專利名稱：噴冰清潔系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及噴冰清潔系統(tǒng)和方法，更具體地涉及利用機(jī)械沖擊和熱應(yīng)力清潔來自工業(yè)鍋爐管的爐渣等的高壓噴冰清潔系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
一般而言，工業(yè)鍋爐通過使用熱源來進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，以從水或另一種工作流體產(chǎn)生蒸氣。該蒸氣可以用于驅(qū)動渦輪機(jī)或另一種負(fù)荷。該熱源可以是在其中燃燒燃料-空氣混合物的燃燒器。熱可以經(jīng)由熱交換器而從燃燒器傳遞至工作流體。然而，燃燒燃料-空氣混合物，可能在燃燒器、熱交換器等的表面產(chǎn)生殘?jiān)?。熱交換器表面上的煙塵、灰燼、爐渣、灰塵及/或其他種類的殘?jiān)某恋砦锟赡芤种茻嵯蚬ぷ髁黧w的高效傳遞。這種效率的降低可以由來自工序的后端的排氣溫度的升高以及維持穩(wěn)定的蒸氣產(chǎn)生和能量輸出所需要的燃料燃燒速率的增加來反映。因此，定期地除去這些沉淀物可以有助于維持這種鍋爐系統(tǒng)的效率。典型地，沉淀物的完全除去，通常需要在實(shí)施清潔工序的時候關(guān)閉鍋爐。因此，這種清潔工序至少在鍋爐停機(jī)的方面是相對耗時且成本高的。加壓蒸氣、噴水流、聲波、磨料灰、機(jī)械錘擊、可爆燃燒裝置以及其它種類的清潔工序已經(jīng)用于除去這些內(nèi)部沉淀物。使用加壓蒸氣和/或水，可以吹除管束的堆積的塵埃，但通常將不清除硬層的爐渣。此外，磨粒方法可能將更多的可能導(dǎo)致堵塞的硬顆粒的材料加入至鍋爐中。其它種類的清潔工序可能是眾所周知的。因此，期望改進(jìn)的鍋爐清潔系統(tǒng)和方法，該鍋爐清潔系統(tǒng)和方法能夠快速地運(yùn)轉(zhuǎn)， 以除去內(nèi)部的爐渣沉淀物等，從而減少鍋爐和類似種類的裝置的整體停機(jī)。此外，這種清潔系統(tǒng)和方法將不干擾該鍋爐的整體運(yùn)轉(zhuǎn)和使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本申請?zhí)峁┝艘环N用于位于表面上的爐渣層的噴冰清潔方法。該噴冰清潔方法可以包括以下的步驟將帶有位于其上的爐渣層的表面維持在高溫；向位于表面上的爐渣層射出若干冰丸；以及利用爐渣層上的冰丸的機(jī)械沖擊與由冰丸和爐渣層之間的溫差引起的熱沖擊而使位于表面上的爐渣層松動。本申請還提供了一種熱交換系統(tǒng)。該熱交換器系統(tǒng)可以包括熱交換器，該熱交換器位于燃燒流內(nèi)，使得燃燒流產(chǎn)生位于熱交換器上的爐渣層。該熱交換器系統(tǒng)還包括位于熱交換器的周圍的噴冰系統(tǒng)。該噴冰系統(tǒng)向爐渣層射出冰丸流，從而利用爐渣層上的冰丸流的機(jī)械沖擊與由冰丸流和爐渣層之間的溫差引起的熱沖擊而使?fàn)t渣層松動。本申請還提供了一種鍋爐系統(tǒng)。該鍋爐系統(tǒng)可以包括其中帶有若干鍋爐管的鍋爐。該鍋爐管可以包括位于該鍋爐管上的爐渣層。該鍋爐系統(tǒng)還可以包括位于鍋爐的周圍的噴冰系統(tǒng)。該噴冰系統(tǒng)向爐渣層射出冰丸流，從而利用爐渣層上的冰丸流的機(jī)械沖擊與由冰丸流和爐渣層之間的溫差引起的熱沖擊而使?fàn)t渣層松動。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，通過結(jié)合一些附圖和所附的權(quán)利要求來審閱以下的具體說明，本申請的這些特征和改進(jìn)以及其它特征和改進(jìn)將變得清楚。


圖1是噴冰清潔系統(tǒng)的示意圖，如在本文中可能說明的那樣，該噴冰清潔系統(tǒng)與鍋爐系統(tǒng)或其它類型的熱交換器系統(tǒng)等一起使用。標(biāo)號說明
10熱交換器系統(tǒng)
15鍋爐
20鍋爐管
25燃燒流
30爐渣
40表面
100噴冰清潔系統(tǒng)
110冰丸
120料斗
130混合器
140壓縮空氣源
150管
160噴嘴
