CN108463685A - 安装单元和用于自动化清洁片式热交换器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于对片式热交换器(13)和其它敏感表面进行自动化清洁的方法，其中，优选在滚轮(4)或滑板上运动的运动设备(10)在包括至少一个和优选两个导轨(1)的导向单元(9)上来回运动，在所述运动设备上安装有支臂(5)，在该支臂上安装有至少一个、优选多个喷嘴(6)，使得所述喷嘴经由运动设备(10)借助附加的驱动单元(2)优选经由安装在另外的端部上的滚轮或齿轮(8)在导向单元(9)旁运动，其中，通过输送软管(19)利用至少2bar的压力输送运载气体、优选压缩空气和液体、优选水作为喷射剂，其中，输送的水量少于输送的空气量的1％、优选少于0.30％。

Description

安装单元和用于自动化清洁片式热交换器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于自动化清洁片式热交换器的方法。此外，本发明涉及一种安装单元，其具有片式热交换器和用于片式热交换器的清洁装置。

背景技术

为了对片式热交换器和其它敏感表面进行清洁，已知有各种不同的方法可供使用。为了对这些片式热交换器进行自动清洁大多使用水枪喷嘴，这些水枪喷嘴并排安装并且以例如50bar或更大的压力自动化地在需清洁的面上方得到引导。为了喷嘴的运行需要较大的水量，这些水量须得到供应和清除或者处理。由于水在从喷嘴中喷出时的较低速度和水的高密度，此外在片式热交换器的狭窄的通道中产生制动效果。其导致水虽然在前侧显示出良好的清洁效果，然而随着越来越多地进入热交换器中、亦即在结构深度较大的情况中该清洁效果却越来越弱。结果是前侧虽然干净了，而经清洁的片式热交换器却具有不好的通过值(schlechter Durchgangswert)。这导致清洁成本大幅上升或导致：与片式热交换器共同作用的机组的功率、例如涡轮机功率由于通过该片式热交换器的热量导出不足而不得不受到限制。另外，在喷出的水射流撞击到片式热交换器上时可能发生对敏感页片的损伤。

由DE 10 2012 014 605 A1和EP 2 877 806 A1公知了下述方法，在该方法中为了对热交换器进行清洁将空气用作运载气体()以及将少量添加给运载气体的液体用作喷射剂(Strahlmittel)。这里使用的喷嘴优选作为拉瓦尔喷嘴构造成收敛-扩张的。可以达到超音速的高速喷射速度的作用在于使喷射介质贯穿热交换器的整个结构深度。另外，在速度匹配的情况下会发生附加的空化效应。这导致完全或者几乎完全清除存在的污泥残留物。

发明内容

本发明的目的是：提供一种用于自动化清洁片式热交换器的改进的方法以及一种具有片式热交换器和清洁装置的安装单元。

如权利要求1所述的方法以及如权利要求8所述的安装单元用于实现这个目的。

本发明设定一种用于对片式热交换器或其它敏感表面进行自动化清洁的方法，其中，优选在滚轮或者滑板(Kufe)上运动的运动设备在包括至少一个和优选两个导轨的导向单元上来回运动，在所述运动设备上安装有支臂，在该支臂上如下地安装有至少一个和优选多个喷嘴，即，所述喷嘴经由运动设备借助附加的驱动单元优选经由安装在另外的端部上的滚轮或齿轮在导向单元旁运动，其中，通过输送软管以至少2bar的压力输送运载气体、优选压缩空气和作为喷射剂输送液体、优选水，其中，输送的水量少于输送的空气量的1％、优选少于0.30％。

本发明的特别的优点在于：能够快速、完全、经济和高质量地对片式热交换器或其它敏感表面进行自动化清洁。包括运载气体和喷射剂的喷射介质的作用在于良好的清洁效果。同时由于用水量小之故非常节省资源地进行清洁。

