DE10120338A1

DE10120338A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Online-Kesselreinigung von Abfallverbrennungsanlagen

Info

Publication number: DE10120338A1
Application number: DE10120338A
Authority: DE
Original assignee: MUELLKRAFTWERK SCHWANDORF BETR
Current assignee: Clyde Bergemann GmbH Maschinen und Apparatebau
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: DE50212398D1; EP1256761A2; ATE399297T1; EP1256761B1; EP1256761A3; DE10120338B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Online-Reinigung der schwer zugängigen Heizflächen von Leerzügen in Abfallverbrennungskesseln. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die es ermöglicht, Heizflächen von Leerzügen, die bisher bei laufender Anlage nur unzureichend abgereinigt werden können, während des Betriebs vollständig von Belägen zu befreien und damit die Wärmenutzung der Rauchgase in dem zugehörigen Temperaturbereich des Kessels sicherzustellen. DOLLAR A Die Lösung der Aufgabe erfolgt über ein Verfahren mit den Merkmalen der Hauptansprüche des Verfahrens, bei denen die Beläge durch Temperaturschock von den Wärmetauscherflächen abgesprengt und mit den Merkmalen der Hauptansprüche der Vorrichtung, mit denen das zur Kühlung benutzte Wasser auf die zu entfernenden Beläge aufgebracht wird. DOLLAR A Hierfür wird das Wasser von einer an einem flexiblen hitzebeständigen Schlauch (22) befestigten Düsenlanze (23) mit einer Umlenkrunddüse (24) in einem geeigneten Winkel auf die Heizflächen der Leerzüge (2, 3, 4) aufgebracht. Der flexible hitzebeständige Schlauch (22) mit Düsenlanze (23) und Umlenkrunddüse (24) wird durch ein Zuführrohr (15) zentrisch über die abzureinigenden Leerzüge (2, 3, 4) oder die Schotten (5.1, 5.2) der Leerzüge (2, 3, 4) gebracht und von dort zwischen den abzureinigenden Heizflächen zur Reinigung auf und ab bewegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Stand der Technik

Trotz aller politischer Bemühungen fallen noch Abfälle an, deren Recycling weder wirtschaftlich noch hygienisch vertretbar ist. Die Verbrennung dieser Restabfälle in geeigneten Abfallverbrennungsanlagen ist auch in Zukunft sicherlich umweltverträg licher als die Deponierung. Im Laufe der Jahre hat die Industrie Anlagen bereitgestellt, die bei Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften ein Höchstmaß an Umweltschutz und Nutzung der Energie bieten. Die Verbrennung hat aufgrund der langjährigen Erfahrungen gegenüber allen anderen Behandlungsmethoden den am weitest entwickelten Stand der Technik eingenommen.

Die Bezugszeichen zum Stand der Technik beziehen sich auf die Abb. 1.

Bei der Verbrennung entstehen zunächst neben den üblichen Verbrennungsgasen aggressive Gase, Metalldämpfe und Stäube, die durch die Verbrennungsführung und durch Abgasreinigungsvorrichtungen weitestgehend entfernt werden. Ein Teil dieser Stoffe belegt die Heizflächen der Verbrennungsanlagen, behindert damit die Wärme nutzung und kann zu Verlegungen des Rauchgasweges führen. Die Dämpfe von Alkali salzen und Metallen wirken hierbei durch Kühlung und Kondensation in den Belägen als Kleber. Es hat sich als technisch erfolgreich erwiesen, die Rauchgastemperatur von der adiabaten Verbrennungstemperatur, die bei 1200 bis 1400°C liegt, auf ca. 450 bis 650°C über Wärmestrahlung im Feuerraum 1 und in Leerzügen 2, 3, 4 (Abb. 1) abzukühlen. Die Verbrennungsanlagen werden häufig mit drei Leerzügen 2, 3, 4 ausgerüstet, um die Rauchgase umzulenken und die Thermik aus der Feuerung zu brechen. Ein weiterer Vorteil dieser Umlenkung ist sicherlich auch in der Verringerung der Bauhöhe der Anlage zu sehen. In den Leerzügen 2, 3, 4 sind üblicherweise keine konvektiven Heizflächen - d. h. quer zur Rauchgasströmung liegende Rohre - installiert.

Zur Vergrößerung der Heizflächen werden bei Bedarf Schotten 5.1, 5.2 in Rauchgas richtung angeordnet.

