DE19640337A1

DE19640337A1 - Verfahren zur Bewertung und Abreinigung von Verschlackungen an einer Heizfläche, insbesondere in der Brennkammer eines Dampfkessels

Info

Publication number: DE19640337A1
Application number: DE1996140337
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Stroeer
Original assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: Clyde Bergemann GmbH Maschinen und Apparatebau
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-03-26

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung und Abrei nigung von Verschlackungen an einer Heizfläche, insbesondere in der Brennkammer eines Dampfkessels.

Bei der Verbrennung von Kohlenstaub in der Brennkammer eines Dampfkessels treten an den dort angeordneten Heizflächen in Abhängigkeit des Ascheschmelzverhaltens und des Temperaturre gimes der jeweiligen Heizfläche Verschlackungen auf. Um eine optimale Wärmeübertragung zu sichern, werden die Verschlac kungen mit einem Reinigungsgerät, z. B. einem Wasserlanzen bläser, entfernt. Die Steuerung des Reinigungsgerätes erfolgt periodisch nach Erfahrungswerten oder in Abhängigkeit des visuell und/oder meßtechnisch ermittelten Verschlackungszu zustandes.

So wird die Temperaturdifferenz zwischen Rohrgruppe sowie Austrittsmedium ermittelt und ein Steuersignal für einen se lektiven Betrieb der Reinigungsgeräte erzeugt (DE 12 89 235). Ebenso ist bekannt, die Temperaturen an einem Rohr in Strö mungsrichtung zu messen, Temperaturdifferenzen als Maß der Verschmutzung und damit für die Reinigung zu nutzen (DE 35 95 343).

Auch die ermittelte Temperaturdifferenz zwischen Rohrwandau ßentemperatur sowie Rauchgastemperatur wird zum Einsatz der Reinigungsgeräte genutzt (DE 14 01 900).

Weiterhin ist es bekannt, die Temperatur oder die Ansatzdicke eines schlackebehafteten Rohres mit einem Rohr ohne Schlacke zu vergleichen und daraus einen Steuerimpuls für die Reini gung der Heizfläche abzuleiten (DD 2 89 114, 289 113).

Darüber hinaus ist es bekannt, mittels Videokamera die Strah lungsintensität auszuwerten (DE 41 39 718), den Emissionsgrad der Feuerwand zu bestimmen (DE 41 39 838) oder die Verschmut zung optisch über Realbilder zu ermitteln (DD 2 81 448).

Bei der Anwendung dieser bekannten Lösungen wurde jedoch festgestellt, daß eine örtliche Zuordnung der Verschlackungen auf der Heizfläche nicht erfolgt und so Reinigungszyklen er folgen, die nicht oder nur in einem eingeschränkten Umfang, erforderlich gewesen wären. Daraus ergeben sich Aufwendungen für die Wassermenge, den Reinigungsaufwand und den Reparatur umfang auf der Heizfläche. Darüber hinaus wird weder die Fahrweise des Dampfkessels noch die der Heizflächen in die Reinigung einbezogen. Bei Verwendung besonderer Sonden und/ oder Sensoren sind erhebliche Aufwendungen zur Reinigung so wie Kühlung derselben erforderlich, ohne daß die besonderen Strömungs- und/oder Konstruktionsverhältnisse in der Brenn kammer berücksichtigt werden.

Auch die Simulation sämtlicher Einflußgrößen bringt keine Verbesserung hinsichtlich des unbedingt notwendigen Reini gungsbetriebes (DE 195 02 096).

Die Steuerung der Reinigungswirkung nach signifikanten Meß werten (DE 195 02 104) oder minimierten Reinigungsvorgängen (DE 195 02 097) führte nicht zu einer unbedingt notwendigen Reinigung der Heizflächen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ver schmutzung örtlich zu bewerten und ein Signal für eine selek tive Reinigung einer Heizfläche zu erzeugen.

Dies wird erfindungsgemäß durch Kombination folgender Merkma le erreicht:

a) An ausgewählten Rohren der Heizfläche wird über deren Län ge und rastermäßig während des Betriebes in Abhängigkeit, von der Verschlackungsneigung und der Anordnung von Reini gungsgeräten die Temperatur des Mediums im Rohr oder der Außenwand des Rohres gemessen.
b) Die gemessene Temperatur wird mit einer ermittelten Tempe ratur für die "saubere" Heizfläche in einer Auswerteein heit verglichen und bei Überschreitung eines Grenzwertes in Abhängigkeit von anlagenspezifischen Signalen, insbe sondere der Leistung und der Temperatur der Brennkammer des Dampfkessels, ein rastermäßig zugeordnetes Signal er zeugt.
c) Mit dem zugeordneten Signal wird rastermäßig die Abreini gung der Heizfläche gesteuert.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Erfin dung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt das Anlagen- und Steuerschema für die zu reinigende Heizfläche eines Dampfkessels.

In der Brennkammer 1 eines Dampfkessels 2 sind die Heizflä chen 3 angeordnet. Die Heizflächen 3 bestehen aus Heizflä chenrohren 4, die entweder senkrecht, schräg oder mäander bandartig geführt sind.

