DE3325872A1 - Method for increasing the efficiency of or for purging at least two heat exchangers for exhaust gases from internal combustion engines of stationary installations - Google Patents
Method for increasing the efficiency of or for purging at least two heat exchangers for exhaust gases from internal combustion engines of stationary installationsInfo
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Abstract
Description
bescnreibungdescription
Verfahren zur Erhöhung des Wirkungsgrades bzw. zur Reinigung von wenigstens zwei Warmetauschern für Abgase aus Verbrennungsmotoren von stationären Anlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des Wirkungsgrades bzw. zur reinigung von Wärmetauschern für Abgase aus Verbrennungsmotoren von stationären Anlagen zum Betrieb von Wärmepumpen oder zur gekoppelten Erzeugung von Strom und Wärme, wobei der Wärmetauscher zeitweise nach Entleeren eines flüssigen sekundären Wärmetransportmediums durch die heißen Abgase auf eine zur Reinigung der Wärmetauscherflächen ausreichende Temperatur aufgeheizt wird, nach Patentanmeldung P 32 43 114.7 (Patent .. .. ...).Process for increasing the efficiency or for cleaning at least two heat exchangers for exhaust gases from internal combustion engines in stationary systems The invention relates to a method for increasing the efficiency or for cleaning of heat exchangers for exhaust gases from internal combustion engines from stationary systems to Operation of heat pumps or for the combined generation of electricity and heat, whereby the heat exchanger temporarily after emptying a liquid secondary heat transport medium due to the hot exhaust gases to a level sufficient for cleaning the heat exchanger surfaces Temperature is heated, according to patent application P 32 43 114.7 (patent .. .. ...).
In der zuvor genannten Patentanmeldung P 32 43 114.7 wird bei der dort beschriebenen Yerfahrensweise unter Verwendung eines lüssigkeit/Abgas-Wärmetauschers vor dem Aufheizen des Wärmetauschers durch die heißen Abgase für dessen Reinigung eine Entleerung des Wärmetauschers dadurch erreicht, daß gleichzeitig mit dem Schließen der Zirkulationsventile für das flüssige sekundäre Wärmetransportmedium am Wärmetauscher weitere Ventile geöffnet werden, um das im Wärmetauscher befindliche, flüssige sekundäre Wärmetransportmedium in einen Vorratsbehälter abzulassen. Der auf diese Weise auf der Sekundärseite entleerte Wärmetauscher wird dann durch die heißen Abgase auf die zur Reinigung erforderliche Temperatur aufgeheizt.In the aforementioned patent application P 32 43 114.7 is in the The procedure described there using a liquid / exhaust gas heat exchanger before the heat exchanger is heated up by the hot exhaust gases for its cleaning an emptying of the heat exchanger achieved in that at the same time with the closing the circulation valves for the liquid secondary heat transfer medium on the heat exchanger further valves are opened to the liquid secondary in the heat exchanger Drain the heat transfer medium into a storage container. That way on the secondary side is emptied of the heat exchanger by the hot exhaust gases heated to the temperature required for cleaning.
Diese VerfahrensweLse bedingt zusätzliche Ventile zum Entleeren des Wäretauschers und darüber hinaus zusätzliche Arbeitsvorgänge zur Betätigung dieser Ventile.This process requires additional valves for emptying the Heat exchanger and, moreover, additional operations to operate these Valves.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine weitere Ausgestaltung dieser Verfahrensweise, bei welcher solche zusätzlichen Ventile zum Entleeren des Wärmetauschers und damit hierzu erforderliche Arbeitsvorgänge vermieden werden können.The present invention now relates to a further embodiment this procedure, in which such additional valves for emptying the Heat exchanger and thus the work processes required for this can be avoided.
