DE102004055912A1

DE102004055912A1 - Detonative cleaning apparatus for cleaning surface within vessel, e.g. coal-fired furnace, comprises elongate combustion conduit with aperture in vessel wall and spring hangers movably supporting combustion conduit

Info

Publication number: DE102004055912A1
Application number: DE200410055912
Authority: DE
Inventors: Michael J. Kirkland Aarnio; Donald W. Bellevue Kendrick; Thomas R. A. Sammamish Bussing; Scott A. Seattle Flatness; James R. Jr. Seattle Hochstein; Ralph E. Maryville McDonald; Blake C. Redmond Chenevert; Raymond N. Federal Way Henderson
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Shocksystems inc Glastonbury Conn Us
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2005-06-09
Also published as: JP3974611B2; JP2005156150A

Abstract

A detonative cleaning apparatus comprises an elongate combustion conduit (202) extending from an upstream end to a downstream end associated with an aperture in a wall of a vessel and positioned to direct a shock wave toward the surface; and spring hangers (220, 222) for movably supporting the combustion conduit at one or more locations along a length of the combustion conduit. An independent claim is also included for cleaning a surface within a vessel of a piece of industrial equipment comprising introducing fuel and oxidizer to a conduit; and initiating a reaction of the fuel and oxidizer to cause a shock wave to impinge upon the surface a recoil force upon the conduit being resiliently taken up by a resilient component.

Description

Die Erfindung betrifft Industrieeinrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung Detonationsreinigen von Industrieeinrichtungen.The Invention relates to industrial equipment. In particular, it concerns the invention Detonationsreinigen of industrial facilities.

Oberflächenverschmutzung ist ein großes Problem bei Industrieinrichtungen. Derartige Einrichtungen umfassen Öfen (für Kohle, Öl, Müll, etc.), Heizkessel, Vergasungsanlagen, Reaktoren, Wärmetauscher und ähnliches. Typischerweise weist die Einrichtung einen Kessen auf, der interne Wärmeübertragsoberflächen beinhaltet, die Verschmutzung durch das Ansammeln von Teilchen, beispielsweise Ruß, Asche, mineralische Materialien und andere Verbrennungsprodukte und Nebenprodukte der Verbrennung, kompaktere Anlagerungen, beispielsweise Schlacke und/oder Verkrustung, und ähnlichem, ausgesetzt sind. Eine derartige Anlagerung von Teilchen kann zunehmend den Anlagenbetrieb stören, die Effizienz und den Durchsatz verringern und möglicherweise Schaden verursachen. Das Reinigen der Einrichtung ist deshalb sehr wünschenswert und ist mit einer Anzahl relevanter Überlegungen verbunden. Häufig ist ein direkter Zugang zu den verschmutzten Oberflächen schwierig. Um den Ertrag beizubehalten, ist es außerdem wünschenswert, die Ausfallzeit der Industrieeinrichtung und entsprechende Kosten, die mit dem Reinigen verbunden sind, zu minimieren. Es wurde eine Vielzahl von Technologien vorgeschlagen. Beispielsweise wurden in den US-Patenten 5 494 004 und 6 438 191 und der Veröffentlichung der US-Anmeldung 2002/0112638 verschiedene Technologien vorgeschlagen. Eine weitere Technologie ist in Huque, Z. Experimental Investigation of Slag Removal Using Pulse Detonation Wave Technique, DOE/HBCU/OMI Annual Symposium, Miami, FL, 16.–18. März 1999, beschrieben. Spezielle Druckstoßwellentechniken wurden von Hanjalic und Smajevic in deren Publikationen beschrieben: Hanjalic, K. und Smajevic, I., Further Experience Using Detonation Waves for Cleaning Boiler Heating Sur faces, International Journal of Energy Research, Band 17, 583–595 (1993) und Hanjalic, K. und Smajevic, I., Detonation-Wave Technique for On-load Deposit Removal from Surfaces Exposed to Fouling: Parts I and II, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Transactions of the ASME, Band 1, 116223-236, Januar 1994. Derartige Systeme sind auch in den jugoslawischen Patentveröffentlichungen P 1756/88 und P 1728/88 beschrieben. Derartige Systeme werden häufig als "Rußblaseinrichtungen" (soot blowers) nach einer beispielhaften Anwendung für diese Technologie bezeichnet.surface contamination is a big problem at industrial facilities. Such facilities include furnaces (for coal, oil, refuse, etc.), boilers, Gasification plants, reactors, heat exchangers and similar. Typically, the device has a Kessen, the internal Includes heat transfer surfaces, the pollution caused by the accumulation of particles, such as soot, ash, mineral materials and other combustion products and by-products combustion, more compact deposits, such as slag and / or encrustation, and the like are. Such an accumulation of particles can increasingly the Disturbing plant operation, the Reduce efficiency and throughput and potentially cause damage. The cleaning of the device is therefore very desirable and is with a Number of relevant considerations connected. Often direct access to the polluted surfaces is difficult. In addition, to maintain the yield, it is desirable to have the downtime the industrial equipment and corresponding costs associated with cleaning are minimized. A variety of technologies have been proposed. For example, U.S. Patent Nos. 5,494,004 and 6,438,191 and the publication US Application 2002/0112638 proposed various technologies. Another technology is in Huque, Z. Experimental Investigation of Slag Removal Using Pulse Detonation Wave Technique, DOE / HBCU / OMI Annual Symposium, Miami, FL, 16.-18. March 1999. Specific Pressure shock wave techniques were described by Hanjalic and Smajevic in their publications: Hanjalic, K. and Smajevic, I., Further Experience Using Detonation Waves for Cleaning Boiler Heating Sur faces, International Journal of Energy Research, Vol. 17, 583-595 (1993) and Hanjalic, K. and Smajevic, I., Detonation Wave Technique for On-load Deposit Removal from Surfaces Exposed to Fouling: Parts I and II, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Transactions of the ASME, Volume 1, 116223-236, January 1994. Such systems are also in the Yugoslav patent publications P 1756/88 and P 1728/88 described. Such systems are often referred to as "soot blowers" an exemplary application for This technology designates.

Dennoch verbleiben Gelegenheiten für eine weitere Verbesserung auf dem Gebiet.Yet opportunities remain for another improvement in the field.

Entsprechend betrifft ein Aspekt der Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen einer Oberfläche in einem Kessel. Eine längliche Verbrennungsleitung erstreckt sich von einem strömungsaufwärtigen Ende zu einem strömungsabwärtigen Ende, einer Öffnung in einer Wand des Kessels zugeordnet und positioniert, um eine Stoßwelle in Richtung der Oberfläche zu richten. Ein elastisches Element hält die Verbrennungsleitung elastisch nachgiebig gegen Rückstoßkräfte zurück.Corresponding One aspect of the invention relates to a device for cleaning a surface in a cauldron. An elongated one Combustion conduit extends from an upstream end to a downstream end. an opening Assigned in a wall of the boiler and positioned to a shock wave in Direction of the surface to judge. An elastic element holds the combustion line elastically yielding against recoil forces back.