优选利用运载气体的16bar的最大压力进行清洁。体积流量基本上取决于压力和喷嘴的最小横截面。它例如在6bar压力的情况下为6m³/min。移动速度优选在10mm/sec至450mm/sec的范围中。作为喷射剂输送的液体的压力高于运载气体的压力。喷嘴构造为例如收敛-扩张的喷嘴并且因此优选构造为拉瓦尔喷嘴。例如喷嘴可以设置用于喷射介质的环形的开口间隙以及用于运载气体和喷射剂的混合室和将混合室至少局部环形地包围的喷射剂分配室(Strahlmittelverteilraum)。设置混合室和至少环形段状的喷射剂分配室有利于将运载气体与喷射剂良好地混匀。良好混匀的作用在于喷射介质的改善的均匀性和改善清洁效果。

根据本发明的一种优选的实施方式，利用导轨将导向单元固定在可在交换器长度上滚动的或者移动的阶梯或桥梁单元上。特别是大型的和相对水平线倾斜设置的片式热交换器经常有益地配备有例如用于对热交换器进行检查的阶梯或桥梁单元。这些阶梯或桥梁单元能够沿着热交换器的纵向滑移。如果对现有的结构元件进行再利用并且将阶梯或桥梁单元的可运动性或者可滑移性用于使带有固定在其上的喷嘴的运动设备移动，那么可以非常简单地实施和经济地实现本方法。

根据本发明的一种改进方案，喷嘴紧固在支臂上的高度和侧向可调的保持器上。通过高度调节或侧向调节可以有益地使清洁过程适应不同的局部状况。例如可能只在保持器的区域中需要清洁装置适应。

根据本方法的一种改进方案，如下自动化地运行用于实施本方法的控制系统，即，导向单元与阶梯或桥梁单元共同移动并且运动设备与此协调地经由驱动单元在导向单元的导轨中来回运动，使得喷嘴对片式热交换器的整个面无遗漏地进行清洁。特别是运动设备在导轨中的移动优选能够以恒定不变的或变化的速度连续进行。阶梯或桥梁单元可以步进地或者连续地移动。优选地，牵引设备由为此的控制系统操纵，该牵引设备例如经由牵引绳使阶梯或桥梁单元沿片式热交换器的纵向移动。例如阶梯或桥梁单元可以构造为自动走行的并且设置有与控制系统共同作用的驱动装置。

根据本发明的一种改进方案，控制系统可以同时使喷射介质(运载气体和喷射剂)的压力和量变化并且特别还使运动设备沿着片式热交换器的纵向以及与该纵向垂直的移动速度协调。为了对喷射介质的或者喷射介质的至少若干成分的压力和量进行控制，可以设置有安全装置或者控制装置、特别是传感器。同样可以在阶梯或桥梁单元或者运动设备移动时利用传感技术对机械(牵引)力进行监测。

根据本发明的一种改进方案，为了对片式热交换器进行清洁，使用多个喷嘴并且为不同的喷嘴使用不同的喷射介质。例如在关于阶梯或桥梁单元的移动方向位于前面的喷嘴中除了水之外添加优选水溶性的清洁剂。例如将少量的液体诸如表面活性剂和/或酶和/或细菌和/或中性的、碱性的或者酸性的液体添加剂用作喷射剂。关于移动方向位于后面的喷嘴于是例如用水作为喷射剂并将前面使用的喷射剂的残留物清除。

对于使用各种各样不同的喷射剂的情况，可以使用各种各样的与不同喷射剂相匹配的喷嘴。可以将移动速度或者进给选择为，保证对热交换器的表面的反复处理。

根据本发明的一种改进方案，分两个阶段进行对片式热交换器的清洁。在第一清洁阶段中，以小的第一速度通过两个或更多彼此间隔开的喷嘴对片式热交换器的第一部分表面进行清洁。在第二清洁阶段中，然后提高速度并对片式热交换器的另外的第二部分表面进行清洁。在第一和第二清洁阶段中可以至少选择性地关掉若干个清洁喷嘴。当由于喷嘴的结构长度大之故这些喷嘴必须安装在阶梯或桥梁单元的旁侧和由于阶梯或桥梁单元的有限的可移动性之故只有在各至少一个喷嘴安装在阶梯或桥梁单元的两个对置的纵侧上的情况中才能够全面清洁片式热交换器时，优选采用两阶段式清洁。就这点而言，在两阶段式清洁方法的情况中可以规定：在第一清洁阶段期间操纵所有喷嘴对片式热交换器进行清洁。第一清洁阶段一直持续到沿着热交换器的纵向关于阶梯或桥梁单元的移动方向位于后面的喷嘴被引入片式热交换器的下述区域内为止，该区域已经由沿着移动方向位于前面的喷嘴清洁完毕。然后开始清洁的第二阶段，其中使至少若干个喷嘴，即优选沿着移动方向位于后面的喷嘴停止作业并且只通过位于前面的喷嘴进行清洁。在这种情况下特别有益的是：位于前面的喷嘴的数量大于位于后面的喷嘴的数量。于是可以在第二清洁阶段中以大于在第一清洁阶段中的速度实施清洁。因此总体上缩短了清洁所需时间。