Es wurde gefunden, daß es zum Entleeren des Wärmetauschers ausreicht, wenn entweder das obere Zirkulationsventil oder beide Zirkulationsventile für das flüssige sekundäre Wärmetransportmedium geschlossen werden, sofern ein Ausgleichsgefäß für das flüssige sekundäre Wärmetransportmedium in dem von der Zirkulation abgeschlossenen Wärmetauscher vorhanden ist. Falls das Gesamtsystem für das flüssige, sekundäre Wärmetransportmedium, z. B. einer Heizungsanlage, ein ausreichendes Ausgleichsgefäß besitzt und nur das obere Zirkulationsventil am Wärmetauscher geschlossen wird, muß kein gesondertes Ausgleichsgefäß vorgesehen werden, sofern dieses bereits normalerweise vorgesehene Ausgleichsgefäß eine ausreichende Kapazität zur Aufnahme des Volumens des aus dem Wärmetauscher herausgedrückten, flüssigen, sekundären Wärmetransportmediums aufweist. Durch die NichtabSührung der Wärme aus dem Wärmetauscher durch Unterbrechung der Zirkulation durch Schließen der Zirkulationsventile heizt sich das im Wärmetauscher befindliche, flüssige, sekundäre Wärmetransportmedium auf und beginnt bei geeigneter Temperatur zu verdampfen, wobei diese Verdampfungstemperatur durch einen eventuellen durch das Ausgleichsgefäß bedingten hydrostatischen Druck geringfügig gegenüber der Siedetemperatur bei dem herrschenden Normaldruck (atmosphärischem druck) erhöht sein kann. Da durch die heißen Abgase mit einer Temperatur in der Größenordnung von 600 bis 650 0C die Werdampfung des flüssigen, sekundären Wärmetransportmediums, üblicherweise von wasser, weit überschritten wird, bildet sich mit zunehmend steigender Temperatur über dem noch flüssigen, sekundären Wärmetransportmedium in diesem abgesperrten Wärmetauscher ein Dampfpolster, durch welches das flüssige sekundäre Wärmetransportmedium vollständig oder weitgehend vollständig aus dem Wärmetauscher herausgedrückt wird, so daß dieser auf die zur Reinigung erforderliche Temperatur durch die heißen Abgase, z. B.It has been found that it is sufficient to empty the heat exchanger if either the upper circulation valve or both circulation valves for the liquid secondary heat transport medium are closed, provided an equalizing tank for the liquid secondary heat transport medium in the closed off from the circulation Heat exchanger is present. If the overall system for the liquid, secondary Heat transfer medium, e.g. B. a heating system, a sufficient expansion tank and only the upper circulation valve on the heat exchanger is closed, there is no need to provide a separate expansion tank if this is already normal The expansion tank provided has sufficient capacity to absorb the volume of the liquid, secondary heat transport medium pressed out of the heat exchanger having. By not removing the heat from the heat exchanger through interruption the circulation by closing the circulation valves the heat in the heat exchanger located, liquid, secondary heat transport medium and begins with a suitable one To evaporate temperature, this evaporation temperature by an eventual slightly compared to the hydrostatic pressure caused by the expansion tank the boiling temperature at the prevailing normal pressure (atmospheric pressure) increases can be. Because of the hot exhaust gases with a temperature in the order of magnitude from 600 to 650 0C the evaporation of the liquid, secondary heat transport medium, usually by water, is far exceeded, forms with increasing increase Temperature above the still liquid, secondary heat transport medium in this locked Heat exchanger a cushion of vapor through which the liquid secondary heat transport medium is completely or largely completely pushed out of the heat exchanger, so that it is heated to the temperature required for cleaning by the hot exhaust gases, z. B.
in der Größenordnung von 600 bis 650 °C, aufgeheizt wird.in the order of 600 to 650 ° C, is heated.
