DD229207A1

DD229207A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung und/oder enteisung von waermeuebertragern

Info

Publication number: DD229207A1
Application number: DD26875484A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Keller; Christian Maslo; Heinz Koenig; Hans-Juergen Michelsen
Original assignee: Mylau Apparatebau
Priority date: 1984-10-26
Filing date: 1984-10-26
Publication date: 1985-10-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung und/oder Enteisung von Waermeuebertragern, die die Ablagerungen aus den Beimengungen des gasfoermigen Waermetraegermediums und/oder aus der Eisbildung periodisch von den Waermeuebertragungsflaechen entfernt. Erfindungsgemaess wird dies erreicht durch eine Fluessigkeit zum Reinigen und/oder Enteisen die schwallartig ueber die gesamte Eintrittsflaeche des Waermeuebertragers verteilt wird und als geschlossenes Volumen durch den Waermeuebertrager hindurchtritt, die Ablagerungen dabei von den Waermeuebertragungsflaechen loest und aus dem Waermeuebertrager abfuehrt. Fig. 5

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung und/oder Enteisung von Wärmeübertragern, bei denen auf den Wärmeübertragungsflächen Ablagerungen aus den Beimengungen des gasförmigen Wärmeübertragermediums und/oder aus der Eisbildung bei Unterschreitung des Gefrierpunktes entstehen.

Die Erfindung ist anwendbar auf alle Anlagen und Einrichtungen im produzierenden und nichtproduzierenden Bereich der Volkswirtschaft, bei denen mit Wärmeübertragern aus gasförmigen Medien Wärme entzogen wird und eine funktionsbeeinträchtigende Wirkung durch Ablagerungen aus den Beimengungen des Wärmeträgermediums und/oder aus der Eisbildung zu erwarten ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur Entfernung der Ablagerungen aus den Beimengungen des Wärmeträgermediums von den Übertragungsflächen der Wärmeübertrager bekannt, bei denen die Ablagerungen durch Umschaltung der Wärmeübertragungsflächen warm/kalt, durch Erhöhung der Temperatur der Wärmeübertragungsflächen, durch Einbringen von Spülflüssigkeiten unter Druck durch Düsen, durch Kombination von Druckluft/Druckgas und Spülflüssigkeit, durch Änderung der Durchströmungsrichtung des Wärmeträgermediums um 180⁰C, durch Anschließen an elektrische Spannungen, durch Verwendung mechanischer Reinigungskörper ohne oder mit Spülflüssigkeit, durch Demontage eines verschmutzten Wärmeübertragerbauteiles und anderem mehr beseitigt werden. Desgleichen sind Verfahren und Vorrichtungen zum Abtauen und Enteisen der Bauteile von Kälteanlagen bekannt, bei denen die Eisbildung auf manuellem Wege, durch Geräteabschaltung, durch Besprühen mit Salzlösungen und anderen Gefrierschutzmitteln, durch elektrische Heizleiter, durch Abblasen mittels Heißdampf oder Heißgas und anderem mehr beseitigt wird.

Diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind in der Mehrzahl der Fälle nur mit großem Aufwand unter Einsatz von Fremdenergie zu realisieren. Sie sind darüber hinaus nur entweder zur Entfernung von Ablagerungen aus Beimengungen oder zur Beseitigung der Eisbildung ausgelegt.

Es sind ferner nach den DE-OS 3045900 und DE-OS 3031973 Verfahre η und Vorrichtungen zur Reinigung von Abgasen und/oder der von ihnen beströmten Einrichtungen bzw. zur Verhinderung der Verschmutzung von Wärmetauschern mit Rückgewinnung bekannt, gemäß denen aus dem Abgas gewonnenes Kondensat oder eine Reinigungsflüssigkeit durch Düsen auf die Wärmeübertragungsflächen gesprüht und im Kreislauf geführt wird.

Nach der DE-OS 2652528 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtauen bzw. Enteisen von Wärmetauschern bekannt, gemäß dem einer oder vorzugsweise mehr als einer der Wärmeübertragerkanäle, welche das kühlere Gasmedium führen, periodisch über die gesamte Kaltlufteinlaßseite in einer Weise geschlossen werden, daß das warme Gas, die Abluft, welches in den Kanälen fließt, die den geschlossenen Kanälen benachbart sind, die Wärmetauscherflächen zeitweilig aufwärmt und abtaut.