Wegen der großen freien Abmessungen können in Leerzügen 2, 3, 4 auch durch starke Ablagerungen keine Verlegungen des Rauchgasweges auftreten. Leerzüge 2, 3, 4 sind Kesselräume, die im Gegensatz zu konvektiven Kesselbereichen, wie Überhitzer 7.1-7.5, Verdampfer 8.1-8.2 und Economiser 9.1-9.4, nicht mit einer großen Zahl von Wärme tauscherrohren ausgerüstet sind. Zur optimalen Wärmenutzung - bei Rauchgastempe raturen zwischen 200 und 400°C ist der Wärmeübergang durch Strahlung vergleichs weise gering - sind zum Temperaturabbau nach den Leerzügen 2, 3, 4 konvektive Heiz flächen (Überhitzer 7.1-7.5, Verdampfer 8.1-8.2 und Economiser 9.1-9.4) angeordnet. Dort sind zur Verbesserung des konvektiven Wärmeübergangs die Rohre quer zur Rauchgasrichtung angeordnet. Je nach Bedarf und Rauchgastemperaturniveau wird im konvektiven Bereich der Dampf im Überhitzer 7.1-7.5 über die Sattdampftemperatur erhitzt und das Speisewasser im Economiser 9.1-9.4 bis annähernd Siedetemperatur des zugehörigen Druckes in der Kesseltrommel 6.1 erwärmt. Die bilanzmäßig über diesem Bedarf liegende Rauchgaswärme wird im konvektiven Verdampfer 8.1-8.2 zur Verdampfung von Kesselwasser genutzt. Das Rauchgas tritt im allgemeinen mit Temperaturen zwischen 180 und 280°C aus dem Economiser 9.4 aus und wird in der Rauchgasreinigung 32 gereinigt.

Die Kesselanlagen werden zur Reinigung dann abgefahren, wenn die Rauchgas temperatur nach dem Economiser 9.4 höher ist als die nachgeschaltete Rauchgas reinigung es 32 zuläßt oder vor dem Überhitzer 7.1 auf über 650°C steigt. In diesem Temperaturbereich werden die Rauchgase für die im konvektiven Teil angeordneten Überhitzerheizflächen besonders aggressiv und die Beläge teigig. Die Reisezeit - in den meisten Fällen die Zeit von einer reinigungsbedingten Abstellung zur nächsten - ist entscheidend für die Verfügbarkeit der Kesselanlage. Obwohl die maximale Rauchgas temperatur von 650°C vor dem Überhitzer 7.1 häufig zu verstärktem korrosiven Ver schleiß bei den Überhitzern 7.1-7.5 führt, muß die Kesselanlage mit dieser hohen Rauchgastemperatur betrieben werden, um eine ausreichende Verfügbarkeit zu erreichen.

Durch die vorab beschriebene Kondensation von Alkali- und Metalldämpfen sowie durch Sintereffekte bei hohen Temperaturen haften die Beläge besonders in den Leerzügen 3 und 4 sehr stark an den Heizflächen. Um die Heizflächen abzureinigen, wurden mit der Entwicklung der Abfallverbrennungsanlagen verschiedene Reinigungssysteme entwickelt und mit mehr oder weniger viel Erfolg eingesetzt.

Bei der Abklopfung werden die von außen erreichbaren Heizflächen durch starke Schläge mit einem pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Klopfer erschüttert. Es wurden auch Versuche unternommen, den Schlagimpuls über wassergekühlte Rohre auf Heizflächen einzubringen, die nicht von außen zugängig waren. Die während des Betriebes durchgeführte Reinigung der Heizflächen der Leerzüge war jedoch wenig erfolgreich. Sie konnte durch Abfahren der Anlage aufgrund der dadurch in den Belägen auftretenden Temperaturspannungen geringfügig verbessert werden. Der Klopfimpuls kann im allgemeinen nicht gesteigert werden, da sowohl Schäden an den Klopfern als auch an den Heizflächen resultierten.

