橡胶为硅橡胶或以硅橡胶为主的混炼橡胶;或者,为氟橡胶或以氟橡胶为主的混炼橡胶;或者,为三元乙丙橡胶(epdm)或以三元乙丙橡胶为主的混炼橡胶。
30.优选地,硬密封材料为黄铜、铝合金。
31.进一步地,所述执行机构为电磁、电动、气动或液动执行机构。对应着,所述脉冲阀为电磁脉冲阀、电动脉冲阀、气动脉冲阀或液动脉冲阀。
32.进一步地,所述阀体上设置有用于监测所述气体通道开闭状态的开到位传感器或用于监测所述气体通道开度的开度传感器。
33.进一步地,还包括吹扫气体管路,吹扫气体管路与所述燃爆脉冲激波发生器连通,用于向所述燃爆脉冲激波发生器内通入吹扫气体,对燃爆脉冲激波发生器内燃爆产生的高温气体进行吹扫。
34.进一步地,包括若干路所述吹扫气体管路,用于向所述燃爆脉冲激波发生器内通入若干种吹扫气体。
35.进一步地,所述燃爆脉冲激波发生器上设置有用于与所述吹扫气体管路连接的吹扫气体接入口,吹扫气体接入口设置在燃爆脉冲激波发生器上远离所述气体出口的一端。
36.进一步地,还包括燃料气管路和氧化剂气体管路,燃料气管路和氧化剂气体管路与所述燃爆脉冲激波发生器上的气体进口连通,用于分别向燃爆脉冲激波发生器内通入燃料气体和氧化剂气体。
37.进一步地,所述吹扫气体管路、燃料气管路或氧化剂气体管路上设置有通断阀和/或逆止阀。
38.进一步地,所述吹扫气体管路、燃料气管路或氧化剂气体管路上设置有若干个串联设置的通断阀和/或若干个串联设置的逆止阀。
39.进一步地,所述通断阀为电磁阀、电动阀或气动阀;
40.或者,所述通断阀为硬密封阀。
41.其中,所述燃爆脉冲激波发生器为球状体、筒状体等形状。筒状体又可以是圆筒、直筒或非直筒等形状;非直筒则包括整体呈l型、z型或n型的筒状体。
42.进一步地,所述燃爆脉冲激波发生器内设置有布气管;所述燃爆脉冲激波发生器整体呈圆筒状,布气管沿圆筒的长度方向布设在圆筒的中心轴线上;布气管两端封闭,布气管的圆周上分布有多个布气孔;
43.所述燃料气管路和氧化剂气体管路分别与所述布气管连通;燃料气和氧化剂气体分别通过布气孔喷入、且分散在所述燃爆脉冲激波发生器内、并进一步混合形成所述可燃预混气;或者,燃料气和氧化剂气体在布气管内混合后通过布气孔喷入所述燃爆脉冲激波发生器内。
44.进一步地,所述布气孔的中心轴线与所述布气管的径向夹角不小于15
°
。即自布气孔的气体喷出方向与布气管径向呈夹角布设。
45.进一步地,所述夹角为30
°
。
46.进一步地,所述燃爆脉冲激波发生器为直圆筒,所述布气管为直管。
47.进一步地,所述激波导管为淹没式,所述激波导管的内侧端伸入所述燃爆脉冲激波发生器内,所述激波导管的外侧端作为所述气体出口伸出所述燃爆脉冲激波发生器;
48.所述激波导管作为所述脉冲阀的阀体,所述激波导管的内侧端设置有所述阀座结构;
49.所述执行机构为伸缩机构,伸缩机构的伸缩端伸入所述燃爆脉冲激波发生器内,所述阀芯设置在所述伸缩端上,在伸缩机构的带动下靠近或远离所述阀座结构,进而实现激波导管的内侧端口的闭合和开启,即实现所述脉冲阀的开启和闭合。
50.进一步地,所述阀芯为设置在所述伸缩机构伸缩端上的密封盖板。
51.进一步地,所述燃爆脉冲激波发生器为直筒状,所述激波导管为直管。
52.进一步地,所述激波导管穿过所述布气管,与布气管同轴设置,所述激波导管与布气管之间合围出一个环形筒状腔室。
53.进一步地,还包括压力监测装置,用于监测所述燃爆脉冲激波发生器内的气体压力。
54.可选择地,所述压力监测装置为压力表、压力开关、压力变送器或称压力传感器;而压力表优选为充油抗振型压力表。所述压力监测装置的数量可以根据需要设置一个或多个,所述压力监测装置的种类可以根据需要设置一种或多种。
55.采用上述技术方案,本实用新型不仅能够成几倍地提高燃爆冲击波强度,而且还能够在保持脉冲激波发生器容积不变的前提下,成几倍地提高燃爆吹灰能量,从而获得如下有益效果:
56.第一,轻易能够成几倍地提高吹灰冲击力、因而能够更有效地吹除比较顽固的高温熔融半熔融粘性积灰、各种弱粘性积灰、各种湿灰、各种板结灰、以及更严重的积灰等,进而适用的积灰种类和锅炉类型更广泛。
57.第二,轻易能够成几倍地扩大有效空间吹灰范围,从而能够大幅度地减少燃爆脉冲激波吹灰点位数量,进而大幅度减少整台锅炉的燃爆脉冲激波吹灰器设备部件数量,不仅能够大幅度提高整台锅炉的燃爆脉冲激波吹灰器的系统可靠性,还能够在一定程度上降低整台锅炉的燃爆脉冲激波吹灰器价格。
58.第三,由于轻易能够成几倍地提高了吹灰冲击力、成几倍地扩大有效空间吹灰范围,必然能够从根本上极大地提高吹灰效果。
59.第四,由于上述三点,有望能够很好地用于机组容量在300mw及以上、以前因烟道尺寸太大而不太适合采用燃爆脉冲激波吹灰器的大型燃煤锅炉,从而取代这类锅炉目前采用最多的长伸缩蒸汽吹灰器,不但能够避开长伸缩蒸汽吹灰器的各种缺点,而且还能够大幅度降低这些锅炉的吹灰费用。
附图说明
60.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
61.图1为本实用新型提供的实施例1的结构示意图;
62.图2为本实用新型提供的实施例2的结构示意图;
63.图3为本实用新型提供的实施例3的结构示意图;
64.图4为本实用新型提供的实施例4的结构示意图;
65.图5为本实用新型提供的实施例5的结构示意图;
66.图6为图5的a-a剖视示意图;
67.图7为本实用新型提供的实施例6的结构示意图;
68.图8为图7的b-b剖视示意图;
69.图9为本实用新型提供的实施例7的密封阀芯结构示意图;
70.图10为本实用新型提供的实施例8的密封阀芯结构示意图。
71.附图标记:
72.100-燃爆脉冲激波发生器;101-吹扫气体接入管;102-燃料气接入管;103-氧化剂气体接入管;104-气体进口;105-气体出口;106-出口管道弯头;107-出口短管;110-火焰加速件;111-加强筋板;120-布气管;121-布气孔;122-布气管固定板;130-安装检修口短管;
131-法兰;132-法兰盖;200-脉冲阀;210-气缸;220-缸杆;230-密封盖板;231-软密封圆板;232-软密封盘根圈;240-开度传感器;310-吹扫气体管路;311-吹扫气体通断阀;312-吹扫气体逆止阀;320-燃料气管路;321-燃料气通断阀;322-燃料气逆止阀;330-氧化剂气体管路;331-氧化剂气体通断阀;332-氧化剂气体逆止阀;340-压力监测装置;350-点火器;400-激波导管。
具体实施方式
73.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
74.在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
75.在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
76.下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。
77.实施例1
78.如图1所示,本实施例提供的一种压力燃爆脉冲激波吹灰器,主要包括燃爆脉冲激波发生器100、脉冲阀200和激波导管400。
79.燃爆脉冲激波发生器100为一容积为0.08m3的球形容器,其上具有气体出口105,气体出口105为一短管,短管外径为φ159mm;在气体出口105相对一侧设置有一个气体进口104,气体进口104为短管形式,气体进口104短管的外径为φ57mm。
80.燃爆脉冲激波发生器100内以及在气体进口104和气体出口105之间设置有一个火焰加速件110。在本实施例中,火焰加速件110为2个螺旋方向相反的螺旋管,螺旋管整体形状近似阿基米德螺线。2个火焰加速件110首尾交错地布设在气体进口104和气体出口105之间。