Die Nachteile dieser bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Reinigung von Wärmeübertragern bestehen darin, daß beim Besprühen mittels Düsen die Verteilung der Reinigungsflüssigkeit über die Eintrittsfläche des Wärmeübertragers ungleichmäßig

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Temperatur des Wärmeübertragermediums durch das Besprühen gesenkt wird (adiabate Kühlung), daß für das Betreiben der Sprühdüsen hohe Pumpendrücke erforderlich sind und die Düsen selbst schon bei geringen Verschmutzungen zu einer

Verkleinerung des Sprühwinkels bzw. zu Verstopfungen neigen.

Die Nachtelle des bekannten Verfahrens und der Vorrichtung zum Abtauen bzw. Enteisen von Wärmetauschern bestehen darin, daß durch die Schließvorrichtung die Wärmeübertragungsfläche um die Anzahl der geschlossenen Spalte ständig auch bei Nichterfordernis des Abtauens verringert ist, daß weiterhin die Schließvorrichtung einschließlich ihres Antriebes eine Vielzahl feinmechanischer Bauteile erfordert, wie u. a. ein Getriebe und eine Gewindespindel, daß der Antrieb Fremdenergie benötigt und über eine geeignete Temperaturmessung und Schalteinrichtung geschaltet wird.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, Ablagerungen aus den Beimengungen des gasförmigen Wärmeträgermediums und/oder aus der Eisbildung durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mittels einer Flüssigkeit von den Wärmeübertragungsflächen der Wärmeübertrager zu entfernen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung und/oder Enteisung von Wärmeübertragern zu entwickeln, bei dem die Ablagerungen aus den Beimengungen des Wärmeträgermediums und/oder aus der Eisbildung durch eine Flüssigkeit von den Wärmeübertragungsflächen mittels einer einfachen und robusten Einrichtung entfernt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß wie folgt gelöst:

In der Eintrittsebene des mit Beimengungen behafteten gasförmigen Wärmeträgermediums wird die Flüssigkeit schwallartig über die gesamte Eintrittsfläche verteilt. Durch die Schwerkraft und den Staudruck des Wärmeträgermediums wird die Flüssigkeit als geschlossenes Durchtrittsvolumen durch die Kanäle gedrückt, in denen das Wärmeträgermedium strömt.

Aus einem Sammelbehälter wird durch eine Entleerungseinrichtung über Leit- und Verteilerstücke eine so große Durchflußmenge der gespeicherten Flüssigkeit erreicht, daß die gesamte Eintrittsebene des Wärmeträgermediums überflutet wird. Die Auslösung der Entleerungseinrichtung erfolgt vorzugsweise selbsttätig.

Die Intervalle der Entleerung werden vorzugsweise über die Zulaufmenge der Flüssigkeit geregelt.

Durch den periodischen Flüssigkeitsschwall werden Ablagerungen aus Beimengungen von den Wärmeübertragungsflächen gelöst und durch die Flüssigkeit abgeführt. Zur Unterstützung dieser Wirkung können der Flüssigkeit Reinigungsmittel zugesetzt werden.

Zur Entfernung von Ablagerungen aus Eisbildung kann die Flüssigkeit erwärmt werden und zur Unterstützung dieser Wirkung können ihr Enteisungsmittel zugesetzt werden.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung besteht darin, daß die gesamte Durchtrittsfläche des Wärmeträgermediums von der Flüssigkeit erreicht wird und, daß durch die kurzzeitige Vermischung mit dem Wärmeträgermedium praktisch keine Absenkung der Temperatur desselben spürbar wird. Ein weiterer Vorteil ist, daß bei Erfordernis der Flüssigkeit eine definierte Menge an Reinigungs- und/oder Enteisungsmitteln in einem wählbaren Verhältnis zugesetzt und die Flüssigkeit nach Durchtritt durch den Wärmeübertrager aufgefangen, separiert, regeneriert und in den Sammelbehälter im Kreislauf zurückgeführt wird.

Gegenüber bekannten Verfahren zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung dadurch aus, daß die Leit- und Verteilerstücke auf Grund ihres Durchtrittsquerschnittes nicht verstopfen können und, daß als Pumpendruck nur die geodätische Förderhöhe bis zum Sammelbehälter aufgebracht zu werden braucht. Damit ist die Vorrichtung wartungsarm, an viele Einsatzfälle anpaßbar und automatisierbar.

Die Vorrichtung kann ohne Beeinträchtigung der Serienfertigung des Wärmeübertragers nachträglich angebaut und auch an bereits in Betrieb befindlichen Wärmeübertragern nachgerüstet werden. Mit einer Vorrichtung können darüber hinaus durch Kopplung der Leit- und Verteilerstücke die Ablagerungen von den Wärmeübertragungsflächen mehrerer parallel angeordneter Wärmeübertrager entfernt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel (Kreuzstrom-Plattenwärmeübertrager) mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1: Schnittdarstellung einer selbsttätigen Entleerungseinrichtung mittels Schwimmer.

