專利名稱：爆震清潔設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)設(shè)備。更特別而言，本發(fā)明涉及工業(yè)設(shè)備的爆震清潔。
背景技術(shù)：
表面污垢是工業(yè)設(shè)備中的主要問題。這種設(shè)備包括爐(煤爐、油爐、廢物爐，等等)、鍋爐、氣化器、反應(yīng)器、熱交換器，等等。通常，這種設(shè)備包括包含內(nèi)部傳熱表面的容器，內(nèi)部傳熱表面由于累積了粒子例如煙灰、灰燼、礦物和其它燃燒產(chǎn)物和副產(chǎn)品，更為一體集結(jié)的如爐渣和/或污垢等，而易于形成污垢。這種粒子集結(jié)可能會逐漸妨礙設(shè)備運(yùn)行、降低效率和生產(chǎn)量以及可能引起損害。因此非常需要對設(shè)備進(jìn)行清潔并且設(shè)備的清潔工作需要考慮到許多相關(guān)因素。通常，難以直接接近帶有污垢的表面。此外，為了保持收入，需要將工業(yè)設(shè)備停工期和與清潔工作相關(guān)的成本減至最低。已經(jīng)提出了多種技術(shù)。舉例來說，在美國專利5,494,004和6,438,191以及美國專利申請出版物2002/0112638中提出了多種技術(shù)。另外的技術(shù)公開于文獻(xiàn)Huque，Z.Experimental Investigation of Slag Removal UsingPulse Detonation Wave Technique，DOE/HBCU/OMI AnnualSymposium，Miami FL.，March 16-18，1999中。詳細(xì)的沖擊波技術(shù)由 和 在其以下出版物中進(jìn)行了描述 K.and I.，F(xiàn)urther Experience Using Detonation Wavesfor Cleaning Boiler Heating Surfaces，International Journalof Energy Research Vol.17，583-595(1993)和 K.and I.，Detonation-Wave Technique for On-load DepoistRemoval from Surfaces Exposed to FoulingParts I and II，Journal of Engineering for Gas Turbines and Power，Transactions of the ASME，Vol.1，116 223-236，January 1994。此類系統(tǒng)還在南斯拉夫?qū)＠霭嫖颬 1756/88和P 1728/88中進(jìn)行了討論。按照這種技術(shù)的示例性應(yīng)用，此類系統(tǒng)常常被稱作“吹灰器”。
然而，在這個(gè)領(lǐng)域中仍存在許多需要進(jìn)一步改進(jìn)的可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種設(shè)備，其具有帶第一和第二面的主體、限定了中心孔的內(nèi)側(cè)表面以及外側(cè)周面。螺栓孔陣列在第一面與第二面之間延伸。通道位于螺栓孔內(nèi)側(cè)。位于內(nèi)側(cè)表面外側(cè)的至少一個(gè)第一口與該通道連通。位于內(nèi)側(cè)表面中的至少一個(gè)第二口與該通道連通。
在各種實(shí)現(xiàn)方式中，第一口可以位于該周面中。該通道可以位于第一面中。第二口可以包括位于該通道的內(nèi)側(cè)邊緣中的多個(gè)凹槽。第二口可以包括位于該內(nèi)側(cè)表面中的多個(gè)貫眼。至少一個(gè)第二口可以定位成使得通過第一口將加壓流體引入通道中，產(chǎn)生了至少部分地在內(nèi)側(cè)表面徑向內(nèi)部從第二口排放的多個(gè)流。該主體可以是整體的金屬構(gòu)件。該通道可以是全環(huán)形的?？梢杂兄辽偎膫€(gè)這種第二口圍繞著內(nèi)側(cè)表面沿周向分布?？梢跃哂兄辽?個(gè)這種螺栓孔。該設(shè)備可以與氣體流組合，該氣體流通過該通道，并且通過第一口進(jìn)入該設(shè)備和通過第二口離開該設(shè)備。該設(shè)備可以組合有相配法蘭，該法蘭的第一表面與金屬主體的第一面成面對關(guān)系。該組合可以包括多個(gè)螺栓，這些螺栓中的每一個(gè)延伸通過螺栓孔中相關(guān)聯(lián)的一個(gè)。