81.本实施例中,脉冲阀200为气动脉冲阀,激波导管400为无缝钢管,二者的公称直径都是dn150mm;气体出口105与脉冲阀200、激波导管400依次连接。
82.激波导管400上设置有点火器350。
83.吹灰时,可以先使脉冲阀200处于关闭状态,然后通过气体进口104向燃爆脉冲激波发生器100内注入当量配比的可燃预混气,待其内的可燃预混气压力达到一定数值(例如达到0.3mpa)时,开启脉冲阀200并通过控制系统或控制器(未示出)控制、在时间到达其开到位所需时间后、立即利用点火器350引燃可燃预混气,燃爆火焰瞬间就会向前后两个方向
传递,引爆燃爆脉冲激波发生器100内的、脉冲罐200内的、以及已经冲进激波导管400内的可燃预混气,产生压缩冲击波,通过激波导管400导入锅炉内进行吹灰。
84.引爆后,还可以通过气体进口104向燃爆脉冲激波发生器100内通入吹扫气体,将其内燃爆产生的高温气体吹扫出去。
85.火焰加速件110的主要作用是加快燃爆脉冲激波发生器100内预混可燃气的燃爆火焰传播速度,缩短其燃烬时间,进而提高燃爆强度和燃爆产生的压缩冲击波强度。
86.在本实施例中,火焰加速件110也可以采用相同螺线形状的螺旋板。
87.在本实施例中,点火器350也可以设置在向燃爆脉冲激波发生器100内注入所述可燃预混气的注入装置(未示出)上或注入管道(未示出)上。
88.实施例2
89.如图2所示,本实施例与实施例1基本相同,不同之处如下:
90.本实施例中设置有两个气体进口104;两个气体进口104分别与燃料气管路320和氧化剂气体管路330连接。
91.燃料气管路320上串接有燃料气通断阀321,氧化剂气体管路330上串接有氧化剂气体通断阀331,其中燃料气通断阀321和氧化剂气体通断阀331可选地为手动截止阀。
92.在气体出口105(即出气短管)上装有压力监测装置340,用于监测燃爆脉冲激波发生器100内的压力值,本实施例中压力监测装置340具体为充油抗振型压力表。
93.本实施例压力燃爆脉冲激波吹灰器的吹灰方法的具体示例(1):
94.先选择燃料气和氧化剂气体,如燃料气选用瓶装溶解乙炔,供气压力调整为0.05mpa;氧化剂气体选用压缩空气,供气压力调整为0.575mpa。然后开始燃爆吹灰,燃爆一次的基本吹灰流程如下:
95.第一步:人工检查脉冲阀200开关状态,如果处于打开状态则关闭之,如果处于关闭状态则转入下一步;
96.第二步,手动打开燃料气通断阀321,向燃爆脉冲激波发生器100内通入乙炔气,待燃爆脉冲激波发生器100内的压力达到乙炔气的供气压力0.05mpa后,关闭燃料气通断阀321;
97.第三步,手动打开氧化剂气体通断阀331,向燃爆脉冲激波发生器100内通入压缩空气,待压力表的表压达到压缩空气的供气压力0.575mpa后,关闭氧化剂气体通断阀331,此时燃爆脉冲激波发生器100内的乙炔、空气配比刚好为1:12.5的化学当量配比(摩尔比,通入乙炔气之前其内有常压空气)。期间通过通入压缩空气的流动和分子扩散与先通入的乙炔气进行混合;
98.第四步,手动接通点火器350的电源开始放电;
99.第五步,手动启动脉冲阀200使其瞬间打开,冲出的乙炔-空气预混气遇到正在放电的点火器350被引爆;
100.第六步,手动断开点火器350的电源。
101.本实施例压力燃爆脉冲激波吹灰器的吹灰方法的具体示例(2):
102.先选择燃料气和氧化剂气体,燃料气选用瓶装溶解乙炔,供气压力调整为0.2mpa;氧化剂气体选用瓶装氧气,供气压力调整为0.69mpa。
103.然后开始燃爆吹灰,燃爆一次的基本吹灰流程如下:
104.第一步,人工检查脉冲阀200开关状态,如果处于打开状态则关闭之,如果处于关闭状态则进入下一步;