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，參照附圖，其中，相似的標(biāo)號始終表示相似的要素，圖1顯示了諸如本領(lǐng)域中可能已知的鍋爐15的熱交換器系統(tǒng)10。鍋爐15可以包括若干鍋爐管20或位于該鍋爐管中的其它種類的熱交換器表面。熱通過燃燒流25或其他種類的熱源而傳遞至流動于鍋爐管20內(nèi)的介質(zhì)。如上所述，該燃燒流25傾向于在鍋爐管20或諸如鍋爐腔室水冷壁45 的其他種類的內(nèi)表面40上建立爐渣層30。我們使用術(shù)語“爐渣”來表示位于其上的爐渣、 煙塵、灰燼、金屬小塊、灰塵及/或任何類型的不需要的殘?jiān)?。該爐渣層30可能干擾整個鍋爐15的效率。其它類型的熱交換器10或鍋爐15的配置也可以用于此處。一般而言，帶有爐渣層30或類似物的建立的任何表面40可以用于此處。圖1還顯示了如在本文中可能說明的那樣可以與熱交換器10或鍋爐15 —起使用的噴冰清潔系統(tǒng)100。一般而言，噴冰清潔系統(tǒng)100可以向位于鍋爐管20或其它類型的表面40的爐渣層30射出冰丸流110。該冰丸110可以由諸如水等的任何種類的流體制成。 冰丸110也可以是干冰丸。冰丸110可以具有任何所期望的尺寸、形狀、溫度、速度及/或其它特征和這些特性的結(jié)合。任何數(shù)量的冰丸110可以用于此處。噴冰清潔系統(tǒng)100可以包括用于制作和/或儲存冰丸110的冰料斗120。繼而， 冰料斗120可以與混合器130或其它類型的分段運(yùn)輸裝置連通。混合器130還可以與壓縮空氣源140連通。任何類型的壓縮空氣源140或其它類型的加壓介質(zhì)可以用于此處。同樣地，任何類型的驅(qū)動力可以用作本文中的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。混合器130能夠借助于壓縮空氣源140或其它類型的驅(qū)動機(jī)構(gòu)來使冰丸流110前進(jìn)。噴冰清潔系統(tǒng)還可以使用帶有噴槍或噴嘴160的管150。管150和噴嘴160可以將冰丸110運(yùn)送至所期望的目標(biāo)的表面40。管150可以是常規(guī)的設(shè)計(jì)，并且可以是柔性或剛性的。管150和噴嘴160可以是可伸縮的，并且可以位于任何所期望的位置。噴嘴160 可以具有位于其上的一個或多個開口。其它類型的運(yùn)送系統(tǒng)也可以用于此處。噴冰清潔系統(tǒng)100，作為一個整體，可以具有任何所期望的尺寸、形狀或配置。具體地，用于以相對于鍋爐管20或其它表面40而言充足的速率、速度及/或其它特征將冰丸 110射出的任何裝置可以用于此處。在使用時，能夠在鍋爐15仍然運(yùn)轉(zhuǎn)或者至少仍然被加熱時，使用噴冰清潔系統(tǒng) 100。噴冰清潔系統(tǒng)100的噴嘴160或其它類型的運(yùn)送裝置可以位于鍋爐管20或其他表面 40的周圍，并且，在壓力下將冰丸110向爐渣層30噴射。冰丸110的沖擊和高溫爐渣層30 的熱沖擊的結(jié)合，協(xié)力地松動并除去位于其上的爐渣層30。具體地，爐渣層30上的冰丸110 的機(jī)械沖擊與由冷的冰丸110和熱的爐渣層30之間的溫差引起的熱沖擊相結(jié)合?？梢詫Ρ?10的尺寸、冰丸110的初始溫度以及其它變量進(jìn)行修改。此外，冰丸 110的初始速度也可以改變?；诒?10的尺寸、溫度以及速度的計(jì)算可以確保爐渣層 30或其它上的冰丸110的所期望的機(jī)械沖擊和熱沖擊。如上所述，干冰也可以用于此處，并且具有更低的初始溫度的優(yōu)勢。其它類型的冷凍介質(zhì)也可以用于此處。同樣地，不同類型的冰丸110的結(jié)合也可以用于此處。因此，噴冰清潔系統(tǒng)100提供了上述的蒸氣清潔系統(tǒng)、水清潔系統(tǒng)或研磨清潔系統(tǒng)和方法的優(yōu)勢，且沒有各個系統(tǒng)或方法的所伴隨的損害，即，與蒸氣系統(tǒng)或水系統(tǒng)相比， 可以除去更厚的爐渣層30，且沒有可能由磨粒的使用引起的堵塞的潛在可能性。因此，對于高溫爐渣層30的冰丸100的高壓沖擊和所伴隨的熱沖擊的結(jié)合，提供了改進(jìn)的清潔方法， 并且在此由于沒有通常伴隨著這些清潔方法的停機(jī)而獲益。