专利名称：清洗可加热内腔给定表面的方法以及附属的喷水枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种清洗可加热内腔给定表面，尤其是在里面结有沉积物的燃烧室的内腔的方法。其次本发明涉及一种喷水枪，它可以用在这种方法中，本发明的主要应用领域是电站锅炉的清洗。
在运行中清洗燃烧室结垢或污染的加热表面时采用喷水枪，它装在开口处，穿过火焰和燃烧室向对面或侧面的炉壁喷射致密水束，通过水的冲击作用清洗炉壁。在DD145476和DD155857中公布了这种喷水枪。其中水枪执行一种喷射图形，它可以具有非常不同的几何形状例如螺旋线(DD145476)或之字形带(DD155857)。从水枪中喷出的水束在水束喷到的炉壁上执行一种清洗图形。喷射行程通过水枪运动控制装置控制，水枪在它的前面部分支承在燃烧腔开口的一个固定点上，并通过控制水枪导向的路程或/和时间控制装置在它的后支承处进行控制，P4415010.5中公布了这样一种控制系统，在每个工步中先移到一个固定的基准点或地方，从而确保水枪为执行喷射图形始终以同一个起始位置出发。可能出现的误差在控制系统中这样来调平，使得不出现路程变化。其中不同的喷射图形(它包括避开例如燃烧器和烟气回抽孔)对于待喷射和待清洗炉壁表面的非常不同的区域和大小配设一个喷水枪，并根据指令对于喷射作业有选择地调用。
其次由DE19519748.8A1，DE19519780.1A1和DE19519790.1A1已知，现场将炉壁表面的几何关系与喷水枪位置的坐标值相对应。这样每一个从水枪喷出的看作几何射线的水束在炉壁表面上的着落点列为水枪的坐标值。
在同样属于现有技术水平的一种方法中，根据炉壁表面的污染程度考虑选择喷射图形和它的喷射强度。此外在DD281448，DD281452和DD281468中公布了控制喷水枪和求出燃烧室内加热表面上被煤灰污染的结垢区的方法。DD281448叙述一种用来清洗加热表面的喷水枪的控制系统，其中借助于一个与照相机和测量系统连接的光学探测器产生参考图形。它通过测量系统的坐标分成几个区，并以信号来表示。在燃烧室运行时产生实际图形，并与参考图形相比较。通过比较求得结垢后，并由喷水枪的已知喷射图形的坐标值产生指令信号，它控制用来清洗结垢区的喷水枪。通过在借助于显示屏观察水束的情况下任意地、手动控制喷水枪的移动可以得到一种已知的喷射图形。DD281452公布一种方法，这种方法中在由已知的，贮存起来的喷水枪喷射图形的座标求出结垢区以后控制喷水枪在求出的结垢区上(运行)。由此按面积和轮廓限定待清洗区。在DD281468中根据污染程度选出的喷水枪运行(区)集中在所选出的清洗区内。其中对清洗结果进行记录，汇总和后续的评定。所有这些方法都假设了一个几何上确定的水束。
类似于DD281468中的方法在DE4139838中通过辐射性测量装置测量清洗过的或清洁的和污染的或结垢的炉壁的辐射程度，与理论值相比较，并由此导出有关喷水枪水束速度的喷射节奏和喷射强度的指令。这种方法用于(清洗)薄的、白色的，闪光的或发光的煤灰或沉积层。按照DE4139718A1和US-A4,539,588为了利用这种方法产生一个红外线摄像图形，它同时比较预先给定的污染的和清洁的燃烧室测量表面的局部辐射强度。这个比较是以装在燃烧壁这个最合适地点的光电探测器的测量结果为基础的，光电探测器测出局部幅射强度并复制在监控器上。
通常已知的清洗加热表面的装置和方法利用水枪在执行它的喷射图形时的位置，以便建立待清洗表面和水束之间的联系。这种联系建立在如下的几何考虑上在这里喷水枪在清洗表面上几何推导的目标点和水束的着落点相重合这个设想是成立的。例如像DD281468中公布的那样，试图通过对水束的观察而贮存并在以后利用一种喷射图形。
本发明的目的在于，创造一种方法，它可以在内腔中有不同状态时用来有目的地，按计划地，清洗一个可以预先给定的内腔表面。其次本发明的目的在于，创造一种喷水枪，它可以用来有效地，按计划地清洗一个在不同状态下的可以预先给定的内腔表面。
这个目的通过具有权利要求1的特征的用来确定可控的喷水枪位置的方法及具有按权利要求2的特征的用来清洗可加热内腔表面的方法以及具有按权利要求20的特征的用来清洗可加热内腔的可控的喷水枪来解决。优良的结构造型在各个从属权利要求中给出。