在设备方面，本发明规定一种安装单元，其具有至少一个片式热交换器装置，该片式热交换器装置具有水平放置的、竖直站立定向的或与水平线成锐角安装角倾斜设置的片式热交换器，该片式热交换器具有两个彼此对置的通流表面()和大量通流通道，这些通流通道从片式热交换器的第一通流表面通向第二通流表面。此外设置有清洁装置，其包括：导向单元，该导向单元具有至少一个导轨，所述导轨与第一通流表面和/或与第二通流表面平行或大致平行延伸地设置；所述清洁装置还包括在导轨上得到引导的运动设备，该运动设备具有：支臂；安装在该支臂上的至少一个喷嘴，所述喷嘴定向成，使得从喷嘴中喷出的喷射剂与表面法线成±20°角地射到片式热交换器的面向喷嘴的通流表面上；所述运动设备还具有用于使该运动设备沿着导轨运动的驱动单元；所述清洁装置还包括输送设备，该输送设备具有用于输送给喷嘴的喷射介质的至少一根输送软管，所述喷射介质规定运载气体和小量的流体，所述流入作为喷射剂输送给运载气体。此外，安装单元具有控制系统，该控制系统用于对运动设备的运动和/或喷射介质的通过量(Mengendurchsatz)进行控制。

在这种情况下，导向单元设置为通过固定在该导向单元中的运动设备而能够沿着片式热交换器的纵向运动并且对运动设备的运动进行控制，从而给片式热交换器的所有通流通道施加喷射介质并进行清洁。优选所述纵向水平地延伸。

本发明的特别优点在于：能够以特别简单、快速而经济的方式对热交换器装置的片式热交换器进行自动化清洁。为此将运动设备连同固定在其上的喷嘴一起水平地以及与其垂直地协调地在片式热交换器上方引导，从而通过喷射介质(运载气体+喷射剂)对片式热交换器的通流通道进行清洁。

根据本发明的安装单元的清洁装置可以如下地构造成为可更换的，即，该清洁装置在具有阶梯或桥梁单元的热交换器装置上暂时安装在这个阶梯或桥梁单元上以用于清洁热交换器装置。由此降低了投资成本和摊销持续时间。

根据本发明的一种优选的实施方式，借助阶梯或桥梁单元实现运动设备沿着片式热交换器的纵向的水平运动，所述阶梯或桥梁单元本来就经常设置为热交换器装置的组成部分。导向单元为此固定在阶梯或桥梁单元上。导向单元的导轨优选横向于片式热交换器的纵向延伸。就这点而言，运动设备能够沿着两个互相垂直的方向并且彼此独立地在片式热交换器的表面上得到引导。

由于用于实施根据本发明的方法的喷嘴为了必要的清洁面积效率()优选构造为扁口喷嘴，所以这些喷嘴由于必要的流动导向之故往往是很长的。这增加了自动化应用以及产生和输送压缩空气所需的刚性较高的输送软管的难度。所以喷嘴优选在导向单元旁运动。导向单元的导轨可以例如包括U形轨道，运动设备在该U形轨道中例如在滚轮上得到纵向引导。例如可以借助具有滑车组的绞车、借助经驱动的齿带、齿条或牵引链使运动设备运动。此外可以经由另外的牵引设备在需清洁的面上引导整个导向单元。导向单元为此可以固定在阶梯或桥梁单元或另外的移动单元(Verfahrenseinheit)上，该另外的移动单元则包括导向单元在热交换器的总长度上得到牵引。