In verschiedenen Implementierungen der Erfindung kann das elastisch nachgiebige Element die Verbrennungsleitung an die Wand koppeln. Das elastische Element kann eine Metallschraubenfeder aufweisen. Das elastische Element kann eine Zugfeder aufweisen. Die Vorrichtung kann eine Anzahl von beweglichen Abstützungen aufweisen, welche die Verbrennungsleitung an einer Anzahl von Stellen über die Länge der Verbrennungsleitung abstützen. Die Abstützungen können eine Expansion und/oder Kontraktion der Verbrennungsleitung in Längsrichtung aufnehmen. Die Abstützungen können eine Anzahl von Wägen aufweisen, von denen jeder mit einer Bahn auf einer Abstützfläche zusammenwirkende Räder hat. Die Leitung kann eine Anzahl von separierbaren Segmenten aufweisen. Jedes Segment kann auf einen einzelnen zugehörigen Wagen abgestützt sein. Die Abstützungen können eine Anzahl von Hängeelementen aufweisen.In In various implementations of the invention, this can be elastic compliant element couple the combustion line to the wall. The elastic element may comprise a metal coil spring. The elastic element may have a tension spring. The device may comprise a number of movable supports, which the Combustion line at a number of locations along the length of the combustion line support. The supports can accommodate expansion and / or contraction of the combustion conduit in the longitudinal direction. The supports can a number of cars each of which has wheels interacting with a track on a support surface. The line may have a number of separable segments. Each segment can be supported on a single associated carriage. The supports can a number of hanging elements exhibit.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Reinigen einer Oberfläche in einem Kessel eines Teils einer Industrieeinrichtung. Brennstoff und Oxidationsmittel werden in eine Leitung eingebracht. Eine Reaktion des Brennstoffs und des Oxidationsmittels wird gestartet, um so zu bewirken, dass eine Stoßwelle auf die Oberfläche trifft. Eine Rückstoßkraft auf die Leitung wird von einem elastisch nachgiebigen Element im wesentlichen aufgenommen.One Another aspect of the invention includes a method of cleaning a surface in a boiler of part of an industrial facility. fuel and oxidizing agents are introduced into a conduit. A reaction of the fuel and the oxidant is started so to speak to cause a shockwave on the surface meets. A recoil force on the conduit is essentially made of an elastically yielding element added.

Bei verschiedenen Implementierungen der Erfindung kann das elastisch nachgiebige Element die Rückstoßenergie speichern, wenn sich die Leitung von einer Anfangsposition in eine Rückstoßposition verlagert, und es bringt dann die Leitung aus die Anfangsposition zurück. Die Verlagerung kann mindestens 0,01 m (z.B. 0,03 bis 0,1 m) betragen. Ein Nutzer kann die Leitung als eine Einheit entlang einem Abstützmechanismus verschieben, um ein strömungsabwärtiges Ende der Leitung von dem Kessel zu trennen.at In various implementations of the invention, this can be elastic yielding element the recoil energy save when the line from an initial position to a Recoil position and then it brings the line out of the starting position back. The displacement may be at least 0.01 m (e.g., 0.03 to 0.1 m). One Users can connect the line as a unit along a support mechanism move to a downstream end to separate the pipe from the boiler.

Die Details von einer oder von mehreren Ausführungsformen der Erfindung sind in den begleitenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung wiedergegeben. Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen ersichtlich. Es gilt:The details of one or more embodiments of the invention are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, goals and advantages of the invention will be apparent from the description and drawings, and from the claims. The following applies:

1 ist eine Ansicht eines Industrieofens, dem mehrere Rußblaseinrichtungen zugeordnet sind, die so positioniert sind, dass sie ein Niveau des Ofens reinigen. 1 Figure 11 is a view of an industrial furnace associated with a plurality of sootblowing devices positioned to clean a level of the furnace.

2 ist eine Seitenansicht einer der Blaseinrichtungen von 1. 2 is a side view of one of the blowing devices of 1 ,

3 ist eine zum Teil weggeschnittene Seitenansicht eines strömungsaufwärtigen Endes des Bläsers von 2. 3 is a partially cutaway side view of an upstream end of the fan of 2 ,

4 ist eine Längsschnittansicht eines Hauptbrennkammersegments der Rußblaseinrichtung von 2. 4 FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a main combustion chamber segment of the soot blowing apparatus of FIG 2 ,

5 ist eine Endansicht des Segments von 4. 5 is an end view of the segment of 4 ,

6 ist eine Ansicht eines Leitungssegment-Abstützwagens des Systems von 1. 6 FIG. 12 is a view of a system's line segment support truck. FIG 1 ,

7 ist eine Seitenansicht einer alternativen Verbrennungsleitung. 7 is a side view of an alternative combustion conduit.

Gleiche Bezugszeichen und Bezeichnungen in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.Same Reference numerals and designations in the various drawings denote the same elements.

1 zeigt einen Ofen 20 mit beispielhaft drei zugehörigen Rußblaseinrichtungen 22. In der gezeigten Ausführungsform ist der Ofenkessel als ein rechtwinkliges Parallelepiped geformt, und die Rußblaseinrichtungen sind alle einer einzigen gemeinsamen Wand 24 des Kessels zugeordnet und sind auf gleicher oder ähnlicher Höhe entlang der Wand positioniert. Andere Konfigurationen sind möglich (z.B. eine einzelne Rußblaseinrichtung, eine oder mehrere Rußblaseinrichtungen) jeweils auf einem von mehreren Niveaus, und Ähnliches). 1 shows a stove 20 by way of example three associated Rußblaseinrichtungen 22 , In the embodiment shown, the furnace furnace is shaped as a rectangular parallelepiped, and the sootblowing devices are all a single common wall 24 assigned to the boiler and are positioned at the same or similar height along the wall. Other configurations are possible (eg, a single sootblower, one or more sootblowers) each at one of several levels, and the like).

Jede Rußblaseinrichtung 22 weist eine längliche Verbrennungsleitung 26 auf, die sich von einem strömungsaufwärtigen fernen Ende 28 entfernt von der Ofenwand 24 zu einem strömungsabwärtigen nahen Ende 30, welches der Wand 24 eng zugeordnet ist, erstreckt. Optional kann jedoch das Ende 30 deutlich in dem Ofen sein. Beim Betrieb einer jeden Rußblaseinrichtung wird eine Verbrennung einer Brennstoff/Oxidationsmittel-Mischung in der Leitung 26 in der Nähe des strömungsaufwärtigen Endes (z.B. innerhalb der am weitesten strömungsaufwärts liegenden zehn Prozent einer Leitungslänge) gestartet, um eine Detonationswelle zu erzeugen, die von dem strömungsabwärtigen Ende als eine Stoßwelle zusammen mit den zugehörigen Verbrennungsgasen zum Reinigen von Oberflächen in dem inneren Volumen des Ofens ausgestoßen wird. Jede Rußblaseinrichtung kann einer Brennstoff-/Oxidationsmittel-Quelle 32 zugeordnet sein. Die verschiedenen Rußblaseinrichtungen oder einzelne davon können sich diese Quelle oder einzelne oder mehrere Komponenten davon teilen. Eine beispielhafte Quelle weist eine Gasflasche 34 für verflüssigten oder komprimierten gasförmigen Brennstoff und eine Sauer stoffflasche 36 in entsprechenden Aufbewahrungsstrukturen 38 und 40 auf. In der beispielhaften Ausführungsform ist das Oxidationsmittel ein erstes Oxidationsmittel, beispielsweise im wesentlichen reiner Sauerstoff. Ein zweites Oxidationsmittel kann in der Form von Werkstattluft oder Druckluft von einer zentralen Luftquelle 42 geliefert werden. In der beispielhaften Ausführungsform wird Luft in einem Luftspeicher 44 gespeichert. Brennstoff, der expandiert ist und aus der Gasflasche 34 stammt, wird generell in einem Brennstoffspeicher 46 gespeichert. Jede beispielhafte Quelle 32 ist mit der zugehörigen Leitung 26 durch ein geeignetes Leitungssystem, beispielsweise unten liegend oder unterirdisch, verbunden. Ähnlich weist jede Rußblaseinrichtung eine Zündbox 50 zum Starten der Verbrennung der Brennstoff/Oxidationsmittel-Mischung auf, die zusammen mit der Quelle 32 von einem Steuerungs- und Überwachungssystem (nicht gezeigt) kontrolliert wird. 1 zeigt ferner, dass die Wand 24 eine Anzahl von Öffnungen zur Inspektion und/oder Messung aufweist. Beispielhafte Öffnungen beinhalten eine Öffnung 54 zur optischen Überwachung und eine Öffnung 56 zur Temperaturüberwachung, die jeder Rußblaseinrichtung 22 zugeordnet sind, um jeweils eine Videokamera für infrarotes und/oder sichtbares Licht bzw. eine Thermoelement-Sonde zum Betrachten der zu reinigenden Oberflächen und zum Überwachen der internen Temperaturen aufnimmt. Andere Sensoren/Überwachung/Probenentnahme können verwendet werden, einschließlich Drucküberwachung, Probenentnahme zur Zusammensetzungsfeststellung, und Ähnliches.Every soot blower 22 has an elongated combustion line 26 up, extending from an upstream far end 28 away from the oven wall 24 to a downstream near end 30 which of the wall 24 is closely associated, extends. Optionally, however, may be the end 30 be clearly in the oven. In operation of each sootblower, combustion of a fuel / oxidant mixture in the conduit 26 near the upstream end (eg, within the farthest upstream ten percent of a line length) to generate a detonation wave from the downstream end as a shock wave along with the associated combustion gases for cleaning surfaces in the interior volume of the furnace is ejected. Each sootblower may be a source of fuel / oxidant 32 be assigned. The various sootblowing devices or any one of them may share this source or one or more components thereof. An exemplary source has a gas bottle 34 for liquefied or compressed gaseous fuel and an oxygen cylinder 36 in appropriate storage structures 38 and 40 on. In the exemplary embodiment, the oxidizing agent is a first oxidizing agent, for example, substantially pure oxygen. A second oxidant may be in the form of shop floor air or compressed air from a central air source 42 to be delivered. In the exemplary embodiment, air is stored in an air reservoir 44 saved. Fuel that is expanding and out of the gas bottle 34 comes, generally in a fuel storage 46 saved. Every exemplary source 32 is with the associated line 26 connected by a suitable conduit system, for example below or below ground. Similarly, each sootblower has an ignition box 50 to start the combustion of the fuel / oxidizer mixture, which together with the source 32 controlled by a control and monitoring system (not shown). 1 further shows that the wall 24 having a number of openings for inspection and / or measurement. Exemplary openings include an opening 54 for optical monitoring and an opening 56 for temperature monitoring, that of each sootblower 22 are assigned to each receive an infrared and / or visible light video camera or a thermocouple probe for viewing the surfaces to be cleaned and for monitoring the internal temperatures. Other sensors / monitoring / sampling may be used, including pressure monitoring, sampling for composition detection, and the like.