本发明创造一种用来确定清洗可加热内腔，特别是清洗结有沉积物的燃烧室的可预先给定的表面的可控喷水枪位置的方法，其中喷水枪清洗介质在内腔待清洗表面上的至少一个着落点，和确定和记录喷水枪至少一个部分的位置，通过它可以确定从喷水枪中喷出来的清洗介质的流出方向，以及形成在至少一个着落点和把至少一个与内腔有关的参数考虑在内的位置之间的对应关系，其中可以借助于这个对应关系确定用来清洗在各种状态下内腔可预先给定的表面的喷水枪的位置。
其次本发明创造一种清洗可加热内腔(特别是里面结有沉积物的燃烧室)的方法，带一个可控制的喷水枪，它的清洗介质可以喷射到内腔的可预先给定的待清洗表面上。其中喷水枪的预先给定的控制系统这样地叠加上一个相应于内腔状态的和/或清洗介质状态的对应关系，使得可预先给定的待清洗表面在内腔的任何状态下都能按计划地被清洗介质喷射到。
此外创造一种可控制的喷水枪，用以清洗可加热内腔，特别是里面结有沉积物的燃烧室，它的清洗介质喷射在待清洗的内腔表面上，其中它具有一个喷水枪的可编程控制系统和至少一个贮存对应关系的存贮装置。以根据内腔状况按计划地清洗待清洗表面。
用来清洗的对应关系最好建立在观察清洗介质在内腔一定状态下喷射在内腔一定状态下喷射在内腔表面上的至少一个着落斑点和喷水枪的至少一个部分的至少一个相关的已知位置的基础上，通过这个已知位置可以确定水枪中喷出的清洗介质的流出方向。
用这种优良的方法可以这样地平衡在燃烧实际运行中出现的一种很难控制且具有涡旋和极大速度差及流动方向改变的气流，使得清洗介质确实地执行喷射图形，并且因此按计划地喷射在预先给定的、待清洗表面上。喷射方向水束几何参数、以及因此还有在待清洗表面特别是炉壁表面上找到的目标的简单方程式用着落点不再能反映实际情况。不仅在炉壁上和转向处出现或形成与载荷和空气量有关的火焰及气流速度的变化(它随锅炉结构和尺寸的不同而不同)，而且每个燃烧系统进气状况的基本变化，例如煤粉变化或处于运行中的燃烧器数量的变化，还有燃料的改变，都改变燃烧室内的流动图。这种气流连同作用在水束上的重力和沿喷射行程水束的扇形张开都影响清洗介质的着落点和着落面。认真的试验得到的偏差有几米大，而且着落面在任意方向出现椭圆形。因此水枪的至少一部分这样地定位，和/或表示冲洗介质特征的压力，流量或流动速度这样地控制或调节是合适的，使清洗介质喷射在预先给定的待清洗表面上。用这种方法使得可以按照(例如锅炉内腔内)的状态的变化作相应的必要的改变，使需要执行的清洗图形可以准确地执行。由此达到避免清洗介质对炉壁表面不必要的或损伤性的喷射，并对喷射图形和喷射作业的频率以及强度作出合适的选择。因此任意待清洗表面，例如内腔的炉壁表面或处于内腔内的热交换表面，可以相应地进行不同的处理。
着落点的确定可以借助于观察装置达到，其中尤其可以采用装在待清洗炉壁内的传感器或者光学装置。按本发明方法的一种优良的结构设想，在待清洗炉壁上安放一个或几个传感器。它们被清洗介质喷射，传感器将此信息接收下来并传输出去。然后，例如根据待清洗内腔的运行情况将参数记录下来例如着落点，确定清洗介质流出方向的喷水枪一个部分的位置，以及特征参数，例如锅炉载荷状况。本发明的另一种结构设想，借助于喷到炉壁上的清洗介质的物理和/或化学作用确定着落点。特别是根据清洗介质和内腔待清洗表面的温度差可以确定冲击作用，但是目测或光学观察例如照相，胶片或别的光线/激光/热射线方法同样适合于用来建立待清洗表面上的点与清洗介质着落点之间的明确对应关系。一种有利的改进方案设想，设置用来确定清洗介质喷到待清洗表面上时发出的声音或振动的适当装置，或者通过一个观察孔或一个开口来确定清洗介质的着落点，并由此确定着落点的位置并记录下来。相应地，适当的传感器也可以很好地装在待清洗表面之外。在清洗燃烧室时它不需要中断那里的环境温度。借助于辐射测量通过由于清洗介质以及它的着落点比环境温度低引起的局部温度变化同样可以确定着落点。在另一种结构中当例如扫过一个点的传感器时，记录下着落点的中心，它的尺寸和水束压力，并用来建立对应关系。