Bei Dampfbläsern werden die Heizflächen über mit Hochdruckdampf betriebene Lanzen abgereinigt. Der Dampf tritt dabei mit der Dampfschallgeschwindigkeit - die mehrfach über der Schallgeschwindigkeit der normalen Luft liegt - aus den Düsen der Lanze aus und reinigt die Heizflächen ab. Während der Impuls des resultierenden Freistrahls entsprechend den kinetischen Gesetzen annähernd unverändert bleibt, nimmt die Geschwindigkeit des Freistrahls durch Ansaugen von Umgebungsrauchgas sehr schnell ab, so daß der Erfolg der Reinigung im Nahbereich des Strahls sehr gut ist, in größerer Entfernung von der Lanze aber zu wünschen übrig läßt. Durch die hohen Geschwindigkeiten können Wassertropfen und Staubpartikel im Nahbereich der Lanze abrasiv auf die Heizflächen einwirken. Die gefährdeten Heizflächen werden daher häufig mit speziellen Schutzschalen gegen die Abrasion geschützt.

In den letzen Jahren wurden Reinigungstechniken entwickelt, bei denen die Heizflächen und die darauf anhaftenden Beläge durch den Impuls einer dosierten Sprengladung abgereinigt werden. Hierfür wird eine wassergekühlte Sprengstoffladung in den entsprechenden Kesselbereich gebracht und dort elektrisch gezündet. Die Reinigungserfolge sind gut. Die mit dem Sprengstoffumgang verbundenen genehmigungstechnischen Anforderungen und Auflagen machen das Verfahren sehr aufwendig.

Ein Reinigungsverfahren mit Wasserlanzenbläsern hat sich in Großkesselanlagen zur Stromerzeugung sehr gut bewährt und wurde auch erfolgreich in Abfallverbrennungs anlagen eingesetzt. Hierfür werden an den äußeren Heizwänden der Kesselanlagen bewegliche Wasserdüsen installiert, die über einen automatisierten Antrieb die gegenüberliegenden Heizflächen und auch Teile der Seitenwände abreinigen.

Der Wasserstrahl wird hierbei zeilenförmig über die abzureinigende Heizfläche geführt und tritt damit nur auf einer Stelle auf. In Großkraftwerken können durch die großen Abmessungen der Strahlungszüge und die damit großen abzureinigenden Flächen mit wenigen Wasserlanzenbläsern große Reinigungserfolge erzielt werden. Die Abreinigung selbst erfolgt sowohl durch die mit der Abkühlung verbundenen Wärmespannung als auch dadurch, daß der Wasserstrahl durch den Druck unter die Beläge gerät und diese durch Überdruck abhebt.

Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Vorrichtung nur an Außenwänden installiert werden und damit nur die zugehörigen gegenüberliegenden Wände oder Teile der Seitenwände abreinigen kann. Bei Einsatz von Schottenheizflächen ist das Verfahren nicht geeignet, alle Wände abzureinigen. Die je Wasserlanzenbläser abzureinigende Heizfläche wird durch den Winkel begrenzt, mit der das Wasser auftrifft. Daher können besonders Leerzüge mit breiten Abmessungen vorteilhaft abgereinigt werden. Die Leerzüge von Abfallverbrennungsanlagen sind jedoch im allgemeinen schlank. Dies gilt besonders bei Installation von Schottenheizflächen. Bei Leerzughöhen von 10 Metern können die Abstände der nebeneinander liegenden Schotten 5.1, 5.2 und die Abstände der Schotten 5.1, 5.2 zu den Kesselaußenwänden unter einem Meter liegen.

Eine Montage der Wasserlanzenbläser auf der Kesseldecke 35.3 ist grundsätzlich möglich, wurde jedoch wegen der dort aufgestellten Kesseltrommel 6.1, der an der Kesseltrommel 6.1 angeschlossenen Siedewasserrohre 6.2 und Dampfrohre 6.3 sowie der hohen Umgebungstemperaturen für die Reinigung von Abfallverbrennungsanlagen bisher praktisch nicht durchgeführt.

Bei Einsatz von Wasserlanzenbläsern besteht zudem die Gefahr, daß das punktförmig aufgebrachte Wasser bei vergleichsweise tiefen Rauchgas- und Wandtemperaturen nicht auf den Heizflächen verdampft und mit den Belägen abgefördert wird. Hierdurch kann es zur Blockierung des nachgeschalteten Staubfördersystems 14 kommen.

Beschreibung und Vorteile der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die es ermöglicht, bisher mit den Vorrichtungen und Verfahren nach dem Stand der Technik nur unzureichend abzureinigende Heizflächen von Leerzügen von Abfallverbrennungsanlagen im laufenden Betrieb vollständig von Belägen zu befreien und damit die Wärmenutzung der Rauchgase in dem zugehörigen Temperaturbereich des Kessels sicherzustellen.