Fig.2: Schnittdarstellung einer selbsttätigen Entleerungseinrichtung mittels Kippbehälter.

Fig.3: Detail eines Kreuzstrom-Plattenwärmeübertragers mit geneigter Eintrittsfläche und schematische Darstellung eines

Verteilerstückes

Fig.4: Schematische Anordnung der Verteilungseinrichtung an einem Kreuzstrom-Plattenwärmeübertrager mit waagerechter

Eintrittsfläche

Fig. 5: Schematische Anordnung der Entleerungseinrichtung nach Fig. 2 an einem Kreuzstrom-Plattenwärmeübertrager mit waagerechter Eintrittsfläche.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die Entleerungseinrichtungen, Fig.3 und 4 die Verteilungseinrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt eine Entleerungseinrichtung, bestehend aus dem Schwimmer und dem Fallrohr 1, das über den Boden des Sammelbehälters 2 hinaus ragt, um Bodenablagerungen nicht mitzureißen. Auf der Dichtfläche 3' des Fallrohres 1 sitzt der Schwimmer, bestehend aus der Glocke 4, die mit dem Steigrohr 5 durch mehrere Stege 6 fest verbunden ist und von den Auftriebskörpern 8 und 9 getragen wird. Das Steigrohr 5 besitzt ein kreuzförmiges Führungsstück 7, welches die Zentrierung des Steigrohres 5 auf dem Fallrohr 1 sichert und die vorzeitige Ausbildung von Flüssigkeitswirbeln verhindert. Beim Füllen des Sammelbehälters 2 über das Zulaufrohr 10 steigt der Flüssigkeitsspiegel. Beim vollständigen Eintauchen des Auftriebskörpers 8 reicht der hydrostatische Auftrieb nicht aus, um die Haftung der Dichtflächen 3,3' zu überwinden. Erst bei weiterem Flüssigkeitsanstieg wird durch den großflächigeren Auftriebskörper 9 der komplette Schwimmer gehoben, und die Flüssigkeit strömt durch die entstehende Öffnung zwischen dem Fallrohr 1 und dem Steigrohr 5 in das Fallrohr 1. Durch den entstehenden Sog wird in der Glocke 4 ein Unterdruck erzeugt, der das Schließen an den Dichtflächen 3,3' bewirkt und

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gleichzeitig die Flüssigkeit aus dem Sammelbehälter 2 über die Oberkante des Steigrohres 5 hebt. Dadurch wird der Sammelbehälter 2 in kurzer Zeit so weit entleert, bis der Flüssigkeitsspiegel die Unterkante der Glocke freigibt. Danach wiederholt sich der gesamte Vorgang.

Die Fig.2 zeigt als andere Variante der Entleerungseinrichtung einen Kippbehälter 11, der schon bei geringen Fallhöhen eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit ermöglicht. Der Kippbehälter 11 ist in der Lagerung 12 so gelagert, daß er im leeren Zustand auf dem Anschlag 13 sitzt. Durch die asymmetrische Querschnittsfläche des Kippbehälters 11 wandert der Schwerpunkt während des Füllvorganges zur Seite der Ausflußöffnung, bis durch das Übergewicht ein Kippmoment um die Lagerung 12 erzeugt wird, welches den Kippbehälter 11 dreht und entleert. Danach fällt der Kippbehälter 11 in die Ausgangslage zurück, ,und der Vorgang wiederholt sich.