本发明的一个优点是，确定可控喷水枪位置的方法以及用可控喷水枪清洗可加热内腔的方法并非必须一起进行。因此可以对于一个已知内腔进行确定位置的相应测量，并根据测量(结果)建立一个或几个对应关系。由此可以确定水枪位置。然后对于内腔(例如燃烧锅炉)所建立的对应关系可以直接用在清洗方法中。但是也可以将建立的对应关系转移到类似结构的内腔上。然后可以借助于这个对应关系根据现有的几何状况，锅炉内的气流情况或者水枪的结构几何参数使用清洗这个内腔的相应方法。在对应关系中考虑着落点和由清洗装置位置的几何参数得到的清洗介质在内腔待清洗表面上的理论目标点之间的关系是合适的。特别是当两者之间有偏差时在对应关系中考虑一个修正值是有利的。例如这对于清洗装置的调整过程是有好处的，即水枪在执行清洗图形时可以按已知的偏差改变它的位置。由已知的着落点和水枪位置作为参考值推断出带假想着落点的待清洗表面，对于求出合适的对应关系是合算的。为此最好由着落点和水枪位置的相互关连的向量场形式的至少每三个数值计算出假想着落点，特别有好处。因为内腔的几何形态是已知的，由此在本方法的一个改进方案中得到一个用来控制着落点的数学模型，它首先是反映了内腔状况的特征。如果使内腔在确定的条件下运行，那么相应的参数可以在确定着落点和水枪对应位置的同时确定和记录下来。对于需要记录的清洗介质的状态也是一样。它同样可以通过一个数学模型来表示。用这种方法可以建立清洗图形，它可以按照确定的着落点密度的不同特别准确地执行。把着落斑点当作着落点来处理，不仅对于建立数学模型，也对于例如确定和控制着落斑点有好处。然后在必要时可以求出斑点的边缘不清晰处。对于危险区域，例如锅炉区域内的燃烧器口，这样地确定着落点，即应排除在水枪执行清洗图形时由清洗介质造成的损害。为了预防例如由于在喷水枪悬挂装置上的机械间隙或热膨胀引起的定位和相应对应关系之间的差别造成的危险，在本发明的一种改进方案中检验对应关系是否与清洗介质在预先计划好的待清洗表面上的着落点充分地相符。在偏差太大时要对对应关系或者定位进行修正。在本发明的一种优良结构方案中还设想，通过控制系统中适当的试验模块这样地移动喷水枪，使得找到并记录用以定位的确定着落点，至少一个与内腔有关的、反映内腔状态的参数提供这样的可能性，使得可以在对应关系中考虑那里的状态。例如考虑清洗介质的的状况就允许，通过一个连接在上面的使清洗介质产生压力的泵的滞流量调节(Massenstau-regelung)来按计划地喷射可预先给定的待清洗表面。为此按本发明的一种喷水枪结构具有适当的装置来采集这个或这些参数。因为上面已经提到过，在不同的运动状态下在内腔整个横截面上流动图的分布也是不同的，特别是可以利用这样一些参数，如压力，速度温度，流量，它们的可能的不同组合，例如燃料质量和不同的空气情况，原料的特性，内腔壁的状态或化学量，如酸性值。其次，作为一个反映内腔状况的参数，至少在对应关系中可以考虑一部分相关设备的运行状况，同样是有利的。在锅炉设备中内腔状况例如可以通过运行载荷或者连接的碾煤机的种类来确定。考虑待清洗表面的老化程度，以及由此与原先确定的参数状况的差别也是对于对应关系的一个比较重要的、可以考虑的参数。按照本发明为了在对清洗表面上准确地执行清洗图形同样应该考虑清洗液本身。参数，例如从喷水枪中流出的压力，流量或喷出速度对于计算或确定着落点是重要的。特别是这些参数可以借助于适当的装置加以控制甚至调节，其中例如利用一个相应的调节回路，它调节用来确定水枪位置的对应关系。清洗介质的成分也可以用适当的方法与待清洗表面相适应。喷水枪本身同样由于它的几何形状对需进行的喷射图形和在待清洗表面上的清洗图形具有影响。除了水枪固定地点以外水枪喷咀的尺寸也对喷出的清洗介质如何在待清洗内腔内的运作起重要作用。因此在一种改进方案中根据可预先给定的待清洗表面的不同喷咀几何参数也可以调整以与之相匹配。这可以通过更换喷咀，但是也可以通过适当的附加装置进行。
本发明的一种有利的结构设想，预先给定一个按计划的清洗图形，清洗介质通过适当的对应关系在内腔待清洗表面上执行这个清洗图形。
对于有关待清洗表面的状况以及清洗结果的结论，记录下着落点以及在整个清洗时间中的 一段较长的时间间隔内或仅仅某一个时刻的对应关系的至少一个参数，是有好处的。这样可以断定，清洗是否有效，还是必须重新进行。其次由这些数据可以确定，是否应该用相同的还是不同的例如清洗介质的数值，如压力，流量等进行工作，从而可以进行有效的，但是不产生损害的清洗。一种改进方案设想，充分地利用记录下来的测量数据来求出以后有利的清洗图形。这也可以包括等候清洗的时刻。根据例如锅炉的运行状况的不同在清洗过程中清洗工作可能带来巨大的功率损失。在低负荷运行的锅炉中这可以通过效率的明显下降看出来。