Die im folgenden angeführten Bezugszeichen beziehen sich auf die Abb. 1-5.

Überraschend hat sich herausgestellt, daß eine an einem flexiblen Schlauch 22 in den Kessel abgelassene Umlenkrunddüse 24 auch in bisher nicht erreichbaren Kesselbereichen zur Online-Reinigung genutzt werden kann. Hierfür wird der flexible Schlauch durch ein geeignetes Zuführrohr 15 an der Stelle in den Kessel eingebracht, unter der die abzureinigenden Flächen angeordnet sind. Die erfindungsgemäß entwickelte Umlenkungsrunddüse 24 bringt durch die schwere, senkrecht nach unten gerichtete Düsenlanze 23 das Wasser gleichmäßig auf alle Flächen (Decke 35.3 und Seiten 35.1, 35.2) des abzureinigenden Kesselbereiches auf. Auch bei vergleichsweise tiefen Sattdampf und Rauchgastemperaturen besteht nicht die Gefahr, daß das Wasser mit den durch Temperaturschock abgelösten harten Belägen in das Staubfördersystem 14 gelangt.

Durch den in Schlauchrichtung schräg nach oben gerichteten Austrittswinkel ct der Umlenkrunddüse 24 können auch Heizflächen, z. B. Kesseldecken, gereinigt werden, die über der Düsenlanze 23 liegen.

Die Düsenlanze ist oberhalb der Umlenkrunddüse 24 mit Abstandshaltern 33 versehen, die verhindern, daß die Umlenkrunddüse 24 durch Verschleiß im Zuführrohr 15 beschädigt wird.

Es hat sich erfindungsgemäß als optimal herausgestellt, daß der Reinigungsvorgang an der gleichen Heizfläche mit vergleichsweise geringer Wassermenge mehrfach wiederholt wird, um den Belag durch ausreichende Beheizzeit wieder auf annähernd Rauchgastemperatur zu bringen und damit bei der folgenden Reinigung einen besonders effektiven Temperaturschock zu bewirken. Durch die installierte Schlauchlängen messung 28, die Mengenmessung 17 und Druckmessung 19 des Wassers und der zugehörigen Steuereinheit 29 wurde daher ein automatischer Betrieb vorgesehen, mit dem ein Reinigungsvorgang entsprechend den Erfahrungen mehrfach wiederholt wird. Die Steuereinheit stellt die zur Höhenlage der Umlenkrunddüse 24 geeignete Wassermenge ein und korrigiert damit den mit der Schlauchlänge zunehmenden statischen Wasserdruck vor der Umlenkrunddüse 24.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Umlenkrunddüse 24 bei Betrieb mit geringem Überdruck besonders große Wassertropfen gebildet werden, die vor dem Auftreffen auf den Heizflächen durch ihre geringe spezifische Oberfläche kaum verdampfen.

Die durch den Temperaturschock abgelösten Beläge sind unerwartet kleinstückig und können daher problemlos mit dem installierten Staubfördersystem 14 abgefördert werden.

Der Wasserdruck vor der Umlenkrunddüse 24 muß nur so hoch gewählt werden, daß die aus dem Austrittswinkel α der Umlenkrunddüse 24 und dem freien Fall gebildete Wurfparabel die abzureinigende Heizfläche erreicht.

Bei der Erfindung des Verfahrens wurde zunächst mit Trinatriumphosphat konditioniertes Wasser eingesetzt, da zu erwarten war, daß die im Rauchgas von Abfallverbrennungsanlagen mitgeführte Salzsäure schwere Korrosionsschäden an den unlegierten Heizflächen verursachen würde. Es hat sich für die Erfinder zur Überraschung herausgestellt, daß die Alkalisierung nicht notwendig ist, da der bei der Reinigung an der Wand entstehende Dampf den Zutritt der Salzsäure aus dem Rauchgas verhindert.

Neben der einfachen Gestaltung hat das zum Patent eingereichte Verfahren mehrere Vorteile:
Alle Heizflächen der Leerzüge können unabhängig von der äußeren Zugangssituation abgereinigt werden.

Um einen besonders effektiven Temperaturschock in den Belägen zu erreichen, muß die Verbrennungsanlage bei der Reinigung vorteilhaft bei maximaler Last gefahren werden. Die Leistungsverfügbarkeit wird durch die Reinigung somit nicht nachteilig beeinflußt.