例如热交换器装置按照V形热交换器装置或者倒置的V形热交换器单元的方式构造有两个彼此成锐角安置的片式热交换器。例如热交换器装置可以设置平置的、也就是说水平延伸的片式热交换器或竖直延伸的热交换器。特别是在水平延伸的热交换器的情况下可以设置牵杆或者型材，这些牵杆或者型材在热交换器的各个单元之间延伸并且支承可纵向滑移的阶梯或桥梁单元。

根据本发明的一种改进方案，在运动设备上设置有多个喷嘴，其中，优选在阶梯或桥梁单元的彼此对置的纵侧上各安装有至少一个喷嘴。优选通过相应地安装喷嘴，即使在阶梯或桥梁单元不能沿着片式热交换器的纵向超出这个片式热交换器运动并且因此在阶梯或桥梁单元的纵侧的区域中安装在这个阶梯或桥梁单元旁的喷嘴分别只能对片式热交换器的一部分表面进行清洁的情况中，也能够实现对片式热交换器的完全清洁。将至少两个喷嘴间隔开设置，就此而言其作用在于：尽管几何上的限制或者阶梯或桥梁单元的有限的可移动性，片式热交换器依然能够得到完全清洁。

从其它从属权利要求和下文说明中可以获得本发明的进一步的优点、特征和细部。在那里述及的单独特征或特征的任意组合对本发明来说都会是重要的。安装单元的根据本发明所说明的特征和细节当然也与根据本发明的方法相关联地适用，反之亦然。因此始终可以交替地引用关于各个发明观点的公开内容。

附图说明

附图仅仅范例性地用于阐明本发明而并不具有限定的性质。

其中，

图1示出安装单元的透视性原理图；

图2示出图1所示安装单元的纵向侧视图；

图3示出图1所示安装单元的前视图；

图4示出图3所示细部X的放大图；

图5示出图1所示安装单元的清洁装置的前侧视图；

图6示出图5所示清洁装置的后视图；

图7示出图5所示清洁装置的纵向侧视图；

图8示出图5所示清洁装置的俯视图；

图9示出根据本发明的安装单元的第二实施方式。

具体实施方式

根据图1至3的根据本发明的安装单元包括倒置的V形热交换器装置，其具有两个与水平线成锐角安装角11且彼此成锐角调整角12的片式热交换器13。片式热交换器13具有两个彼此对置的通流表面14、15以及大量的通流通道16，这些通流通道从第一通流表面14通向第二通流表面15。片式热交换器13例如用于对被引导穿过其的气流进行冷却。

首先通过水平延伸的接板17并且其次通过阶梯或桥梁单元3提供片式热交换器13的可接近性。阶梯或桥梁单元3在第一通流表面14的区域中将片式热交换器13覆盖。该阶梯或桥梁单元沿着片式热交换器13的纵向18可运动地设置并且优选在接板17的区域中经由未示出的导向机构引导。

在阶梯或桥梁单元3上固定有导向单元9，该导向单元包括两个彼此平行且间隔开设置的导轨1。导向单元9承载着运动设备10，该运动设备示范性地经由滚轮4支撑在导向单元9上并且可以沿着导向单元9的导轨1可纵向滑移地运动。经由驱动单元2、牵引工具(滑车组、牵引链、齿带、齿条或类似构件)和转向件(滚轮或者齿轮8)实现运动设备10沿着导轨1的运动。在运动设备10上固定有喷嘴6。示范性水平延伸的支臂5以及用于喷嘴6的高度和侧向调节的保持器7用于对喷嘴6进行固定。

借助喷嘴6提供用于对片式热交换器13进行清洁的喷射介质。在此喷嘴6的定向设置为，使得喷射介质垂直地射到片式热交换器13的第一通流表面14上并且穿过通流通道16，参见图4。由于喷嘴6在本发明当前的实施例中构造得比较长且因此不能定位在一方面阶梯或桥梁单元3与另一方面通流表面14之间，所以这些喷嘴优选相邻于阶梯或桥梁单元3安装。运载气体、优选在至少2bar的压力下提供的压缩空气用作喷射介质以及一种液体用作喷射剂，该喷射剂输送给运载气体。例如水用作所述液体。输送的液体量小于输送的运载气体量的1％和优选小于0.3％。