本发明的其他优点和特性将借助于一种优先推荐的实施例和以下附图作更详细的说明。有益的改进方案也可以通过公布的特性的组合得到。其中表示
图1.可控制的喷水枪的侧视图，图2.图1中的可控喷水枪的另一个侧视图，图3.图1中的可控喷水枪连同相应的坐标系，图4.燃烧室局部结构造型中一个可加热内腔的几何形状，
图5.图4中燃烧室局部内控制系统的一种修正方法的原理，图6.图5中喷水枪位置的坐标的取得，图7.一种修正方法的工作原理。
图1用来表示一种可控制的喷水枪的侧视图。在加热设备炉壁1上有一个带向内3和向外4三角区的开口2。在开口2内有一个固定地装在它中央的作为水枪6的回转支座或球形万向节形式的水枪6的运动点5。水枪6在后端具有紧固点7.1，7.2，7.3，运动元件8.1，8.2，8.3靠水枪一端可旋转地，但是不能在水枪上移动地固定在这些紧固点上。运动元件8.1，8.2，8.3向后的一端可旋转地装入固定支座9.1，9.2，9.3，例如球形万向节中。水通过管接头10和耐压柔性软管形式的作为水的引导件20的进水管11进入水枪6。喷水枪被许多构件所包围，其中一部分构件阻碍水枪的安装。例如在开口上方在第一支柱12上固定了一个蒸气管13和固定支座9.1。在开口2右边的离开不远处装有一个第二支柱14。一个用作工作平台的栅格踏脚板15从右方延伸到这里为止。第二支柱14也作为栏杆16和17以及行走和工作平台15的边界，并固定一个开关箱18。蒸气管13和炉壁1外壳19之间的距离受到很大的限制。
水枪末端可以借助于它的运动元件8.1，8.2，8.3在回转区S内垂直方向从上“O”到下“u”和在没有画出来的水平区域内从左“l”到右“r”回转。
当点9.1-7.1和9.3-7.3之间处于规定的控制距离时它和水枪6的前回转支座5一起共同明确确定水枪的各个位置。
在运动元件8.1至8.3上有图1没有画出来的控制元件，它根据规定的喷射图形和所示出的路程传感器44对水枪位置的测量值调整运动元件的长度。在水枪的每个工作位置每个工作元件8.1-8.3执行一个取决于距离、角度关系等空间几何参数和支座7.1-7.3及固定支座9.1-9.3的几何位置的长度改变及其速度改变，而这又对喷水枪的运动和水束的引导产生相互作用。此外在第二支柱14的一个侧面上有一个用来记录和控制运动元件运动的装置45。但是控制装置的安装位置不在靠近喷水枪的地方。它通过适当的数据传送线路46与喷水枪相连，控制装置也可以装在控制室内，以便能够迅速地调用它。
在按本发明的一个实施例中在喷水枪安装好以后量出运动点5，在水枪上的紧固点7.1-7.3和固定支座9.1-9.3之间的几何参数，并将测量结果输入计算程序，并在那里根据规定的喷射图形的喷射地点和喷射时间将每个运动元件的变化量贮存起来，并在运行过程中通过控制元件传递给运动元件。
在另一个实施例中在工作区调整阶段运动元件的距离可以通过水枪的第一次运动或者一个装在水枪末端的没有画出来的制动装置进行调整，制动装置与喷射路程的调整装置机械连接。在调整装置和制动装置每个运动时引起的各个运动元件的长度变化通过路程传感器记录和贮存下来。这样可以通过调整装置给定任意的喷射图形。在取走调整装置并且控制系统及喷水枪投入运行以后执行所存贮的运动。
下面在图2和3中举例更详细地说明按本发明的方案。
按图1的喷水枪在安装以后其定心位置轴向位于运动点5时，运动元件8.1-8.3、它的固定支座9.1-9.3和在水枪上的紧固点7.1-7.3相对于作为几何0点的回转装置5的回转中心的位置应该具有如下的几何尺寸<
>
当然在图2和3以及表中给定的坐标值仅仅适用于点形的例如球形万向节形式的回转点。在图1，2和3中所表示的简化的具有吊耳或环形连接元件的方案中在回转点也许还需要进行修正。这在试验时是可以调整的，因为所有运动元件作机械运动时都存在必要的公差范围。
通过具有坐标值X；Y；Z＝0的作为运动点5的回转点这样来确定待清洗炉壁和它的边界的理论几何坐标值，使得水枪6理论水束的几何直线在加热设备炉壁表面上确定一个对应于每个水枪位置的炉壁几何点12。在本发明的范围内这些坐标值可以用来确定水枪位置的修正值。
