DE2615433C2 - Vorrichtung zur Reinigung der wärmetauschenden Flächen der Speichermassen von umlaufenden Regenerativ-Wärmetauschern - Google Patents

Description

lösende härtere oder auch tiefer in der Speichennasse liegende, d. h. von der Speichermassenstirnfläche weiter entfernte Beläge können bei Verwendung jedoch gerade durch den Reinigungsvorgang verdichtet werden und härten dann je nach chemischer Zusammensetzung — im nachfolgenden Betrieb — aus, so daß sie sogar eine schnellere Neuverschmutzeng mit Betriebsstörungen zur Folge haben. Um diese fest haftenden Beläge zu entfernen und stark verschmutzte und verkrustete Heizflächen, ja selbst durch Verschmuti ung vollständig verschlossene Durchgangskanäle in Speichernussen in ihrem eingebauten Zustand jedoch bei außer Betrieb genommener Kesselanlage zu reinigen, werden nach einem älteren Vorschlag parallel zur Ebene der wärmetauschenden Flächen Hochdruckreinigungsdüsen für gerichtete, zylindrische oder flache Wasserstrahlen in einer Reihe angeordnet und relativ zur Ebene dieser Fläche verschoben. Derartige Hochdruckreinigungsvorrichtungen vermögen scharfe, punktförmige auftreffende Reinigungsstrahlen abzugeben, die in ihrer Gesamtheit eine prallartige und walkende Beanspruchung der Heizflächen bewirken und dadurch auch festhaftende, schlecht in Wasser lösliche Verkrustungen und Beläge absprengen und zerkleinern. Zum sicheren Ausspülen der durch die Hochdruckdüsen auf diese Weise gelösten bzw. zerkleinerten teilweise in Wasser unlöslichen festen Verunreinigungen werden nach diesem Vorschlag den Hochdruckdüsen auf höheren Flüssigkeitsdurchsatz ausgelegte Niederdruckspüldüsen nachgeschaltet und vorzugsweise gleichfalls in einer Ebene parallel zu den Hochdruckdüsen^. angeordnet. Dieser sehr intensive Reinigungsvorgang kann aber — wie erwähnt — wegen der Verwendung von Wasser als Reinigungsmittel nur bei stillgelegtem Kessel durchgeführt werden.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus. daß staubförmige, leicht haftende Beläge vor allem beim Durchgang mit den Taupunkt innerhalb der Anfahrvorgänge des Kesselbetriebes und bei Kesselstillständen aufgrund der hygroskopischen Eigenschaften dieser Beläge Feuchtigkeit an sich binden, sich hierbei verdichten und aushärten und dann nur mehr durch eine Naßreinigung allein zu entfernen sind. Auch bauen sich erst im Windschatten dieser Primärbeläge weitere Sekundärbeläge bis zum vollständigen Verschluß der Strömungswege innerhalb der Speichermasse auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, leicht haftende, staubförmige Beläge schon dann durch Reinigungsmittel-Strahlen großer Tiefenwirkung zu lösen und aus der Speichermasse hinauszufördern, bevor fest haftende Primärbeläge und darauf aufbauende Sekundärbeläge zur Entstehung kommen.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düsen Injektordüsen für ein unter niedrigem bis mittlerem Druck stehendes gas- oder dampfförmiges Reinigungsmittel sind, denen in Richtung des austretenden Düsenstrahls Injektorrohre so nachgeschaltet sind, daß sie das umgebende wärmetauschende gasförmige Medium in das Rohr hinein ansaugen und mit dem Reinigungsmittel vermischt als gerichtete Strahlen mit über den Injektorquerschnitt ausgeglichener Geschwindigkeit den Durchgangskanälen zwischen den wärmetauschenden Flächen zuführen.

Als Blasmedium für die als Injektorbläser bezeichnete Zusammenfassung von Injektordüsen und nachgeschalteten Iniektorrohren ist überhitzter DamDf mit einem Druck von mindestens 4 atü und einer Temperatur von ca. 300° C besonders vorteilhaft. Die Zuordnung der Injektordüse zürn Injektorrohr ist so getroffen, daß der Injektorbläser das Umgebungsmedium des Düsenkopfs — Luft oder Rauchgas, je nachdem in welchem Kanal die Reinigungsvorrichtung angeordnet ist — ansaugt, mit dem Blasmittel mischt und beide Medien über die Injektormündung an die Durchgangskanäle des Wärmetauschers abgibt.

