DD269902A1 - Verfahren und anordnung zum reinigen von waermetauschern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Reinigen von Waermetauschern. Zur Abwaermegewinnung aus stroemenden Medien werden Waermetauscher verwendet, von denen mindestens zwei parallel angeordnet sind. Sind die Medien durch Staeube o. ae. verunreinigt, ergeben sich in den Waermetauschern Ablagerungen, die den Waermetausch behindern oder unterbinden. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist ein einfaches, kosten- und wartungsarmes sowie materialintensives und allseitig anwendbares Verfahren zur Reinigung von Waermetauschern von lockeren Staubbelaegen. Das Verfahren besteht darin, dass die Stroemungsgeschwindigkeit der Medien fuer die Dauer der Reinigung erhoeht wird, indem bei unveraendertem Volumenstrom zyklisch von mindestens einem der Waermetauscher die stroemenden Medien ferngehalten werden. Waehrend die Medien zum Waermetausch die Waermetauscher laengs durchstroemen, koennen sie diese zur Reinigung quer durchstroemen. Absperrmittel sorgen fuer die Regulierung des Prozesses. Figur

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Reinigen von Wärmetauschern, r· 3 zum Wärmeaustausch im wesentlichen örtlich und zeitlich parallel und mit konstanter Geschwindigkeit von einem wärmeabgebenden oder wärmeaufnehmenden Medium durchströmt werden. Sie wird insbesondere angewendet zur Rekuperatorreinigung bei der Wärmerückgewinnung aus staubhaltigen Abgasen, beispielsweise in der Zementindustrie, wobei der Staub locker im Wärmetauscher liegt, nicht verklebt oder verschmolzen ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Sind bei Wärmetauschern die Wärmetauschflächen periodisch oder aperiodisch von Partikeln zu reinigen, so kommen die unterschiedlichsten Verfahren und Mittel zur Anwendung (DE-OS 3003 889; 3149363).

Bekannt sind mechanische Verfahren, bei denen die zu reinigenden Anlagenteile mit Kurbeltrieben oder pneumatischen Mitteln in Vibration versetzt werden. Zum Erreichen einer ausreichenden Reinigungswirkung über größere Anlagenteile sind

jufwendige mechanische Übertragungseinrichtungen erforderlich. Nachteilig sind auch die starken dynamischen Belastungen der Wärmeübertragungsrohre und Verankerungen sowie die Verschleißintensität der mechanischen Vibratoren.

Bei Reinigungsverfahren, die mit Wasser-, Dampf- oder Luftstrom arbeiten, ist ein hoher anlagentechnischer Aufwand erforderlich. Das betrifft sowohl die Anzahl der Apparate als auch die Mechanismen zur Verstellung der Strahlrichtung.

Der Einsatz von Wasserlanzenbläsern während des Betriebes verursacht Temperatursprünge, die den Reinigungseffekt besonders begünstigen, aber auch hohe Materialbelastungen hervorrufen.

Die Schrotreinigung arbeitet mit einer Feststoff-Fluid-Strömung, bei der die Feststoffpartikel aus einem körnigen metallischen oder keramischen Material bestehen, die mit Dampf ode; Druckluft beschleunigt werden und iieim Aufprall auf Ablagerungen eine intensive Reinigungswirkung erzielen.

Bei der weiterhin bekannten Schallreinigung werden die Schallwellen periodisch im bestimmten Rhythmus im Heizflächenbereich in den geschlossenen Kessel abgegeben, so daß sich ein Schallfeld ausbildet. Beispielsweise sind nach dem Prinzip einer Kippschwingung mit einem Frequenzspektrum von etwa 200 bis 2000Hz arbeitende druckluftbetriebene Schiffssignalgeräte als Schallsender einsetzbar.

Die Schallreinigung kann nur dort zur Anwendung gelangen, wo esin geschlossenen Anlagen zu unerwünschten lockeren Belägen kommt und wo dis verschmutzten Anlagenteile für Schallenergie erreichbar sind. Die Impulsreinigung arbeitet nach einem ähnlichen physikalischen Prinzip und hat ähnliche Nachteile wie die Schdllreinigung.

Schließlich ist es bekannt, Lüfter von Luftkühlern in die umgekehrte Drehrichtung umzuschalten. Eine wirkungsvolle Reinigung läßt sich dabei nur realisieren, wenn die Umschaltung über längere Zeit wirksam ist und 'oder wenn die Umschaltung mit einem anderen bekannten Reinigungsverfahren kombiniert wird, beispielsweise wenn zusätzlich Druckluft oder Feststoffpartikel zur Anwendung kommen.

Alle diese Methoden sind sowohl kostenaufwendig als auch wartungs- und bedienungsintensiv und nur in begrenztem Umfang unter bestimmten Voraussetzungen wirksam.