Nach Abschluß des Reinigungsvorgangs, der im übrigen in der in der Patentaruneldung P 32 43 114.7 beschriebenen Weise erfoigt, ist eine Wiederabkühlung des aufgeheizten Wärmetauschers erforderlich. Hierzu nüssen die heißen Abgase von diesem Wärmetauscher ferngehalten werden, wozu sie durch einen zweiten Wärmetauscher geleitet werden, dessen Zirkulationsventile geöffnet sind und in dem die durch die Abgase dem Wärmetauscher zugeführte Wärme abgeleitet wird. Es wurde gefunden, daß nach Abschalten der heißen Abgase vom ersten Wärmetauscher nach dessen Abkühlung eine vollständige Füllung der Sekundärseite des Wärmetauschers mit flüssigem sekundärem Wärmetransportmedium erfolgt, so daß nach der Abkühlung und der Füllung des Sekundärraums des Wärmetauschers das obere Zirkulationsventil oder beide Zirkulationsventile wieder geöffnet werden können. Dieser Wärmetauscher steht nach Öffnung des/der Zirkulationsventil(e) wieder für eine Beaufschlagung mit heißen Abgasen zur Verfügung. Voraussetzung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher, daß wenigstens zwei Wärmetauscher und gegebenenfalls ein Ausgleichsgefäß für das flüssige, sekundäre Wärmetransportmedium vorgesehen werden. Nach Verschmutzung des zweiten Wärmetauschers wird die zuvor für den ersten Wärmetauscher beschriebene Verfahrensweise hieran durchgeführt, d. h. dieser zweite Wärmetauscher wird dann durch Schließen des oberen Zirkulationsventils oder beider Zirkulationsventile für das flüssige sekundäre Wärmetransportmedium von der Zirkulation abgeschlossen und heizt sich auf, wobei nach der Reinigung dieses zweiten Wärmetauschers die heißen Abgase auf den ersten Wärmetauscher umgeschaltet werden.After completion of the cleaning process, which is otherwise in the Patentarunmeldung P 32 43 114.7 described manner, is a re-cooling of the heated heat exchanger is required. For this purpose, the hot exhaust gases from this heat exchanger are kept away, including by a second heat exchanger are conducted, whose circulation valves are open and in which the through the Exhaust gases the heat exchanger supplied heat is derived. It was found that after switching off the hot exhaust gases from the first heat exchanger after it has cooled down a complete filling of the secondary side of the heat exchanger with liquid secondary Heat transport medium takes place, so that after cooling and filling the secondary space of the heat exchanger the upper circulation valve or both circulation valves again can be opened. This heat exchanger is available after opening the circulation valve (s) again available for exposure to hot exhaust gases. Prerequisite for Implementation of the method according to the invention is therefore that at least two heat exchangers and optionally an equalizing vessel for the liquid, secondary heat transport medium are provided. If the second heat exchanger is dirty, the previously procedure described for the first heat exchanger is carried out on this, d. H. this second heat exchanger is then closed by closing the top circulation valve or both circulation valves for the liquid secondary heat transport medium shut off from circulation and heats up, after cleaning this second heat exchanger, the hot exhaust gases switched to the first heat exchanger will.
Weiterhin wurde gefunden, daß es auch möglich ist, zwei Wärmetauscher und gegebenenfalls ein Ausgleichsgefäß für das flüssige sekundäre Wärmetransportmedium vorzusehen, wobei die heißen Abgase mit wechselnder Strömungsrichtung durch die beiden hintereinandergeschalteten Wärmetauscher geleitet werden. Zum Entleeren des ersten Wärmetauschers werden dessen oberes Zirkulationsventil oder dessen beide Zirkulationsventile für das flüssige sekundäre Wärmetransportmedium geschlossen und das flüssige sekundäre Wärmetransportmedium wird entsprechend der zuvor gegebenen Beschreibung nach Aufheizen und Verdampfen aus diesem in Strömungsrichtung ersten Wärmetauscher in das Ausgleichsgefäß gedrückt. Nach Aufheizen des Wärmetauschers durch die heißen Abgase und Reinigung seiner Wärmetauscherflächen werden die heißen Abgase auf den zweiten Wärmetauscher geschaltet und geben den größten Teil ihrer Wärme hierin ab, wobei in diesem zweiten Wärmetauscher die Zirkulationsventile für das flüssige sekundäre Wärmetransportmedium natürlich geöffnet sind. Hierdurch wird die Abkühlung des aufgeheizten ersten Wärmetauschers und die Füllung seines bekundärraums mit dem flüssigen sekundären Wärmetransportmedium wieder erreicht, so daß anschließend das obere Zirkulationsventil oder beide Zirkulationsventile dieses ersten Wärsetauschers wieder geöffnet werden können.It has also been found that it is also possible to have two heat exchangers and optionally an equalizing vessel for the liquid secondary heat transport medium to provide, the hot exhaust gases with alternating flow direction through the two heat exchangers connected in series. To empty the first heat exchanger are its upper circulation valve or both of them Circulation valves for the liquid secondary heat transfer medium closed and the liquid secondary heat transport medium is given according to the above Description after heating and evaporation from this first in the direction of flow Heat exchanger pressed into the expansion tank. After the heat exchanger has heated up the hot exhaust gases and the cleaning of its heat exchanger surfaces make them hot Exhaust gases are switched to the second heat exchanger and give most of their Heat from here, the circulation valves for in this second heat exchanger the liquid secondary heat transport medium are naturally open. This will the cooling of the heated first heat exchanger and the filling of its secondary space reached again with the liquid secondary heat transport medium, so that subsequently the upper circulation valve or both circulation valves of this first heat exchanger can be reopened.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Erhöhung des Wirkungsgrades bzw. zur Reinigung von Wärmetauschern für Abgase aus Verbrennungsmotoren von stationären clagen der beschriebenen Art, wie es in den Patentansprüchen 1 und 2 näher beschrieben ist.The invention therefore relates to a method for increasing the efficiency or for cleaning heat exchangers for exhaust gases from internal combustion engines of stationary clagen of the type described, as described in more detail in claims 1 and 2 is.