图4中表示一个燃烧室局部的几何形状。在下部有6个燃烧器孔B，在上部有6个烟气回抽孔R。按图2，3的水枪6的装配状态用它的运动点5表示。对于具有坐标值Y＝0的水平面在燃烧室壁Wb上得到喷射边界Gr，在水平回转区Sw上方的燃烧室壁Wc上得到喷射边界Gl，对于平面X＝0在燃烧室壁Wc上得到喷射边界Go在垂直回转区Ss上方得到边界点Gu(上，右，...等等，在逻辑上与图2，3镜像对称布置)。在几何上燃烧室炉壁上的其他任何一个点可以对应于水枪位置的一个坐标值。在一种优先推荐的结构中这在几何上在利用现有的燃烧室尺寸，例如通过一个数学程序实现。
在一种可选择的结构方案中借助于现场测量确定燃烧室炉壁的特征点，例如通过装在水枪位置上的激光来(它在锅炉停止运行时使用)，这里当然必须考虑在锅炉运行时炉壁在纵、横方向的膨胀，或者通过其它的在锅炉运行时也能使用的合适的测量装置。
然后用类似的方法用数学计算或测量手段如确定对于待清洗表面区域的喷射路程，并将其输入运动元件8.1-8.3的控制系统。有关这方面的一个例子是图4中所表示的用来清洗一些烟气回抽孔R下方和一个烟气回抽孔上方的污垢毛刺的喷射图形。这个理论清洗程序开始于A点，结束于E点。理论上的工作方式是这样的，在例如在计算机或单元控制器的数据存储器中编好相应的理论的路程-时间图表的程序以后，按照输入喷水枪的相应清洗指令移动到理论位置A(图4)，打开进水管，执行运动元件8.1-8.3的路程-时间程序直到E点，在那里重新关闭进水管。
作为具有理论上的几何直线水束的所谓理论喷射图形的喷射图形上述编程和控制在这个实施例中应该进行考虑下面所述的，与内腔有关的一个参数，例如燃烧室内腔运行状态的一个参数的控制系统的修正。
在按图5的例子中叙述了控制系统修正方法的基本原理。燃烧室由待清洗炉壁Wa(1)，Wb，Wc和Wa围成。在炉壁的下部有燃烧器孔B1至B6，在上部区域有烟气回抽孔R1至R6。在炉壁Wa上中央设有开口La，炉壁Wc上设有开口Lc。在开口中央有几何点A或C。通过点A和C可以设置一个水平几何平面E，它与炉壁Wb和Wa在中央相交于几何点B和D。
在燃烧室的一种运行状态Z1，如图5中所示，燃烧器B1、B2、B3和B6处于工作状态。基于锅炉的运行负荷等级L，例如L1＝90％以及在运行状态Z1时空气比等于入，向燃烧室内吹入规定的燃气量(煤粉输送气体和热空气)。根据负荷，燃料数量/质量，空气比例和特别是在运行状态Z1运行时的煤粉/燃烧器组合，在燃烧室中建立了流动图，通常它区别于其他运行条件。为了使运行状态Z1看得清楚，对于运行状态Z1，火焰/烟气混合物在平面W的高度沿直线A-C和B-D的速度图P(A-C)和P(B-D)用点划线在垂直平面内表示，而相应火焰束在穿过平面W时的速度中心W1，W2，W3，和W6用虚线表示，这个速度图表明在C和B一侧炉壁的横截面内火焰流的集中速度明显高于A和D一侧炉壁区域。
喷水枪6安装在开口2内。作为一个例子以图上所表示的水枪6的垂直于炉壁Wa的位置(水枪坐标F(0，0))按直线A-C到达炉壁Wc上的几何点C。由于水束的重力在锅炉未运行的情况下实际上形成一条抛物形的水束轨迹，它用细虚线表示，与炉壁Wc相交于位置Cs。向上的气流连同上面所说的在燃烧室角Wb/Wc方向大大增强的流动速度在燃烧室处于运行状态Z1时于水枪位置L(0，0)导致相应于粗虚线的水束导向，并到达“实际的着落点”Cw。其中“实际”着落表面Fw具有一个与气流有关的椭圆度。
按照本发明将考虑水束着落点Fw与水枪位置L(0，0)的几何直线交点坐标C(0，0)的偏差对喷射图形的影响，并且不应被忽略。
在这里所表示的按本发明的用来确定可控喷水枪位置的方法的结构造型中在进行一次试运行Z1时这样地将水枪从起位置L(0，0)开始移动，使得可靠地确定水束的实际着落点Cw，因此也反映“真实”。这例如由这样来达到，在开Lc打开时确定水枪位置L(Xo，Yo)，在水枪的这个位置在炉壁Wc上着落的水束明确地通过打开的开口喷入炉膛。现在给在炉壁Wc上具有理论导向坐标值F(0，0)的点C的明确确定的“真实”着落面具有在水枪控制系统内的“真实”的水枪位置L(Xo，Yo)。
图6表示图5的喷水枪位置的坐标值。为了将图1-3中运动元件8.1-8.3和它的紧固点7.1-7.3的位置换算成喷水枪位置的坐标值，按照图4和图5在离回转点5(Z＝0)距离为Zwl处形成一个导向平面F。水枪轴线在坐标点Ywl，Xwl处穿过这个平面F。因此每个水枪位置以它的长度或者运动元件8.1-8.3的坐标值对应有一个坐标值F(Y，X)。因为在图5的例子中这个平面F与燃烧室壁Wb，Wd成90°，而与燃烧室壁Wc成0°，水枪水束方向F(Y，X)和水束理论着落点之间得到一个简化的数学几何关系。当已知实际着落点Cw并已知运行状态Z1时，便建立了相应的坐标对应关系。