Die Fig.3 zeigt den Einbau des Verteilerstückes 14, welches an einen Sammelbehälter 2 (Fig. 1) angeschlossen ist, in einen Kreuzstrom-Plattenwärmeübertrager 15 mit geneigter Eintrittsfläche. Das symmetrische Verteilerstück 14 hat an seinem Eintritt einen kreisförmigen Querschnitt, der in einen schlitzförmigen Austritt übergeht, welcher die Breite des Plattenpaketes des Wärmeübertragers 15 besitzt. Der Schlitz entspricht in seinen Abmessungen annähernd dem hydraulischen Durchmesser des Eintritts des Verteilerstückes 14. Zur Kompensierung des Druckabfalles über die Austrittslänge des Schlitzes in Richtung auf dessen Außenbereiche nimmt die Schlitzbreite nach außen hinzu. Die Leitfläche 16 ist entsprechend den baulichen Bedingungen geformt, um den Flüssigkeitsstrom quer zur Eintrittsfläche des Wärmeübertragers einzuleiten. Die Fig.4 zeigt den Einbau von 2 Verteilerstücken 14' in den Anschlußkanal eines Kreuzstrom-Plattenwärmeübertragers 15' mit waagerechter Eintrittsfläche, bei dem das Wärmeträgermedium senkrecht von oben nach unten geführt wird. Die Verteilerstücke liegen einander gegenüber und sind in einem Zwischenrahmen angeordnet. Um die gemeinsame Zuführung der Flüssigkeit vom Fallrohr 1 zu erleichtern, werden asymmetrische Verteilerstücke eingesetzt. Die Eintritts- und die Austrittsflächen der Verteilerstücke stehen unter einem Winkel zueinander. Die Verteilerstücke 14' einschließlich der schlitzförmigen Austrittsflächen sind asymmetrisch geformt, um eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeitsmenge zu erreichen. Die Fig. 5 zeigt den Kippbehälter 11, der im Gehäuse 17 in der Lagerung 12 gelagert ist und dessen geneigte Seitenwand gleichzeitig die Leitfläche 16' bildet. Das Gehäuse 17 ist an den Anschlußkanal des Wärmeübertragers 15'angeflanscht und kanalseitig offen. Oberhalb der Ausflußöffnung des Kippbehälters 11 ist das Zulaufrohr 10 angeordnet. Der Boden des Gehäuses 17 trägt den Anschlag 13 und bildet mit seiner Neigung gleichzeitig die Leitfläche 18.

Claims

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Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Reinigung und/oder Enteisung von Wärmeübertragern, die von einem gasförmigen Medium mit Beimengungen durchströmt werden, welche sich auf den Wärmeübertragungsflächen ablagern, mittels Flüssigkeit, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkeit zum Reinigen und/oder Enteisen periodisch schwallartig über die gesamte Eintrittsfläche des Wärmeübertragers verteilt wird, als geschlossenes Volumen durch den Wärmeübertrager hindurchtritt und die Ablagerungen aus Beimengungen des Wärmeträgermediums und/oder aus der Eisbildung von den Wärmeübertragungsflächen entfernt.
2. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß das Schwallintervall in Abhängigkeit von dem Grad der Ablagerungen auf den Wärmeübertragungsflächen variiert wird.
3. Verfahren nach Punkt 1-2, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkeit mit Zusätzen zum Reinigen und/oder Enteisen in einem wählbaren Verhältnis gemischt wird.
4. Verfahren nach Punkt 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkeit erwärmt wird.
5. Verfahren nach Punkt 1-4, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkeit am Austritt des Wärmeübertragers aufgefangen, separiert, regeneriert und im Kreislauf zum Eintritt des Wärmeübertragers zurückgeführt wird.
6. Verfahren nach Punkt 1-5, gekennzeichnet dadurch, daß die von der Flüssigkeit mitgeführten Ablagerungen wiederverwendet oder entsorgt werden.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1-6 zur Reinigung und/oder Enteisung von Wärmeübertragern, die von einem gasförmigen Medium mit Beimengungen durchströmt werden, welche sich auf den Wärmeübertragungsflächen ablagern, mittels Flüssigkeit, gekennzeichnet dadurch, daß dem Wärmeübertrager ein schlagartig entleerbarer, mit einer Verteilungseinrichtung versehener Sammelbehälter für die Flüssigkeit zugeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß über dem Wärmeübertrager 15 ein Sammelbehälter 2 für die Flüssigkeit angebracht ist, in dem eine mit zwei Auftriebskörpern 8,9 versehene Glocke 4 angeordnet ist, die über Stege 6 mit einem mit einer Dichtfläche 3 und einem Führungsstück 7 ausgerüsteten Steigrohr 5 verbunden ist, dessen Dichtfläche 3 auf einer Dichtfläche 3' eines Fallrohres 1 sitzt, welches an seinem Austritt mit einer nach Maßgabe des Wärmeübertragers 15 ausgebildeten Verteilungseinrichtung verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß am Anschlußkanal 19 für das dem Wärmeübertrager 15' zuströmende Wärmeträgermedium ein zum Anschlußkanal 19 offenes Gehäuse 17 angeflanscht ist, in den über die drehbare Lagerung 12 ein auf einem Anschlag 13, ruhender, als Kippbehälter 11 ausgebildeter Sammelbehälter für die Flüssigkeit angeordnet ist, dessen Austrittsöffnung nach Maßgabe des Wärmeübertragers 15' als Leitfläche 16' ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Verteilungseinrichtungen von zwei und mehr parallel angeordneten Wärmeübertragern mit einem gemeinsamen Sammelbehälter in Wirkungsverbindung stehen.

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen