Патент на изобретение №2229940

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ N-СЕКЦИОННОГО ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА

(57) Реферат:

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, может быть использовано в электрофильтрах тепловых электростанций и обеспечивает повышение надежности работы электрофильтра. В устройстве для регулирования работы N-секционного электрофильтра шток поршня выведен из корпуса через его верхнюю часть и жестко соединен через раму с верхним концом штока клапана, который введен через отверстия в крышке разделительной емкости и крышке емкости виброожижения золы в ее полость. Разделительная емкость через трубку соединена с выходным отверстием корпуса пневмопривода, причем сепаратор магнитных частиц установлен ниже отверстия для вывода золы и выполнен в виде двух цилиндрических катков на осях с возможностью вращения. Катки соединены между собой через гибкую ленту из немагнитного материала, верхняя часть которой размещена под углом естественного откоса золы. 1 ил.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в электрофильтрах тепловых электростанций.

Предшествующий уровень техники

Известно устройство для управления работой N-секционного электрофильтра, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, схемы И, счетчики и одновибраторы. При этом выходы одновибраторов соединены с встряхивающими электродами и через инверторы со вторыми входами схем И (1).

Недостатком устройства является невозможность синхронного управления циклами встряхивания и удаления золы из бункеров N-секций.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования работы N-секционного электрофильтра, содержащее коммутаторы, соединенные с проводами и механизмами встряхивания электродов соответствующих секций электрофильтра, элемент задержки, сепаратор магнитных частиц, схема ИЛИ и в каждой секции по электропневмоклапану подачи воздуха для удаления золы из бункера, уровнемер, размещенный в течке бункера, для N-1 секций – схема И, причем выход уровнемера 1-ой секции соединен с коммутатором, управляющим входов электропневмоклапана 1-ой секции и через элемент задержки с управляющими входами схемы И последующих секций, выход уровнемера каждой последующей секции соединен через схему И с коммутатором, управляющим входом электропневмоклапана соответствующей секции и через элемент задержки с управляющими входами схем И последующих секций, при этом сепаратор магнитных частиц подключен через схему ИЛИ к источнику питания, а входы схемы ИЛИ соединены с выходами элементов задержки каждой секции (2).

Однако решение-прототип обладает следующими недостатками – низкой надежностью удаления золы из бункера, обусловленной поступлением воздуха в полость бункера при включении электропневмоклапана, а также высокими энергозатратами на магнитный сепаратор и подачу сжатого воздуха на пневмотранспорт.

Раскрытие изобретения

Устройство для регулирования работы N-секционного электрофильтра, содержащее уровнемер, размещенный в течке бункера, выходом соединенный с управляющим входом электропневмоклапана подачи воздуха, сепаратор магнитных частиц, клапан со штоком и виброожижающими элементами, пневмопривод, выполненный в виде вертикального корпуса с входным и выходным отверстиями, двумя упорами и штоком с поршнем, введенным в корпус с возможностью перемещения между нижним и верхним упорами, входное и выходное отверстия размещены соответственно ниже нижнего и верхнего упоров, шток поршня выведен из корпуса через его верхнюю часть и жестко соединен через раму с верхним концом штока клапана, введенного через отверстия в крышке разделительной емкости и крышке емкости виброожижения золы в ее полость, разделенную по высоте на входную и выходную части горизонтальной перемычкой с отверстием и седлом для клапана, входная нижняя часть сообщена через отверстие с течкой бункера и в ней размещена нижняя часть штока клапана с виброожижающими элементами, в выходной части выполнено боковое отверстие для выхода золы и отверстие в крышке емкости виброожижения золы, сообщенное с разделительной емкостью, которая через трубку соединена с выходным отверстием корпуса пневмопривода, причем сепаратор магнитных частиц, который установлен ниже отверстия для выхода золы, выполнен в виде двух цилиндрических катков на осях с возможностью вращения, соединенных между собой через гибкую ленту из немагнитного материала, верхняя часть которой размещена под углом естественного откоса золы, по нормали к внешней поверхности и равномерно по длине ленты закреплены лопасти с возможностью взаимодействия с потоком золы, при этом отверстие для выхода золы совмещено через трубопровод с поверхностью лопатки ленты на нижнем катке, по внешней поверхности которого равномерно закреплены постоянные магниты.

Устройство для регулирования работы N-секционного электрофильтра изображено на чертеже и содержит уровнемер 1, размещенный в течке 2 бункера, выходом соединенный с управляющим входом электропневмоклапана 3 подачи воздуха, сепаратор 4 магнитных частиц, клапан 5 со штоком 6 и виброожижающими элементами 7. Пневмопривод, выполненный в виде вертикального корпуса 8 с входным 9 и выходным 10 отверстиями, двумя упорами 11, 12, штоком 13 с поршнем 14.