2 zeigt weitere Details einer beispielhaften Rußblaseinrichtung 22. Die beispielhafte Detonationsleitung 26 ist mit einem Hauptkörperbereich, der von einer Reihe von mit zwei Flanschen versehenen Leitungsabschnitten oder -segmenten 60 gebildet ist, die von strömungsaufwärts bis strömungsabwärts angeordnet sind, und einem strömungsabwärtigen Düsenleitungsabschnitt oder -segment 62 mit einem strömungsabwärtigen Bereich 64, der durch eine Öffnung 66 in der Wand ragt und in dem strömungsabwärtigen Ende oder Auslass 30 endet, welches dem Inneren 68 des Ofens ausgesetzt ist, gebildet. Der Begriff "Düse" wird breit verwendet und erfordert nicht die Anwesenheit von irgendeiner aerodynamischen Verjüngung, Aufweitung oder von Kombinationen davon. Ein beispielhaftes Leitungssegmentmaterial ist Metall (z.B. 2 shows further details of an exemplary sootblowing device 22 , The exemplary detonation line 26 is with a main body portion formed by a series of two-flanged conduit sections or segments 60 formed from upstream to downstream, and a downstream nozzle line section or segment 62 with a downstream area 64 passing through an opening 66 protrudes in the wall and in the downstream end or outlet 30 ends, which is the interior 68 the furnace is exposed formed. The term "nozzle" is used broadly and does not require the presence of any aerodynamic rejuvenation, dilation or combination of it. An exemplary line segment material is metal (eg

rostfreier Stahl). Der Auslass 30 kann weiter in dem Ofen angeordnet sein, wenn eine geeignete Abstützung und Kühlung vorgesehen sind. 2 zeigt ferner Rohrbündel 70 im Ofeninneren, deren äußere Oberflächen Verschmutzung ausgesetzt sind. In der beispielhaften Ausführungsform ist jedes Leitungssegment 60 an einem zugehörigen Wagen 72 abgestützt, dessen Räder mit einem Bahnsystem 74 entlang dem Fabrikbodens 76 zusammenwirken. Das beispielhafte Bahnsystem weist ein Paar von parallelen Schienen auf, die mit konkaven Umfangsoberflächen der Wagenräder zusammenwirken. Die beispielhaften Segmente 60 haben eine ähnliche Länge L₁ und sind Ende an Ende mit zugehörigen Anordnungen von Schrauben in den Schraubenöffnungen ihrer jeweiligen Flansche verschraubt. Ähnlich ist der strömungsabwärtige Flansch des am weitesten strömungsabwärts befindlichen Segments 60 mit dem strömungsaufwärtigen Flansch der Düse 62 verschraubt. In der beispielhaften Ausführungsform ist ein Reaktionsband 80 (z.B. Baumwolle oder thermisch strukturell widerstandsfähiges Synthetikmaterial) in Reihe mit einer oder mehreren Metall-Schraubenreaktionsfedern 82 zu diesem letzten zusammengepassten Flanschpaar gekoppelt und verbindet die Verbrennungsleitung mit einer Umgebungsstruktur, beispielsweise der Ofenwand, um elastisch nachgiebig Reaktionskräfte zu absorbieren, die mit dem Entladen der Rußblaseinrichtung einhergehen, und um für eine korrekte Positionierung der Verbrennungsleitung für anschließendes Abfeuern zu sorgen. Optional kann eine zusätzliche Dämpfung (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Die Kombination aus Reaktionsband und Feder kann als ein einzelner Strang oder als eine Schlaufe gebildet sein. In der beispielhaften Ausführungsform hat dieser kombinierte strömungsabwärtige Abschnitt eine Gesamtlänge L₂. Alternative elastisch nachgiebige, Rückstoß absorbierende Mittel können Federn, die nicht aus Metall sind, oder Federn, die nicht schraubenförmig sind, oder Gummi oder andere elastomere Elemente, die vorzugsweise zumindest teilweise unter Zug, Druck und/oder Scherkraft elastisch verformt sind, pneumatische Stoßabsorber und Ähnliches aufweisen.stainless steel). The outlet 30 may be further arranged in the oven, if suitable support and cooling are provided. 2 also shows tube bundles 70 inside the oven, whose outer surfaces are exposed to contamination. In the exemplary embodiment, each line segment 60 on an associated car 72 supported, its wheels with a railway system 74 along the factory floor 76 interact. The exemplary web system includes a pair of parallel rails that cooperate with concave peripheral surfaces of the carriage wheels. The exemplary segments 60 have a similar length L ₁ and are screwed end to end with associated arrays of screws in the screw holes of their respective flanges. Similarly, the downstream flange of the downstreammost segment 60 with the upstream flange of the nozzle 62 screwed. In the exemplary embodiment, a reaction band 80 (eg cotton or thermally structurally resistant synthetic material) in series with one or more metal screw reaction springs 82 coupled to this last mated pair of flanges and connects the combustion conduit to an environmental structure, such as the furnace wall, to elastically yieldively absorb reaction forces associated with discharging the sootblower and to provide for proper positioning of the combustion conduit for subsequent firing. Optionally, additional damping (not shown) may be provided. The reaction ribbon and spring combination may be formed as a single strand or loop. In the exemplary embodiment, this combined downstream section has an overall length L ₂ . Alternative elastically yielding recoil absorbing means may include non-metallic springs, or non-helical springs, or rubber or other elastomeric elements that are preferably at least partially elastically deformed under tension, pressure, and / or shear, pneumatic shock absorbers, and the like Have similar.