经由输送设备进行对喷射介质的输送，该输送设备具有至少一根输送软管19和优选多根输送软管19。例如运载气体和喷射剂可以经由单独的输送软管19输送或者在输送前经过混合并经由一根共同的输送软管19输送给喷嘴6。为每个喷嘴6设置单独的输送软管19。经由能量链20进行在导轨1的区域中对输送软管19的引导。

具有导轨1的导向单元9、运动设备10以及具有至少一根输送软管19的输送设备属于根据本发明的安装单元的清洁装置。在图5至8中示出该清洁装置的主要细部。清洁装置当前设置有总共五个喷嘴6，这些喷嘴分成两组21、22安装在阶梯或桥梁单元3的彼此对置的纵侧23、24上。将组21、22之间的净间隔尺寸25选择为，使得阶梯或桥梁单元3设置在所述组21、22之间。清洁装置为此设置有紧固机构26，这些紧固机构用于对导轨1进行固定。

关于阶梯或桥梁单元3沿着片式热交换器13的纵向18的移动方向，属于第一组21的三个喷嘴6设置在属于第二组22的两个喷嘴6之前。

根据本发明，如下地进行借助清洁装置对片式热交换器13的清洁，即，具有喷嘴6的运动设备10经由导向单元9随着阶梯或桥梁单元3沿着片式热交换器13的纵向18运动，并且此外运动设备10垂直于纵向18沿着第一通流表面14来回运动。优选分两阶段如下地进行清洁过程，即，在第一清洁阶段中以小的第一速度对片式热交换器13的第一部分表面进行清洁。第一清洁阶段一直持续到第二组22喷嘴6的喷嘴6沿着纵向运动喷嘴6组21、22的净间隔尺寸25为止。就这点而言，第一清洁阶段用于对片式热交换器13的原本配置给阶梯或桥梁单元3的部分区域进行清洁。一旦对片式热交换器13的第一部分表面进行了清洁，就可以使第二组22喷嘴6停止运行并且通过第一组21喷嘴6的喷嘴6对片式热交换器13的剩余的第二部分表面进行清洁。由于较大量平行设置的喷嘴6之故因此可以更大地选择清洁速度。例如运动设备10可以沿着导向单元9的导轨1连续运动。例如可以步进地进行沿着片式热交换器13的纵向18的运动。

经由未示出的控制系统进行喷嘴6沿着片式热交换器13的第一通流表面14的运动。控制系统可以设置同时用于对喷嘴6进行操控和特别是用于激活和停止运行喷嘴6和对喷射介质的压力或者喷射介质的量进行控制或调节。

根据图9所示的本发明的一种可选实施方式，在安装单元的构造在其他方面基本相同的情况下只设置有具有三个喷嘴6的第一组21，该第一组安装在阶梯或桥梁单元3的一侧上。安装单元的第二实施方式特别是适合于下述情况，即，阶梯或桥梁单元3在片式热交换器13之外也能够在非常宽阔的区域中水平运动和移动。然后优选可以一步式地进行对配置的片式热交换器13的清洁。

根据本发明的另一种未示出的实施方式，喷嘴6总体或者至少喷嘴6的一个组21、22可以设置在阶梯和桥梁单元3的背向热交换器13的一侧上。那么能够以特别简单的方式在阶梯和桥梁单元3的整个移动距离上进行对热交换器13的清洁。

根据本发明的另一种未示出的实施方式，运动设备10可以经由第一驱动单元2的第一牵引工具沿着第一运动方向和经由第二驱动单元2的第二牵引工具运动。这种解决方案特别是可以用于水平构建的热交换器13。

相同的部件和部件功能通过相同的附图标记表示。

Claims (12)

1.用于对片式热交换器(13)和其它敏感表面进行自动化清洁的方法，其中，优选在滚轮(4)或滑板上运动的运动设备(10)在包括至少一个和优选两个导轨(1)的导向单元(9)上来回运动，在所述运动设备上安装有支臂(5)，在该支臂上安装有至少一个、优选多个喷嘴(6)，使得所述喷嘴经由运动设备(10)借助附加的驱动单元(2)优选经由安装在另外的端部上的滚轮或齿轮(8)在导向单元(9)旁运动，其中，通过输送软管(19)利用至少2bar的压力输送运载气体、优选压缩空气和作为喷射剂的液体、优选水，其中，输送的水量少于输送的空气量的1％、优选少于0.30％。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：使导向单元(9)与在交换器长度上可滚动的或可移动的阶梯或桥梁单元(3)相匹配。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：喷嘴(6)通过高度和侧向可调的保持器(7)紧固在支臂(5)上。