Vorteilhafte Xusf;ihrungsformen des erfindungsgemäßen 7erfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis > näher erläutern.Advantageous forms of implementation of the method according to the invention are in claims 2 to> explain in more detail.
Das erfindungsgenä3e Verfahren wird ebenso wie das Verfahren der früheren Patentanmeldung P 32 43 114.7 vorteilhafterweise mittels einer automatisch arbeitenden xteuerungseinrichtung durchgeführt1 wobei diese Steuerrungseinrichtung die selbsttätige Reinigung entweder periodisch zu vorher eingestellten, freiwählbaren Zeitpunkten oder Betriebszuständen durchführt, so daß hierzu keine Wartungsarbeiten bzw. Bedienungsarbeiten durchzuführen sind, was insbesondere bei kleineren Anlagen wegen des Wegfalls von Bedienungspersonal solche kleineren Anlagen erst aus Kostengründen betreibbar macht. Das erfindungsgemäße Verfahren kann ebenso wie das Verfahren der früheren Patentanmeldung P 32 43 114.7 in Abhängigkeit vom rückstau der Abgase im Wärmetauscher bzw. dem Druckverlust im Wärmetauscher durchgeführt werden, wobei dieser Ruckstau bzw. Druckverlust selbstverständlich an dem Wärmetauscher gemessen werden muß, in welchen die heißen Abgase eingeleitet werden, d. h. bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem die beiden Wärmetauscher hintereinander geschaltet sind, an dem Wärmetauscher, der in Strömunbsrichtung zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens, d. h. vor der Umschaltung der otrömungsrichtung der Abgase, als erster Wärmetauscher geschaltet ist.The method according to the invention is just like the method of the previous one Patent application P 32 43 114.7 advantageously by means of an automatically operating x control device performed1 whereby this control device is the automatic Cleaning either periodically at previously set, freely selectable times or operating states, so that this does not require any maintenance work or operating work are to be carried out, which is particularly important in the case of smaller systems because of the elimination of Operating personnel makes such smaller systems operable only for reasons of cost. The method according to the invention can be used just like the method of the earlier patent application P 32 43 114.7 depending on the back pressure of the exhaust gases in the heat exchanger or the Pressure loss can be carried out in the heat exchanger, this back pressure or pressure loss must of course be measured on the heat exchanger in which the hot Exhaust gases are introduced, d. H. in the second embodiment of the invention Process in which the two heat exchangers are connected in series, on the heat exchanger, which is in the direction of flow at the beginning of the method according to the invention, d. H. before switching the direction of flow of the exhaust gases, as the first heat exchanger is switched.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ebenso wie bei dem Verfahren der früheren Patentanmeldung P 32 43 114.7 vorteilhafterweise ein Zyklonabscheider im Anschluß an den bzw. die Wärmetauscher vorgesehen, um beim Aufheizvorgang bzw. Xeinigungsvorgang aus den Wärmetauscher abgegebene teilcherZörmige Ablagerungen und Ruß abzuscheiaen. In einem solchen Zyklonabscheider können auch während des normalen 3etriebs des wärmetauschers zumindest ein Teil der Hußteilchen der Abgase abgeschieden werden.In the method according to the invention, as in the method the earlier patent application P 32 43 114.7 advantageously a cyclone separator provided in connection with the heat exchanger (s) in order to Particulate deposits discharged from the heat exchanger during the cleaning process and shedding soot. Such a cyclone separator can also be used during the normal 3operation of the heat exchanger at least some of the bottom particles of the exhaust gases to be deposited.