Шток 13 поршня 14 выведен из корпуса 8 через его верхнюю часть и жестко соединен через рамку 15 с верхним концом штока 6 клапана 5, введенного через отверстия в крышке разделительной емкости 16 и крышке емкости 17 виброожижения золы. В ее полость, разделенную по высоте на входную и выходную 18 части горизонтальной перемычкой 19 с отверстием и седлом 20 для клапана 5.

Входная нижняя часть сообщена через отверстие 21 с течкой 2 бункера и в ней размещена нижняя часть штока 6 клапана 5 с виброожижающими элементами 7. В выходной 18 части выполнено боковое отверстие 22 для выхода золы и отверстие 23 в крышке емкости виброожижения золы, сообщенное с разделительной емкостью 16, которая через трубу 24 соединена с выходным отверстием 10 корпуса 8 пневмопривода.

Сепаратор 4 магнитных частиц, установленный ниже отверстия для выхода золы, выполнен в виде двух цилиндрических катков 25, 26 на осях с возможностью вращения, соединенных между собой через бесконечную гибкую ленту 27 из немагнитного материала.

По нормали к внешней поверхности ленты и равномерно по ее длине закреплены лопасти 28, отверстие для выхода золы совмещено через трубопровод 29 с поверхностью лопасти 28 ленты 27 на нижнем катке 25, по внешней поверхности которого закреплены постоянные магниты 30.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При поступлении золы в течку 2 бункера уровнемер формирует сигнал на управляющий вход электропневмоклапана 3, что определяет подачу воздуха на пневмопривод через входное отверстие 9. Давление в нижней полости под поршнем увеличивается, поршень перемещается от нижнего 11 к верхнему упору 12, через выходное отверстие 10 происходит сброс воздуха в промежуточную емкость 16, сообщенную с атмосферой через зазор между поверхностью штока 6 и с полостью выходной части емкости виброожижения золы. После снижения давления под поршнем, последний опускается до нижнего упора и начинается следующий цикл повышения давления в нижней части полости корпуса 8.

Поступление воздуха под давлением в разделительную емкость 16 создает зону повышенного давления в отверстии 23 в крышке емкости виброожижения золы, исключая ее выбросы в атмосферу через отверстие 23 и разделительную емкость 16. Через отверстие 23 в полость разделительной емкости 16 введен шток 6, который с помощью виброожижающих элементов 7 создает виброожиженный слой золы, истекающий через отверстия седла 20, выходную часть 18 емкости 17 виброожижения золы, боковое отверстие 22, трубопровод 29 – на поверхность лопасти 30 ленты 27.

Вертикальные импульсные перемещения штока 6 определяют также попеременное открытие и закрытие клапана 5. При достаточно высоком уровне золы в течке, давление ее слоя может обусловить неплотное прилегание клапана 5 к седлу 20, причем зазор может определяться, в основном, давлением воздуха, подаваемого к электропневмоклапану 3. Этот зазор (между седлом и клапаном в его нижнем положении) обусловит увеличение расхода через емкость 18, иначе говоря, обеспечивается автоматическое регулирование процесса истечения золы, т.к. с увеличением уровня золы в течке увеличивается расход золы через ее полость. Конечно, возможно значительно повысить величину давления перед электропневмоклапаном 3 и минимизировать величину упомянутого зазора в случае реализации особого технологического цикла.

Частота вибрации, величина ускорения регулируется давлением перед электропневмоклапаном 3, а также соотношением сечений входного 9 и выходного 10 отверстий корпуса 8. Входное 9 отверстие должно, по крайней мере, на порядок (10 раз) выбираться меньшим входного, в случае соизмеримости этих отверстий поршень 14 остается в верхнем положении, определяя постоянное истечение воздуха через корпус 8. Объем разделительной емкости 16 должен превышать в 5-6 раз объем полости под поршнем 14 при его верхнем положении. В этом случае обеспечивается высокий градиент сброса воздуха из выходного отверстия 10 в разделительную емкость 16 и, следовательно, высокое значение ускорения низкочастотной вибрации штока 6.

При виброожижении золы в полости 18 и попеременном открытии-закрытии (неполном) клапана 5 через трубопровод 29 формируется пульсирующий плотный поток золы, поступающий в сепаратор 4 магнитных частиц. В случае прекращения цикла встряхивания электродов электрофильтра, уровень золы снижается ниже уровня размещения уровнемера, электропневмоклапан закрывается. Поршень 14 под действием веса жестко связанных с ним через раму 15 элементов опускается в нижнее положение, клапан 5 устанавливается на седло 20, определяя прекращение протока золы через боковое отверстие 22. Высоту размещения уровнемера, а также площадь клапана, вес его элементов – выбирают из условия исключения поднятия клапана 5 под действием веса слоя золы до высоты размещения уровнемера.

