Наряду со способами профилактики и удаления — самообдувающимися пучками труб, применением продольного обтекания, дробевым и вибрационным методами очистки — в отечественной и зарубежной практике проектирования и эксплуатации котлов широко используются различные конструкции обдувочных аппаратов для очистки, главным образом, радиационных и пароперегревательных .
Во всех конструкциях обдувочных устройств энергия сжатого обдувающего агента преобразуется в сопловом аппарате в кинетическую энергию струи, направленной на поверхность нагрева и обеспечивающей удаление золовых отложений. Наиболее широкое распространение получили обдувочные аппараты, разработанные заводом «Ильмарине» при участии ЦКТИ. В качестве обдувающего агента в этих аппаратах можно использовать пар либо сжатый воздух давлением до 40 кг/см2. Практически применяется, главным образом, пар, так как промышленность пока не выпускает специальных компрессоров, позволяющих получать в необходимом количестве сжатый воздух высокого давления.
В зависимости от назначения и конструкции завод «Ильмарине» с 1964 г. серийно выпускает 10 модификаций обдувочных аппаратов следующих типов: маловыдвижные, глубоковыдвижные, невыдвижные и качающиеся.
Подробные характеристики этих аппаратов представлены в таблице ниже, в которой также указаны их старые и новые условные обозначения. Сопловые головки аппаратов ОМ, ОГ, ОГД, ОГП, ОГВ во время обдувки вводятся в газоход и получают вращательное движение, а аппарата ОГН — только поступательное движение.
Сопловые трубы аппаратов ОН, ОНЖ и ОНР постоянно находятся в газоходе и во время обдувки получают только вращательное движение. Сопловая трубка аппарата ОК также постоянно находится в газоходе и во время обдувки, а также промывки регенеративного воздухоподогревателя совершает качательное движение на
определенный угол. Открытие и закрытие клапанов всех аппаратов, кроме ОНР, в процессе обдувки производится автоматически.
«Аппарат обдувки маловыдвижной» — ОМ обеспечивает ввод сопловой головки в газоход на определенное расстояние от очищаемой поверхности, обдувку в процессе вращения сопловой головки и возвращение последней в исходное положение. Этот аппарат применяется для очистки настенных экранов, скатов холодных воронок, потолочных участков. Механизм преобразования вращательного движения в поступательное состоит из винтовой пары «шпиндель — колесо», направляющего паза, направляющего ролика, жестко сидящего на шпинделе храповика. Сопловая головка навинчивается на шпиндель. С противоположной стороны в шпиндель с помощью сальника вводится подводящая труба, соединяющая шпиндель с клапаном. Колесо приводится во вращение через редуктор от электродвигателя мощностью 0,27 кВт. Приводом к механизму открытия клапана служит профилированный кулачок, жестко сидящий на шпинделе. В зависимости от профиля кулачка обдувка может быть круговой или секторной, с любым углом обдувки. Втулка с фланцем, приваренная к каркасу котла, служит для крепления аппарата. Такая конструкция крепления позволяет регулировать «вылет» сопл, т. е. расстояние от их оси до поверхности нагрева. Редуктор уплотнен сальниковым устройством, что позволяет устанавливать аппарат также и в вертикальном положении.
«Аппараты обдувки глубоковыдвижные» ОГ, ОГД, ОГП, ОГВ служат для глубокого ввода сопловой головки в газоход, обдувки поверхностей нагрева и возвращения сопловой головки в исходное положение. Ввод в газоход обдувочной трубы, оканчивающейся сопловой головкой, осуществляется с помощью каретки, катящейся по монорельсу. Привод каретки — от электродвигателя мощностью 0,6 кВт через редуктор и цепную передачу. Привод к механизму открытия клапанов осуществляется посредством пальца, жестко крепящегося на щеке каретки.
При использовании таких аппаратов для очистки ширмовых и конвективных пароперегревателей пылеугольных котлов важное значение имеет недопущение износа перегревательных труб струей пара, содержащей подхваченные ею частицы золы, что особенно ощутимо при сжигании топлив с абразивной золой. Для предотвращения опасного развития этого явления полезны, как показала практика эксплуатации, следующие мероприятия:
1) угол атаки сопл по отношению к плоскости очищаемого пакета должен устанавливаться не более 12°;
2) в качестве обдувающего агента желательно использовать перегретый пар таких параметров (примерно 480—500° С), чтобы на выходе из сопла отсутствовала влага в паре, либо применять сжатый воздух;
3) расстояние от оси обдувочной трубы до ближайшего ряда перегревательных труб должно быть не меньше 600 мм.
В зависимости от направления ввода сопловой головки в газоход и способа подачи обдувающего агента глубоковыдвижные аппараты делятся на следующие разновидности:
а) с поступательным и вращательным ходом сопловой головки — ОГ. Для вращения обдувочной трубы используется редуктор, который крепится к каретке и перемещается вместе с ней;
б) с двусторонним вводом сопловых головок — ОГД. Представляет собой два глубоковыдвижных аппарата ОГ, смонтированных на одном монорельсе. Верхняя полка монорельса служит дорожкой для одной каретки, а нижняя — для другой, что позволяет очищать смежные , когда малая ширина котельной ячейки не позволяет устанавливать на одной оси два аппарата;
в) с поступательно-вращательным ходом сопловой головки со специальным поршневым клапаном и с электромагнитным приводом для отключения пара на заданном участке поступательного хода сопловой головки— ОГП. Предназначен преимущественно для очистки ширмовых поверхностей нагрева. Отключение пара производится в период прохождения соплами расстояния между ширмами.
Для очистки регенеративных воздухоподогревателей выпускается «аппарат обдувки качающийся» — ОК, показанный иа рисунке ниже:
Этот аппарат обеспечивает периодическое движение сопловой головки от центра ротора воздухоподогревателя к периферии и обратно. Поворот трубы 4 с сопловой головкой на конце осуществляется с помощью сервомотора типа PM 1 и червячной передачи 13, 7. Клапан 6 открывается посредством кулачковых механизмов и вертикального вала. Горячая умягченная вода для промывки воздухоподогревателя подается через обратный клапан. Аппараты ОК устанавливаются на газовой стороне воздухоподогревателя для очистки сверху вниз. При большой высоте ротора и усиленном загрязнении набивки аппараты могут устанавливаться также и для очистки в направлении снизу вверх.
Сопло располагается на (расстоянии 60—70 мм от поверхности нагрева. Максимальный угол поворота качающейся трубы равен 80°, а отношение B/R больше 1,29.