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Ziel dor Erfindung

Durco dip Erfindung solion die aufgezeigten Mängel beseitigt und ein Verfahren zur Reinigung von Wärmetauschern aufgezeigt werden, das bevorzugt für staubige Abgase zur Anwendung kommt. Es soll kostspielige apparative Veränderungen vermeiden, sicher wirksam sein und den Wartungsaufwand verringern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Vorfahren zur Reinigung von Wärmetauschern zu entwickeln, das keine wesentlichen zusätzlichen Mittel zur Reinigung benötigt und kurzfristig und schnell wirksam ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Strömungsgeschwindigkeit des strömenden Mediums für die Dauer dor Reinigung erhöht wird, indem bei unverändertem Volumenstrom das strömende Medium zyklisch von mindestens einem dar Wärmetauscher ferngehalten wird. Die höhere Strömungsgeschwindigkeit des staubhaltigen heißen Abgases oder anderen Mediums genügt für kurze Zeit, um die Wärmetauschfläche vom Schmutz zu befreien und ihre Fähigkeit zur Wärmeaufnahme oder -abgabe in den Anfangsiustand zurückzuversetzen. Die höhere Strömungsgeschwindigkeit reißt die abgelagerten Staubpartikel mit und bewirkt den Reinijjungseffekt. Hinsichtlich der Dauer und/oder Intensität der Reinigung ist es von Vorteil, wenn das zum Wärmetausch den Wärmetauscher längs durchströmende Medium ihn zum Reinigen quer durchströmt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens ist eine Anordnung besonders geeignet, bei der die Wärmetauscher parallel in einer sich vor den Wärmetauschern verzweigenden und nach den Wärmetauschern zusammengeführten Leitung für das strömende Medium angeordnet sind und die dadurch gekennzeichnet ist, daß jedem Wärmetauscher in seinem Leitungsz« zeig je ein Absperrmittel vor- und nachgeordnet ist. Das Querdurchströmen der Wärmetauscher wird ermöglicht, wenn jedem Wärmetauscher eine Reinigungsleitung zugeordnet ist, die in Querrichtung in den Wärmetauscher eintritt und aus ihm austritt, vor und nach den zu einem Wärmetauscher gehörenden Absperrmitteln in den zugehörigen Leitungszweig eingebunden ist und telbst vor und nach dem Wärmetauscher je ein Absperrmittel enthält. Durch die Ausschaltung jeweils mindestens eines Wärmetauschers aus dem Abwärmegewinnungsprozeß bzw. die Belassung nur eines Wärmetauschers im Abwärmegewinnungsprozeß und gegebenenfalls durch eine Richtungsänderung des Abproduktstromes ist es unter Beibehaltung des Volumenstromes möglich, die Strömungsgeschwindigkeit des Abproduktes zu erhöhen und das Abprodukt selbst als Reinigungsmittel zu verwenden. Damit werden der technische und technologische Aufwand bei der Wärmetauscher-, insbesondere der Rekuperatorreinigung e^r'neblich gesenkt und auch wähl end der Reinigung die Gewinnung der Abwärme nicht unterbrochen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Von einem Heißgaslüfter 1 geht eine sich in Zweige 3 und 4 aufteilende Gasleitung 2 aus. Jeder Leitungszweig 3 bzw. 4 enthält einen Rekuperator 5 bzw. 6 und ein unmittelbar vor und ncch dem Rekuperator 5 bzw. β angeordnetes Ventil 7; 8 bzw. 9; 10 als Absperrmittel. Der Rekuperator 5 weist eine Reinigungsleitung 11 auf, die vor dem Ventil 7 den Leitungszweig 3 verläßt, den Rekuperator 5 quer zum Leitungszweig 3 passiert und hinter dem Ventil 8 wieder in den Leitungszweig 3 einmündet. In der Reinigungsleitung 11 sind je ein Ventil 12 und 13 dem Rekuperator 5 vor- bzw. nachgeordnet. Ebenso weist der Rekuperator 6 eine Reinigungsleitung 14 auf, die vor dem Ventil 9 dem Leitungszweig 4 entspringt, den Rekuperator 6 quer zum Leitungszweig 4 passiert und hinter dem Ventil 10 wieder in den Leitungszweig 4 mündet. In die Reinigungsleitung 14 ist vor und hinter dem Rekuperator 6 je ein Ventil 15 bzw. 16 als Absperrorgan eingefügt.

Bevor die Leitungszweige 3 und 4 sich wieder in der Gasleitung 2 vereinigen, ist in jedem von ihnen nochmals ein Ventil 17; 18 eingeordnet. Die Gasleitung 2 mündet in ein Entstaubungssystem 19.

Der Heißgaslüfter 1 drückt das z. B. aus einem nicht dargestell'en Drehrohrofen kommende verstaubte heiße Gas durch die Gasleitung 2 und die Leitungszweige 3; 4 in die Rekuperatoren 5; 6 in denen es einen großen Teil seiner Wärme abgibt, in denen aber auch ein Teil der im heißen Gas enthaltenen Partikel an den glatten oder gerippten Leitungsrohren hängen bleibt, b°vordas Gas zum Entstaubungssystem weiter,ieleitet wird.

