Патент на изобретение №2271979

(54) СПОСОБ ПНЕВМОТРАНСПОРТА ПОРОШКООБРАЗНОЙ СРЕДЫ ИЗ БУНКЕРОВ ЗОЛОУЛОВИТЕЛЕЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области пневмотранспорта и может быть использовано, в частности, для удаления золы на тепловых электростанциях. Согласно изобретению подачу воздуха в восходящем участке транспортирования и перемещение порошкообразной среды по транспортному трубопроводу осуществляют при воздействии сначала пневмоимпульсом в восходящем направлении на входной клапан на этом участке для обеспечения подачи порошкообразной среды на входной участок транспортного трубопровода. Затем осуществляют воздействие пневмоимпульсом на этот клапан для его закрытия и перемещения порошкообразной среды по транспортному трубопроводу. В качестве входного участка используют наклонный трубопровод, объем которого выбирают равным или меньше объема ресивера, используемого для создания пневмоимпульса, обеспечивающего закрытие входного клапана и подачу порошкообразной среды в транспортный трубопровод. Изобретение позволяет увеличить дальность транспортирования материала, повысив при этом надежность транспортирования и снижение расхода газа. 3 ил.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при пневмотранспорте золы из бункеров золоуловителей.

Известен способ пневмотранспорта порошкообразной среды, в котором осуществляют заполнение расходной емкости порошкообразной средой через открытый верхний клапан до предельного уровня, закрытие верхнего клапана, псевдоожижение порошкообразной среды в расходной емкости и вытеснении порошкообразной среды через выходной клапан [1].

Недостатком способа является сложность конструкции устройств, низкая надежность, значительный расход газа для псевдоожижения порошкообразной среды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ пневмотранспорта порошкообразной среды от бункеров золоуловителей, заключающийся в перемещении порошкообразной среды из бункеров в транспортный трубопровод, псевдоожижении порошкообразной среды и перемещении ее по транспортному трубопроводу, состоящему из секций, в каждой секции после псевдоожижения упомянутой среды осуществляют перемещение в восходящем потоке, отвод части псевдоожижающего агента в верхней полости восходящего участка и перемещение под наклоном к следующей секции [2].

Недостатком способа является невозможность пневмотранспорта на значительные расстояния, высокий расход псевдоожижающего агента за счет его отвода в верхней части секций.

Целью изобретения является пневмотранспорт порошкообразной среды на значительные расстояния с высокой надежностью, снижение расхода газа на пневмотранспорт.

Указанная цель достигается тем, что в способе пневмотранспорта порошкообразной среды из бункеров золоуловителей, заключающемся в перемещении порошкообразной среды из бункеров в транспортный трубопровод, подаче воздуха в восходящем участке и перемещении порошкообразной среды по транспортному трубопроводу, подачу воздуха в восходящем участке и перемещение порошкообразной среды по транспортному трубопроводу, осуществляют при воздействии сначала пневмоимпульсом в восходящем направлении на входной клапан на этом участке для обеспечения подачи порошкообразной среды на входной участок транспортного трубопровода, после чего осуществляют воздействие пневмоимпульсом на этот клапан для его закрытия и перемещения порошкообразной среды по транспортному трубопроводу, причем в качестве входного участка используют наклонный трубопровод, объем которого выбирают равным или меньше объема ресивера, используемого для создания пневмоимпульса, обеспечивающего закрытие входного клапана и подачу порошкообразной среды в транспортный трубопровод.

Приведенная совокупность признаков позволяет осуществлять пневмотранспорт порошкообразной среды под воздействием пневмоимпульсов в поршневом режиме на расстояние, определяемое давлением в пневмоимпульсе.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено устройство, реализующее предложенный способ (фиг.1).

На фиг.2 и 3 изображены соответственно зависимости P=f(u_T) и f_T=f(u_T), где Р – перепад давлений на транспортном трубопроводе; u_T – скорость пневмотранспорта; f_T – коэффициент трения потока порошкообразной среды.

Устройство содержит входной клапан 1, размещенный в нижней полости бункера, трубку 2 подвода восходящего потока воздуха для открытия клапана 1, входной участок 3 транспортного трубопровода 4, ресивер 5 с электроклапаном 6.

Работа устройства осуществляется следующим способом. Подача воздуха в трубку 2, а также напор потока порошкообразной среды в нижней полости бункера обусловливает открытие клапана 1 и поступление порошкообразной среды во входной участок 3. Через расчетный временной промежуток, определяемый средним временем заполнения полости входного участка 3, поступает сигнал на открытие электроклапана 6 (или от тактового генератора, или от сигнализатора уровня). Пневмоимпульс расчетного давления и объемом, соответствующим объему полости ресивера 5, поступает в верхнюю полость клапана 1, обеспечивая его закрытие и вытеснение порошкообразной среды в транспортный трубопровод. После снятия пневмоимпульса – закрытия электроклапана 6, клапан 1, под воздействием восходящего потока воздуха через трубку 2 и напора порошкообразной среды, открывается и начинается новый цикл заполнения порошкообразной средой полости входного участка 3. Регулирование включением электроклапана можно также осуществлять сигнализатором уровня, установленным в верхней части входного участка 3, однако для упрощения конструкции более целесообразно осуществлять пневмотранспорт при включении электроклапана 6 по сигналу тактового генератора (не показан).

Оценка эффективности разработанного способа пневмотранспорта осуществлялась по отношению расходов золы Q_T и воздуха Расход золы (Q_T) определялся весовым способом при единичном поршневом ее выбросе в измерительную емкость за измеренный временной промежуток. В процессе испытаний было отмечено следующее.

При пневмотранспорте золы с осуществлением непрерывной продувки напорной камеры между циклами фиксировался остаточный слой золы ˜20 мм. А в случае пневмотранспорта в поршневом режиме остаточный слой золы был минимальным ˜5 мм. Иначе говоря, поршень золы как бы очищал трубопровод от ее остаточного слоя, исключая тем самым осаждение частиц при малых скоростях истечения.

Для используемых длин транспортного трубопровода L₁=18 ми L₂=51 м время t изменялось в пределах 9÷12 с, а вес в пределах 28÷31 кг.

Расчетное значение расхода воздуха Q_B, необходимое для формирования воздушного поршня и продувки золы из трубопровода, определялось

где V_P и V_TP – объемы соответственно ресивера и транспортного трубопровода.

Для транспортного трубопровода L₁=18 м

и для L₂=51 м

Отсюда

Для L₁=18 м

Для L₂=51 м

где _B – плотность воздуха.

Как видно, с увеличением длины транспортного трубопровода отношение уменьшается (увеличивается расход воздуха). Однако при непрерывной поршневой подаче золы величина V_TP уменьшается до значения V_P, что определяет возможность увеличения до ˜800.

Согласно весовым измерениям средний расход золы через трубу 76 мм при поршневом режиме достигает 10 т/час.

Это позволяет сделать вывод о высокой эффективности разработанного способа пневмотранспорта золы в поршневом режиме.

Согласно приведенным исследованиям перепад давлений на транспортном трубопроводе определяется согласно выражению

где Р – перепад давлений, кг/см²;

– порозность порошкообразной среды;

L – длина транспортного трубопровода, см;

f_T – коэффициент трения потока порошкообразной среды;

u_T – скорость пневмотранспорта, см/с;

D – гидравлический диаметр трубопровода, см;

_T – плотность материала частиц, г/см³;

g – ускорение свободного падения, см/с².

Используя экспериментальные результаты, выбрано среднее значение f_T для оптимальных величин скорости пневмотранспорта, порозности потока порошкообразной среды (поршня), f_T=3·10^-3 (фиг.3).

Отсюда давление в пневмоимпульсе для транспорта на расчетную величину L определяют из выражения

где Р=Р_u-Р_a;

Р_u и P_a – давление соответственно в пневмоимпульсе и атмосфере, кг/см².

Для обеспечения задачи вытеснения порции порошкообразной среды из транспортного трубопровода объем поршня порошкообразной среды – входного участка 3 должен быть равным или меньше объема пневмоимпульса, т.е. объема ресивера 5. Действительно, с учетом полученного экспериментальным путем низкого значения f_T для порошкообразной среды (золы электрофильтров-пылеулавливателей) при пневмотранспорте в импульсном режиме проявляется эффект инерционности движения поршня порошкообразной среды после импульсного воздействия воздухом объемом, равным объему поршня. Однако транспорт на значительные расстояния (100 м и более) определяет необходимость для увеличения надежности увеличить время воздействия пневмоимпульсом до получения соотношения объемных расходов где и – объемные расходы соответственно порошкообразной среды и воздуха.

Таким образом, за счет формирования поршневого режима пневмотранспорта порошкообразной среды пневмоимпульсами, подаваемыми в верхнюю полость входного клапана, достигается повышение надежности пневмотранспорта и снижение расхода воздуха.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1239064, B 65 G 53/40, 1989 г.

2. Патент РФ №2164491, B 65 G 53/16, 1998 г.

Формула изобретения

Способ пневмотранспорта порошкообразной среды из бункеров золоуловителей, заключающийся в перемещении порошкообразной среды из бункеров в транспортный трубопровод, подаче водуха в восходящем участке и перемещении порошкообразной среды по транспортному трубопроводу, отличающийся тем, что подачу воздуха в восходящем участке и перемещение порошкообразной среды по транспортному трубопроводу осуществляют при воздействии сначала пневмоимпульсом в восходящем направлении на входной клапан на этом участке для обеспечения подачи порошкообразной среды на входной участок транспортного трубопровода, после чего осуществляют воздействие пневмоимпульсом на этот клапан для его закрытия и перемещения порошкообразной среды по транспортному трубопроводу, причем в качестве входного участка используют наклонный трубопровод, объем которого выбирают равным или меньше объема ресивера, используемого для создания пневмоимпульса, обеспечивающего закрытие входного клапана и подачу порошкообразной среды в транспортный трубопровод.

РИСУНКИ