Die Reisezeit der Kesselanlage wird nicht mehr durch die Verschmutzung der Heizflächen der Leerzüge 2, 3, 4 bestimmt.

Der Impuls des auftretenden Wasserstrahls kann so gering eingestellt werden, daß sogar die Feuerfestzustellung im ersten Leerzug 2 ohne Schädigung abgereinigt werden kann. Im oberen und mittleren Bereich des ersten Zuges sind die Beläge im allgemeinen so weich, daß nach den bisherigen Erfahrungen die Wassertropfen bis auf die Heizflächen oder die Feuerfestzustellung durchschlagen und dort durch das Leidenfrost'sche Phänomen ohne Abkühlung der Flächen verdampfen und dabei die anhaftenden Beläge sehr effektiv wegblasen.

Die Vorrichtung kann voll automatisiert werden und bleibt mit Ausnahme des Zuführrohres 15 voll transportfähig. Durch die installierte Druckmessung 19 und Mengenmessung 17 werden Störungen durch Vergleich mit den Sollwerten sofort erkannt.

Durch die Reinigung der Leerzüge 2, 3, 4 können die Rauchgastemperaturen vor dem Überhitzer 7.1 so tief gehalten werden, daß die notwendige Überhitzungstemperatur des Frischdampfes gerade erreicht wird. Mit diesem Kriterium werden durch minimale Korrosionen optimale Standzeiten der Heizflächen der Überhitzer 7.1-7.5 erreicht.

Durch die spezifisch geringe auf die Heizflächen aufgebrachte Wassermenge wird sichergestellt, daß das Wasser verdampft und nicht mit dem Staub in das Staubfördersystem 14 gelangt.

Da der Gehalt an kondensierbaren Alkali- und Metalldämpfen entsprechend der - durch die beschriebene Reinigung der Leerzüge 2, 3, 4 - abgesenkten Rauchgastemperaturen tiefer liegt, sind die Beläge auf dem Überhitzer 7.1-7.5, Verdampfer 8.1-8.2 und Economiser 9.1-9.4 mit der konventionellen Klopfung leichter zu entfernen.

Es versteht sich von selbst, daß die bessere Abkühlung der Rauchgase vor dem konvektiven Bereich bei sonst gleichen Umständen zu tieferen Abgastemperaturen führt und damit den Wirkungsgrad der Verbrennungsanlage steigert.

Beispiel

Anhand der Zeichnungen in den Abb. 1-5 wird die Erfindung erläutert. Dabei zeigt:

Abb. 1 Darstellung eines typischen Abfallverbrennungskessels mit einem Zuführ rohr;

Abb. 2 Symbolische Darstellung der Haspel 16 mit allen Armaturen und Führungsrohr 15;

Abb. 3 Symbolische Darstellung der Düsenlanze 23 mit Umlenkrunddüse 24;

Abb. 4a Darstellung der Flugbahn der Wassertropfen bei einem Austrittswinkel α1 von 30° und einem Wasserüberdruck von 1,0 bar sowie 3 m Breite des Leerzuges;

Abb. 4b Darstellung der Flugbahn der Wassertropfen bei einem Austritts winkel α2 von 45° und einem Wasserüberdruck von 1,0 bar sowie 3 m Breite des Leerzuges;

Abb. 5 Darstellung der Flugbahn der Wassertropfen bei einem Austritts winkel α3 von 30° und einem Wasserüberdruck von 1,0 bar sowie 6 m Breite des Leerzuges.

Die Abb. 1 zeigt eine Abfallverbrennungsanlage mit einem Feuerraum 1 und drei Leerzügen 2, 3, 4 wobei der dritte Leerzug 4 mit Schotten 5.1, 5.2 ausgerüstet ist. Über den Leerzügen 2, 3, 4 sind die Kesseltrommel 6.1, die Siedewasserrohre 6.2 und Dampfrohre 6.3 angeordnet. In Rauchgasrichtung nach den Leerzügen 2, 3, 4 sind im konvektiven Bereich die Überhitzer 7.1-7.5, der Verdampfer 8.1-8.2 und der Economiser 9.1-9.4 installiert.