105.第二步,手动打开燃料气通断阀321,向燃爆脉冲激波发生器100内通入乙炔气,待所述压力表的表压达到0.2mpa时关闭;
106.第三步,手动打开氧化剂气体通断阀331,向燃爆脉冲激波发生器100内通入氧气,边通入边通过流动和分子扩散与先通入的乙炔气混合,待所述压力表的表压达到氧气的供气压力0.69mpa后关闭。此时燃爆脉冲激波发生器100内的乙炔、氧气配比刚好为1:2.5的化学当量配比(摩尔比,通入乙炔气之前其内有常压空气);
107.第四步,手动接通点火器350的电源开始持续放电;
108.第五步,手动启动脉冲阀200使其瞬间打开,冲出的乙炔-氧气预混气遇到正在放电的点火器350被引爆;
109.第六步,手动断开点火器350的电源。
110.在上述基本吹灰流程的基础上,本实施例还可以进一步优化,在第三步完成之后、第四步开始之前,先等待一小段时间,例如60秒,以便燃爆脉冲激波发生器100内乙炔气和空气通过分子扩散进一步混合均匀。
111.在本实施例中,压力燃爆脉冲激波吹灰器还可以包括控制器,燃料气通断阀321和氧化剂气体通断阀331还可以换成电动硬密封球阀,压力表也可以换成压力传感器,这样,上述吹灰流程就可以由人工控制改为控制器全自动控制。
112.实施例3
113.如图3所示,本实施例提供的一种压力燃爆脉冲激波吹灰器,主要包括燃爆脉冲激波发生器100、脉冲阀200和吹扫气体管路310、燃料气管路320、氧化剂气体管路330,以及压力监测装置340和点火器350。脉冲阀200通过激波导管(图3中未示出)与锅炉连接。吹扫气体管路310、燃料气管路320和氧化剂气体管路330的一端与同一个气体进口104连接。
114.吹扫气体管路310、燃料气管路320和氧化剂气体管路330的另一端分别与吹扫气体源、燃料气源和氧化剂气体源连接。
115.燃爆脉冲激波发生器100为两端焊接有椭圆封头、容积为0.12m3的直圆筒形容器;在其一端中心设置有气体出口105;气体出口105依次连接有出口管道弯头106、出口短管107;出口管道弯头106、出口短管107以及用作气体出口105的短管外径皆为φ219mm。
116.在燃爆脉冲激波发生器100另一端中心设置有气体进口104,其外径为φ32mm;在靠近气体进口104一端的筒壁上,装有点火器350和压力监测装置340。本实施例中,压力监测装置340为压力变送器。
117.吹扫气体管路310上沿流动方向依次串接有吹扫气体通断阀311和吹扫气体逆止阀312,燃料气管路320上沿流动方向分别串接有燃料气通断阀321和燃料气逆止阀322,氧化剂气体管路330上沿流动方向分别串接有氧化剂气体通断阀331和氧化剂气体逆止阀332,且都与气体进口104相连接;吹扫气体通断阀311、燃料气通断阀321、以及氧化剂气体通断阀331采用的都是电磁阀;吹扫气体逆止阀312、燃料气逆止阀322、以及氧化剂气体逆止阀332采用的都是升降式逆止阀。
118.脉冲阀200为电磁脉冲阀,公称直径dn200mm;出口短管107与脉冲阀200相连接。
119.本实施例还包括plc控制柜(未示出),用于与吹扫气体通断阀311、燃料气通断阀
321、氧化剂气体管331、脉冲阀200、点火器350、压力监测装置340实现电连接。
120.本实施例压力燃爆脉冲激波吹灰器的吹灰方法如下:
121.先选择吹扫气源、燃料气和氧化剂气体:吹扫气源选用压缩空气,供气压力调整到0.2mpa;燃料气选用管道天然气,供气压力调整到0.4mpa;氧化剂气体选用瓶装氧气,供气压力调整到0.25mpa。
122.然后,通过plc控制柜的程序控制开始全自动燃爆吹灰,燃爆一次的基本吹灰流程如下:
123.第一步,吹扫气体通断阀311通电打开并在10秒钟后断电关闭,对燃爆脉冲激波发生器100进行预吹扫;
