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Verfahren und Einrichtung zur Kesselreinigung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur rauchseitigen Kesselreinigung durch Versprü- hen einer wässerigen alkalischen Lösung.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb dieser Einrichtung.
Es ist bekannt, zur rauchseitigen Reinigung von Kesseln wässerige alkalische Lösungen direkt auf die verschmutzte rauchseitige Kesselwand aufzubringen. Es ist auch bekannt, Soda oder ein ähnliches alkalisches Material aus einer wässerigen Lösung auf die saubere rauchseitige Kesselwand zu verteilen, wobei die so gebildete Schicht eine Verschmutzung verhindern bzw. eine allfällige Reinigung erleichtern soll.
Die nachteiligen Wirkungen von übermässigen Russ-, Teer- und Schwefelablagerungen in Heizkesseln sind bekannt, da derartige Beläge isolierend wirken und den Wärmeübergang zwischen Feuerraum und Kesselwand verschlechtern. Die dadurch bedingte Verringerung der Wirtschaftlichkeit eines Kesselsystems bedingt eine periodische Reinigung derartiger Anlagen.
Während auf dem Gebiet der Kesselreinigung von mit Kohlen beheizten Heizkesseln schon eine gewisse Praxis besteht, ist bei den neuerdings in zunehmendem Masse verwendeten, mit Ölbrennem beheizten Kesseln auf Grund des andersartigen Brennmaterials auch mit entsprechend andern Ablagerungen zu rechnen. Die bekannten Reinigungsmethoden versagen hier jedoch häufig. Es bestand daher die Notwendigkeit, ein geeignetes System zur rauchseitigen Kesselreinigung zu entwickeln, das praktisch universal anwendbar ist und zur Reinigung der verschiedenartigsten Kesselrückstände geeignet ist.
Die Erfindung soll nun eine Einrichtung zur rauchseitigen Kesselreinigung ermöglichen, die für alle praktisch in Betracht kommenden Heizungssysteme mit Vorteil eingesetzt werden kann und mit geringerem Arbeitsaufwand als bisher eine vollständige Reinigung erzielt. Dabei soll selbstverständlich eine Schädigung der gereinigten Anlage unter allen Umständen ebenso ausgeschlossen sein wie eine gesundheitliche Gefährdung des mit der Reinigung betrauten Arbeiters.
Das bei der Kesselreinigung erzielbare optimale Ergebnis einer "gussreinen" Beseitigung von Ablagerungen soll ohne weiteres mit der erfindungsgemässen Einrichtung, insbesondere durch Anwendung eines bestimmten Betriebsverfahrens, ermöglicht werden. Unter"gussrein"ist der Oberflächenzustand zu verstehen, der dem Neuzustand einer Kesselanlage mit Gussteilen entspricht. Selbstverständlich gilt dieser Ausdruck sinngemäss auch für Kesselteile, die nicht als Gussteile zu bezeichnen sind.
Die Einrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet. dass im Inneren eines druckdicht verschliessbaren stehenden und transportablen Behälters eine Wasserverteilungsvorrichtung angeordnet ist, welche mit mindestens einem Anschlussstück an der Aussenseite des Behälters in Verbindung steht, und dass mindestens eine Zapfstelle zur Verbindung des Innenraumes des Behälters mit einer Sprühdüse vorgesehen ist, wobei die Zapfstelle an ihrer Mündung im Innenraum des Behälters mit einem Filter versehen ist und wobei diese Mündung tiefer liegt als der oberste Teil des Behälters.
Das Verfahren zum Betrieb dieser Einrichtung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass man den Innenraum des Behälters zwischen der Wasserverteilungsvorrichtung und dem Filter mindestens teilweise mit einem pulverförmigen oder körnigen, in Wasser löslichen stark alkalischen Stoff füllt, den geschlossenen Behälter über die Wasserverteilungsvorrichtung mit Wasser unter Druck beschickt, so dass im Behälter eine gesättigte alkalische Lösung entsteht, welche unter dem Druck des bei der Beschickung mit Wasser im oberen Teil des Behälters entstandenen Luftpolsters steht, und dass man die alkalische Lösung über den Filter der Sprühdüse zuführt und als Sprühstrahl auf der Rauchseite eines Heizkessels verteilt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung soll nun an Hand der Zeichnung in einer bevorzugten Ausführungform näher erläutert werden.
