DD269902A1

DD269902A1 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR CLEANING HEAT EXCHANGERS

Info

Publication number: DD269902A1
Application number: DD31307688A
Authority: DD
Inventors: Katrin Broemmer; Joerg Stapel
Original assignee: Glasindustrie Waermetech Inst
Priority date: 1988-02-22
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1989-07-12

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. FigurThe invention relates to a method and an arrangement for cleaning heat exchangers. For waste heat recovery from flowing media heat exchangers are used, of which at least two are arranged in parallel. Are the media by Staeube o. Ae. contaminated, arise in the heat exchangers deposits that hinder or prevent the heat exchange. The aim and object of the invention is a simple, cost and low maintenance and material intensive and universally applicable method for cleaning heat exchangers of loose Staubbelaegen. The method consists in increasing the flow velocity of the media for the duration of the cleaning by cyclically keeping the flowing media away from at least one of the heat exchangers while the volume flow is unchanged. While the media are traversing the heat exchangers for heat exchange, they can be crossed across for cleaning. Blocking agents ensure the regulation of the process. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

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.The invention relates to a method and an arrangement for cleaning heat exchangers, for heat exchange, through which a heat-emitting or heat-absorbing medium flows substantially spatially and temporally parallel and at constant speed. It is used in particular for recuperator cleaning in heat recovery from dust-containing exhaust gases, for example in the cement industry, the dust is loose in the heat exchanger, not glued or fused.

Characteristic of the known state of the art

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).If the heat exchange surfaces of heat exchangers are to be periodically or aperiodically cleaned of particles, various methods and means are used (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 sindMechanical processes are known in which the system parts to be cleaned are set in vibration by crank mechanisms or pneumatic means. To achieve a sufficient cleaning effect on larger system parts are

jufwendige mechanische Übertragungseinrichtungen erforderlich. Nachteilig sind auch die starken dynamischen Belastungen der Wärmeübertragungsrohre und Verankerungen sowie die Verschleißintensität der mechanischen Vibratoren.jufwendige mechanical transmission equipment required. Another disadvantage is the strong dynamic loads of the heat transfer tubes and anchors and the wear intensity of the mechanical vibrators.

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.In cleaning processes that work with water, steam or air flow, a high level of plant engineering effort is required. This concerns both the number of devices and the mechanisms for adjusting the beam direction.

Der Einsatz von Wasserlanzenbläsern während des Betriebes verursacht Temperatursprünge, die den Reinigungseffekt besonders begünstigen, aber auch hohe Materialbelastungen hervorrufen.The use of water lances during operation causes temperature jumps, which favor the cleaning effect especially, but also cause high material loads.

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.Shot-cleaning operates with a solid-fluid flow in which the solid particles consist of a granular metallic or ceramic material which is steamed or steamed; Compressed air are accelerated and iieim impact on deposits achieve an intensive cleaning effect.

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.In the further known sound cleaning the sound waves are emitted periodically in a certain rhythm in Heizflächenbereich in the closed boiler, so that a sound field is formed. For example, operating on the principle of a tilting oscillation with a frequency spectrum of about 200 to 2000Hz working air-powered marine signal devices can be used as a sound transmitter.

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.Soundproofing can only be used where unwanted loose coverings occur in closed systems and where discleaned system components for sound energy can be reached. The pulse cleaning works on a similar physical principle and has similar disadvantages as the 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.Finally, it is known to switch fans of air coolers in the reverse direction. An effective cleaning can be realized only if the switch is effective for a long time and 'or if the switch is combined with another known cleaning method, for example, when additional compressed air or solid particles are used.

Alle diese Methoden sind sowohl kostenaufwendig als auch wartungs- und bedienungsintensiv und nur in begrenztem Umfang unter bestimmten Voraussetzungen wirksam.All of these methods are both costly and maintenance-intensive, and are only effective to a limited extent under certain conditions.

-2- 269 9}2-2- 269 9} 2

Aim of the invention

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.Durco dip invention solion eliminated the identified deficiencies and a method for cleaning heat exchangers are shown, which is preferably used for dusty exhaust gases. It should avoid costly equipment changes, be safe and reduce the maintenance.

Explanation of the essence of the invention

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.The invention is therefore based on the object to develop an ancestor for the purification of heat exchangers, which does not require any significant additional means for cleaning and short term and is quickly effective.

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.According to the invention, this object is achieved in that the flow rate of the flowing medium for the duration dor cleaning is increased by the flowing medium is cyclically kept away from at least one heat exchanger at unchanged volume flow. The higher flow rate of the dust-containing hot exhaust gas or other medium is sufficient for a short time to rid the heat exchange surface of the dirt and to restore their ability to absorb heat or return to the initial state. The higher flow velocity entrains the deposited dust particles and causes the Reinijjungseffekt. With regard to the duration and / or intensity of the cleaning, it is advantageous if the medium flowing through the heat exchanger for heat exchange flows through it for cleaning transversely.