Durch den Ansaugvorgang wird zwar die Blasstrahl-Eintrittsgeschwindigkeit zwischen die zu reinigenden Heizflächen innerhalb der Speichermassen, je nach Entfernung ihrer Stirnseite von der eigentlichen, vorzugsweise als Lavaldüse ausgebildeten Blasdüse vermindert, jedoch im gleichen Maße der Massenstrom erhöht. Durch entsprechende Anordnung mehrerer Biasdüsen und diesen nachgeschalteten Injektorrohren kann unter Vermeidung von Verzweigungs- und Rückströmverlusten am Eintritt in und innerhalb der Heizflächen ein intensiver Lösungs- und Blaseffekt von großer Tiefenwirkung erzielt werden. Wird beispielsweise durch die Blasdüsen eine Dampfmenge von 6 t/h zugeführt, so steht je nach Abstand der Mündung dieser Blasdüsen von der Speichermassenstirnfläche am Eintritt in die Speichermasse ein etwa vierfaches Strahlvolumen zur Verfügung.

Das den Düsen jeweils nachgeschaltete Injektorrohr hat somit die Aufgabe, die Eintriusgeschwindigkeit der Strahlen des Reinigungsmittels zwischen die Heizflächen zu verringern, die Strahlen auszurichten und das Strömungsprcfil der Blasstrahlen zu vergleichmäßigen. Obwohl also die Blasstrahl-Eintrittsgeschwindigkeit abgebaut wird, erhöht sich die im Innern der Speichermasse erzielte Lösungs- und Blaswirkung. Das zur Strahlführung verwendete Injektorrohr führt, wie bereits erwähnt, auch zu einer Verbesserung des Blasprofils, indem das Geschwindigkeitsprofil der an der Mündimg des Injekiorrohrs austretenden Rcinigungsstrahlen vergleichmäßigt wird. Gerade dieser Ausgleich des Strömungsprofils führt zu einer erheblichen Verminderung der seitlichen Belastung sowie der Schwingungserregung der Heizflächen im Vergleich zu den bisher verwendeten Reinigungsvorrichtungen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann mit den Injektordüsen eine Reihe von Hochdruckdüsen auf einer gemeinsamen Tragkonstruktion so kombiniert werden, daß sie im wesentlichen parallel zu den Ebenen der wärmetauschenden Flächen radial im Wärmetauscher verschiebbar sind. Vorteilhaft ist die Anordnung der Hochdruckdüsen innerhalb der Injektorrohre, und zwar im Bereich ihrer Austrittsmündung. Auf diese Weise kann mit ein und derselben Fahrvorrichtung, je nach der Verschmutzungsart und ihrer Stärke, zu unterschiedlichen Zeiten der Lösungsund Blasvorgang einerseits als regelmäßige tägliche Reinigung zur Beseitigung leichter Verschmutzungen und der Hochdruckreinigungsvorgang andererseits alleine oder mit den Injektordüsen kombiniert als Reinigung in größeren Zeitabständen zur Beseitigung starker Verschmutzungen durchgeführt werden. Bei gleichzeitigem Einsatz der Hochdruck- und der Injektordüsen, sprengen die von den Hochdruckdüsen abgegebenen Wasserstrahlen d'e Beläge von den He'zflächen ab und zerkleinern sie, während das von den Injektordüsen gelieferte gas- bzw. dampfförmige Reinigungsmittelgemisch die abgesprengten und zerkleinerten Beläge ausspült. Die Injektordüsen übernehmen also in diesem Falle die Aufgabe von Soüldüsen.

Zweckmäßig ist die Anordnung der Düsen auf einer motorisch verfahrbaren Traverse. Die vorzugsweise als Lavaldüscn ausgebildeten Injektordüsen werden bei einem Druck des gas- oder dampfförmigen Blasmediums von wenigstens 4 atü mit einem Durchmesser von etwa 15—20 mm eingesetzt, während die Hochdruckdüsen bei einem Auslcgungsdruck des als Reinigungsmittel dienenden Wassers von 200—400 atü mit einem Durchmesser von 1,5—2,2 mm ausgeführt werden.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine Teilansicht eines mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung versehenen Regenerativ-Wärmetauschers in perspektivischer und vereinfachter Darstellung.

Über die Leitung 1 wird vor den Anfahrvorgängen der Kesselanlage und vor Kesselstillständen ein unter niedrigem bis mittlerem Druck stehendes gas- oder dampfförmiges Blasmedium einem Injektorbläser zugeführt. Diese Leitung ist zweiteilig ausgeführt, wobei die ineinandergreifenden Leitungsteile la, Ib über eine Dichtung 2 gasdicht und ineinander längsverschieblich miteinander verbunden sind. An das Ende des. Leitungsteils Xb ist ein Verteilerrohr Ic unmittelbar angeschlossen. Dieses Verteilerrohr teilt den Blasmittelstrom auf die an seiner Unterseite angeordneten Injektordüsen 3a, 36 und 3c auf. Die Düsen geben das Blasmittel als gerichtete Strahlen an die ihnen in Richtung des austretenden Blasmittelstroms nachgeschalteten Injektorrohre 4a, 4b, 4c ab. Hierbei wird das umgebende wärmetauschende Medium in das Rohr hinein angesaugt. Der Gemischstrom aus Blasmittel und angesaugtem Gas wird an der Mündung des Injektorrohrs gleichfalls als gerichteter Strahl an die zu reinigenden Heizflächen 20 abgegeben. Injektorrohre, Leitungsieil Xb und Verteilerleitung 15c sind mit nicht dargestellten Halterungen auf einer Traverse 10 befestigt, die über beidseitige Rollen 11, 12, 13 und 14 auf Schienen 15, 16 verfahrbar ist. Zum Verfahren der Traverse 10 dient ein Paar von Seilen 30,31, die über auf Konsolen 34 und 35 gelagerten Rollen 32 und 33 zu einer Aufwickelrolle 36 umgelenkt werden.

Die Aufwickelrolle stützt sich über Konsolen 37 und 38 auf einer Grundplatte 39 ab,die auch die Konsolen 40 und 41 eines Antriebsmotors 50 trägt. Ein Regler 60 auf einer Grundplatte 61 steuert die Wickelgeschwindigkeit der Aufwickelrolle über die Drehzahlregelung des Motors der Umfangsgeschwindigkeit des gerade zu reinigenden Speichermassenfeldes entsprechend derart, daß höheren Umfangsgeschwindigkeiten des Speichermassenfeldes längere Einwirkungszeiten der Reinigungssirahlen zugeordnet werdea