124.第二步,氧化剂气体通断阀331通电打开,向燃爆脉冲激波发生器100内通入氧气,待其内压力达到0.18mpa时断电关闭;
125.第三步,燃料气通断阀321通电打开,向燃爆脉冲激波发生器100内通入天然气,待其内压力达到0.28mpa时断电关闭,此时其内的天然气、氧气配比约为1:2的化学当量配比(摩尔比,通入天然气之前其内有常压空气);
126.第四步,燃料气通断阀321断电关闭后等待2秒钟;
127.第五步,脉冲阀200通电瞬间打开,1秒钟后点火器350通电点火并在持续1秒钟后断电停止,引爆燃爆脉冲激波发生器100内、以及部分冲出的天然气-氧气预混气;
128.第六步,吹扫气体通断阀311通电打开并在12秒钟后断电关闭,对燃爆脉冲激波发生器100进行爆后吹扫;
129.第七步,脉冲阀200断电关闭。
130.在本实施例中,逆止阀和吹灰步骤第四步十分重要:由于压力可燃预混气体的燃爆冲击威力很大,设置第四步等待2秒钟,而不是燃料气通断阀321断电关闭后马上进入第五步,给逆止阀充分的自动关闭时间,能够保护扫气体通断阀311、燃料气通断阀321、氧化剂气体通断阀331基本不承受点火燃爆时的强烈冲击。
131.实施例4
132.如图4所示,本实施例与实施例3几乎完全相同,不同之处在于:本实施例中的燃爆脉冲激波发生器100为l型圆筒容器。
133.实施例5
134.如图5-6所示,本实施例与实施例3基本相同,不同之处如下:
135.本实施例中,燃爆脉冲激波发生器100圆筒内长约为其内径的三倍,其内设置有火焰加速件110,本实施例中火焰加速件110为两个环形板,环形板外径略小于燃爆脉冲激波发生器100的圆筒内径,两个环形板通过焊接方式分别固定在燃爆脉冲激波发生器100约三分之一长度和三分之二长度的位置。
136.环形板中间设置有通孔,通孔的开孔面积约为燃爆脉冲激波发生器100圆筒内横截面积的50%,即通孔面积为环形板外圆面积的50%。为了加强其抗爆燃冲击性能,环形板与燃爆脉冲激波发生器100内侧壁之间焊接有加强筋板123。
137.以及,在燃爆脉冲激波发生器100内还设置有布气管120。布气管120两端封闭,焊接固定在两端的布气管固定板122上,且与燃爆脉冲激波发生器100长度方向中心线同轴,布气管120的圆周面上均匀开设有多个布气孔121,这些布气孔121的中心线与同点圆周面
法线夹角约25
°
,以便通入气体时产生切向流速分量带动气体旋转而使其分布和混合更均匀。在该布气管120长度的中部,对称向外接出一支燃料气接入管102和氧化剂气体接入管103至燃爆脉冲激波发生器100的侧壁外;燃料气接入管102和氧化剂气体接入管103作为两个气体进口104分别与燃料气管路320和氧化剂气体管路330连接。
138.具体而言,燃料气管路320与燃料气接入管102相连接,氧化剂气体管路330与氧化剂气体接入管103相连接。吹扫气体管路310与燃爆脉冲激波发生器100顶部的一个气体进口104相连接。燃料气和氧化剂气体分别通过燃料气接入管102和氧化剂气体接入管103流入布气管120内,然后通过布气孔121喷入燃爆脉冲激波发生器100内。
139.本实施例中,吹扫气体通断阀311、燃料气通断阀321、氧化剂气体通断阀331为双阀串联,沿流动方向第一个都采用了电磁阀,第二个都采用了硬密封电动旋塞阀。吹扫气体逆止阀312、燃料气逆止阀322、氧化剂气体逆止阀332都改为旋启式逆止阀;
140.以及,压力监测装置340和点火器350都改在顶部椭圆封头上。本实施例还设置有开度传感器240用于监测脉冲阀200的开度。
141.另外,本实施例还包括dcs控制就地接线柜,dcs控制就地接线柜分别与两个吹扫气体通断阀311、两个燃料气通断阀321、两个氧化剂气体通断阀331、脉冲阀200、点火器350,压力监测装置340实现电连接。
142.本实施例压力燃爆脉冲激波吹灰器的吹灰方法如下:
143.先选择燃料气、氧化剂气体和吹扫气体,燃料气选用管道天然气,供气压力调整到0.3mpa;氧化剂气体选用压缩空气,供气压力调整到0.8mpa,吹扫风气体选用压缩空气,供气压力调整到0.3mpa。
144.然后,通过dcs控制就地接线柜、利用dcs控制系统进行程序控制,开始全自动燃爆吹灰,燃爆一次的基本吹灰流程如下:
145.第一步,两个吹扫气体通断阀311通电打开并在10秒钟后全部断电关闭,对燃爆脉冲激波发生器100进行预吹扫;
146.第二步,两个燃料气通断阀321通电打开,向燃爆脉冲激波发生器100内通入天然气,待其内压力达到0.06mpa时全部断电关闭;
147.第三步,两个氧化剂气体通断阀331通电打开,向燃爆脉冲激波发生器100内通入压缩空气,待其内压力达到0.5mpa时全部断电关闭,此时其内的天然气、空气配比约为1:10的化学当量配比(摩尔比,通入天然气之前其内有常压空气),且混合良好;
148.第四步,脉冲阀200通电瞬间打开,通过开度传感器240监测到开度达到60%时,点火器350通电点火(持续1秒钟后断电停止),引爆燃爆脉冲激波发生器100内、以及部分冲出的天然气-空气预混气;
149.第五步,两个吹扫气体通断阀311通电打开并在15秒钟后断电关闭,对燃爆脉冲激波发生器100进行爆后吹扫;
150.第六步,脉冲阀200断电关闭。
151.在上述基本吹灰流程中,由于氧化剂气体采用了压缩空气,第一步和第五步也可以利用氧化剂气体通断阀331代替吹扫气体通断阀311进行吹扫,还可以同时利用氧化剂气体通断阀331和吹扫气体通断阀311进行吹扫。
152.在本实施例中,吹扫气体通断阀311、燃料气通断阀321和氧化剂气体通断阀331都
采用了双阀串联,有利于提高关断的可靠性,而且沿流动方向第二个阀对第一个阀具有保护作用。另外,第二个阀采用硬密封阀其抗燃爆冲击性能更好。
153.实施例6
154.如图7-8所示,在本实施例中:
155.燃爆脉冲激波发生器100为两端焊接有椭圆封头的直筒形圆筒容器,外径φ426mm,容积约0.15m3。
156.在其内长度中心位置上,激波导管400为淹没式,激波导管400的外径为φ180mm。
157.所述激波导管400的内侧端伸入所述燃爆脉冲激波发生器100内,所述激波导管400的外侧端作为所述气体出口105伸出所述燃爆脉冲激波发生器100;所述激波导管400作为所述脉冲阀200的阀体,所述激波导管400的内侧端设置有阀座结构;执行机构为气缸210,气缸210的缸杆220(即伸缩端)伸入所述燃爆脉冲激波发生器100内,密封盖板230作为阀芯设置在所述缸杆220上,在气缸210的带动下靠近或快速远离所述阀座结构,进而实现激波导管400的内侧端口的闭合和快速开启,即实现所述脉冲阀200的闭合和快速开启。
158.在燃爆脉冲激波发生器100的上端椭圆封头中心,开有安装检修口,并设置有安装检修口短管130、密封法兰131和法兰盖132。气缸210安装在法兰盖132正中外侧,其缸杆220穿过法兰盖132上的过孔伸进脉冲激波发生器100内,在缸杆220的末端装有密封盖板230,密封盖板230直径大于脉冲导管400的外直径;脉冲导管400的进口同时也是脉冲阀200的阀口,当缸杆220带动密封盖板230压下时,脉冲阀关闭,反之则脉冲阀打开。另外,脉冲阀200上还设置有开度传感器240。
159.在激波导管400外,还套装有两端封闭的布气管120,其外径φ219mm,其圆周面上近似均匀地分布有许多布气孔121,这些布气孔120的中心线与同点圆周面法线夹角约20
°
,以便通入气体时产生切向流速分量带动气体旋转而使其分布和混合更均匀。在该布气管120长度方向近似中间部位,对称向外接出一支燃料气接入管102和氧化剂气体接入管103,并弯转向上从燃爆脉冲激波发生器100的上端椭圆封头上伸出。另外,在靠近布气管120的上端,还焊装有四块沿圆周均匀分布的布气管固定板122,其一端焊接在布气管120的外壁上,另一端焊接在燃爆脉冲激波发生器100的圆筒内壁上。