Strömungsabwärts von dem strömungsaufwärtigen Ende 28 befindet sich ein Vordetonator-Leitungsabschnitt/-segment 84, welches auch mit zwei Flanschen versehen sein kann und eine Länge L₃ hat. Das Vordetonator-Lei tungssegment 84 hat eine charakteristische innere Querschnittsfläche (quer zu einer Achse/Mittellinie 500 der Leitung), die kleiner ist als eine charakteristische innere Querschnittsfläche (z.B. Mittelwert, Medianwert, Modalwert oder Ähnliches) des strömungsabwärtigen Bereiches 60, 62 der Verbrennungsleitung. In einer beispielhaften Ausführungsform mit im Schnitt kreisförmigen Leitungssegmenten ist die Vordetonator-Querschnittsfläche durch einen Durchmesser von zwischen 8 cm und 12 cm charakterisiert, während der strömungsabwärtige Bereich durch einen Durchmesser von zwischen 20 cm und 40 cm charakterisiert ist. Folglich sind beispielhafte Querschnittsflächenverhältnisse für den strömungsabwärtigen Bereich zu dem Vordetonator-Segment zwischen 1:1 und 10:1, enger 2:1 und 10:1. Eine Gesamtlänge L zwischen den Enden 28 und 30 kann 1 bis 15 m, enger 5 bis 15 m, betragen. In der beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich ein Übergangsleitungssegment 86 zwischen dem Vordetonator-Segment 84 und dem strömungsaufwärtigsten Segment 60. Das Segment 86 hat einen strömungsaufwärtigen und einen strömungsabwärtigen Flansch, die bemessen sind, mit den entsprechenden Flanschen der Segmente 84 und 60 zusammenzupassen, und hat eine innere Oberfläche, welche einen allmählichen Übergang zwischen den inneren Querschnitten davon schafft. Das beispielhafte Segment 86 hat eine Länge L₄ Ein beispielhafter halber Divergenzwinkel der inneren Oberfläche des Segments 86 ist ≤ 12°, enger 5 bis 10°.Downstream of the upstream end 28 there is a pre-tonator line section / segment 84 which can also be provided with two flanges and has a length L ₃ . The predetonator line segment 84 has a characteristic internal cross-sectional area (transverse to an axis / center line 500 the conduit) that is smaller than a characteristic internal cross-sectional area (eg, mean, median, mode, or the like) of the downstream area 60 . 62 the combustion line. In an exemplary embodiment having sectionally circular conduit segments, the pre-ketone cross-sectional area is characterized by a diameter of between 8 cm and 12 cm, while the downstream region is characterized by a diameter of between 20 cm and 40 cm. Thus, exemplary cross-sectional area ratios for the downstream region to the pre-ketone segment are between 1: 1 and 10: 1, narrower 2: 1 and 10: 1. A total length L between the ends 28 and 30 can be 1 to 15 m, narrower 5 to 15 m. In the exemplary embodiment, a transition line segment extends 86 between the predetonator segment 84 and the most upstream segment 60 , The segment 86 has an upstream and a downstream flange that are sized with the corresponding flanges of the segments 84 and 60 and has an inner surface which provides a gradual transition between the inner cross sections thereof. The exemplary segment 86 has a length L ₄ An illustrative half divergence angle of the inner surface of the segment 86 is ≤ 12 °, narrower 5 to 10 °.

Eine Brennstoff-/Oxidationsmittel-Ladung kann in das Innere der Detonatorleitung auf eine Vielzahl von Wegen eingebracht werden. Es kann eine oder mehrere unterschiedliche Brennstoff-/Oxidationsmittel-Mischungen geben. Eine derartige Mischung bzw. derartige Mischungen kann bzw. können außerhalb der Detonatorleitung vorgemischt werden oder beim oder im Anschluss an das Einbringen in die Leitung gemischt werden. 3 zeigt die Segmente 84 und 86, konfiguriert für ein unterschiedliches Einbringen von zwei unterschiedlichen Brennstoff-/Oxidationsmittel-Zusammensetzungen: eine Vordetonator-Zusammensetzung und eine Hauptzusammensetzung. In der beispielhaften Ausführungsform ist in einem strömungsauwärtigen Bereich des Segments 84 ein Paar von Vordetonator-Brennstoffinjektionsleitungen 90 mit Öffnungen 92 in der Segmentwand gekoppelt, welche Brennstoffinjektionsöffnungen definieren. Ähnlich ist ein Paar von Vordetonator-Oxidationsmit telleitungen 94 mit Oxidationsmittel-Einlassöffnungen 96 gekoppelt. In der beispielhaften Ausführungsform befinden sich diese Öffnungen in der strömungsaufwärtigen Hälfte der Länge des Segments 84. In der beispielhaften Ausführungsform ist jede der Brennstoffinjektionsöffnungen 92 mit einer zugehörigen Oxidationsmittelöffnung 96 bei gleicher axialer Position und mit einem Winkel versetzt (beispielhaft sind 90° gezeigt, obwohl andere Winkel einschließlich 180° möglich sind), um Gegenstrahlmischen von Brennstoff und Oxidationsmittel zu leisten. Eine Spülgasleitung 98, die nachfolgend detaillierter beschrieben wird, ist ähnlich mit einer Spülgasöffnung 100 verbunden, jedoch weiter strömungsaufwärts. Eine Abschlussplatte 102, welche mit dem strömungsaufwärtigen Flansch des Segments 84 verschraubt ist, dichtet das strömungsaufwärtige Ende der Verbrennungsleitung ab und führt einen Zünder/Starter 106 (z.B. eine Zündkerze) mit einem Arbeitsende 108 zu dem Inneren des Segments 84 durch.A fuel / oxidant charge may be introduced into the interior of the detonator conduit in a variety of ways. There may be one or more different fuel / oxidizer mixtures. Such a mixture or mixtures may be premixed outside the detonator conduit or mixed at or subsequent to introduction into the conduit. 3 shows the segments 84 and 86 configured for different introduction of two different fuel / oxidizer compositions: a predetonator composition and a major composition. In the exemplary embodiment, in an upstream region of the segment 84 a pair of predetonator fuel injection lines 90 with openings 92 coupled in the segment wall defining fuel injection openings. Similarly, a pair of predetonator oxidation conduits 94 with oxidant inlet ports 96 coupled. In the exemplary embodiment, these openings are in the upstream half of the length of the segment 84 , In the exemplary embodiment, each of the fuel injection ports is 92 with an associated oxidant opening 96 offset at the same axial position and at an angle (by way of example, 90 ° is shown, although other angles including 180 ° are possible) to counter jet mixing of fuel and oxidant. A purge gas line 98 , which will be described in more detail below, is similar to a purge gas opening 100 connected, but further upstream. A graduation plate 102 connected to the upstream flange of the segment 84 screwed, seals the flow up At the end of the combustion line, lead a detonator / starter 106 (Eg a spark plug) with a working end 108 to the interior of the segment 84 by.