An der Unterseite der teleskopartigen zu verlängernden und zu verkürzenden Leitung 1 für das Nieder druckblasmittel ist zugleich eine Hauptleitung 70 für ein Hochdruckreinigungsmittel angeordnet, die in Zweigleitungen 71, 72 und 73 ausmündet, die ihrerseits zentrisch innerhalb der Injektorrohre 4a, 4b und 4c angeordnete Hochdruckdüsen 76 versorgen. Eine dieser Hochdruckdüsen ist innerhalb des im Teilschnitt dargestellten Injektorrohrs 4c gezeigt. Diese Hochdruckreinigungsdüsen werden im Unterschied zu den Injektorbläsern nur in größeren Zeitabständen während des Betriebs der Luftvorwärmeranlage verwendet, um starke Verschmutzungen und Verkrustungen von den Heizflächen abzusprengen und Verstopfungen zu entfernen. Die Zusammenfassung der Hoch- und Niederdruckdüsen auf einer Traverse verfolgt also nicht das Ziel einer ständigen und gleichzeitigen Behandlung der Flächen der Speichermassen mit den Strahlen des Injektorbläsers und denjenigen der HocndrucRrcinigiingsdüsen. Vielmehr wird der Lösungs- und Blasvorgang mittels der Injektorbläser einerseits und der Hochdruckreini gungsvorgang andererseits zu unterschiedlichen Zeiten vorgenommen, wobei jedoch ein und dieselbe Fahrvorrichtung und derselbe Antrieb Verwendung finden, um die Reinigungsvorgänge unabhängig voneinander vorzunehmen. Wenn nach längeren Betriebszeiten der Luftvorwärmeranlage eine Hochdruckreinigung erforderlich wird, so läßt sich der wirksame Reinigungseffekt der Hochdruckdüsen im Hinblick auf ein Absprengen harter Verschmutzungen und Verkrustungen jedoch auch mit dem wirksamen Blaseffekt der Injektordüsen so kombinieren, daß durch gleichzeitigen Einsatz beider Düsenarten die abgesprengten und zerkleinerten Verschmutzungen und Verkrustungen auch über große Speichermassenhöhen abgeführt werden. Dieser kombinierte Einsatz ist dann gegebenenfalls sogar während des Kesselbetriebes möglich. Die aus den Injektorbläsern austretenden und auf die Flächen der Speichermasse einwirkenden Strahlen werden durch die Injektorrohre als gerichtete Strahlen abgegeben. Der in das Injektorrohr hineingesaugte, eingemischte Teilstrom eines der wärmetauschenden Medien vergrößert den Volumenstrom erheblich. Obwohl die Geschwindigkeit des Blasstrahls herabgesetzt wird, tritt an der Mündung des Injektorrohrs ein Biasstrahi mit über den Querschnitt ausgeglichener Geschwindigkeit aus. Wider Erwarten weist dieser Blasstrahl hohe Reinigungskraft auch bei Speichermassen großer Höhe auf. Dagegen fehlt dem Blasstrahl weitgehend die unerwünschte Radialkomponente bisher verwendeter Düsen, die zu Schwingungen und Flatterbewegungen der Heizfläche führen und damit ein Einreißen der Heizelemente in der dem Blasstrahl am nächsten liegenden Heizblechlage verursachen. Die Verwendung der Injektorbläser führt aiso dazu, daß die Hochdnjckdüser. in erheblkh verringertem Umfang und nur in zeitlich größeren

Abständen eingesetzt werden müssen. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   !. Vorrichtung zur Reinigung der wärmetauschenden Flächen der Speichermassen von umlaufenden Regenerativ-Wärmetauschern mit einer Vielzahl, das Reinigungsmedium gerichtet auf die Speichermasse führender, in wenigstens einer Reihe nebeneinander und im wesentlichen parallel zu den Ebenen der wärmetauschenden Flächen angeordneter und relativ zu diesen wärmetauschenden Fläche verschieblichen Düsen,und mit einer Reinigungsmittelquelle, welche die Düsen mit einem unter Druck stehenden Reinigungsmittel versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen Injektordüsen (3a; 3b; 3c) für ein unter niedrigem bis mittlerem Druck' stehendes gas- oder dampfförmiges Reinigungsmittel sind, denen in Richtung des austretenden Düsenstrahls Injektorrohre (4a; 4b: 4c) so nachgeschaltet sind, daß sie das umgebende wärmetauschende gasförmige Medium in das Rohr hinein ansaugen und mit dem Reinigungsmittel vermischt als gerichtete Strahlen mit über den Injektorquerschnitt ausgeglichener Geschwindigkeit den Durchgangskanälen zwischen den wärmetauschenden Flächen (20) zuführen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektordüsen (3a; 3b; 3c) als Überschalldüse, insbesondere Lavaldüsen, ausgebildet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Injektordüsen (3a; 3b; 3c) eine Reihe von Hochdruckdüsen (76) vorgesehen ist, und daß die Injektordüsen und die Hochdruckdüsen gemeinsam relativ zu den wärmctauschenden Flächen (20) verschiebbar ausgebildet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdüsen (76) zentrisch innerhalb der Injektorrohre (4a; 4b; 4c) und im Bereich von deren Austriasinündungen angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (3a; 3b; 3c; 76) und Injektorrohre (4a; 4b; 4c) von einer Traverse (10) gehaltert sind, die beidseitig angeordnete Rollenpaare (11, 12; 13, 14) aufweist, mittels derer die Traverse auf radial innerhalb des Wärmetauschergehäuses angeordneten Führungsschienen (15; 16) verfahrbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Traverse (10) ein motorischer Fahrantrieb (Antriebsmotor 50) zugeordnet ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektordüsen (3a; 3b; 3c)bei einem Druck des zugeführten Reinigungsmittels von über 4 atü einen lichten Durchmesser von 15—20 mm und die diesen Düsen nachgeschalteten Injektorrohre (4a; 4b; 4c) einen Durchmesser von etwa 100 mm haben.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdüsen (76) bei einem Druck des über sie zugeführten flüssigen Reinigungsmittels im Bereich von 200—400 atü einen lichten Durchmesser von etwa 1,5-2,2 mm haben.