該設(shè)備可以組合有爐。爐壁將爐外部與爐內(nèi)部隔開并帶有壁孔。吹灰器出口組件定位成用于通過壁孔引導(dǎo)吹灰器氣體流。沿著吹灰器氣體流路定位通到吹灰器出口組件的一個(gè)或多個(gè)吹灰器氣體管道部分。該設(shè)備也沿著吹灰器氣體流路定位。吹灰器出口組件可以至少部分地延伸通過爐壁。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種用于清潔容器內(nèi)的表面的方法。該容器具有壁，壁中帶有孔。對于多個(gè)循環(huán)，將燃料和氧化劑引導(dǎo)至管道并且引起燃料和氧化劑的反應(yīng)。該反應(yīng)引起沖擊波對表面進(jìn)行沖擊。至少在所述循環(huán)之間將加壓氣體引導(dǎo)至管道，有效地基本上阻止了污染物從容器內(nèi)部向上游滲透。
在各種實(shí)現(xiàn)方式中，該反應(yīng)可以包括爆燃至爆震的轉(zhuǎn)變。該氣體可以在主要部分中包括空氣?？梢酝ㄟ^管道內(nèi)的流路長度的最下游20％部分中的氣體口引導(dǎo)該氣體。
本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例的詳細(xì)情況在附圖和以下詳細(xì)描述中進(jìn)行闡明。通過閱讀以下描述和附圖以及權(quán)利要求，將可以清楚了解本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1為工業(yè)爐的視圖，其與若干安置成用于清潔爐的層面的吹灰器相關(guān)聯(lián)。
圖2為圖1的吹灰器之一的側(cè)視圖。
圖3為圖2的吹灰器的上游端的部分剖開的側(cè)視圖。
圖4為圖2的吹灰器的主燃燒器部段的縱向剖視圖。
圖5為圖4的部段的端視圖。
圖6為燃燒管組件的替代型出料端部分的側(cè)視圖。
圖7為圖6的組件的氣簾法蘭的視圖。
圖8為圖7的法蘭的下游端視圖。
圖9為熱絕緣法蘭組件的下游端視圖。
圖10為圖9的組件的部件分解圖。
圖11為噴嘴組件的視圖。
圖12為圖11的噴嘴組件的下游端視圖。
圖13為圖12的噴嘴組件沿線13-13剖開的縱向剖視圖。
圖14為圖13的噴嘴組件的法蘭部分的放大視圖。
圖15為圖11的噴嘴組件的下游端部分的局部縱向剖視圖。
圖16為替代型氣簾法蘭的局部縱向剖視圖。
在各圖中，相同的參考數(shù)字和標(biāo)號指示相同的元件。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了具有示例性的三個(gè)相關(guān)吹灰器22的爐20。在所示實(shí)施例中，爐身形成為正平行六面體的形式，并且吹灰器全部與爐體的單個(gè)共用壁24相關(guān)聯(lián)并沿著壁安置于相同的高度上。也可以采用其它構(gòu)型(例如單個(gè)吹灰器、多個(gè)層面中每個(gè)層面上具有一個(gè)或多個(gè)吹灰器，等等)。
每個(gè)吹灰器22包括從遠(yuǎn)離爐壁24的上游遠(yuǎn)端28向緊靠壁24的下游近端30延伸的長燃燒管道26。然而，任選地，端30可適當(dāng)?shù)匚挥跔t內(nèi)。在運(yùn)行每個(gè)吹灰器時(shí)，位于管道26內(nèi)的燃料/氧化劑混合物的燃燒在接近上游端(例如在管道長度最上游的10％內(nèi))開始以便產(chǎn)生爆震波，該爆震波與相關(guān)燃燒氣體一起作為沖擊波從下游端射出以便對爐的內(nèi)部體積內(nèi)的表面進(jìn)行清潔。每個(gè)吹灰器可與燃料/氧化劑源32相關(guān)聯(lián)。這種源或者其一個(gè)或多個(gè)部件可由各個(gè)吹灰器所共享。一個(gè)示例性源包括位于相應(yīng)容器結(jié)構(gòu)38和40中的液化或壓縮氣體燃料缸34和氧氣缸36。在示例性實(shí)施例中，氧化劑為第一氧化劑例如基本純凈的氧。第二氧化劑可為從中央空氣源42輸送的車間氣源的形式。在示例性實(shí)施例中，空氣儲存于空氣儲蓄器44中。由缸34中的燃料膨脹而得的燃料一般存儲于燃料儲蓄器46中。每個(gè)示例性源32通過位于下方的適當(dāng)波導(dǎo)管聯(lián)接于相關(guān)管道26上。類似地，每個(gè)吹灰器包括火花箱50，其用于點(diǎn)燃燃料氧化劑混合物，并且其與源32一起由控制和監(jiān)控系統(tǒng)(未示出)來控制。圖1中還示出，壁24包括多個(gè)用于進(jìn)行檢查和/或測量的口。示例性的口包括與每個(gè)吹灰器22相關(guān)聯(lián)的光學(xué)監(jiān)控口54和溫度監(jiān)控口56，用于分別容放紅外線和/或可見光攝相機(jī)和熱電偶探頭，以便觀察待清潔的表面和監(jiān)控內(nèi)部溫度。也可使用其它探頭/監(jiān)控/采樣裝置，包括壓力監(jiān)控、成分采樣裝置、等等。