4.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：将整个导向单元(9)连同在交换器长度上可滚动的和/或可移动的和/或自动走行的阶梯或桥梁单元(3)一起通过适当的牵引设备、优选滑车组经由控制系统自动化地在需清洁的面上引导，使得喷嘴(6)对整个面无遗漏地进行清洁。

5.如权利要求1至4之任一项所述的方法，其特征在于：运载气体的和喷射剂的压力和量以及运动设备(10)和导向单元(9)的移动速度是能调节的。

6.如权利要求1至5之任一项所述的方法，其特征在于：在阶梯或桥梁单元(3)的对置的纵侧(23，24)上各安装至少一个喷嘴(6)并且对片式热交换器(13)进行两阶段式清洁，其中，在第一清洁阶段中通过如下方式对片式热交换器(13)的第一部分表面进行清洁，即，导向单元(9)以第一速度沿着片式热交换器(13)的纵向(18)运动，直到该导向单元(9)沿着纵向(18)运动安装在阶梯或桥梁单元(3)的对置的纵侧(23，24)上的喷嘴(6)的净间隔尺寸(25)为止，并且然后在第二清洁阶段中通过如下方式对片式热交换器(13)的另外的第二部分表面进行清洁，即，导向单元(9)然后在第二阶段中以第二速度沿着片式热交换器(13)的纵向(18)运动，其中，第二速度大于第一速度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：在第一清洁阶段中和/或在第二清洁阶段中使至少若干个喷嘴(6)停止运行。

8.安装单元，其具有：

-至少一个热交换器装置，所述热交换器装置具有水平定向的或竖直定向的或与水平线成锐角安装角(11)倾斜设置的片式热交换器(13)，该片式热交换器具有两个彼此对置的通流表面(14，15)和多个通流通道(16)，这些通流通道从第一通流表面(14，15)通向第二通流表面(14，15)；

-清洁装置，其包括：

导向单元(9)，该导向单元具有至少一个导轨(1)，所述导轨与第一通流表面(14)和/或与第二通流表面(15)平行延伸地设置，

在导轨(1)上得到引导的运动设备(10)，该运动设备具有：支臂(5)；至少一个安装在所述支臂(5)上的喷嘴(6)，所述喷嘴定向成，使得从喷嘴(6)中喷出的喷射剂与表面法线成±20°角射到片式热交换器的面向喷嘴(6)的通流表面(14，15)上；和用于使运动设备(10)沿着导轨(1)运动的驱动单元(2)，和输送设备，该输送设备具有用于输送给喷嘴(6)的喷射介质的至少一根输送软管(19)，所述喷射介质规定运载气体和小量的流体，所述流体作为喷射剂输送给运载气体，

-和用于对运动设备(10)的运动和/或喷射介质的通过量进行控制的控制系统，其中，导向单元(9)设置为通过固定在该导向单元(9)上的运动设备(10)能够沿着片式热交换器(13)的纵向(18)运动，并且控制系统控制运动设备(10)的运动，使得喷射介质穿过片式热交换器(13)的所有通流通道(16)。

9.如权利要求8所述的安装单元，其特征在于：热交换器装置按照V形热交换器装置或倒置的V形热交换器装置的方式构造有两个彼此成锐角调整角(12)设置的片式热交换器(13)。

10.如权利要求8或9所述的安装单元，其特征在于：导向单元(9)固定在沿着片式热交换器(13)的纵向(18)可滑移的阶梯或桥梁单元(3)上，其中，该导向单元(9)的导轨(1)横向于片式热交换器(13)的纵向(18)延伸。

11.如权利要求8至10之任一项所述的安装单元，其特征在于：在运动设备(10)上设置有多个喷嘴(6)，其中，至少一个喷嘴(6)安装在阶梯或桥梁单元(3)的彼此对置的纵侧(23，24)上。

12.如权利要求8至11之任一项所述的安装单元，其特征在于：控制系统构造为用于实施如权利要求1至7之任一项所述的方法。