In der beispielhaften Ausführungsform werden der Hauptbrennstoff und das Hauptoxidationsmittel in das Segment 86 eingebracht. In der gezeigten Ausführungsform wird Hauptbrennstoff durch eine Anzahl von Hauptbrennstoffleitungen 112 gefördert, und Hauptoxidationsmittel wird durch eine Anzahl von Hauptoxidationsmittelleitungen 110 gefördert, von denen jede Endbereiche hat, welche die jeweils zugehörige Brennstoffleitung 112 konzentrisch umgeben, um den Hauptbrennstoff und das Hauptoxidationsmittel an dem zugehörigen Einlass 114 zu vermischen. Bei beispielhaften Ausführungsformen sind die Brennstoffe Kohlenwasserstoffe. Bei speziellen beispielhaften Ausführungsformen sind beide Brennstoffe gleich, werden von einer einzelnen Brennstoffquelle abgezogen, jedoch mit unterschiedlichen Oxidationsmitteln vermischt: im wesentlichen reiner Sauerstoff für die Vordetonator-Mischung und Luft für die Hauptmischung. Beispielhafte Brennstoffe, die in einer derartigen Situation nützlich sind, sind Propan, MAPP-Gas oder Mischungen daraus. Andere Brennstoffe sind möglich, einschließlich Ethylen und flüssige Brennstoffe (z.B. Diesel, Kerosin und Strahlflugzeugtreibstoffe). Die Oxidationsmittel können Mischungen, beispielsweise Luft-/Sauerstoffmischungen mit geeigneten Verhältnissen aufweisen, um gewünschte Chemie für die Hauptladung und/oder die Vordetonator-Ladung zu erzielen. Außerdem können Einfach treibstoffe mit molekular kombinierten Brennstoff- und Oxidationsmittelbestandteilen eine Option sein.In the exemplary embodiment, the main fuel and main oxidant become the segment 86 brought in. In the embodiment shown, main fuel becomes through a number of main fuel lines 112 promoted, and major oxidizer is by a number of major oxidizer lines 110 each of which has end regions containing the associated fuel line 112 concentrically surrounding the main fuel and main oxidant at the associated inlet 114 to mix. In exemplary embodiments, the fuels are hydrocarbons. In particular exemplary embodiments, both fuels are the same, withdrawn from a single fuel source but mixed with different oxidants: substantially pure oxygen for the pre-ketone mix and air for the main mix. Exemplary fuels useful in such a situation are propane, MAPP gas or mixtures thereof. Other fuels are possible, including ethylene and liquid fuels (eg diesel, kerosene and jet fuel). The oxidizing agents may include mixtures, for example air / oxygen mixtures, of suitable proportions to achieve desired chemistry for the main charge and / or the pre-ketone charge. In addition, single fuels with molecularly combined fuel and oxidizer ingredients may be an option.

Bei Betrieb ist am Beginn des Verwendungszyklus die Verbrennungsleitung anfangs leer mit Ausnahme der Anwesenheit von Luft (oder anderem Spülgas). Der Vordetonator-Brennstoff und das Vordetonator-Oxidationsmittel werden dann durch die zugehörigen Öffnungen eingebracht und füllen das Segment 84 und gehen zum Teil in das Segment 86 (z.B. in der Nähe des Mittelpunkts) und vorzugsweise bis knapp jenseits der Hauptbrennstoff-/Oxidationsmittel-Öffnungen. Der Zufluss von Vordetonator-Brennstoff und Vordetonator-Oxidationsmittel wird dann abgeschaltet. Ein beispielhaftes Volumen, welches mit dem Vordetonator-Brennstoff und Vordetonator-Oxidationsmittel gefüllt ist, ist 1 bis 40%, enger 1 bis 20% des Verbrennungsleitungsvolumens. Der Hauptbrennstoff und das Hauptoxidationsmittel werden dann eingebracht, um im wesentlichen einen Bruchteil (z.B. 20 bis 100%) des verbleibenden Volumens der Brennkammerleitung zu füllen. Der Zufluss von Hauptbrennstoff und Hauptoxidationsmittel wird dann abgeschaltet. Das vorherige Einbringen von Vordetonator-Brennstoff und -Oxidationsmittel bis hinter die Hauptbrennstoff-/Oxidationsmittelöffnungen eliminiert größtenteils das Risiko des Ausbildens eines Luftpfropfens oder eines anderen nicht-brennbaren Pfropfens zwischen der Vordetonator-Ladung und der Hauptladung. Ein derartiger Pfropfen könnte das Wandern der Verbrennungsfront zwischen den zwei Ladungen verhindern.In operation, at the beginning of the use cycle, the combustion line is initially empty except for the presence of air (or other purge gas). The pre-ketone fuel and predetonator oxidizer are then introduced through the associated ports to fill the segment 84 and go partly into the segment 86 (eg near the midpoint) and preferably just beyond the main fuel / oxidizer ports. The inflow of pre-ketone fuel and predetonator oxidizer is then shut off. An exemplary volume filled with the predetonator fuel and predetonator oxidizer is 1 to 40%, narrower 1 to 20% of the combustion conduit volume. The main fuel and main oxidant are then introduced to substantially fill a fraction (eg, 20 to 100%) of the remaining volume of the combustor conduit. The feed of main fuel and main oxidant is then shut off. The prior introduction of predetonator fuel and oxidant past the main fuel / oxidant ports largely eliminates the risk of forming an air plug or other non-combustible plug between the pre-ketone charge and the main charge. Such a plug could prevent the migration of the burn front between the two charges.

Bei eingebrachten Ladungen wird die Zündbox ausgelöst, um eine Funkenentladung des Starters zu liefern, der die Vordetonator-Ladung entzündet. Die Vordetonator-Ladung ist für eine Chemie sehr schneller Verbrennung ausgewählt, und das anfängliche Aufflammen geht schnell in eine Detonation in dem Segment 84 über und erzeugt eine Detonationswelle. Sobald eine derartige Detonationswelle auftritt, ist sie effektiv, durch die Hauptladung hindurchzugehen, die andererseits eine ausreichend langsame Chemie hat, um nicht in der Leitung von selbst zu detonieren. Die Welle geht in Längsrichtung strömungsabwärts und entkommt von dem strömungsabwärtigen Ende 30 als eine Stoßwelle in das Innere des Ofens, trifft auf die zu reinigenden Oberflächen, um einen thermischen und mechanischen Stoß zu erzeugen, um typischerweise die Verschmutzung zumindest zu lösen. Der Welle folgt das Auswerfen von druckbeaufschlagten Verbrennungsprodukten aus der Detonatorleitung, wobei die ausgeworfenen Produkte als ein Strahl von dem strömungsabwärtigen Ende 30 ausgehen und weiter den Reinigungsprozess vervollständigen (z.B. das gelöste Material entfernen). Nach diesem oder überlappend mit diesem Ablassen der Verbrennungsprodukte wird ein Spülgas (z.B. Luft aus der gleichen Quelle, welche das Hauptoxidationsmittel liefert, und/oder Stickstoff) durch die Spülöffnung 100 eingebracht, um die restlichen Verbrennungsprodukte auszutreiben und die Detonationsleitung mit dem Spülgas gefüllt, fertig zur Wiederholung des Zyklus (entweder unmittelbar oder nach einer anschließenden regelmäßigen Zeitdauer oder nach einer anschließenden unregelmäßigen Zeitdauer (die von Hand oder automatisch durch das Steuerungs- und Überwachungssystem festgelegt werden kann)) zu hinterlassen. Optional kann eine Basisströmung von Spülgas zwischen Lade-/Entladezyklen beibehalten werden, um so ein Infiltrieren von Gas und Teilchen von dem Ofeninneren strömungsaufwärts zu verhindern und beim Kühlen der Detonatorleitung zu unterstützen.When charges are applied, the ignition box is triggered to provide a spark discharge from the starter that ignites the pre-tonator charge. The pre-ketone charge is selected for very fast burning chemistry and the initial flare quickly detonates in the segment 84 over and creates a detonation wave. Once such a detonation wave occurs, it is effective to pass through the main charge, which, on the other hand, has sufficiently slow chemistry not to spontaneously detonate in conduction. The shaft goes downstream in the longitudinal direction and escapes from the downstream end 30 as a shock wave into the interior of the furnace, impinges on the surfaces to be cleaned to produce a thermal and mechanical shock, typically to at least loosen the contamination. The shaft is followed by the ejection of pressurized combustion products from the detonator line, with the ejected products as a jet from the downstream end 30 go out and continue to complete the cleaning process (eg remove the dissolved material). After this or overlapping with this venting of the combustion products, a purge gas (eg, air from the same source providing the main oxidant and / or nitrogen) is passed through the purge port 100 introduced to expel the remaining combustion products and the detonation line filled with the purge gas, ready to repeat the cycle (either immediately or after a subsequent period of time or after a subsequent irregular period of time (which can be determined manually or automatically by the control and monitoring system )). Optionally, a base flow of purge gas may be maintained between charge / discharge cycles so as to prevent infiltration of gas and particulates from the furnace interior upstream and assist in cooling the detonator conduit.