圖2示出了示例性吹灰器22的更多細(xì)節(jié)。示例性爆震管道26帶有由一系列從上游到下游排列的帶雙法蘭的管道部段或部分60和具有下游部分64的下游噴嘴管道部段或部分62形成的主體部分，下游部分6 4延伸穿過位于壁中的孔并且終止于露在爐內(nèi)部68中的下游端或出口30處。術(shù)語噴嘴在此用的是概括的意思，因而不要求存在任何空氣動力學(xué)上的收縮、膨脹或其組合。示例性管道部段材料為金屬(例如不銹鋼)。如果提供有適當(dāng)?shù)闹С泻屠鋮s裝置的話，出口30可位于爐內(nèi)更往里的位置。圖2還示出了爐內(nèi)管束70，它們的外表面常存在污垢。在示例性實(shí)施例中，每個(gè)管道部段60被支承于相關(guān)的臺車72上，臺車72的輪與沿著設(shè)備底板76的軌道系統(tǒng)74相接合。示例性的軌道系統(tǒng)包括一對與臺車輪的凹形外周表面相接合的平行導(dǎo)軌。示例性的各部段60具有相似的長度L1，并且通過位于其相應(yīng)法蘭的螺栓孔中的相關(guān)螺栓陣列而端對端地栓接起來。類似地，各部段60中的最下游部段的下游法蘭栓接于噴嘴62的上游法蘭上。在示例性實(shí)施例中，與一個(gè)或多個(gè)金屬螺旋反作用彈簧82串聯(lián)連接的反作用帶80(例如棉花或熱學(xué)/結(jié)構(gòu)上堅(jiān)固的合成材料)聯(lián)接于該最末相配的法蘭對上，并且將燃燒管道連接于環(huán)境結(jié)構(gòu)如爐壁上，以便彈性地吸收與吹灰器的排放操作相關(guān)的反作用力并且保證燃燒管道正確放置以隨后點(diǎn)燃。任選地，可以提供另外的阻尼(圖中未示出)。反作用帶/彈簧組合可形成為單個(gè)長度或者環(huán)。在示例性實(shí)施例中，這個(gè)組合的下游部段具有總長度L2。替代性的彈性反沖吸收裝置可包括非金屬或非螺旋彈簧或橡膠或其它在張力、壓縮和/或剪切作用下有利地至少部分彈性變形的彈性體元件，氣壓反沖吸收器，等等。
預(yù)起爆劑管道部段84從上游端28向下游延伸，其也可帶雙法蘭并且具有長度L3。預(yù)起爆劑管道部段84的特征內(nèi)部橫截面積(垂直于管道的軸線/中心線500)小于燃燒管道的下游部分(60、62)的特征內(nèi)部橫截面積(例如平均、中值、眾數(shù)、等等)。在涉及圓形橫截面管道部段的示例性實(shí)施例中，預(yù)起爆劑橫截面積的特征在于直徑介于8cm至12cm之間，而下游部分的特征在于直徑介于20cm至40cm之間。相應(yīng)地，下游部分與預(yù)起爆劑部段的示例性橫截面積比值介于1∶1至10∶1之間，更窄的話，介于2∶1至10∶1之間。端28與30之間的總長度L可為1-15m，更窄的話，為5-15m。在示例性實(shí)施例中，過渡管道部段86在預(yù)起爆劑部段84與最上游部段60之間延伸。部段86具有尺寸適于與部段84和60的相應(yīng)法蘭相配合的上游和下游法蘭，并且具有在部段84和60的內(nèi)部橫截面之間提供了平滑過渡的內(nèi)表面。示例性部段86具有長度L4。部段86的內(nèi)表面的發(fā)散的示例性半角≤12°，更窄的話，為5-10°。
燃料/氧化劑進(jìn)料可以按照各種方式引入爆震管道內(nèi)部?？捎幸环N或多種不同的燃料/氧化劑混合物。這種混合物可在爆震管道外部進(jìn)行預(yù)混合，或者可在引入管道處或在引入管道后進(jìn)行混合。圖3示出了部段84和86構(gòu)制成用于分別引入兩種不同的燃料/氧化劑組合預(yù)起爆劑組合；和主組合。在示例性實(shí)施例中，在部段84的上游部分中，一對預(yù)起爆劑燃料噴射管道90聯(lián)接于限定了燃料噴射口的部段壁中的口92上。類似地，一對預(yù)起爆劑氧化劑管道94聯(lián)接于氧化劑入口96上。在示例性實(shí)施例中，這些口位于部段84的長度上的上游半部段中。在示例性實(shí)施例中，燃料噴射口92中每個(gè)都在相同的軸向位置處成一定角度(所示為示例性的90°，但是也可以為包括180°在內(nèi)的其它角度)與相關(guān)的氧化劑口96配對，以便為燃料和氧化劑提供相對的射流混合。在下文中將會進(jìn)一步進(jìn)行討論，吹掃氣體管道98在更上游處類似地連接于吹掃氣體口100上。栓接于部段84的上游法蘭上的端板102密封著燃燒管道的上游端并且穿過具有位于部段84內(nèi)部的運(yùn)行端108的點(diǎn)火器/引爆器106(例如火花塞)。