明顯地，前述僅涉及本申請的某些實(shí)施例，在不脫離由所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的一般要旨和范圍及其等同的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在此進(jìn)行大量的改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于位于表面00)上的爐渣層(30)的噴冰清潔方法，包括將帶有位于其上的所述爐渣層(30)的所述表面00)維持在高溫；向位于所述表面GO)上的所述爐渣層(30)射出多個冰丸(110)；以及利用所述爐渣層(30)上的多個冰丸(110)的機(jī)械沖擊與由所述多個冰丸(110)和所述爐渣層(30)之間的溫差引起的熱沖擊而使位于所述表面GO)上的所述爐渣層(30)松動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面GO)包括鍋爐管(20)，并且，將該表面G0)維持在高溫的步驟包括鍋爐(10)內(nèi)的燃燒流05)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，射出所述多個冰丸(110)的步驟包括射出多個水冰丸(110)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，射出所述多個冰丸(110)的步驟包括射出多個干冰丸(110)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括從所述表面G0)除去所述爐渣層 (30)的步驟。
6.一種熱交換器系統(tǒng)(10)，包括位于燃燒流0 內(nèi)的熱交換器(15)，其中，所述燃燒流0 產(chǎn)生位于所述熱交換器 (15)上的爐渣層(30)；以及位于所述熱交換器(15)的周圍的噴冰系統(tǒng)(100)，其中，所述的噴冰系統(tǒng)(100)向所述爐渣層(30)射出冰丸流(110)，從而利用所述爐渣層(30)上的所述冰丸流(110)的機(jī)械沖擊與由所述冰丸流(110)和所述爐渣層(30)之間的溫差引起的熱沖擊而使所述爐渣層 (30)松動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述熱交換器(15)包括多個鍋爐管(20)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述噴冰系統(tǒng)(100)包括料斗(120)和混合器(130)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述噴冰系統(tǒng)(100)包括管(150)和噴嘴(160)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述冰丸流(110)包括多個水冰丸(110)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述冰丸流(110)包括多個干冰丸(110)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述噴冰系統(tǒng)(100)包括壓縮空氣源(140)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述熱交換器(15)包括尚溫。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝艘环N用于位于表面(40)上的爐渣層(30)的噴冰清潔系統(tǒng)和方法。該噴冰清潔方法可以包括以下的步驟將帶有位于其上的爐渣層(30)的表面(40)維持在高溫；向位于表面(40)上的爐渣層(30)射出若干冰丸(110)；以及利用爐渣層(30)上的冰丸(110)的機(jī)械沖擊與由冰丸(110)和爐渣層(30)之間的溫差引起的熱沖擊而使位于表面(40)上的爐渣層(30)松動。
文檔編號F23J3/02GK102374550SQ20111023025
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者D·M·查平, R·W·泰勒, 張?zhí)扈?申請人:通用電氣公司