In verschiedenen Implementierungen können innere Oberflächenverbesserungen oder -vergrößerungen die innere Oberfläche über das hinaus vergrößern, was durch die nominellen inneren Oberflächen der zylinderförmigen und kegelstumpfförmigen Segmente vorhanden ist. Die Verbesserung kann effektiv sein, den Übergang von Aufflammen zu Detonation oder das Beibehalten der Detonationswelle zu unterstützen. 4 zeigt innere Oberflächenverbesserungen, die an dem Inneren von einem der Hauptsegmente 60 angebracht sind. Die beispielhafte Verbesserung ist nominell eine spiralförmig verlaufende Nase oder eine "Chin-Spirale", obwohl andere Verbesserungen, beispielsweise Shchelkin-Spiralen und Smirnov-Hohlräume verwendet werden können. Die Spirale ist von einem schraubenförmigen Element 120 gebildet. Das beispielhafte Element 120 ist als ein Metallelement mit kreisförmigem Querschnitt (z.B. Draht aus rostfreiem Stahl) mit etwa 8 bis 20 mm Durchmesser gebildet. Andere Durchmesser können alternativ verwendet werden. Das beispielhafte Element 120 ist von der inneren Oberfläche des Segments durch eine Mehrzahl von Längselementen 122 beabstandet gehalten. Die beispielhaften Längselemente sind Stangen mit ähnlichem Durchmesser und Material wie das Element 120 und mit der inneren Oberfläche des zugehörigen Elements 60 verschweißt. Derartige Verbesserungen können auch verwendet werden, um eine Vordetonation anstelle oder zusätzlich zu den genannten Verfahren, welche unterschiedliche Ladungen und unterschiedliche Brennkammerquerschnitte verwenden, zu liefern.In various implementations, internal surface enhancements or enlargements may increase the internal surface beyond that provided by the nominal internal surfaces of the cylindrical and frusto-conical segments. The enhancement may be effective in assisting the transition from flare to detonation or retention of the detonation wave. 4 shows inner surface improvements occurring on the interior of one of the main segments 60 are attached. The example The nominal enhancement is nominally a helical nose or chin spiral, although other enhancements such as Shchelkin spirals and Smirnov cavities may be used. The spiral is of a helical element 120 educated. The exemplary element 120 is formed as a metal element of circular cross section (eg, stainless steel wire) of about 8 to 20 mm in diameter. Other diameters may alternatively be used. The exemplary element 120 is from the inner surface of the segment by a plurality of longitudinal elements 122 kept at a distance. The exemplary longitudinal members are rods of similar diameter and material as the member 120 and with the inner surface of the associated element 60 welded. Such improvements may also be used to provide pre-toning, in place of or in addition to the aforementioned methods, which use different charges and different combustor cross-sections.

Die Vorrichtung kann in einer breiten Vielzahl von Anwendungen Verwendung finden. Beispielsweise kann schon allein in einem typischen kohlebefeuerten Ofen die Vorrichtung verwendet werden bei: hängenden oder sekundären Überhitzern, Konvektionspassagen (primäre Überhitzer und Economizer-Rohrbündel); Luftvorwärmern; SCR-Scrubber (SCR – selective catalyst removers); Gewebefiltern oder Elektrofiltern; Economizer-Entleerern; Asche- oder anderen Wärmeansammlungen, sei es an Wärmetransferoberflächen oder irgendwo anders, und Ähnlichem. Ähnliche Möglichkeiten gibt es bei anderen Anwendungen einschließlich ölbefeuerter Öfen, Schwarzlaugenkesseln, Biomasse-Heizkesseln, Abfallrückgewinnungsbrennern (Müllverbrennungsanlagen) und Ähnlichem.The Device can be used in a wide variety of applications Find. For example, already alone in a typical coal-fired Oven the device can be used with: Hanging or secondary superheaters, Convection passages (primary superheater and economizer tube bundles); air preheaters; SCR scrubber (SCR - selective catalyst removers); Fabric filters or electrostatic precipitators; Economizer Entleerern; Ash or other Heat retention, be it on heat transfer surfaces or somewhere else, and the like. Similar options there are other applications including oil-fired stoves, black liquor boilers, Biomass boilers, waste recovery burners (Incineration) and the like.

6 zeigt weitere Details des beispielhaften Wagens 72 und des Bahnsystems 74. Das beispielhafte Bahnsystem weist ein Paar von parallelen rechtwinkligen Winkelelementen 140 (z.B. aus Stahl) mit der Scheitelkante nach oben auf, die beispielsweise durch Schweißen an Befestigungsplatten 142 angebracht sind. Die Befestigungsplatten sind wiederum an dem Boden 76 beispielsweise durch (nicht gezeigte) Schrauben in Schraubenlöchern 144 befestigt. Der beispielhafte Wagen weist einen Strukturrahmen 150 mit einem Paar aus linkem und rechtem Längselement 152 und vorderem und hinterem Querelement 154 auf. An der linken und rechten Seite eines jeden Querelements ist ein Rad 156 an einem angehängten Halter 158 angebracht. Der Radumfang hat einen konkaven Bereich (z.B. eine rechtwinklige V-Nut 160), der die Scheitelkante des rechtwinkligen Winkelelements 140 aufnimmt. Der beispielhafte Wagen hat Mittel zum Abstützen des zugehörigen Leitungssegments und Mittel zum Befestigen des Segments in Position. Das beispielhafte Abstützmittel weist ein Paar aus vor derem und hinterem Rohr-/Leitungsklemmelement 170 auf, die jeweils durch Muttern 172 an zugehörigen linken und rechten Gewindestangen 174, welche an ihren unteren Enden an dem Rahmen befestigt sind, positioniert und abgestützt sind. Die Klemmelemente 170 haben eine konkave Oberfläche 176, die komplementär zur Körperaußenoberfläche des zugehörigen Leitungssegments ist, um das Segment von unten abzustützen. Das Befestigungsmittel weist ähnliche Oberseitenhalteelemente 180 auf, die ebenfalls an den Stangen 174 angebracht sind und nach unten in Position in kompressiver Zusammenwirkung mit dem Segment durch Muttern 182 gehalten sind. 6 shows further details of the exemplary car 72 and the railway system 74 , The exemplary web system includes a pair of parallel rectangular angle elements 140 (For example, made of steel) with the vertex edge upwards, for example, by welding to mounting plates 142 are attached. The mounting plates are in turn at the bottom 76 for example by screws (not shown) in screw holes 144 attached. The example cart has a structural frame 150 with a pair of left and right longitudinal elements 152 and front and rear cross member 154 on. On the left and right side of each cross element is a wheel 156 on an attached holder 158 appropriate. The wheel circumference has a concave area (eg a right-angled V-groove 160 ), which is the apex edge of the right-angle element 140 receives. The exemplary cart has means for supporting the associated line segment and means for securing the segment in position. The exemplary support means comprises a pair of front and rear pipe / line clamp 170 on, each by nuts 172 at associated left and right threaded rods 174 , which are fixed at their lower ends to the frame, are positioned and supported. The clamping elements 170 have a concave surface 176 , which is complementary to the body outer surface of the associated line segment, to support the segment from below. The fastening means has similar upper side retaining elements 180 up, who also at the bars 174 attached and down in position in compressive cooperation with the segment by nuts 182 are held.