用图7来说明对于所述例子从理论的到“真实的”喷水枪着落面的修正方法。图4，5的燃烧室具有在图7中所示的燃烧室炉壁Wc。炉壁Wc具有大开口a至g和小开口i至m，还有烟气回抽孔R4和R5及燃烧器孔B4和B5。在图4中所示的用来清洗烟气回抽孔R4，5，6周围的理论喷射图形A-E同样在图7中表示出来，并且从其部分喷射图形“r”从炉壁Wc上的A点开始。在炉壁Wc上表示了在图4中所说的从燃烧室左角到Gl的回转区Sw的理论水平喷射线Gth(y＝0)，从Go到Gu的回转区Ss的理论垂直喷射线Gth(x＝0)，从角12-5-Gu在回转区Sw上的理论水平喷射线Gth(y＝Gu)，从角12-5-Go在回转区Sw上的理论水平喷射线Gth(y＝Go)，从角12-5-Gl在回转区Ss上的理论垂直喷射线Gth(x＝Gl)。
在这个实施例中后三条喷射线是回转区的边界线，当借助于坐标平面F和y＝常数或x＝常数(除x＝0或y＝0以外)控制喷水枪时由于几何关系形成抛物线。但是由于已知的和记录下来的运行状态Z1的气流和重力作用，在所述的喷射图形边界中喷射区Gth由于喷射水束的偏转还会进一步偏移，使得炉壁c上的喷射边界达到“真实”边界。因此在运行时当沿炉壁Wc上的理论水平/垂直喷射线开动时需要对X或Y进行修正，当喷射水束喷射掠过90°的炉壁(这里是Wb)时这个修正量还要加大。
在炉壁Wc上沿带左角边界Wb/Wc的理论边界方向Gth(y＝Gu)，Gth(x＝Gl)，Gth(y＝Go)这样来修正“真实”喷射表面c0.通过炉壁Wc的数学程序计算理论边界坐标Gth，并使它与喷水枪座标平面F的控制程序建立对应关系。由Gth线围起来的区域同样地用单个坐标值覆盖整个面地计算出来，并建立对应关系。
1.喷水枪控制系统具有一个试验程序，用这个试验程序逐步地沿试验坐标的周围运行。对于开口1的试验坐标系1的所有试验坐标值代表性地表示为试验程序的理论喷射图形“Su1”。
2.将用于理论着落点1的喷水枪在导向平面F(图4，5)上的理论坐标值1(X1，Y1)输入试验程序。打开开口1。开始喷射程序Su1。水束从理论坐标1开始逐步地按试验程序喷射，当喷射图形到达水束明显地或最大地通过开口喷射的坐标值时，停止程序，将喷水枪在导向平面F上的坐标值记录下来，并将这些“真实”着落坐标1’(X1′，Y1′)以1′的名义贮存起来。对于图7中的例子这在炉壁Wc上理论坐标1′处进行。这里程序Su1在导向平面F上的停止时间τf，l和在炉壁Wch上1处的着落时间τwc，1在1处是不一致的，水束从喷咀出口到着落点的运动时间τ必须一起考虑。它用试验的方法或计算的方法根据水束出口的情况(压力，直径，流量等等)来确定。
3.用和2中一样的方法对于所选择的或者全部的开口a至m执行这个方法，并贮存“真实”坐标a′至m′。在这个例子中没有述及开口a-c的坐标，对其不作进一步的修正。
4.通过一个计算程序将修正值d-d′至m-m′输入喷水枪坐标平面F的表面程序Fp，并通过例如向量修正换算成真实着落表面程序Fp′(Z1)。
5.按照4，在炉壁We上的每个坐标点通过程序Fp′这样地和“真实”水枪位置一一对应，使得对于运行状态Z1通过使用真实的喷水枪坐标以一定的精度命中炉壁的每个坐标，并且理论喷射边界Gth也实际上成为“真实”边界。
6.对于喷射作业预先规定在炉壁上的一定的喷射图形。在所举例子中它是图4中的喷射图形A-E。它的理论喷射坐标作为子程序贮存在程序Fp中，这个程序用于坐标值的几何换算，将运动元件8.1-8.3的坐标换算成控制平面内的坐标和直线水束在炉壁表面上的交点的几何坐标。
通过程序Fp′在输入运行状态参数(例如Z1)情况下启动程序Fp′(Z1)，将喷射图形A-E的理论坐标换算成“真实”坐标A-E。
7.然后根据指令Fp′(Z1)A-E随着喷水枪工作沿喷射图形A-E行进。这里理论的或者期望的和真实的喷射图形A-E之间达到一致。
8.对于重要的运行状态或者任意运行状态Zi进行和贮存从点2至6的修正方法，从而可以对于不同的运行状态Zi执行真实的喷射图形。
9.1如果运行状态ZK没有被贮存起来，可以通过程序PA′和输入运行状态ZK进行与已知运行状态Zi的类比，从而确立最合适的状态ZK＝f(Zi)，然后执行喷射图形。