Die beiden AusfListungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden unter bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung sind: Fig. 1 eine Darstellung der Ausführungsform bei Verwendung von zwei parallelgeschalteten Wärmetauschern; Fig. 2 eine Darstellung der Ausführungsform bei Verwendung von zwei hintereinandergeschalteten Wärmetauschern.The two embodiments of the method according to the invention are explained in more detail below with reference to the drawing; in the drawing are: Fig. 1 is an illustration of the embodiment in use of two heat exchangers connected in parallel; Fig. 2 is an illustration of the embodiment when using two heat exchangers connected in series.
In der Fig. 1 werden Abgase aus einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor über die Abgasleitung A zu einer Steuerklappe K geführt, welche die Weiterleitung der heißen Abgase entweder in den Wärmetauscher WI oder WII steuert. Die Wärmetauscher W1 und WII sind jeweils mit zumindest oberen Ventilen V3 bzw. V3' versehen, weiterhin vorteilhafterweise mit unteren Ventilen V1 bzw. V1' zum Abschalten des Wärmetransportmediums T. Bei diesem Wärmetransportmedium handelt es sich üblicherweise um Wasser, wie es in Zentralheizungen verwendet wird. Die Wärmetauscher WI und W11 sind im vorliegenden Fall als Rohrbündeltauscher dargestellt. Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Betriebszustand werden die heißen Abgase durch die Klappe K zunächst in den Wärmetauscher WI eingeleitet und geben beim Durchtritt durch diesen Wärmetauscher W1 ihre Wärmeenergie an das über die geöffneten Ventil V1 und V3 zirkulierende Wärmetransportmedium an das Heizungssystem ab. Die abgekühlten Abgase treten dann am oberen Ende des Wärmetauschers W1 über die Abgasleitung L in den Zyklonabscheider Z, in welchem beim normalen 3etrieb Rußteilchen abgeschieden werden können.In Fig. 1, exhaust gases are from an internal combustion engine, not shown out via the exhaust line A to a control flap K, which the forwarding controls the hot exhaust gases either in the heat exchanger WI or WII. The heat exchangers W1 and WII are each provided with at least upper valves V3 and V3 ', furthermore advantageously with lower valves V1 and V1 'to switch off the heat transport medium T. This heat transport medium is usually water, such as it is used in central heating. The heat exchangers WI and W11 are in the present Case shown as a tube bundle exchanger. In the operating state shown in FIG the hot exhaust gases are first introduced through the flap K into the heat exchanger WI and give their heat energy to the when passing through this heat exchanger W1 Heat transport medium circulating via the open valve V1 and V3 to the heating system away. The cooled exhaust gases then pass over at the upper end of the heat exchanger W1 the exhaust pipe L into the cyclone separator Z, in which soot particles during normal operation can be deposited.
Weiterhin ist entweder in der Abgasleitung ; oder in der Austrittsleitung aus dem Zyklon-Rußabscheider Z eine Sonde S vorgesehen, um die Temperatur der aus dem Wärmetauscher austretenden Abgase zu messen. Weiterhin sind noch Ausgleichsleitungen G bzw. G' sowie gegebenenfalls ein - in der Zeichnung nicht dargestelltes - Ausgleichsgefäß vorgesehen, welches eine ausreichende Kapazität zur Aufnahme des beim Entleeren eines der Wärmetauscher anfallenden Wärmetransportmediums besitzt. Falls die Heizungsanlage å jedoch ein Ausgleichsgefäß mit ausreichender Kapazität aufweist, können die Ausgleichsleitungen bzw. G' und das zusätzliche Ausgleichsgefäß entfallen.Furthermore, either in the exhaust pipe; or in the outlet line from the cyclone soot separator Z a probe S is provided to measure the temperature of the to measure the exhaust gases exiting the heat exchanger. There are also compensating lines G or G 'and, if applicable, an expansion tank - not shown in the drawing provided, which has sufficient capacity to accommodate the during emptying has one of the heat exchangers accumulating heat transfer medium. If the heating system å however an equalizing tank with has sufficient capacity, the compensating lines or G 'and the additional compensating vessel can be omitted.