Es gibt einige Möglichkeiten für die Verwendung der Wagen. Die einzelnen Segmente können auf ihren zugehörigen Wagen vormontiert werden und entlang dem Bahnsystem in Position gerollt werden, wonach die Segmente über deren Endflansche aneinander befestigt werden können. Ein Zerlegen kann durch die Umkehr dieses Verfahrens vorgenommen werden. Die Wagen können auch eine Verlagerung der Verbrennungsleitung als eine Einheit erlauben (z.B. wenn es wünschenswert ist, dass der strömungsabwärtige Bereich der Leitung nicht dauernd in den Ofen eingeführt ist). Zusätzlich können, wie vorangehend ausgeführt, die Wägen eine Bewegung als eine Einheit zulassen, die mit einer Wärmeausdehnung in Längsrichtung einhergeht und/oder mit einem Rückstoß während Entladezyklen, und dabei die Ausrichtung der Leitungssegmente beibehalten.It are some possibilities for the Use of the car. The individual segments can be on their associated car pre-assembled and rolled into position along the railway system be after which the segments over whose end flanges can be fastened together. A disassembly can be through reversing this procedure. The cars can also allow a displacement of the combustion line as a unit (e.g., if desirable is that the downstream area the line is not permanently inserted in the oven). In addition, how can previously stated, the cars allow a movement as a unit with thermal expansion longitudinal accompanied and / or with a recoil during discharge cycles, while maintaining the alignment of the line segments.

7 zeigt ein alternatives System 200, bei dem die Verbrennungsleitung 202 an Halteelementen 204 aufgehängt ist (z.B. als Teil einer freistehenden Abstützstruktur oder an einer Decke oder am Dach 206 der Fabrik befestigt). Ein derartiges System kann besonders nützlich sein, wo die Leitung hoch über dem Fabrikboden positioniert ist. Das beispielhafte System 200 navigiert die Leitung 202 um Hindernisse der Umgebung außerhalb des Ofens. Beispielhafte Hindernisse beinhalten ein oberes und unteres Rohrbündel 210 und 212, zwischen denen die Leitung hindurchgeht. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Leitung in einem Umweg geführt, um ein Positionieren von deren Auslass 214 in einer Position an der Ofenwand zuzulassen, die mit einem der zwei Rohrbündel ausgerichtet ist bzw. auf einer Linie mit einem Rohrbündel ist. In einer derartigen Situation würde eine gerade Leitung mit den Bündeln kollidieren. Folglich ist die Leitung mit einem oder mehreren gekrümmten bzw. schräg verlaufenden Abschnitten 216 versehen, um sie an die Bündel anzupassen. 7 shows an alternative system 200 in which the combustion pipe 202 on holding elements 204 suspended (eg as part of a freestanding support structure or on a ceiling or roof 206 attached to the factory). Such a system may be particularly useful where the duct is positioned high above the factory floor. The exemplary system 200 navigates the line 202 around obstacles of the environment outside the furnace. Exemplary obstacles include upper and lower tube bundles 210 and 212 between which the line passes. In the exemplary embodiment, the conduit is routed in a detour to position from its outlet 214 in a position on the furnace wall which is aligned with one of the two tube bundles or is in line with a tube bundle. In such a situation, a straight line would collide with the bundles. Thus, the conduit is with one or more curved sections 216 provided to adapt them to the bundles.

Von strömungsaufwärts nach strömungsabwärts weist das beispielhafte Abstützsystem ein strömungsaufwärtiges und ein mittleres Federhängeelement 220 und 222 auf, welche mit zugehörigen Leitungssegmenten durch ein Spannschraubensystem 224, 226 gekoppelt sind. Beispielhafte Federhängeelemente sind von LISEGA, Inc., Newport, Tennessee erhältlich. In der beispielhaften Ausführungsform kann das Federhängeelement 222 eine deutlich höhere Kapazität infolge einer höheren statischen Belastung an dieser Stelle haben. Die spezielle Kombination von Hängeelementgrößen kann durch die relativen Positionen der Hängeelemente entlang der Leitung in Anbetracht von Massenparametern der Leitung (z.B. Schwerpunkt, Massenverteilung und Ähnliches), Festigkeitsparametern der Leitung (z.B. verschiedene Module) und die Position der zusätzlichen Abstützung beeinflusst werden. Die beispielhaften Federhängeelemente dienen als Hängeelemente im wesentlichen konstanter Last mit einer im wesentlichen über einen Betriebsbereich konstanten Stütz-Zugkraft. Eine Funktion der vertikalen Nachgiebigkeit, welche durch die Hängeelemente geleistet wird, ist das Anpassen an thermisch verursachte Änderungen der Vertikalposition des Auslasses 214 relativ zu der Deckenfläche 206 oder irgendeiner anderen Verbrennungsleitungs-Abstützstruktur. Beispielsweise kann die Wärmeausdehnung der Ofenwand eine Änderung in der vertikalen Auslassposition zwischen heiß und kalt im Ofenzustand (z.B. in Betrieb und abgeschaltet) verursachen. In der Ausführungsform von 2 ist eine derartige Expansion durch eine nicht-starre vertikale Kopplung der Leitung und der Wand mit ausreichendem vertikalen Spiel für die Leitung in der mit Übermaß ausgebildeten Wandöffnung angesprochen. Jedoch wird, wenn ein Ofenheizen die Leitungsauslasshöhe anhebt, bei einer starren Befestigung in Abwesenheit der Hängeelemente mit konstanter Kraft ein größerer Anteil der Leitungsmasse von der Ofenwand getragen und ein geringerer Anteil von den strömungsaufwärtigen Abstützungen. Das würde mit Scher/Biege-Kräften/Momenten und zugehörigen Verformungen einhergehen. Die Federhängeelemente ziehen sich jedoch tendenziell zusammen und heben das/die Segment(e), an dem/denen sie angebracht sind, so an, dass die von der Ofenwand abgestützte Masse nicht wesentlich zunimmt und entlastet/verhindern somit zumindest teilweise und vorzugsweise zu einem großen Teil Belastungen, die sonst mit der Zunahme der Auslasshöhe einhergehen würden. Deshalb behalten die Hängeelemente eine im wesentlichen konstante Orientierung der Leitung bei (z.B. halten deren strömungsaufwärtigen Hauptteil in einer im wesentlich horizontalen Orientierung).From upstream to downstream, the exemplary support system has an upstream and a middle spring hanger ment 220 and 222 on, which with associated line segments by a clamping screw system 224 . 226 are coupled. Exemplary spring suspension elements are available from LISEGA, Inc., Newport, Tennessee. In the exemplary embodiment, the spring suspension element 222 have a significantly higher capacity due to a higher static load at this point. The particular combination of hanger sizes may be affected by the relative positions of the hanger elements along the pipe in consideration of mass parameters of the pipe (eg center of gravity, mass distribution and the like), strength parameters of the pipe (eg different modules) and the position of the additional support. The exemplary spring suspension elements serve as suspension elements substantially constant load with a constant over an operating range constant traction. One function of the vertical compliance afforded by the hanger elements is to adapt to thermally induced changes in the vertical position of the outlet 214 relative to the ceiling area 206 or any other combustion conduit support structure. For example, the thermal expansion of the furnace wall may cause a change in the vertical exhaust position between hot and cold in the furnace condition (eg, operating and off). In the embodiment of 2 such expansion is addressed by a non-rigid vertical coupling of the conduit and the wall with sufficient vertical play for the conduit in the oversized wall opening. However, when oven heating raises the line outlet height, with rigid attachment in the absence of the constant force hanger elements, a greater portion of the conduit mass will be carried by the oven wall and a lesser portion from the upstream supports. This would be accompanied by shear / bending forces / moments and associated deformations. However, the spring suspension elements tend to contract and lift the segment (s) to which they are attached such that the mass supported by the furnace wall does not increase significantly and thus relieves / at least partially relieves and preferably obstructs a large one Part of the burden that would otherwise be associated with the increase in discharge height. Therefore, the hanger elements maintain a substantially constant orientation of the conduit (eg, keeping its upstream body in a substantially horizontal orientation).