9.2但是也可以选择ZK＝f(Zi)之后进行2至6的修正方法。然后由于坐标a至m已经很接近而进行很短暂的运行，最后按ZK＝Zi新编程。
9.3对于另一种不知道燃烧室内部状态的运行情况只用程序Fp执行喷射图形，因此至少应进行关于炉壁倾斜和角度关系方面的喷射图形的修正。在这个实施例中修正以后喷射边界Gth同样具有炉壁坐标x＝常数或y＝常数。
在另一个例子中真实着落点a至m通过任意个相同的，但是也可以是设在燃烧室或燃烧室壁上的不同传感器或显示装置按1至3的方法来确定。上面已经详细地介绍过这种方法。
在另一种方法中当喷水枪进行第一次运行时在第一次近似(计算)中，在运行状态Zi下按程序Fp只按任意的理论喷图形运行，其中的记录下记录传感器或显示器的着落点，并与状态Zi建立对应关系，在重复同样的喷射图形或其他喷射图形的第二次近似(计算)中与程序Fp(Zi)建立对应关系。用这种方法通过多次近似以及测量值的叠代达到喷射图形的最大准确性，但是也可以达到真实喷射坐标的连续修正。
权利要求
1.用来确定清洗可加热内腔，尤其是里面结有污垢的燃烧室的给定表面的可控喷水枪位置的方法，其特征在于·喷水枪清洗介质在内腔待清洗表面上的至少一个着落斑点，和·确定和记录可以确定喷水枪中喷出的清洗介质的喷出方向的喷水枪至少一部分的至少一个位置，以及·建立至少是着落斑点和水枪位置之间在考虑内腔状态方面的至少一个参数的情况下的对应关系，·其中借助于对应关系可以确定在当时的内腔状态下用来清洗给定表面的水枪的位置。
2.用来清洗可加热内腔，尤其是里面结有污垢的燃烧室的方法，带一个可控制的喷水枪，它的清洗介质应该命中可预先给定的、内腔的待清洗表面，其中给可预先给定的水枪控制系统这样地叠加一个相应于内腔状态和/或清洗介质状态的对应关系，使得在内腔的各种状态下清洗介质按计划地命中可预先给定的待清洗表面。
3.按权利要求2的方法，其中所述对应关系建立在观察在一定的内腔状态下清洗介质在内腔表面的至少一个着落斑点和水枪至少一个部分的至少一个已知位置的基础之上，通过水枪的这个已知位置可以确定水枪中喷出的清洗介质的流出方向。
4.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于喷水枪的至少一个部分这样地定位，和/或这样地控制或调节表征清洗介质的一个数值如压力，流量或流速，使得清洗介质按计划地命中可预先给定的待清洗表面。
5.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于借助于识别装置，最好是装在待清洗炉壁中的传感器或者光学装置确定着落斑点。
6.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于借助于命中的清洗介质的物理或化学作用，特别是在内腔表面上的冲击作用确定着落斑点。
7.按上述权利要求之任一项的方法中，其特征在于在着落斑点和可以由清洗装置位置的几何参数得到的清洗介质在待清洗内腔表面上的理论目标点之间建立一种关系，在所述对应关系中考虑这种关系，特别是当目标点和清洗介质的着落斑点之间有偏差时对应关系中考虑一个修正值。
8.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于在对应关系中考虑作为基准数值的已知着落斑点和位置，特别是以相互联系的向量场的形式的至少各三个数值，以特别是用来确定假想着落斑点。
9.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于在对应关系中考虑用来至少近似地确定假想着落斑点的内腔的数学模型，特别是在考虑表征内腔状态的多个参数情况下的模型。
10.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于获取在内腔，特别是锅炉运行时在确定的条件下的着落斑点和相应的水枪位置，其中最好同时获取一个表征内腔状态的参数。
11.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于确定直接靠近清洗介质损害的区域中，如燃烧器孔，或者在待清洗炉壁表面上的孔，特别是缺口上的着落斑点。