Der Abfall wird über den Aufgabeschacht 10 und die Zuteiler 11 auf den Rost 12 geführt und verbrennt im Feuerraum 1. Die Rauchgase kühlen sich in dem beispielhaft dargestellten Kessel in den Leerzügen 2, 3, 4 und dem Überhitzer 7.1-7.5, Verdampfer 8.1-8.2 und Economiser 9.1-9.4 auf die Abgastemperatur von 180 bis 220°C ab. Bei der Reinigung der Leerzüge 3, 4 fallen die abgelösten Beläge in den Trichter 13 und werden von dort über das Staubfördersystem 14 abgeführt.

Über den Leerzügen 2, 3, 4 sind zentrisch zu den abzureinigen Heizflächen der Leerzüge 2, 3, 4 die 25 Zuführrohre 15 für die Reinigungsvorrichtung installiert, von denen nur ein Zuführrohr 15 in der Abb. 1 dargestellt ist.

In der Abb. 2 ist die Reinigungsvorrichtung schematisch dargestellt. Die Haspel 16 ist über eine Mengenmessung 17, ein Regelventil 18 und eine Druckmessung 19 an einem Druckwasseranschluß 20 angeschlossen. Die Haspel wird von einem drehmomentüberwachten, drehzahlregelbaren Antrieb 21 angetrieben. Auf der Haspel 16 ist der flexible hitzebeständige Schlauch 22 aufgerollt und angeschlossen. Die Haspel ist am Druckwasseranschluß 20 angeschlossen. An dem flexiblen hitzebeständigen Schlauch 22 ist die Düsenlanze 23 mit der Umlenkrunddüse 24 angeschlossen. Die Umlenkrunddüse 24 kann über eine Gewindestange 25 verstellt und mit der Kontermutter 26 gesichert werden. Die ordnungsgemäße Lage des Schlauches 22 wird über eine Endlagenüberwachungsvorrichtung 27 überwacht. Die Schlauchlängenmessung 28 schaltet bei automatischem Betrieb die Bewegungsrichtung der Haspel 16 in den Endlagen um und gibt der Steuereinheit 29 Informationen über die Lage der Umlenkrunddüse 24. Die Steuereinheit 29 stellt mit dieser Information wahlweise die Wassermenge oder den Wasserdruck vor der Haspel 16 auf den geeigneten Sollwert. Zum Schutz der Umlenkrunddüse 24 gegen Verschleiß im Zuführrohr 15 sind über der Umlenkrunddüse 24 Abstandshalter 33 angebracht.

Das Zuführrohr 15 ist mit dem Zuführrohrverschluß 30 versehen, der bei abgeschlossener Reinigung verschlossen wird. Während der Reinigung wird über das Sperrluftventil 31 Sperrluft zugeführt.

Zur Reinigung wird die Haspel 16 samt Zubehör über dem Eintritt des Zuführrohrs 15 in Position gebracht und an den Druckwasseranschluß 20 sowie den Zuführrohrverschluß 30 und das Sperrluftventil 31 angeschlossen. Nach Eingabe der Zyklen, der Reinigungshöhe und der Sollwassermenge bzw. des Wasserdruckes in die Steuereinheit 29 wird das Programm gestartet. Das Sperrluftventil 31 und der Zuführrohrverschluß 30 öffnen sich automatisch und der Schlauch 22 fährt die vorgegebene Reinigungshöhe entsprechend der vorgegebenen Zyklenzahl ab. Danach wird der Schlauch 22 zurückgefahren und zunächst der Zuführrohrverschluß 30 und danach das Sperrluftventil 31 geschlossen.

Die dargestellte Anlage wird nach einer Reisezeit von 3 Wochen mit je 10 Zyklen gereinigt.

Die Abb. 3 zeigt die Düsenlanze 23 mit einer zentrisch angeordneten Gewinde stange 25. Auf der Gewindestange 25 kann die Umlenkrunddüse 24 so eingestellt und mit der Kontermutter 26 gesichert werden, daß die Spaltstärke s zwischen Umlenkrunddüse 24 und Düsenlanze 23 die gewünschte Wassermenge mit der geeigneten Geschwindigkeit austritt. Der Winkel α der Düsenlanze 23 und der Umlenkrunddüse 24 bestimmt den Austrittswinkel des Freistrahls. Auf der Düsenlanze sind Abstandshalter 33 angebracht, die verhindern, daß die Umlenkrunddüse 24 beim Passieren des Zuführrohres 15 beschädigt wird.