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In der Zeichnung ist in schematischer Darstellung der Wasserleitungsanschluss 1 gezeigt, der über eine flexible Leitung 2 mit einem Anschlussstück 3 an den Behälter 4 angeschlossen wird. Die flexible
Leitung 2 kann über einen Durchlauferhitzer oder Boiler 5 führen, so dass die Anlage mit heissem Wasser versorgt werden kann. Im Inneren des Behälters 4 ist an dessen Boden eine Wasserverteilungsvorrichtung 6 angeordnet, die in der gezeigten Ausführungsform als kreisförmig in sich geschlossenes Rohr dargestellt ist, welches an seiner Oberseite mit einer Vielzahl von Bohrungen 7 versehen ist. In gleicher Weise kann beispielsweise ein spiralförmiges Rohr oder ein plattenartiger Hohlkörper verwendet werden.
Weiterhin ist es möglich, durch Einsatz eines doppelten, mit Durchtrittsöffnungen versehenen Bodens im Behälter ober- halb'des Anschlussstückes 3 eine im untersten Teil des Behälters 4 befindliche Wasserkammer darzustellen, die ebenfalls als Wasserverteilungsvorrichtung wirkt. Der Behälter 4 ist ein druckdicht verschliessbarer ste- hender Zylinder mit einer halsartigen Verengung 8 an seiner Oberseite. Die Verengung 8 ist mit einem
Flansch 9 versehen, auf welchem der Deckel 10 mittels geeigneter Dichtungen befestigt wird. Der Deckel
10 ist mit einer Öffnung 11 versehen, die über den Schraubstopfen 12 geschlossen werden kann.
An den Seitenwänden des Behälters 4 sind zwei Zapfstellen 13, 14 vorgesehen, die jeweils über die
Filter 15, 16 mit dem Innenraum des Behälters 4 in Verbindung stehen. Die Zapfstellen 13 und 14 sind, ebenso wie das Anschlussstück 3 für die Wasserleitung, mit entsprechenden Verschlussorganen, wie Häh- nen, versehen. Die Zapfstellen 13 und 14 sind so ausgebildet, dass sie lösbar mit flexiblen Leitungen 17,
18 verbunden werden können, die an ihrem Ende mit Sprüheinrichtungen 19, 20 ausgerüstet sind. Diese
Sprüheinrichtungen 19,20 sind mit Sprühdüsen 21, 22 versehen. Zweckmässigerweise wird die Anlage zur Überwachung des Betriebes mit einem Manometer 23 vervollständigt.
Zum Betrieb der beschriebenen Einrichtung wird durch die Öffnung 11 im Deckel 10 ein pulverför- miges oder körniges bzw. granuliertes wasserlösliches alkalisches Material eingeführt. Vorzugsweise wird dazu eine Mischung aus annähernd gleichen Teilen calcinierter Soda (NaCO) und Trinatriumphosphat (NA PC ) verwendet. Mischungen von 40 bis 60 Teilen calcinierter Soda mit 60 - 40 Teilen Trinatriumphosphat haben sich als vielseitig anwendbar erwiesen, doch können für bestimmte Zwecke die Proportionen verändert und die erwähnten Stoffe durch andere analog wirkende Verbindungen ersetzt werden.
Neben den Alkalicarbonaten kommen auch die Alkalihydroxyde u. dgl. in Frage. Auch die entsprechenden Erdalkaliverbindungen sind, wenn sie entsprechend wasserlöslich sind und basisch reagieren, verwendbar. Es kann auch zweckmässig sein, bestimmte Zusatzstoffe, wie Netzmittel u. dgl. diesem festen Material beizumischen, wenn dies für die Entfernung bestimmter Arten von Kesselablagerungen erforderlich ist.
Die Filter 15, 16 sollen aus alkalibeständigem Material, beispielsweise aus entsprechend angeordneten Sieben aus Metall, wie rostfreiemStahl, bestehen. Sie sollen verhindern, dass das ungelöste alkalische Material sowie feste Verunreinigungen in die Leitungen 17 und 18 bzw. die Düsen 21 und 22 gelangen und Betriebsstörungen verursachen.
Die Füllhöhe des basischen Festmaterials im Behälter 4 richtet sich einerseits nach der durchzuführenden Reinigungsarbeit, anderseits nach der Kapazität des Behälters. Wenn die Wasserverteilungsvorrichtung 6, wie in der Figur gezeigt, am Boden des Behälters 4 angeordnet ist, wird das feste Material bei Einleitung von Wasser von unten nach oben durchdrungen. Es ist zweckmässig, die Füllung nicht grösser zu wählen, als zur Ausfüllung des Raumes zwischen der Wasserzuleitung 6 und den Filtern 15 und 16 erforderlich ist.