在示例性實(shí)施例中，主燃料和氧化劑被引入部段86中。在所示實(shí)施例中，主燃料由多個(gè)主燃料管道112運(yùn)送而主氧化劑由多個(gè)主氧化劑管道110運(yùn)送，其中每個(gè)主氧化劑管道110具有同心地環(huán)繞著相關(guān)燃料管道112的端口，以便在相關(guān)入口114處混合主燃料和氧化劑。在示例性實(shí)施例中，燃料為烴。在特別的示例性實(shí)施例中，兩種燃料相同，它們從單個(gè)燃料源引出但是與不同的氧化劑混合與基本上純凈的氧混合以便得到預(yù)起爆劑混合物；與空氣混合以便得到主混合物。在這種情況中可用的示例性燃料有丙烷、MAPP氣體、或其混合物。也可以使用其它燃料，包括乙烯和液體燃料(例如柴油、煤油和射流航空燃料)。氧化劑可包括混合物，例如適當(dāng)比例的空氣/氧混合物，以便得到所需的主和/或預(yù)起爆劑進(jìn)料化學(xué)性質(zhì)。此外，具有分子組合的燃料和氧化劑組分的單元推進(jìn)劑燃料也可作為選擇。
在運(yùn)行時(shí)，在使用周期開始處，燃燒管道中除了存在空氣(或其它吹掃氣體)之外在開始時(shí)為空。預(yù)起爆劑燃料和氧化劑隨后通過相關(guān)口引入，充入部段84并且部分延伸入部段86(例如接近中點(diǎn)處)中，并且有利地剛剛超過主燃料/氧化劑口。然后切斷預(yù)起爆劑燃料和氧化劑流。充入的預(yù)起爆劑燃料和氧化劑的示例性體積占燃燒管道體積的1-40％，更窄的話，占1-20％。然后引入主燃料和氧化劑以便基本上充入一定部分(例如20-100％)的燃燒管道剩余體積。然后切斷主燃料和氧化劑流。此前經(jīng)過主燃料/氧化劑口引入預(yù)起爆劑燃料和氧化劑，就大大消除了在預(yù)起爆劑和主進(jìn)料之間形成空氣或其它不燃塊的危險(xiǎn)。這種塊可防止燃燒前沿在兩個(gè)進(jìn)料之間遷移。
在引入進(jìn)料之后，就觸發(fā)火花箱以便提供引爆器的火花放電，從而點(diǎn)燃預(yù)起爆劑進(jìn)料。預(yù)起爆劑進(jìn)料選擇成具有非常迅速燃燒的化學(xué)性質(zhì)，因此在部段84內(nèi)，最初的爆燃快速地轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，并且產(chǎn)生爆震波。一旦產(chǎn)生了這種爆震波，就能有效地經(jīng)過主進(jìn)料，而主進(jìn)料可能另外具有足夠慢的化學(xué)性質(zhì)以便不會自動地在管道內(nèi)爆震。波沿縱向向下游通過并且從下游端30處作為爐內(nèi)的沖擊波的形式出現(xiàn)，從而轟擊于待清潔的表面上并且產(chǎn)生熱學(xué)和機(jī)械上的沖擊，以便典型地至少使污物變松。波之后將跟著從爆震管道排出的加壓燃燒產(chǎn)物，排過來的產(chǎn)物從下游端30處作為射流的形式出現(xiàn)并且進(jìn)一步完成清潔過程(例如除去已經(jīng)松掉的材料)。在排出燃燒產(chǎn)物之后，或者與排出燃燒產(chǎn)物同時(shí)進(jìn)行，通過吹掃口100引入吹掃氣體(例如，來自用于提供主氧化劑的同一源的空氣和/或氮)以便將最終燃燒產(chǎn)物驅(qū)出并使爆震管道充滿吹掃氣體以便重復(fù)下一周期(立即進(jìn)行，或者在隨后按照有規(guī)律或者無規(guī)律的間隔進(jìn)行(其可手動地確定或者通過控制和監(jiān)控系統(tǒng)自動地確定)。任選地，在進(jìn)料/排放周期之間可保持吹掃氣體的基線流，以便于防止來自爐內(nèi)的氣體和粒子向上游滲透并且便于幫助對爆震管道進(jìn)行冷卻。
