一种用于锅炉除灰的激波（燃气）增强装置的制作方法

本发明涉及锅炉工具技术领域，具体指一种用于清除锅炉积灰、结渣的激波(燃气)增强装置。

背景技术：

随着燃煤电站锅炉容量的增大，水冷壁热负荷、过热器和省煤器内最高温度、炉膛截面热负荷不断升高，锅炉在生产运行过程中经常会产生结渣、积灰等现象。对比发现，积灰层的导热系数远远低于金属管壁的导热系数，从而严重影响壁面的传热效果，导致排烟温度过高及锅炉热效率降低，甚至导致锅炉停炉。于是各类吹灰器就得到了广泛使用。

由于激波(燃气)吹灰器具有设备简单、吹灰机理先进、吹灰效果好和维修成本低等优点，目前市场需求量大，但仍存在一些不足：⑴产生激波的过程需消耗很多能源，若不充分利用激波发生空间，势必造成能量浪费，生成激波效果不佳；⑵空气和燃气的预混程度直接影响激波生成质量，所以要在激波生成之前让空气和燃气充分预混；⑶激波吹灰器是以爆轰波为吹灰介质，因此应充分考虑设备安全及燃烧反应产物的处理。

技术实现要素：

本发明的目的是一种用于锅炉除灰的激波(燃气)增强装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种用于锅炉除灰的激波(燃气)增强装置，包括预混系统、进气系统、激波发生系统、出口系统和控制显示系统；

所述预混系统包括预混室、第一压力计和第二泄爆阀；所述第一压力计和第二泄爆阀均设置于所述预混室上；所述预混室的壁上开有进气孔a和进气孔b和预混室出口，所述进气孔a和进气孔b相向设置；

所述进气系统包括第一单向阀、空气泵、第一流量计、第一旋流片、第二流量计、燃气泵、燃气进气法兰、第四单向阀和第二旋流片；所述空气泵通过管道a与所述进气孔a连接，所述管道a上设有第一单向阀和第一流量计；所述第一旋流片设置于所述管道a的出口端；所述燃气泵通过管道b连接所述进气孔b，所述管道b上设有第二流量计和第四单向阀；所述第二旋流片设置于所述管道b的出口端；所述燃气进气法兰通过管道连接燃气泵；

所述进气系统中第一旋流片和第二旋流片均入预混室中，且相向布置，“对吹”增强空气和燃气的预混效果；

所述激波发生系统包括点火装置、第二压力计、燃烧室、第一泄爆阀、电磁挡板、第二电磁阀、第三单向阀、真空泵和疏水阀；所述燃烧室的横截面为圆形，所述燃烧室沿轴向水平设置，所述燃烧室上开有一个出气孔；所述燃烧室的入口端开有进气孔c，所述进气孔c通过管道c连接所述预混室出口连接，所述管道c上设有第二单向阀和第一电磁阀，所述第二单向阀和第一电磁阀沿所述预混室至燃烧室的方向依次设置；所述点火装置设置于所述燃烧室的入口端的内壁上；所述第二压力计、第一泄爆阀和疏水阀设置于所述燃烧室上，第一泄爆阀设置于所述燃烧室出口端的上部，疏水阀设置于所述燃烧室的下部；所述电磁挡板设置于所述燃烧室的出口端，所述电磁挡板与所述燃烧室的出口端形状相同且相匹配；所述真空泵通过管道d与所述燃烧室的出气孔连接，所述管道d上设有第二电磁阀和第三单向阀；

所述激波发生系统中真空泵、第三单向阀、第二电磁阀是联动启停，即真空泵启动、第三单向阀开启、第二电磁阀开启；或真空泵停车、第三单向阀关闭、第二电磁阀关闭；

所述出口系统包括激波喷嘴，所述激波喷嘴由3个相同的渐缩形圆形管道组成；所述3个渐缩形圆形管道均与电磁挡板连接；所述3个渐缩形圆形管道的入口端的圆心之间的连线呈等边三角形；

所述控制显示系统包括控制显示箱，所述控制显示箱与所述第一压力计、第一单向阀、空气泵、第一流量计、第二单向阀、第一电磁阀、第二压力计、电磁挡板、第二电磁阀、第三单向阀、真空泵、疏水阀、第二流量计、燃气泵和第四单向阀均为电性连接；所述控制显示箱用于显示第一压力计、第一流量计、第二压力计和第二流量计的测量值，控制第一单向阀、第二单向阀、第一电磁阀、电磁挡板、第二电磁阀、第三单向阀、疏水阀和第四单向阀的开启、关闭和开度，控制空气泵、真空泵和燃气泵的启动和停车。

进一步，所述激波发生系统还包括shchelkin螺纹，所述shchelkin螺纹设置于所述燃烧室内环壁上。

进一步，所述shchelkin螺纹为两排，所述两排shchelkin螺纹交错排列。

进一步，所述进气系统中，燃气泵提供的燃气为乙炔、天然气或丙烷。

进一步，所述预混室体积大于燃烧室体积。

进一步，所述进气系统中第一旋流片和第二旋流片生成两股螺旋状空气流和燃气流，加强空气和燃气的预混效果。

所述空气泵用于空气增压，燃气泵用于燃气增压，真空泵用于排出燃烧室中的燃烧废气，并在燃烧室中制造真空。

所述第一流量计用于测量记录空气泵增压后的空气流量并反馈给控制显示箱，所述第二流量计用于测量记录燃气泵增压后的燃气流量并反馈给控制显示箱。

所述第一单向阀用于防止空气逆流；所述第二单向阀用于防止燃烧室中已燃气体进入预混室，影响使用安全；所述第三单向阀用于防止外界气体进入燃烧室，影响激波生成；所述第四单向阀防止燃气逆流，避免损伤空气泵和燃气泵和预混室中压力不稳。

所述第一电磁阀用于控制预混气进入激波发生系统，所述第二电磁阀用于控制燃烧室中的废气排出外界。

所述电磁挡板用于控制激波进入激波喷嘴。

所述第一泄爆阀，当激波出口压力高于设定值时，第一泄爆阀自动开启，部分高压燃气从第一泄爆阀喷出，避免损伤设备和不必要的安全事故。所述第二泄爆阀，当预混室中压力高于设定值，第二泄爆阀自动开启，部分预混气从第二泄爆阀喷出，避以免损伤设备和不必要的安全事故。

所述疏水阀，当设备运行一段时间后，可通过控制显示箱打开疏水阀，让燃烧室中的反应产物及时排出，避免影响激波产生效率。

进一步，所述激波发生系统中点火装置，当第一电磁阀闭合，点火装置瞬间点火，预混气点火形成预混火焰，并可在管道内经加速至高温高压的爆轰状态向外传播。

所述shchelkin螺纹，用于增强激波的紊流扰动，使得初始预混火焰经过shchelkin螺纹后急剧加速至爆轰状态。

所述出口系统中激波喷嘴由三个成等边三角形的渐缩通道组成，除灰时方便形成立体喷射效果，此时，不同出口处喷出的爆轰波在外部空间相互作用耦合，强度进一步增强，可对顽固的灰渣取得较好的吹灰效果；渐缩形通道可使激波在喷射通道内进一步增强，增强吹灰效果。

有益效果：

所述的一种用于锅炉除灰的激波(燃气)增强装置，具有安全高效、设备简单、操作智能的特点，首先空气和燃气在预混室加旋流片“对吹”，使得二者在进入燃烧室前就充分预混；其次所设计的带shchelkin螺纹的燃烧室，增强激波的紊流扰动，使预混火焰在传播过程中能够快速转捩至爆轰状态；单向阀、泄爆阀保障设备的安全运行，疏水阀将燃烧过程中的产物及时排除，不影响反应的持续进行；电磁阀和电磁挡板的响应时间为毫秒级，激波产生后可迅速进入喷嘴吹灰，降低损耗；最后所设计的渐缩形立体三喷头，可相互叠加配合进行吹灰，去除顽固灰渣。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的a-a剖视图；

图3为本发明的激波喷嘴右视图；

图中：1-预混室，2-第一压力计，3-第一单向阀，4-空气泵，5-第一流量计，6-第一旋流片，7-第二单向阀，8-第一电磁阀，9-点火装置，10-第二压力计，11-燃烧室，12-shchelkin螺纹，13-第一泄爆阀，14-激波喷嘴，15-电磁挡板，16-第二电磁阀，17-第三单向阀，18-真空泵，19-疏水阀，20-控制显示箱，21-第二流量计，22-燃气泵，23-燃气进气法兰，24-第四单向阀，25-第二旋流片，26-第二泄爆阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1～3所示，一种用于锅炉除灰的激波(燃气)增强装置，包括预混系统、进气系统、激波发生系统、出口系统和控制显示系统；

所述预混系统包括预混室1、第一压力计2和第二泄爆阀26；所述第一压力计2和第二泄爆阀26均设置于所述预混室1上；所述预混室1的壁上开有进气孔a和进气孔b和预混室出口，所述进气孔a和进气孔b相向设置；

所述进气系统包括第一单向阀3、空气泵4、第一流量计5、第一旋流片6、第二流量计21、燃气泵22、燃气进气法兰23、第四单向阀24和第二旋流片25；所述空气泵4通过管道a与所述进气孔a连接，所述管道a上设有第一单向阀3和第一流量计5；所述第一旋流片6设置于所述管道a的出口端；所述燃气泵22通过管道b连接所述进气孔b，所述管道b上设有第二流量计21和第四单向阀24；所述第二旋流片25设置于所述管道b的出口端；所述燃气进气法兰23通过管道连接燃气泵；

所述激波发生系统包括点火装置9、第二压力计10、燃烧室11、第一泄爆阀13、电磁挡板15、第二电磁阀16、第三单向阀17、真空泵18和疏水阀19；所述燃烧室11的横截面为圆形，所述燃烧室11沿轴向水平设置，所述燃烧室11上开有一个出气孔；所述燃烧室11的入口端开有进气孔c，所述进气孔c通过管道c连接所述预混室出口连接，所述管道c上设有第二单向阀7和第一电磁阀8，所述第二单向阀7和第一电磁阀8沿所述预混室1至燃烧室11的方向依次设置；所述点火装置9设置于所述燃烧室11的入口端的内壁上；所述第二压力计10、第一泄爆阀13和疏水阀19设置于所述燃烧室11上，第一泄爆阀13设置于所述燃烧室11出口端的上部，疏水阀19设置于所述燃烧室11的下部以设置在所述燃烧室11下部的中央为最佳；所述电磁挡板15设置于所述燃烧室11的出口端，所述电磁挡板15与所述燃烧室11的出口端形状相同且相匹配；所述真空泵18通过管道d与所述燃烧室11的出气孔连接，所述管道d上设有第二电磁阀16和第三单向阀17；

所述出口系统包括激波喷嘴14，所述激波喷嘴14由3个相同的渐缩形圆形管道组成；所述3个渐缩形圆形管道均与电磁挡板15连接；所述3个渐缩形圆形管道的入口端的圆心之间的连线呈等边三角形；3个渐缩形圆形管道的入口端直径大于出口端直径。

所述控制显示系统包括控制显示箱20，所述控制显示箱20与所述第一压力计2、第一单向阀3、空气泵4、第一流量计5、第二单向阀7、第一电磁阀8、第二压力计10、电磁挡板15、第二电磁阀16、第三单向阀17、真空泵18、疏水阀19、第二流量计21、燃气泵22和第四单向阀24均为电性连接；所述控制显示箱20用于显示第一压力计2、第一流量计5、第二压力计10和第二流量计21的测量值，控制第一单向阀3、第二单向阀7、第一电磁阀8、电磁挡板15、第二电磁阀16、第三单向阀17、疏水阀19和第四单向阀24的开启、关闭和开度，控制空气泵4、真空泵18和燃气泵22的启动和停车。

所述激波发生系统还包括shchelkin螺纹12，所述shchelkin螺纹12设置于所述燃烧室11内环壁上。

所述shchelkin螺纹12为两排，所述两排shchelkin螺纹12交错排列。

所述进气系统中，燃气泵22提供的燃气为乙炔、天然气或丙烷。

所述预混室1体积大于燃烧室11体积。

下面，对本发明所述的装置的工作原理进行描述：

(1)为第一压力计2设定参数范围(如x<p<y<z)，当预混室1内压强低于x帕时启动空气泵4和燃气泵22，当预混室1内压强高于y帕时空气泵4和燃气泵22停车，当预混室1内压强高于z帕时自动开启第二泄爆阀26；为第二压力计10设定参数范围(如m<p<n)，当燃烧室11内压强低于m帕时，关闭第二电磁阀16、第三单向阀17，真空泵18停车，当燃烧室11内压强高于n帕时自动开启第一泄爆阀13。

(2)将激波(燃气)增强装置伸入过热器、省煤器等需要清灰的锅炉元件中，开启第一单向阀3、第二单向阀7、第四单向阀24、第一电磁阀8、电磁挡板15，启动空气泵4和燃气泵22，根据需要的化学当量比及第一流量计5和第二流量计21的示数调整空气泵4和燃气泵22的转速，使其满足要求。

(3)待预混气将激波(燃气)增强装置中的空气排尽，关闭第一电磁阀8和电磁挡板15，开启第二电磁阀16和第三单向阀17，启动真空泵18。按照预定p<m帕时自动关闭第二电磁阀16、第三单向阀17，真空泵18停车。

(4)在预混室1内压强p>x帕前提下，开启第一电磁阀8，预混气进入燃烧室11。当第二压力计10显示达到所需压力值时，关闭第一电磁阀8，点火装置9点火，同时打开电磁挡板15，迅速产生的激波或高温高压燃气从激波喷嘴14喷出，在锥形空间内扩散传播，从而对吹灰面产生吹灰效果。

(5)关闭电磁挡板15，开启第二电磁阀16、第三单向阀17，启动真空泵18，排出燃烧室11内废气，到达预定p<m帕时，自动关闭第二电磁阀16、第三单向阀17，真空泵18停车。(在吹灰期间预混室1压强小于x帕，启动空气泵4和燃气泵22，以使预混室1内压强高于y帕)

(6)多次吹灰后，开启疏水阀19，排出反应燃烧产物。