Nach dem Füllen des Behälters mit festem alkalischem Material und Verschliessen der Einfüllöffnung 11 wird der Behälter bei geschlossenen Zapfstellen 13 und 14 mit Wasser beschickt. Der Wasserdruck in der Zuführung soll vorzugsweise über 2 atü liegen, was bei den meisten Wasserversorgungssystemen ohne weiteres möglich ist. Gegebenenfalls können Hilfsmittel zur Erzeugung eines höheren Druckes, beispielsweise Pumpen, in der Zuführungsleitung 2 vorgesehen sein.
Das zugeleitete, durch die Öffnungen 7 verteilte Wasser durchdringt nun das feste alkalische Material von unten nach oben und löst dabei einen Teil dieses Materials. Gleichzeitig entsteht in dem Oberteil des Behälters ein Luftkissen, dessen Druck am Manometer abgelesen werden kann. Der Druck des Luftpolsters wird schliesslich einen Wert annehmen, der dem Druck des zugeleiteten Wassers entspricht, so dass kein weiteres Wasser in den Behälter gelangt. Erst bei Öffnung der Zapfstellen 13, 14 wird weiteres Wasser zugeführt.
Auf diese Weise wird bei entsprechender Abstimmung von Behältervolumen auf die pro Zeiteinheit abzugebende Menge alkalischer Lösung im Behälter laufend eine relativ konzentrierte bzw. gesättigte alkalische Lösung entstehen. Gleichzeitig kann sichergestellt werden, dass die an den Zapfstellen austretende Lösung stets die den Arbeitsbedingungen entsprechende Maximalkonzentration aufweist, da das zu-
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geführte Wasser nur durch das feste alkalische Material zu den Zapfstellen gelangen kann. Selbstverständ- lich können mehrere Zapfstellen vorgesehen werden, wenn gleichzeitig eine entsprechende Wasserzufüh- rung und eine genügende Menge alkalisches Material vorhanden sind. An den Zapfstellen werden die mit den Sprüheinrichtungen verbundenen Zuleitungen angeschlossen.
Es ist zweckmässig, die Sprüheinrichtun- gen so auszubilden, dass zwischen der Düse und dem Betätigungsorgan zur Regelung der versprühten Menge ein entsprechend langes bzw. verlängerbares Zwischenstück vorgesehen ist.
Dadurch kann die Behandlung des zu reinigenden Heizkessels mit der Lösung während des Betriebes, d. h. unter Befeuerung des Kessels durchgeführt werden, was die Reinigungswirkung des alkalischen Me- diums erheblich verbessert. Unter der Wirkung der Feuerungshitze werden die zu entfernenden Verbren- nungsrückstände durch das alkalische Material mindestens teilweise aufgeschlossen und lassen sich in die- sem Zustand ohne Schwierigkeiten von der Kesselwand entfernen.
Für den praktischen Betrieb ist die beschriebene Einrichtung unter anderem aus folgenden Gründen be- sonders vorteilhaft und den bekannten Systemen überlegen :
Die Anlage wird durch Füllung mit dem alkalischen Material betriebsbereit, und die mit der Handha- bung konzentrierter alkalischer Lösungen verbundenen Gefahren und Schwierigkeiten werden vermieden.
Durch Anschluss an eine Wasserleitung in der Nähe der Arbeitsstelle kann bei entsprechend ausgebildeten
Versorgungsleitungen, d. h. der Wasserzuführungsleitung 2 bzw. der Leitungen 17, 18 sowie bei Verwendung entsprechend langer Düsenrohre jedes beliebige Arbeitsfeld mit einer konzentrierten alkalischen Lösung versorgt werden, ohne dass die alkalische Lösung selbst das Bedienungspersonal gefährdet.
Nach Beendigung des Arbeitsganges wird die Einrichtung in einfacher und ungefährlicher Weise dadurch gereinigt, dass solange Wasser durch die Anlage geschickt wird bis praktisch das gesamte alkalische Material entfernt ist. Dies kann beispielsweise durch Messung des PH-Wertes des an den Düsen austretenden Wassers ohne weiteres überwacht werden. Die normale Wartung der Anlage kann daher auf die gelegentliche Reinigung der Filter beschränkt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur rauchseitigen Kesselreinigung durch Versprühen einer wässerigen alkalischen Lösung, dadurch gekennzeichnet, dass einem in einem geschlossenen Behälter eingebrachten pulverförmi- gen oder körnigen, wasserlöslichen, stark alkalischen Stoff zur Bildung einer gesättigten alkalischen Lösung unter Druck stehendes Wasser zugeführt wird und die Lösung unter dem Druck des bei der Beschikkung mit Wasser im oberen Teil des Behälters entstandenen Luftpolsters über Filter Sprühdüsen zugeführt und als Sprühstrahl auf der Rauchseite eines Heizkessels verteilt wird.