在各種實(shí)現(xiàn)方式中，內(nèi)表面增加裝置可將內(nèi)表面積顯著增加至超出由名義上為圓柱形和截頭圓錐形的部段內(nèi)表面提供的表面積之外。增加裝置可有效地幫助實(shí)現(xiàn)爆燃至爆震過渡或者幫助保持爆震波。圖4示出了應(yīng)用于主部段60之一的內(nèi)表面上的內(nèi)表面增加裝置。示例性的增加裝置名義上為Chin螺旋，但是也可以使用其它增加裝置，例如Shchelkin螺旋和Smirnov腔。螺旋由螺旋狀構(gòu)件120形成。示例性的構(gòu)件120形成為具有圓形橫截面的金屬元件(例如不銹鋼金屬線)的形式，其截面直徑大約為8-20mm。替代地，也可以使用其它截面。示例性的構(gòu)件120通過多個(gè)縱向元件122與部段內(nèi)表面保持相隔。示例性的縱向元件為截面和材料類似于構(gòu)件120并且焊接于其上和相關(guān)部段60的內(nèi)表面上的桿。這種增加裝置也可用來提供預(yù)起爆，以代替涉及不同進(jìn)料和不同燃燒器橫截面的前述技術(shù)或者作為前述技術(shù)的補(bǔ)充。
這種設(shè)備具有廣泛的應(yīng)用。舉例來說，就在典型的燃煤爐內(nèi)，設(shè)備可以應(yīng)用于懸架或者二級過熱器、對流通道(初級過熱器和省煤器束)；空氣預(yù)熱器；選擇催化劑清除器(SCR)洗滌器；集塵室或靜電除塵器；省煤器灰斗；不管是位于傳熱表面或其它地方的灰渣或其它熱/積聚，等等。類似的可能性存在于其它應(yīng)用中，包括燃油爐、黑液回收鍋爐、生物燃料鍋爐、廢物回收利用爐(垃圾爐)，等等。
可以采取其它步驟來將燃燒管道(或其主要部分)與化學(xué)污染和熱應(yīng)力脫離。
圖6示出了延伸至出口30’的出口/出料端組件140。出口端組件140可以用作下游噴嘴/出口管道部段來代替圖2中的部段62。盡管被稱作噴嘴，但是這并不要求在噴嘴中存在任何特定的會聚、發(fā)散或其組合。示例性的組件140提供了用于將燃燒管道的上游部分進(jìn)行熱和化學(xué)隔離的裝置。從上游至下游，組件140包括帶雙法蘭的管道部段142，其具有上游和下游栓接法蘭144和146。管道部段142的主體可具有多個(gè)檢測儀表口和/或取樣口148，它們在不使用時(shí)可被堵上。法蘭144具有上游面，以便安裝于倒數(shù)第二個(gè)管道部段的下游法蘭的下游面上。這種連接也可用于連接反作用帶或其它裝置。法蘭146具有用來與氣簾法蘭150的上游面相配合的下游面，如下所述，該氣簾法蘭150為位于其上游的燃燒管道的部分提供化學(xué)隔離。氣簾法蘭150具有用來與熱隔離法蘭152的上游面相配合的下游面，該法蘭152受到冷卻以便用于將燃燒管道的上游部分與來自爐的加熱作用(熱回浸)隔離。熱隔離法蘭152具有用來與噴嘴組件156的法蘭154的上游面相配合的下游面，該噴嘴組件156具有延伸至出口30’的噴嘴主體148并且也如下文所述進(jìn)一步受到冷卻。螺母與螺栓組合160穿過法蘭146、150、152和154的螺栓孔以便從結(jié)構(gòu)上將各部件密封地固定在一起。
示例性的氣簾法蘭150(圖7和8)包括上游面和下游面，外周表面170和內(nèi)周表面172，其限定了燃燒氣體流路。螺栓孔陣列在上游面與下游面之間延伸。內(nèi)表面172距離爆震管道中心線的半徑基本相同，與相鄰管道部段142的內(nèi)表面一樣。環(huán)形通道174形成于其中一個(gè)面中(例如下游面)，并且通過連接通路176與位于周面上的外部口178連通。沿著內(nèi)表面的通道內(nèi)緣180(所示為作為部分由通道與其它部段隔開的下游面示出)被狹槽182的沿圓周方向的陣列分成多部段或者隔成堞形。在裝配狀態(tài)下，邊緣的口由與其相配合的法蘭的相鄰面(例如熱隔離法蘭的上游面或者管道部段142的下游法蘭146的下游面)封閉。氣體(例如，空氣、N2、CO2或者其它比較惰性的氣體)可以通過通路和口(其可能帶有適當(dāng)?shù)倪B接配件(圖7和8中未示出))被引入通道174。當(dāng)這樣引入時(shí)，氣體充滿通道并通過狹槽向內(nèi)流入燃燒管道內(nèi)部。示例性的氣簾法蘭可由適當(dāng)?shù)慕饘?例如，鋼或者鎳基或鈷基超耐熱合金)機(jī)加工(例如，直接機(jī)加工或者由鑄件或鍛件機(jī)加工)而成。
圖16示出了一種包括通道185和通路186的替代型熱隔離法蘭184。替代型法蘭184可具有與法蘭150類似的構(gòu)造。示例性的替代型法蘭184的不同之處在于其出口由內(nèi)側(cè)/內(nèi)表面中的貫眼188提供而非由凹槽提供。而且，這些孔傾斜以便使得排料流出物偏離徑向(例如，成角度θ以便具有下游縱向分量)。如果需要切向流分量，孔的中心線也可以定向成帶有切向分量。下游縱向流分量還可有助于防止污染物從爐傳向上游。角度θ的示例性值介于5°和60°之間。