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.For carrying out the cleaning method according to the invention, an arrangement is particularly suitable in which the heat exchangers are arranged in parallel in a line branching out of the heat exchangers and merging after the heat exchangers for the flowing medium and which is characterized by the fact that each heat exchanger shows in its duct a shut-off upstream and downstream. The cross-flow of the heat exchanger is made possible when each heat exchanger is assigned a cleaning line which enters the heat exchanger in the transverse direction and exits it before and after the belonging to a heat exchanger shut-off is integrated into the associated line branch and before and after the heat exchanger contains a shut-off. By eliminating in each case at least one heat exchanger from the waste heat recovery process or leaving only a heat exchanger in the waste heat recovery process and optionally by a change in direction of the waste stream, it is possible while maintaining the flow rate to increase the flow rate of the waste product and to use the waste itself as a cleaning agent. Thus, the technical and technological effort in the heat exchanger, in particular the Rekuperatorreinigung e ^r 'neblich lowered and also wähl end of cleaning the recovery of waste heat is not interrupted.

embodiment

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.The invention will be explained in more detail below with reference to a schematically illustrated embodiment. From a hot gas fan 1 is divided into branches 3 and 4 dividing gas line 2. Each line branch 3 or 4 contains a recuperator 5 or 6 and a valve 7 arranged directly in front of and behind the recuperator 5 or β; 8 and 9, respectively; 10 as a shut-off. The recuperator 5 has a cleaning line 11, which leaves the line branch 3 before the valve 7, the recuperator 5 passes transversely to the line branch 3 and opens again behind the valve 8 in the line branch 3. In the cleaning line 11 are each a valve 12 and 13 the recuperator 5 forward or downstream. Likewise, the recuperator 6 has a cleaning line 14, which originates in front of the valve 9 the line branch 4, the recuperator 6 transversely to the line branch 4 passes and opens behind the valve 10 again in the line branch 4. In the cleaning line 14 is inserted in front of and behind the recuperator 6 depending on a valve 15 and 16 as a shut-off device.

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.Before the line branches 3 and 4 reunite in the gas line 2, in each of them again a valve 17; 18 arranged. The gas line 2 opens into a dedusting 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.The hot gas fan 1 presses the z. B. from a not dargestell'en rotary kiln coming dusty hot gas through the gas line 2 and the line branches 3; 4 in the recuperators 5; 6 in which it gives off a large part of its heat, but in which some of the particles contained in the hot gas on the smooth or ribbed pipes gets stuck, b ° before the gas to the dedusting on, is led.

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.The retention of the particles in the recuperators 5; 6 is unwanted and undesirable, since this hinders the absorption of heat. For this reason, the recuperators 5; <i be cleaned of the particles from time to time. The frequency of the cleaning depends on the amount of the stub, which carries the exhaust gas with it.

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 technischenDuring buim exclusive withdrawal of the heat of heiUan gas in the recuperators 5; 6 the valves 7; 8th; 17 and 9; 10; 18 open and the valves 12; 13 and 15; 16 closed, shut off, the valves 12; 13 and 15; 16 and 17; 18 when cleaning the recuperators 5; 6 open after a certain regime and the other valves are closed; namely, the valves 7; 8th; 9; 15 and 18 locked and the valves 12; 13 and 17 open when the recuperator 5 is cleaned with the same volume flow of the hot gas. Provided that the line branches 3 and 4 are designed the same with their fixtures, the line branch 3 would then be traversed by the recuperator 5 at twice the speed of the hot gas. As a result of the impurities of the hot gas occurs in a combined hot air and shot cleaning. The cleaning process is maintained for the lead-in 3 and the recuperator 5 for about five minutes. During this time, the heat exchange hindering Far article are substantially eliminated. Thereafter, by shutting off the valves 9; 10; 7; 12 and 17 and opening the valves 9; 10 and 18, the recuperator f cleaned in the same way before the process of Abwärmegewinnunc from the hot gas with the valves closed 12; 13 and 15; 16 and opened valves 7; 8th; 17 and 9; 10; 18 continues. The ratio of cleaning time to heat exchange time may be, for example 1:15. This ratio depends on both the consistency of the hot gas and the technical

und technologischen Parametern der Leitungszweige 3 und 4 einschließlich ihrer Einbauten ab. Es ist auch möglich, zuand technological parameters of lines 3 and 4, including their installations. It is also possible to

geeigneten Zeitpunkten im Arbeitsprozeß diskontinuierlich „Zwischendurchreinigung" durchzuführen. Das kann vorzugsweisezu Beginn des Arbeitsprozesses von Bedeutung sein.This may preferably be important at the beginning of the working process.

The invention is not limited to the illustrated example. So can; the valves 17; 18 also in omission

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 diecome and their functions from the valves 8; 13 and 10; 16 are taken over accordingly. Likewise iut u. U. possible, the ReiiMgungsleilungen 11; 14 and the cleaning process in the recuperators 5; 6 directly over the

Line branches 3; 4 perform. It is also possible to provide a device with which all for the cleaning of the

jeweiligen Rekuperators zu bedienenden Ventile zentral und gleichzeitig bedienbar sind.respective recuperator to be operated valves are centrally and simultaneously operated.

Finally, the invention does not involve the use of only two recuperators or the use of flowing ones Media bound to a specific state of aggregation.

Claims

1. A method for cleaning heat exchangers, which are flowed through for the exchange of heat substantially parallel and at a constant speed of a medium, characterized in that the flow rate of the flowing medium for the duration of the cleaning is increased by cyclic at unchanged volume flow of at least one dbf Heat exchanger, the flowing medium is kept away.

2. The method according to claim 1, characterized in that the heat exchangers are traversed transversely during their purification by the flowing medium.

3. Arrangement for cleaning heat exchangers, which are arranged in parallel in a branched before the heat exchangers * and after the heat exchangers line for the flowing medium, for carrying out the method according to claim 1 and 2, characterized in that each heat exchanger in its leg each blocking means is upstream and downstream.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that each heat exchanger is associated with a cleaning line which enters the heat exchanger in the transverse direction and exits it, before and after the belonging to a heat exchanger shut-off is integrated into the associated line branch and even before and after the heat exchanger each contains a shut-off.