Die Abb. 4a und 4b zeigen die Flugbahnen 34.1-34.5 und 34.6-34.10 der Tropfen in einem Teilbereich der Leerzüge mit den Kesselseitenwänden 35.1 und 35.2 und der Kesseldecke 35.3 mit einer Breite von b1 = b2 = 3 m bei unterschiedlicher Höhenlage der Umlenkrunddüse 24 mit alternativen Austrittswinkeln gegenüber der Horizontalen von α1 = 30° (Abb. 4a) und α2 = 45° (Abb. 4b) bei der Reinigung der Kesseldecke 35.3 und der Kesselseitenwände 35.1 und 35.2.

Die Abb. 5 zeigt die Flugbahnen der Tropfen 34.11-34.15 in einem Raum mit einer Breite b3 = 6 m bei unterschiedlicher Höhenlage der Umlenkrunddüse 24 mit einem Austrittswinkel α3 gegenüber der Horizontalen von 30° bei der Reinigung der Kesseldecke 35.3 und der Kesselseitenwände 35.1 und 35.2.

Der Düsendurchmesser d wurde in den Beispielen der Abb. 4a und b sowie 5 mit 27 mm gewählt, die Spaltstärke s auf 0,7 mm eingestellt. Die Wasserleistung beträgt 3,0 m³/h, die Reinigungshöhe ist -0,2 bis -10 m von der Kesseldecke. Der Überdruck vor der Umlenkrunddüse 24 ist 1,0 bar. Die gesamte Länge der gleichzeitig benetzten Heizfläche beträgt in Abb. 4a und 4b 12 m und in Abb. 5 24 m, so daß die spezifische Wasserleistung bei nur 0,25 m³/h m und 0,125 m³/h m lag.

Bei einer Schlauchgeschwindigkeit von 0,0667 m/s wird die Höhe von 10 m in 150 Sekunden durchfahren.

Bezugszeichenliste

1

Feuerraum

2

erster Leerzug

3

zweiter Leerzug

4

dritter Leerzug

5

Schotten

6.1

Kesseltrommel

6.2

Siedewasserrohre

6.3

Dampfrohre

7

Überhitzer

8

Verdampfer

9

Economiser

10

Aufgabeschacht

11

Zuteiler

12

Rost

13

Trichter

14

Staubfördersystem

15

Zuführrohr

16

Haspel

17

Mengenmessung

18

Regelventil

19

Druckmessung

20

Druckwasseranschluß

21

drehmomentüberwachter, drehzahlregelbarer Antrieb

22

flexibler hitzbeständiger Schlauch

23

Düsenlanze

24

Düse, Umlenkrunddüse

25

Gewindestange

26

Kontermutter

27

Endlagenüberwachungsvorrichtung

28

Schlauchlängenmessung

29

Steuereinheit

30

Zuführrohrverschluß

31

Sperrluftventil

32

Rauchgasreinigung

33

Abstandshalter

34.1-34.5

Flugbahnen Beispiel

Abb.

4a

34.6-34.10

Flugbahnen Beispiel

Abb.

4b

34.11-34.15

Flugbahnen Beispiel

Abb.

5

35.1-35.2

Kesselseitenwände

35.3

Kesseldecke
Winkel α Wasseraustrittswinkel gegenüber der Waagerechten
α1 Winkel in Beispiel

Abb.

4a
a2 Winkel in Beispiel

Abb.

4b
a3 Winkel in Beispiel

Abb.

5
b1 Breite des Leerzuges in

Abb.

4a
b2 Breite des Leerzuges in

Abb.

4b
b3 Breite des Leerzuges in

Abb.

5
H₁

Höhe des Leerzuges in

Abb.

4a
H₂

Höhe des Leerzuges in

Abb.

4b
H₃

Höhe des Leerzuges in

Abb.