在運(yùn)行時(shí)，氣流可補(bǔ)充或者取代基線持續(xù)的吹掃氣體流。由于氣簾法蘭150位于接近出口30’處，因此可提高對從設(shè)備排出的燃燒氣體向上游的再滲透和對普通爐內(nèi)氣體的滲透以及粒子污染的阻力。除了來自爐內(nèi)所產(chǎn)生的粒子的污染之外，氣簾流防止了來自燃燒氣體的粒子反應(yīng)產(chǎn)物的累積，尤其是因?yàn)檫@種氣體可以冷卻并沉淀出粒子或液體冷凝物，而這又可能容許粒子的形成或沉淀物的形成。如果按照基線模式運(yùn)行，則持續(xù)的氣流也可提供對管道(尤其是在引入點(diǎn)的下游)的補(bǔ)充冷卻作用。
圖9和10示出了示例性熱隔離法蘭152的詳細(xì)情況。該法蘭包括上游面、下游面和外周面190。它還包括在與相鄰部件的內(nèi)表面基本上相同的半徑處包圍著燃燒氣體流路的內(nèi)表面192。螺栓孔陣列在上游面與下游面之間延伸。形成于其中一個(gè)面(例如下游面)上的通道194由此向內(nèi)沿縱向延伸。在所示實(shí)施例中，通道具有兩個(gè)一般部分小于全環(huán)的深基座部分196和延伸至相關(guān)面并且為全環(huán)的口部分198?？诓糠謱捰诨糠?，由其既沿徑向向內(nèi)又沿徑向向外延伸，以便限定一對環(huán)形肩表面200和202。在示例性實(shí)施例中，通道分兩步進(jìn)行機(jī)加工?？诓糠挚梢詸C(jī)加工而成，然后基座部分可以在口部分的基座下方進(jìn)行機(jī)加工，在基座部分的兩端之間留下法蘭的分隔部分204。替代地，基座部分可首先形成為全環(huán)，然后再將分隔元件插入以便將基座通道變成部分環(huán)形。一對通路206和208將通道基座部分的相關(guān)端部連接于相關(guān)的外部口210和212上(例如，在法蘭的周面中)。外部口可以裝備有適當(dāng)?shù)呐浼?。在示例性?shí)施例中，通道的口部分容納著全環(huán)密封圈214，其安放于法蘭的剩余主體件的肩表面上并且可焊接于適當(dāng)位置以便封閉通道。替代地，在沒有口部分和密封圈的情況下，相鄰法蘭自身可封閉和密封通道。在運(yùn)行時(shí)，傳熱流體通過其中一個(gè)口引入，并且在沿圓周方向通過通道后從其它的口排出。示例性傳熱流體可以是可適用于進(jìn)行所需熱傳遞的液體(例如，水性(水或水/乙二醇的混合物)或油基的)或氣體(例如，空氣或壓縮/冷卻的CO2或N2)。類似地，傳熱流路(例如通道)的幾何形狀和流動速度可以適應(yīng)于實(shí)現(xiàn)所需的熱傳遞。傳熱流體既能夠有助于冷卻噴嘴，又能夠有助于將升高的噴嘴溫度與上游部件隔離。這種熱隔離法蘭可以用于系統(tǒng)的其它地方，也可以在其他吹灰器中或者需要熱隔離的不同應(yīng)用中使用?？梢允褂门c氣簾法蘭類似的材料和制造技術(shù)。
圖11-14進(jìn)一步示出了噴嘴組件156的詳細(xì)情況。圖13示出的噴嘴組件包括主管220，其具有內(nèi)表面222和外表面224，并且從上游邊緣226延伸至基本上限定了出口30’的下游邊緣230。內(nèi)表面可距離中心線位于與上述其它部件的內(nèi)表面基本上相同的半徑處。法蘭154包括主上游件232，其具有上游面234、下游面236、內(nèi)表面237和外周表面238。主件232固定于主管220的上游部分上，其內(nèi)表面與管的外表面相接觸。示例性的連接方式為焊接。環(huán)形氣室可在主法蘭件232中機(jī)加工而成(例如，作為下游面的內(nèi)側(cè)部分的槽口)。通道的外側(cè)部分由第二法蘭件242封閉，該法蘭件242具有上游面244、下游面246、內(nèi)表面248和外周250。上游面244可以鄰接著第一件下游面236并且密封于其上，例如通過至少部分地位于其中一個(gè)件或兩個(gè)件內(nèi)的通道中的O型圈252密封。這兩個(gè)件可以通過相同的螺栓/螺母或者通過單獨(dú)的螺栓、焊接等等而保持在一起。內(nèi)表面248與管外表面224稍微隔開一定距離。套254具有內(nèi)表面256和外表面258并且從上游端/邊緣260延伸至下游端/邊緣262(圖13)。內(nèi)表面256類似地與管外表面224隔開一定距離，并且上游端部分固定于法蘭第二件上(例如，容放于環(huán)形槽口中并焊接于其上)。測量環(huán)264限定了氣室240以便沿徑向分隔其內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分并且具有多個(gè)位于其中的孔。一個(gè)或多個(gè)進(jìn)給通路270(所示為兩個(gè))與氣室240連通。通路270與承載著配件274的口(例如，在法蘭第一件中)272相連通。冷卻流體(例如，與氣簾氣體類似的氣體)通過配件、通路沿著噴嘴冷卻流路向下游引入，并且被引入氣室240的外側(cè)部分。環(huán)264及其孔測量從氣室240的外側(cè)部分至內(nèi)側(cè)部分的流量并且在離散進(jìn)給口數(shù)量較少時(shí)幫助沿圓周方向分配流量。流從氣室240的內(nèi)側(cè)/下游部分在位于套250與管220之間的基本上為環(huán)形的空間276中繼續(xù)向下游前進(jìn)。在示例性實(shí)施例中，冷卻氣流從位于套下游邊緣262與管外表面224的相鄰部分之間的冷卻氣體出口278排出。在示例性實(shí)施例中，套上游邊緣相對于管下游邊緣略微下凹，以便減輕爆震波對冷卻氣流的影響并且減輕波對可能較薄且易碎的套的影響。
有利地，提供了用于保持管220與套254之間的沿圓周方向相隔開關(guān)系的裝置。示例性的裝置包括一個(gè)或多個(gè)隔離元件。隔離元件可與用于測量大致由管和位于法蘭下游的套所限定的噴嘴主體的溫度參數(shù)的裝置相關(guān)聯(lián)。圖11示出了示例性的第一隔離件280。示例性的第一隔離件為叉狀，具有兩個(gè)從上游端延伸至接合處286的叉齒282和284，單個(gè)腿288從接合處286進(jìn)一步向下延伸至接近套下游端的腿下游端。叉齒之間的距離可以容納鄰近接合處的附加熱電偶(未示出)，并且其線上溯至上游并穿過主法蘭件232中的熱電偶配件口290。圖15示出了第二隔離件292，其為細(xì)長的、名義上為矩形的帶，從位于套上游端處的上游端延伸至位于管下游端230處的下游端。示例性的隔離件292在其下游端處具有位于其外側(cè)與內(nèi)側(cè)表面之間的孔，對齊的類似盲孔從管外表面向內(nèi)延伸。熱電偶294安裝于盲孔內(nèi)，并且其主體296圍繞著套向外延伸并通過固定于套的外表面上的防護(hù)罩298(也示于圖11中)。熱電偶294用于測量管下游邊緣處的溫度。法蘭所用材料和安裝技術(shù)可以與氣簾和熱隔離法蘭所用材料和安裝技術(shù)類似。管、套以及環(huán)所用材料可以類似并可以采用各種已知的制造技術(shù)來制成(例如，板材的軋制和焊接或者機(jī)加工)。
在運(yùn)行時(shí)，控制與監(jiān)控系統(tǒng)使用第一熱電偶294以便主要監(jiān)控暴露于爐內(nèi)的噴嘴組件部分的溫度。當(dāng)不希望立即停機(jī)修理時(shí)，上述附加熱電偶可以在第一熱電偶失效的情況下作為備用進(jìn)行監(jiān)控。在根據(jù)兩個(gè)熱電偶的輸出來決定停機(jī)時(shí)，可使用相同或相異的臨界溫度。
回到圖6，噴嘴組件可帶有大體上封閉著位于噴嘴主體外側(cè)的爐壁孔的部分的界面板300。在運(yùn)行時(shí)，板300通常緊靠爐壁外表面安置或者與其緊密接觸。板可以具有多個(gè)用于容納各種測量、取樣、觀察及其它設(shè)備的孔。這些孔在不使用時(shí)可以帶有蓋。一系列支柱302將板300連接于法蘭154上以便于相對于法蘭保持著板。板可以具有幾乎包圍著主體158的孔。板通常堵塞壁孔以便至少部分地限制氣體與粒子在燃燒管與壁孔之間流動(例如負(fù)壓爐中的流入物)。當(dāng)設(shè)備出料時(shí)，利用反作用帶/彈簧組合的作用，示例性的板與燃燒管道一起反沖，并且與其一起返回至其原始位置。示例性的板所用的材料為鋼或鎳基或鈷基超耐熱合金，任選地帶有絕緣層(例如膠合性(cementaceous)材料)。
以上對本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可做出各種改動。例如，可使得本發(fā)明適用于各種工業(yè)設(shè)備中以及各種吹灰器技術(shù)中。已有設(shè)備和技術(shù)的方面可能影響任何特定實(shí)現(xiàn)方式的方面。燃燒管道可能采用其它的形狀(例如，用于通過外部或內(nèi)部塊的非直形部段)。相應(yīng)地，其它實(shí)施例也在以下權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，其包括主體，該主體具有第一和第二面；限定了中心孔的內(nèi)側(cè)表面；外側(cè)周面；位于第一面與第二面之間的螺栓孔陣列；螺栓孔內(nèi)側(cè)的通道；與該通道連通的位于內(nèi)側(cè)表面外側(cè)的至少一個(gè)第一口；以及與該通道連通的位于內(nèi)側(cè)表面中的至少一個(gè)第二口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中第一口位于該周面中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該通道位于第一面中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中至少一個(gè)第二口包括位于該通道的內(nèi)側(cè)邊緣中的多個(gè)凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中至少一個(gè)第二口包括位于該內(nèi)側(cè)表面中的多個(gè)貫眼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中至少一個(gè)第二口定位成使得通過第一口將加壓流體引入通道中，產(chǎn)生了至少部分地在內(nèi)側(cè)表面徑向內(nèi)部從至少一個(gè)第二口排放的多個(gè)流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該主體是整體的金屬構(gòu)件；該通道是全環(huán)形的；以及至少有四個(gè)這種第二口圍繞著內(nèi)側(cè)表面沿周向分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中具有至少8個(gè)這種螺栓孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其與氣體流組合，該氣體流通過該通道，并且通過第一口進(jìn)入該設(shè)備和通過第二口離開該設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其組合有相配法蘭，該法蘭的第一表面與金屬主體的第一面成面對關(guān)系；以及多個(gè)螺栓，這些螺栓中的每一個(gè)延伸通過螺栓孔中相關(guān)聯(lián)的一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其組合有爐，具有將爐外部與爐內(nèi)部隔開并帶有壁孔的爐壁；吹灰器出口組件，定位成用于通過壁孔引導(dǎo)吹灰器氣體流；沿著吹灰器氣體流路通到吹灰器出口組件的一個(gè)或多個(gè)吹灰器氣體管道部分，該設(shè)備也沿著吹灰器氣體流路定位。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合，其中吹灰器出口組件至少部分地延伸通過爐壁。
13.一種用于清潔容器內(nèi)的表面的方法，該容器具有壁，壁中帶有孔，這種方法包括對于多個(gè)循環(huán)將燃料和氧化劑引導(dǎo)至管道；以及引起燃料和氧化劑的反應(yīng)，以便引起沖擊波對表面進(jìn)行沖擊；以及至少在所述循環(huán)之間將加壓氣體引導(dǎo)至管道，有效地基本上阻止了污染物從容器內(nèi)部向上游滲透。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中燃料/氧化劑混合物的反應(yīng)包括爆燃至爆震的轉(zhuǎn)變。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中該氣體在主要部分中包括空氣。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中通過管道內(nèi)的流路長度的最下游20％部分中的氣體口引導(dǎo)該氣體。
全文摘要
提供了一種用于阻止污染物從容器向上游滲透到爆震清潔容器內(nèi)的方法。至少在該設(shè)備的爆震循環(huán)之間，將加壓氣體引導(dǎo)至燃燒管道，有效地基本上阻止了污染物向上游滲透。該方法可以通過法蘭設(shè)備來執(zhí)行，該法蘭設(shè)備具有第一和第二面、限定了中心孔的內(nèi)側(cè)表面以及外側(cè)周面。該設(shè)備具有通道，以及與該通道連通的位于內(nèi)側(cè)表面外側(cè)的至少一個(gè)第一口。位于內(nèi)側(cè)表面中的至少一個(gè)第二口與該通道連通。氣體可以通過第一口引入并且從第二口排出。
文檔編號B08B9/08GK1626291SQ20041010064
公開日2005年6月15日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者S·A·弗拉特內(nèi)斯, M·J·阿尼奧 申請人:聯(lián)合工藝公司