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung der wärmetauschenden Flächen der Speichermassen von umlaufenden Regenerativ-Wärmetauschern mit einer Vielzahl, das Reinigungsmedium gerichtet auf die Speichermasse führender, in wenigstens einer Reihe nebeneinander und im wesentlichen parallel zu den Ebenen der wärmetauschenden Flächen angeordneter und relativ zu diesen wärmetauschenden Flächen verschieblichen Düsen, und mit einer Reinigungsmittelquelle, welche die Düsen mit einem unter Druck stehenden Reinigungsmittel versorgt

   Die Speichermassen umlaufender Regenerativ-Wärmetauscher — sei es, daß sie über eine umlaufende Speichermasse und ruhende Anschlußkanäle für die wärmetauschenden Medien verfügen, oder sei es, daß sie in kinematischer Umkehr der Verhältnisse mit über einer ruhenden Speichermasse umlaufenden Anschlußkanälen für jedes der beiden Medien versehen sind — müssen nach kürzerer oder längerer Reisezeit, je nach den betrieblichen Verhältnissen, vor allem der Brennstoffart und der Kessellast sowie der damit verbundenen Verschmutzung gereinigt werden.

   Es sind bereits die unterschiedlichsten Reinigungsmittel wie Dampf, Wasser und Luft verwendet worden. Im Hinbück auf die Verfügbarkeit sind Heißdampf und Druckluft als Reinigungsmittel vorzuziehen. Wegen des Fehlens wäßriger Niederschläge ist man bei Heißdampf und Druckluft hinsichtlich der Wahl desjenigen Kanals (Luft- oder Rauchgaskanal) frei, in dem die Reinigung vorgenommen werden soll. Um Reinigungsmittel auf die wärmetauschenden Oberflächen zur Einwirkung zu bringen, sind gleichfalls schon die unterschiedlichsten Konstruktionen angegeben worden, so sind unter anderem mit einer großen Zahl von Bohrungen versehene Rohre, sogenannte Düsenrohre, als Mittel zur gerichteten Aufbringung des Reinigungsmittels verwendet worden (DE-PS 9 56971).

   Bei Regenerativ-Wärmetauschern mit ruhender Speichcrmasse und umlaufenden Anschlußkanälen werden einander paarweise auf einem Rohrring gegenüberliegende Düsen eingesetzt und der Rohrring zugleich mit der Umlaufbewegung eines der umlaufenden Kanäle zeitweise gedreht, um möglichst alle Bereiche der Speichermasse den Reinigungsstrahlen auszusetzen (DE-GM 19 04 117:19 33 202).

   Die beweglichen Teile der Düsenrohre und ebenfalls bekannte Rußbläser mit einer Einzeldüse am Ende eines Schwenkarms liegen nur während des Reinigungsvorgangs innerhalb des Strömungsbereichs der wärmetausehenden Medien. Dagegen ist bei der Lösung mit auf einem Rohrring angeordneten Düsen auch außerhalb des Reinigungsvorgangs eine Beaufschlagung und damit Beanspruchung der Teile der Reinigungsvorrichtung durch die wärmetauschenden Medien nicht zu vermeiden.

   Einzeldüsen bieten gegenüber Düsenrohren oder Düsenkränzen den Vorteil der stärkeren Intensität des Reinigungsstrahls. Allgemein gelten für die vorbekannten Einrichtungen als Grenze des zulässigen Druckbe-

   reichs diejenigen Drücke, bei deren Überschreitung die auf die Austauschelemente auftreffenden Reinigungsstrahlen Schwingungen und infolgedessen Zerstörungen der Heizelemente bewirken.

   Die bekannten Reinigungsvorrichtungen vermögen leicht haftende Verschmutzungen und Verkrustungen geringer Belagstärke bei nicht zu großer Entfernung von der Speichermassenstirnfläche zu lösen und zu entfernen. Durch den Reinigungsvorgang nicht zu