160.在燃爆脉冲激波发生器100内还设置有火焰加速件110,具体为1个环形板,其外径略小于燃爆脉冲激波发生器150的圆筒内径,环形板中间设置有通孔,通孔的开孔面积约为燃爆脉冲激波发生器150圆筒内横截面积的55%,焊接在燃爆脉冲激波发生器100约二分之一长度的位置,为了加强其抗爆燃冲击性能,还在其一面焊接有8块沿圆周均匀分布的三角形加强筋板111。另外,在燃爆脉冲激波发生器100上端侧壁上,还装有压力监测装置340,具体采用的是压力变送器。
161.在燃爆脉冲激波发生器100下端椭圆封头的内腔,设置有布风板140,布风板140上加工有许多近似均匀布置的布风孔。另外,在该椭圆封头上还装有点火器350,并焊接有吹扫气体接入管101。
162.吹扫气体管路310与吹扫气体接入管101相连接,燃料气管路320与燃料气接入管102相连接,氧化剂气体管路330与氧化剂气体接入管103相连接;沿流动方向,吹扫气体管路310上依次串接有吹扫气体通断阀311和吹扫气体逆止阀312,燃料气管路320上依次串接有燃料气通断阀321和燃料气逆止阀322,为了提高可靠性和安全性,这些通断阀和逆止阀
都采用了双阀串联,沿流动方向第一个通断阀都采用了电磁阀,第二个通断阀都采用了硬密封电动旋塞阀,第一个逆止阀都采用了旋启式逆止阀,第二个逆止阀都采用了升降式逆止阀。
163.本实施例还包括上位机,上位机以及plc程序控制系统分别与两个吹扫气体通断阀311、两个燃料气通断阀321、两个氧化剂气体管331、脉冲阀200、点火器350、以及压力变送器实现电连接。
164.本实施例压力燃爆脉冲激波吹灰器的吹灰方法如下:
165.先选择燃料气、氧化剂气体和吹扫气体,燃料气选用瓶装溶解乙炔,供气压力调整到0.1mpa;氧化剂气体选用瓶装氧气,供气压力调整到0.2mpa,吹扫气体选用压缩空气,供气压力调整到0.35mpa。
166.然后,通过上位机以及plc程序控制系统的控制,开始全自动燃爆吹灰,燃爆一次的基本吹灰流程如下:
167.第一步,两个吹扫风通断阀311通电打开并在12秒钟后全部断电关闭,对燃爆脉冲激波发生器100进行预吹扫;
168.第二步,两个燃料气通断阀321通电打开,向燃爆脉冲激波发生器100内通入乙炔气,待其内压力达到0.06mpa时全部断电关闭;
169.第三步,两个氧化剂气体通断阀331通电打开,向燃爆脉冲激波发生器100内通入氧气,待其内压力达到0.2mpa时全部断电关闭,此时其内的乙炔、氧气配比刚好约为1:2.5的化学当量配比(摩尔比,通入天然气之前其内有常压空气);
170.第四步,氧化剂气体通断阀331断电关闭后等待10秒钟;
171.第五步,脉冲阀200通电瞬间打开,在其开度达到二分之一时点火器350通电点火(持续1秒钟后断电停止),引爆燃爆脉冲激波发生器100内、以及部分冲出的乙炔-氧气预混气体;
172.第六步,两个吹扫风通断阀311通电打开并在12秒钟后断电关闭,对燃爆脉冲激波发生器100进行爆后吹扫;
173.第七步,脉冲阀200断电关闭。
174.实施例7
175.本实施例与实施例6基本相同,不同之处在于:
176.如图9所示,密封盖板230在激波导管400一侧设置有软密封结构,软密封件为软密封圆板231,软密封圆板231的材料为三元乙丙橡胶(epdm)。
177.实施例8
178.本实施例与实施例6基本相同,不同之处在于:
179.如图10所示,密封盖板230在激波导管400一侧设置有软密封件,软密封件为软密封盘根圈232,软密封盘根圈232的主要材料为碳纤维。
180.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。