Das Verbleiben der Partikel in den Rekuperatoren 5; 6 ist ungewollt und unerwünscht, da hierdurch die Aufnahme der Wärme behindert wird. Aus diesem Grunde müssen die Rekuperatoren 5; <i von den Partikeln von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Die Frequenz der Reinigung richtet sich nach der Menge des Stqubes, welche das Abgas mit sich führt.

Während buim ausschließlichen Entzug der Warme des heiUan Gases in den Rekuperatoren 5; 6 die Ventile 7; 8; 17 und 9; 10; 18 geöffnet und die Ventile 12; 13 und 15; 16 geschlossen, abgesperrt sind, werden die Ventile 12; 13 und 15; 16 sowie 17; 18 beim Reinigen der Rekuperatoren 5; 6 nach einem bestimmten Regime geöffnet und die übrigen Ventile geschlossen; und zwar werden die Ventile 7; 8; 9; 15 und 18 gesperrt und die Ventile 12; 13 und 17 geöffnet, wenn der Rekuperator 5 mit dem gleichen Volumenstrom des heißen Gases gereinigt wird. Vorausgesetzt, daß die Leitungszweige 3 und 4 mit ihren Einbauten gleich gestaltet sind, würde der Leitungszweig 3 mit dem Rekuperator 5 dann mit der doppelten Geschwindigkeit vom heißen Gas durchströmt werden. Infolge der Verunreinigungen des heißen Gases tritt dabei eine kombinierte Heißluft-und Schrotreinigung auf. Der Reinigungsprozeß wird für den Leitungszw-iig 3 und den Rekuperator 5 etwa fünf Minuten aufrechterhalten. In dieser Zeit sind die dem Wärmetausch hinderlichen Far tikel im wesentlichen beseitigt. Danach wird durch Absperren der Ventile 9; 10; 7; 12 und 17 und Öffnen der Ventile 9; 10 und 18 der Rekuperator f in gleicher Weise gereinigt, bevor der Prozeß der Abwärmegewinnunc, aus dem Heißgas bei geschlossenen Ventilen 12; 13 und 15; 16 und geöffneten Ventilen 7; 8; 17 und 9; 10; 18 fortgesetzt wird. Dabei kann das Verhältnis von Reinigungszeit zu Wärmetauschzeit beispielsweise 1:15 betragen. Dieses Verhältnis hängt sowohl von der Konsistenz des heißen Gases als auch von den technischen

und technologischen Parametern der Leitungszweige 3 und 4 einschließlich ihrer Einbauten ab. Es ist auch möglich, zu

geeigneten Zeitpunkten im Arbeitsprozeß diskontinuierlich „Zwischendurchreinigung" durchzuführen. Das kann vorzugsweisezu Beginn des Arbeitsprozesses von Bedeutung sein.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Auwührungsbeisplel beschränkt. So könnet; die Ventile 17; 18 auch in Wegfall

kommen und ihre Funktionen von den Ventilen 8; 13 und 10; 16 entsprechend übernommen werden. Ebenso iut es u. U. möglich,die ReiiMgungsleilungen 11; 14 wegzulassen und den Reinigungsprozeß in den Rekuperatoren 5; 6 direkt über die

Leitungozweige 3; 4 durchzuführen. Auch ist es möglich, eine Einrichtung vorzusehen, mit der sämtliche für die Reinigung des

jeweiligen Rekuperators zu bedienenden Ventile zentral und gleichzeitig bedienbar sind.

Schließlich !st die Erfindung nicht an die Verwendung von nur zwei Rekuperatoren oder an die Verwendung von strömenden Medien eines bestimmten Aggregatzustandes gebunden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Reinigen von Wärmetauschern, die zum Wärmeaustausch im wesentlichen parallel und mit konstanter Geschwindigkeit von einem Medium durchströmt werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Strömungsgeschwindigkeit des strömenden Mediums für die Dauer der Reinigung erhöht wird, indem bei unverändertem Volumenstrom zyklisch von mindestens einem dbf Wärmetauscher das strömende Medium ferngehalten wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Wärmetauscher während ihrer Reinigung vom strömenden Medium quer durchsetzt werden.

3. Anordnung zum Reinigen von Wärmetauschern, die parallel in einer sich vor den Wärmetauschern verzweigender* und nach den Wärmetauschern zusammengeführten Leitung für das strömende Medium angeordnet sind, zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß jedem Wärmetauscher in seinem Leitungszweig je ein Absperrmittel vor- und nachgeordnet ist.

4. Anordnung gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß jedem Wärmetauscher eine Reinigungsleitung zugeordnet ist, die in Querrichtung in den Wärmetauscher eintritt und aus ihm austritt, vor und nach den zu einem Wärmetauscher gehörenden Absperrmitteln in den zugehörigen Leitungszweig eingebunden ist und selbst vor und nach dem Wärmetauscher je ein Absperrmittel enthält.