Сепарация магнитных частиц осуществляется на внешней поверхности немагнитной ленты 27, магнитное поле на которой создается постоянными магнитами 30, жестко и равномерно закрепленными по поверхности нижнего цилиндрического катка 25. Вращение катка 25 происходит под гравитационным воздействием потока золы (при открытом клапане 5) на поверхность лопасти 30 ленты 27.

Каждый постоянный магнит 30 отделяет из потока золы магнитные частицы, которые, прилипая к поверхности ленты, вращаются синхронно с этим магнитом до нижней части сектора, где лента 27 отделяется от поверхности магнита (катка) и перемещается к верхнему катку 26.

Магнитные частицы также отделяются (в этом же секторе ввиду прекращения действия магнитного поля) от поверхности ленты и попадают в сборную емкость. Основной поток золы по касательной к окружности нижнего катка 25 ссыпается в канал золоудаления.

Для осуществления магнитной сепарации золы малых потоков возможна установка привода вращения на осях одного из катков 25, 26. Возможно также осуществлять вращение одного из катков под воздействием перемещения рамы 15 через ползунковый рычаг со шкивом. Эта конструкция проста и надежна в реализации, т. к. не требует введения дополнительного привода. Закрепление лопастей 30 на ленте 27 необходимо не только для получения гравитационного воздействия от потока золы на ленту 27, но и торможения частиц золы на поверхности ленты для улучшения воздействия магнитного поля при магнитной сепарации.

Размещение катка 25 с постоянными магнитами ниже катка 26 определяется исключением истечения частиц золы от места магнитной сепарации к катку 26. Толщина немагнитной ленты должна быть минимальной для повышения напряженности магнитного поля в зоне воздействия постоянных магнитов на частицы золы. Лента по ее верхней поверхности размещается под углом естественного откоса золы для уменьшения ее абразивного износа и исключения накопления в застойных зонах. Виброожижающие элементы возможно выполнить в виде наклонных пластин, равномерно распределенных по сечению и высоте, соединенных между собой вертикальными перемычками со штоком.

Таким образом, за счет ведения пневмопривода, связанного с клапаном и виброожижающими элементами, магнитного сепаратора с постоянными магнитами на катке, гибкой немагнитной лентой и дополнительным катком, достигается повышение надежности удаления золы и снижение энергозатрат.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1634318, В 03 С 3/68, 1989 г.

2. Патент РФ №2192929, В 03 С 3/68, 2001 г.

Формула изобретения

Устройство для регулирования работы N-секционного электрофильтра, содержащее уровнемер, размещенный в течке бункера, выходом соединенный с управляющим входом электропневмоклапана подачи воздуха, сепаратор магнитных частиц, отличающееся тем, что в него введены клапан со штоком и виброожижающими элементами, пневмопривод, выполненный в виде вертикального корпуса с входным и выходным отверстиями, двумя упорами и штоком с поршнем, введенным в корпус с возможностью перемещения между нижним и верхним упорами, входное и выходное отверстия размещены соответственно ниже нижнего и верхнего упоров, шток поршня выведен из корпуса через его верхнюю часть и жестко соединен через раму с верхним концом штока клапана, введенного через отверстия в крышке разделительной емкости и крышке емкости виброожижения золы в ее полость, разделенную по высоте на входную и выходную части горизонтальной перемычкой с отверстием и седлом для клапана, входная нижняя часть сообщена через отверстие с течкой бункера и в ней размещена нижняя часть штока клапана с виброожижающими элементами, в выходной части выполнено боковое отверстие для выхода золы и отверстие в крышке емкости виброожижения золы, сообщенное с разделительной емкостью, которая через трубку соединена с выходным отверстием корпуса пневмопривода, причем сепаратор магнитных частиц, который установлен ниже отверстия для выхода золы, выполнен в виде двух цилиндрических катков на осях с возможностью вращения, соединенных между собой через гибкую ленту из немагнитного материала, верхняя часть которой размещена под углом естественного откоса золы, по нормали к внешней поверхности и равномерно по длине ленты закреплены лопасти с возможностью взаимодействия с потоком золы, при этом отверстие для выхода золы совмещено через трубопровод с поверхностью лопатки на нижнем катке, по внешней поверхности которого равномерно закреплены постоянные магниты.

РИСУНКИ