[发明专利]采用扩散混合的脉冲吹灰工艺及采用该工艺的脉冲吹灰器

说明书

技术领域

本发明属于热爆脉冲吹灰技术领域，具体涉及一种采用扩散混合的脉冲吹灰工艺及采用该工艺的脉冲吹灰器。

背景技术

热爆脉冲吹灰器简称脉冲吹灰器，又名激波吹灰器、冲击波吹灰器、弱爆吹灰器、爆炸波吹灰器、爆震波吹灰器、爆震脉冲吹灰器等，最早由前苏联人发明，1988年传入我国，是由“瓦斯炮”演变而来的，其吹灰的基本原理是：使燃料与氧化剂气体的混合气在与烟道连通的脉冲发生器内点火爆炸，利用爆炸产生的压缩冲击波的“交变冲压吸拉效应”、“物理微爆效应”和高速脉冲射流的“吹扫效应”吹除锅炉受热面和烟道壁面上的各种积灰，同时兼具振动、声波和高温热解三种清灰效应。脉冲发生器又称激波发生器、冲击波发生器、爆炸波发生器、爆震波发生器、爆炸罐、脉冲罐等；脉冲发生器可以直接与烟道连通，也可以通过脉冲导管与烟道连通，脉冲导管又称发射管、喷管等。由于属于干式吹灰，且吹灰强度高、无死角、作用范围大、节能效果好、设备可靠性高、吹灰费用低廉，与传统的蒸汽吹灰比具有无与伦比的优越性，不但已经普遍地用于锅炉尾部受热面代替传统的蒸汽吹灰，而且也开始被用于吹除工业炉窑内的积灰和结渣，甚至还被尝试用于静电除尘器的辅助清灰等其它场合。

已有的脉冲吹灰器都包括专门的混合器，燃料气和氧化剂气体都是先共同流过混合器混合成预混气后、再流入脉冲发生器内的，而且充气一完成就立即点火引爆，这种方法主要依靠紊流状态下微流团的横向窜动实现燃料气和氧化剂气体的混合，混合时间很短，不但对混合器内的混合流速要求较高，导致流体的阻力损失较大，而且对混合器本身的要求也很高，一旦达不到较理想的混合效果，不但影响爆炸强度，而且在爆炸时还会产生较多的析炭，时间久了不但会堵塞流道，还会造成点火头短路导致点火失败、甚至烧毁点火电源。

发明内容

本发明的目的在于：提供采用扩散混合的脉冲吹灰工艺及采用该工艺的脉冲吹灰器，这种工艺对混合器的要求较低，甚至可以舍弃混合器。

本发明的工艺方案是：采用扩散混合的脉冲吹灰工艺，主要是先向脉冲发生器内充入燃料气和氧化剂气体，等待一段时间后，再引爆脉冲发生器内已充入的燃料气与氧化剂气体的混合气。

众所周知，气体的混合有两种方式：一种是紊流混合，主要是使混合气体在较高流速下达到较充分的紊流状态，依靠紊流状态下微流团的无规则横向窜动实现混合，这种方式只需要很短的混合时间；另一种是扩散混合，即利用气体分子的无规则热运动实现混合，这种方式需要相对较长的混合时间。在燃料气与氧化剂气体都充入脉冲发生器后，先等待一段时间再点火，脉冲发生器内的燃料气和氧化剂气体就可以在这段等待时间内通过扩散、即气体分子的热运动实现较好的混合，根本与混合器无关，当然就对混合器没有什么要求了，而且可以完全舍弃混合器。

本发明的工艺方案为热爆脉冲吹灰提供了一种采用扩散混合方式的新工艺，具有如下优点：

1.可以完全舍弃紊流混合方式和混合器，不但可以降低向脉冲发生器内充入燃料气和氧化剂气体时的流动阻力，而且还可以简化脉冲吹灰器的结构和组成；

2.向脉冲发生器内充入燃料气和氧化剂气体时，既可以同时充入，也可以先后充入，为脉冲吹灰器的充气方法提供了更广阔的选择空间；

3.当采用先后向脉冲发生器内充入燃料气和氧化剂气体时，由于先充入的气体客观上对脉冲发生器内腔进行了较好的吹扫，在随后充入另一种气体时就不易引起回火，不但能够提高安全性，甚至可以省去充气前专门的吹扫步骤；

5.由于能够省去充气前专门的吹扫步骤，不但能够节省吹扫气体，而且当采用特殊的氧化剂气体时还可以省掉专门的吹扫气管路；

6.由于具有较好的混合效果，不但能够提高爆炸强度，而且可以避免在爆炸时产生较低的析炭，从而避免由析炭带来的一系列问题，进而提高脉冲吹灰器的可靠性和安全性。

为了获得较好混合效果，所述的等待时间最好大于等于3秒。

为了实现理想的混合效果，所述的等待时间最好大于等于5秒。

本发明的脉冲吹灰器的方案是：一种采用上述热爆脉冲吹灰工艺方案的热爆脉冲吹灰器，主要包括脉冲发生器、燃料管路、燃料开关阀、氧化剂管路和氧化剂开关阀，燃料开关阀串接在燃料管路上，氧化剂开关阀串接在氧化剂管路上，燃料管路和氧化剂管路是直接或通过混合管路与脉冲发生器的进口连接的。

进行吹灰作业时，可以采用本发明的工艺方案，打开燃料开关阀和氧化剂开关阀向脉冲发生器内充入燃料气和氧化剂气体，而后关闭燃料开关阀和氧化剂开关阀，等待一段时间后再引爆已利用这段等待时间进行了较好的扩散混合的燃料气与氧化剂气体的混合气。