In der beispielhaften Ausführungsform verstärkt zusätzlich eine Abstützstruktur 240 außerhalb der Verbrennungsleitung die zugehörigen zusammengebauten Segmente. Eine derartige Verstärkung nimmt vorzugsweise strukturelle Belastungen, die mit Stoßreflexionen, welche in den gekrümmten oder mit Winkel angeordneten Segmenten auftreten, verbunden sind, auf. In der gezeigten Ausführungsform bindet die Struktur außerdem strömungsabwärtige Bereiche der Leitung an die Ofenwand. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Spannschraube 226 über ihre untere Gewindestange mit einer Befestigung 242 verbunden, die an dem strömungsaufwärtigen Ende der Abstützstruktur befestigt ist und hat Dämpfer (snubber) 244 zum Aufnehmen und Dämpfen einer zeitlichen Bewegung der Leitung hat, welche sich aus dem Verbrennungsprozess ergeben kann. In der beispielhaften Ausführungsform absorbiert die starre Verbindung der Abstützstruktur mit der Ofenwand die Rückstoßkräfte und verhindert im wesentlichen einen Rückstoß. In dem Maße, wie eine thermische Längsausdehnung der Leitung ein Punkt bleibt, kann eine derartige Ausdehnung aufgenommen werden, indem den Hängeelementen ein Schwenken erlaubt ist (z.B. relativ zu den Verbindungsstellen 246 an den Halteelementen 204 oben und dem Verbindungspunkt 248 mit der zugehörigen Leitungsanschlussbefestigung unten). Alternative Ausführungsformen können die starre Kopplung der Leitung an die Wand aufheben und eine elastisch nachgiebige oder gedämpfte Kopplung erlauben.In addition, in the exemplary embodiment, a support structure reinforces 240 outside the combustion line, the associated assembled segments. Such a reinforcement preferably accommodates structural stresses associated with impact reflections occurring in the curved or angular segments. In the embodiment shown, the structure also bonds downstream portions of the conduit to the furnace wall. In the exemplary embodiment, the clamping screw 226 via its lower threaded rod with a fastening 242 connected to the upstream end of the support structure and has snubbers 244 for picking up and damping a temporal movement of the pipe, which may result from the combustion process. In the exemplary embodiment, the rigid connection of the support structure to the furnace wall absorbs the recoil forces and substantially prevents recoil. To the extent that a longitudinal thermal expansion of the conduit remains a point, such expansion can be accommodated by allowing the suspension elements to pivot (eg, relative to the joints) 246 on the holding elements 204 above and the connection point 248 with the associated pipe connection attachment below). Alternative embodiments may cancel the rigid coupling of the conduit to the wall and allow for a resilient or damped coupling.

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen einer Oberfläche in einem Kessel bereitgestellt. Eine längliche Verbrennungsleitung (26) erstreckt sich von einem strömungsaufwärtigen Ende (28) zu einem strömungsabwärtigen Ende (30), welches einer Öffnung in einer Wand (24) des Kessels zuge ordnet ist und derart positioniert ist, dass es eine Stoßwelle in Richtung der Oberfläche richtet. Ein elastisch nachgiebiges Element (80, 82) hält elastisch nachgiebig die Verbrennungsleitung (26) gegen Rückstoßkräfte zurück.An apparatus and method for cleaning a surface in a kettle is provided. An elongated combustion line ( 26 ) extends from an upstream end ( 28 ) to a downstream end ( 30 ), which is an opening in a wall ( 24 ) of the boiler is arranged and is positioned so that it directs a shock wave in the direction of the surface. An elastically yielding element ( 80 . 82 ) elastically holds the combustion line ( 26 ) against recoil forces back.

Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden beschrieben. Dennoch wird man verstehen, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann die Erfindung zur Verwendung mit einer Vielzahl von Industrieeinrichtungen und mit einer Vielzahl von Rußgaseinrichtungs-Technologien angepasst werden. Aspekte der bestehenden Einrichtung und der vorhandenen Technologien können Aspekte irgendeiner speziellen Implementierung beeinflussen. Folglich sind andere Ausführungsformen in dem Umfang der folgenden Ansprüche.A or more embodiments of the present invention have been described. Nevertheless one becomes understand that various modifications can be made without to depart from the spirit and scope of the invention. For example For example, the invention may be used with a variety of industrial equipment and with a variety of soot gas equipment technologies be adjusted. Aspects of the existing facility and the existing ones Technologies can Influence aspects of any particular implementation. consequently are other embodiments to the extent of the following claims.

Claims

Apparatus for cleaning a surface in a boiler, the apparatus comprising: an elongate combustion conduit ( 26 ) extending from an upstream end ( 28 ) to a downstream end ( 30 ), which is an opening in a wall ( 24 ) assigned to the boiler and is positioned to direct a shock wave toward the surface; and an elastically yielding element ( 80 . 82 ), which elastically yielding the combustion line ( 26 ) holds back against recoil forces.

Device according to claim 1, wherein the elastically yielding element is the combustion line ( 26 ) with the wall ( 24 ) couples.

Device according to claim 1 or 2, wherein the elastically yielding element comprises a metal coil spring ( 82 ) having.

Device according to one of claims 1 to 3, wherein the elastic compliant element has a tension spring.

Device according to one of claims 1 to 4, further comprising a plurality of movable supports, the weight of the combustion line ( 26 ) at a plurality of locations along the length of the combustion conduit ( 26 ).

Apparatus according to claim 5, wherein the plurality of supports comprises expansion and / or contraction of the combustion conduit (10). 26 ) in the longitudinal direction.

Apparatus according to claim 5 or 6, wherein the plurality of supports comprises a plurality of carriages ( 72 ), each of which has wheels ( 156 ), which has a train ( 74 ) on a support surface ( 76 ) interact.

Apparatus according to claim 7, wherein the combustion line ( 26 ) a plurality of separable segments ( 60 ) and wherein each of the segments ( 60 ) on a single associated wagon ( 72 ) from which the majority of carriages ( 72 ) is supported.

Apparatus according to claim 5 or 6, wherein the plurality of supports comprises a plurality of suspension elements (10). 202 . 222 ) having.

Method for cleaning a surface in a boiler of a part of an industrial device, the boiler comprising a wall ( 24 ) having an opening therein, the method comprising: introducing fuel and oxidant into a conduit ( 26 ); and initiating a reaction of the fuel and oxidant so as to cause a shock wave to strike the surface, with a repulsive force on the conduit (10). 26 ) of an elastically yielding element ( 80 . 82 ) is received elastically yielding.

Method according to claim 10, wherein the elastically yielding element ( 80 . 82 ) stores the recoil energy when the line ( 26 ) moves from an initial position to a recoil position, and then the line ( 26 ) returns to the initial position.

The method of claim 10 or 11, wherein the displacement at least 0.01 m.

The method of any one of claims 10 to 12, further comprising: relocating the line ( 26 ) as a unit together with a support mechanism, about a downstream end ( 30 ) of the line ( 26 ) to disengage from the boiler.