12.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于进行相应关系的试验，看看清洗介质是否命中预先给定的待清洗表面，其中在必要情况下最好对对应关系进行修正。
13.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于通过与内腔有关的参数表征内腔状态特别是局部状态，尤其是压力，速度，温度，流量，成分，表示材料特性和/或化学性质的量。
14.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于，通过与内腔有关的参数表征至少是相应设备一部分的与内腔有关的运行状态，尤其是功率，流量，碾煤机的运行情况和/或时间或一段时间。
15.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于在对应关系中至少考虑一个清洗介质的参数，尤其是压力，流量或流速。
16.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于在对应关系中至少考虑一个表征喷水枪的参数，尤其是清洗介质喷枪喷咀的数值。
17.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于记录着落点和对应关系关于时间或时间间隔的至少一个参数，最好是用来借助于贮存的数值进行补偿的参数，用以形成关于清洗结果和/或已清洗和待清洗的表面状况的结论。
18.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于借助于来自于已执行的清洗过程的数值对一个待进行的清洗过程施加影响。
19.按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于在一个着落点上确定清洗介质的存在和/或尺寸和/或空间分布。
20.用来清洗可加热表面，特别是里面结有污垢的燃烧室的可控制的喷水枪，它的清洗介质应该命中内腔的待清洗表面，其特征在于它具有一个用来根据内腔状态按计划地清洗待清洗表面的可编程的水枪控制系统和贮存至少是对应关系的存贮装置。
21.按权利要求20的可控制喷水枪，其特征在于它可在清洗介质向内腔的喷射方向可控制地定位。
22.按权利要求20或21的可控制喷水枪，其特征在于它具有一个用来影响清洗介质的装置，特别是控制或调节清洗介质的装置。
23.按权利要求20，21或22的可控制喷水枪，其特征在于它具有用来确定和/或记录清洗介质在待清洗表面上的着落点和/或清洗装置的一部分的位置的装置。
24.按权利要求20至23之任一项的可控制喷水枪，其特征在于它具有用来采集与内腔状态有关的至少一个参数特别是与负荷状态、清洗介质和/或与内腔相连的设备有关的参数的装置。
25.按权利要求20至24之任一项的可控制喷水枪，其特征在于它具有用来记录和评价所进行的清洗过程的装置，特别是用来控制待进行的清洗过程的装置。
26.按权利要求20至25之任一项的可控制喷水枪，其特征在于它具有用来调节清洗介质在待清洗表面上的着落点的装置。
全文摘要
本发明创造一种用来确定清洗可加热内腔,尤其是里面结有污垢的燃烧室的可预先给定的表面的可控喷水枪的位置的方法,其中待定和记录水枪清洗介质在待清洗内腔表面上的至少一个着落斑点和喷水枪至少一部分的位置,用它可以确定喷水枪中喷出来的清洗介质的喷射方向,以及在考虑至少一个有关内腔状态的参数的情况下建立至少一个着落斑点和水枪位置之间的对应关系,其中借助于这个对应关系可以确定用来清洗可预先给定的表面的水枪的位置。其次,创造一种用来清洗可加热内腔,尤其介里面结有污垢的燃烧室的方法和装置,带一个可控制的喷水枪,它的清洗介质应该命中可预先给定的待清洗内腔的表面,其中喷水枪的可预先给定的控制系统这样地叠加上一个对应于内腔状态和/或清洗介质状态的对应关系,使得在任何内腔状态下清洗介质按计划地命中可预先给定的待清洗表面。由此可以补偿由内腔内不同的运行状态引起的水枪清洗水束非预期的偏移。
文档编号F23J3/00GK1186547SQ96194335
公开日1998年7月1日 申请日期1996年5月30日 优先权日1995年5月30日
发明者弗里德里希·布德, 卡尔·阿尔贝斯, 斯蒂芬·西蒙 申请人:克莱德-贝格曼有限公司