5
d Lanzendurchmesser
D Umlenkrunddüsendurchmesser
s Düsenspaltstärke

Claims

1. Verfahren zur Reinigung von Heizflächen abfallbefeuerter Verbrennungsanlagen mit vertikalen Leerzügen (2, 3, 4), die während des Betriebes verschmutzen, gekennzeichnet dadurch, daß Wassertropfen mit Geschwindigkeiten, die Abrasionen ausschließen, vorzugsweise kleiner 50 m/s, zur gleichzeitigen allseitigen rundum Abreinigung aller Beläge auf einer Ebene der zu reinigenden Bereiche der Leerzüge (2, 3, 4) genutzt werden, diese Reinigungsebene während der Reinigung vertikal verschoben wird, die Reinigung während des Betriebes durchgeführt wird und die Menge des Reinigungswassers so klein gewählt wird, daß kein Reinigungswasser in den Trichter 13 gelangt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungswasser in der zu reinigenden Ebene alle Seitenwände des zu reinigenden Bereiches des Leerzuges gleichzeitig benetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungswasser die Decke des zu reinigenden Bereiches des Leerzuges gleichzeitig ringförmig benetzt.

4. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfengröße so gewählt wird, daß weniger als 5% des Wassers vor dem Auftreffen auf der Wand verdampft.

5. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfengeschwindigkeit so gewählt wird, daß eine Schädigung der Heizflächen durch Abrasion ausgeschlossen ist.

6. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchgeschwindigkeit größer 0,03 m/s und kleiner 0,2 m/s ist.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzuführung über einen vertikal von oben hängenden hitze beständigen flexiblen Schlauch (22) erfolgt, dieser Schlauch (22) über ein Zuführrohr (15) am oberen Ende des Leerzuges eingeführt wird und daß am unteren Ende des Schlauches (22) mindestens eine Düse (24) zur Verteilung des Wassers angeschlossen ist, die so ausgestaltet ist, daß die Reaktionskräfte des austretenden Wassers sich gegenseitig aufheben.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung bei Bedarf transportabel ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung bei Bedarf automatisch betreibbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (24) als Umlenkrunddüse (24) gestaltet ist und diese durch die symmetrische Gestaltung des Wasseraustritts senkrecht unter dem Zuführrohr 15 gehalten wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrunddüse (24) durch die Ausgestaltung der Düsenform und damit des Austrittswinkels α des Wassers auch Kesselbereiche reinigen kann, die über der Umlenkrunddüse (24) gelegen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkungsrunddüse (24) einen Austrittswinkels α des Wassers zumindest größer 10° gegenüber der Waagerechten aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkungsrunddüse (24) einen Austrittswinkels α des Wassers zumindest kleiner 60° gegenüber der Waagerechten aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 7-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlanze (23) aus besonders schwerem dickwandigem Rohr gefertigt wird, um auch bei Verformungen des flexiblen Schlauches (22) in senkrechter Lage zu bleiben und damit den Wasserstrahl auf die abzureinigenden Flächen auf gleicher Höhe auftreffen läßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 7-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlanze (23) außen über der Umlenkrunddüse (24) Abstandshalter (33) aufweist, die eine Beschädigung der Umlenkrunddüse (24) durch das Führungsrohr (15) ausschließt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 7-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Haspel (16) mit einer Endlagenüberwachungsvorrichtung (27) versehen ist, die zur automatischen Steuerung benötigt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 7-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Haspel mit einer Mengenmessung (17) und Druckmessung (19) versehen ist, die durch Vergleich beider Meßgrößen mit Sollwerten die ordnungsgemäße Funktion der Reinigung überwacht.

18. Vorrichtung nach Anspruch 7-17, dadurch gekennzeichnet, daß die Haspel (16) mit einer Schlauchlängenmessung (28) versehen ist, die die Bewegungsumschaltung bei der automatischen Reinigung steuert und den Druck der statischen Wassersäule vor der Düse an die Steuereinheit 29 meldet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 7-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einer Steuerung (29) versehen ist, die den automatisierten Betrieb der Haspel (16) mit einer Schlauchlängenmessung (28) erlaubt und überwacht.

20. Vorrichtung nach Anspruch 7-19, dadurch gekennzeichnet, daß die Haspel mit Vorrichtung versehen ist, die automatisch über Drehmomenterfassung des Antriebes (21) und Endlagenüberwachungsvor richtung (27) die ordnungsgemäße Bewegung des flexiblen hitzebeständigen Schlauches (22) überwacht.

21. Vorrichtung nach Anspruch 7-20, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführrohr (15) durch Sperrluft bei Betrieb der Reinigungsvorrichtung den Austritt von Rauchgasen verhindert.

22. Vorrichtung nach Anspruch 7-21, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführrohr (15) durch einen Zuführrohrverschluß (30) bei Stillstand der Reinigungsvorrichtung den Austritt von Rauchgasen verhindert.