In bestimmten Abschnitten a; b; c sind rasterartig die Meß fühler 5 an ausgewählten Rohren 15; 16; 17 der Heizfläche 3 angeordnet. Die Auswahl der Rohre 15; 16; 17 erfolgt nach der örtlichen Verschlackungsneigung an der Heizfläche und der örtlichen Anordnung der Reinigungsgeräte 12. Die Meßfühler 5, sind entweder durch die Rohrwand 6 zur Messung der Medientem peratur geführt oder an der Rohrrückwand 7 zur Messung der Rohrwandtemperatur befestigt. Zusätzlich sind am Sammlerein tritt 8 und Sammleraustritt 9 ebenfalls Meßfühler zur Messung der Medienein- und -austrittstemperaturen angeordnet. Die einzelnen Meßfühler 5 sind über die Signalleitungen 10 mit der Auswerteeinheit 11 verbunden. Die Auswerteeinheit 11 weist außerdem die Eingänge 14 für die Signale aus Dampfkes selleistung, Brennkammertemperatur sowie weitere kesselspe zifische Werte und das Sollwertsignal 18 auf. Die Auswerte einheit 11 ist über die Steuerleitung 13 mit der Reinigungs geräte 12 verbunden.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Über die Meßfühler 5 wird die Aufheizung der Rohre 15; 16; 17 in den bestimmten Abschnitten a; b; c gemessen. Über die Si gnalleitung 10 werden die Einzelwerte der Abschnitte a; b; c sowie gegebenenfalls der Sammlerausgangs- und -eingangstempe raturwert der Auswerteeinheit 11 zugeführt. In der Auswerte einheit 11 erfolgt die Signalverarbeitung und der Vergleich mit dem Sollwert 18 "Temperatur bei sauberem Rohr" unter Ein beziehung der Signale 14 aus der Kesselleistung Brennkammer temperatur u. a. kesselspezifische Werte für z. B. Druckstu fe, Feuerleistung und Feuerraumtemperatur.

Zur Bewertung der Aufwärmspanne in einem Rohrabschnitt a; b; c oder über die gesamte Heizfläche 3 werden der Auswerteein heit 11 die Feuerraumtemperatur und die Mengenströme so auf geschaltet, daß bei Erhöhung der Feuerraumtemperatur an dem zu bewertenden Meßbereich eine Erhöhung der Aufwärmspanne als "Sollwert" und eine Mengenerhöhung des Aufwärmmediums eine Verringerung des Sollwertes entspricht. Von der Auswerteein heit 11 wird dann das Steuersignal für die selektive Reini gung erzeugt und über die Steuerleitung 13 die Reinigungs einrichtung 12 entsprechend gesteuert.

Aufgrund der sowohl in der Heizflächenhöhe und Heizflächen breite unterteilten Abschnitte a; b; c und angeordneten Meß fühler 5 ist eine zielgerichtete Reinigungsstärke als Dauer- Reinigungs-Wasserstrahl oder als Impuls-Reinigungs-Wasser strahl möglich. Die Blasfigur für den Wasserstrahl wird da nach entsprechend gesteuert.

Die Selektivität einer Verschmutzung wird dadurch festge stellt, daß für mehrere Abschnitte a; b; c in der Heizflä chenlänge und -breite entsprechende Aufwärmespannen aufge schaltet werden. Die Auswerteeinheit 11 signalisiert nach entsprechendem Soll-Ist-Vergleich eine Reinigung des so se lektiv ermittelten Reinigungsbereiches.

Diese abschnittsweise Temperaturauswertung sichert damit eine örtliche Reinigung entsprechend der Ansatzdicke an den Roh ren.

Bezugszeichenliste

1 Brennkammer
2 Dampfkessel
3 Heizfläche
4 Heizflächenrohr
5 Meßfühler
6 Rohrwand
7 Rohrrückwand
8 Sammlereintritt
9 Sammleraustritt
10 Signalleitung
11 Auswerteeinheit
12 Reinigungsgerät
13 Steuerleitung
14 Eingang
15 Rohr
16 Rohr
17 Rohr
18 Sollwertsignal
a Abschnitt
b Abschnitt
c Abschnitt

Claims

Verfahren zur Bewertung und Abreinigung von Verschlackungen an einer Heizfläche, insbesondere in der Brennkammer eines Dampfkessels, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
- a) An ausgewählten Rohren der Heizfläche wird über deren Län ge und rastermäßig während des Betriebes in Abhängigkeit von der Verschlackungsneigung und der Anordnung von Reini gungsgeräten die Temperatur des Mediums im Rohr oder der Außenwand des Rohres gemessen.
- b) Die gemessene Temperatur wird mit einer ermittelten Tempe ratur für die "saubere" Heizfläche in einer Auswerteein heit verglichen und bei Überschreitung eines Grenzwertes in Abhängigkeit von anlagenspezifischen Signalen, insbe sondere der Leistung und der Temperatur der Brennkammer des Dampfkessels, ein rastermäßig zugeordnetes Signal er zeugt.
- c) Mit dem zugeordneten Signal wird rastermäßig die Abreini gung der Heizfläche gesteuert.