Wenn der Wärmetauscher WI verschmutzt ist, wird zumindest das obere Ventil V3 geschlossen, so daß die Zirkulation des Wärmetransportmediums in dem Wärmetauscher WT unterbrochen wird. Durch die heißen Abgase wird der Wärmetauscher fortschreitend von unten nach oben aufgeheizt und nach Überschreiten des Siedepunkts des Wärmetransportmediums verdampft dieses und drückt durch das sich zunehmend bildende Dampfpolster das flüssige Wärmetransportmedium aus den Wärmetauscher W1 in das Ausgleichsgefäß. Falls getrennte Ausgleichs leitungen G und G' sowie ein zusätzliches Ausgleichsgefäß vorhanden sind, kann auch das untere Ventil V1 geschlossen werden. Durch die heißen Abgase wird der Wärmetauscher W1 bei abgeschalteter Zirkulation, das heißt, geschlossenem Ventil V3, dann fortschreitend durch die heißen Abgase auf eine zur Reinigung ausreichende Temperatur, üblicherweise 600 °C bis 650 oC erhitzt, wobei die Ablagerungen und Rußabscheidungen auf den Wärmetauscherflächen, das heißt, im Inneren der Rohrbündel, verbrennenbzw. losgelöst werden und über die Abgasleitung L weitgehend in dem Zyklon-Rußabscheider Z abgeschieden werden. Das Erreichen einer ausreichenden Temperatur im Wärmetauscher W1 kann über die Sonde S kontrolliert werden. Nachdem die Reinigung des Wärmetauschers WI abgeschlossen ist, wird die Steuerklappe K umgelegt, so daß die heißen Abgase nunmehr über den sauberen Wärmetauscher WII durchgeleitet werden und hierin ihre Wärme auf das Wärmetransportmedium 2 bei geöffneten Ventilen V11 und V3' abgeben. Die heißen Abgase treten dann ebenfalls über die Abgasleitung ' in den Zy.lon-Abscheider. Während die heißen Abgase durch den Wärmetauscher W11 geleitet werden und hierin ihre Wärme an das Wärmetransportmedium, das heißt das Heizungssystem, abgeben, hat der Wärmetauscher WI ausreichend Zeit, sich von selbst durch Temperaturausgleich mit der Umgebung wieder abzukühlen, wobei nach Unterschreiten der Siedetemperatur des Wärmetransportmediums, d. h. im Fall von Wasser 100 °C, dieses wieder von unten in den Wärmetauscher WI einzutreten und diesen fortschreitend wieder vollständig aufzufüllen. Sobald der Wärmetauscher WII verschmutzt ist und gereinigt werden soll, wird zumindest das obere Ventil V3' geschlossen und der Reinigungsvorgang, wie zuvor unter Bezugnahme auf den Wärmetauscher WI beschrieben, an diesem Wärmetauscher WII durchgeführt, wobei anschließend dann wieder der Wärmetauscher W1 bei geöffneten Ventilen V1 und V3 als Wärmetauscher für die Heizungsanlage zur Verfügung steht.If the heat exchanger WI is dirty, at least the upper one will Valve V3 closed, so that the circulation of the heat transport medium in the heat exchanger WT is interrupted. The heat exchanger progresses through the hot exhaust gases heated from bottom to top and after exceeding the boiling point of the heat transport medium this evaporates and pushes the liquid through the increasingly forming vapor cushion Heat transfer medium from the heat exchanger W1 into the compensation tank. If separate Compensating lines G and G 'and an additional compensating tank are available, the lower valve V1 can also be closed. The hot exhaust gases will the heat exchanger W1 with the circulation switched off, i.e. with the valve closed V3, then progressing through the hot exhaust gases to a level sufficient for cleaning Temperature, usually 600 ° C to 650 ° C, heated with the deposits and Soot deposits on the heat exchanger surfaces, i.e. inside the tube bundle, burn or are detached and largely in the cyclone soot separator via the exhaust pipe L Z are deposited. Achieving a sufficient temperature in the heat exchanger W1 can be checked via the S probe. After cleaning the heat exchanger WI is complete, the control flap K is folded down, so that the hot exhaust gases are now passed through the clean heat exchanger WII and theirs therein Give off heat to the heat transport medium 2 when the valves V11 and V3 'are open. The hot exhaust gases then also enter the Zy.lon separator via the exhaust pipe. While the hot exhaust gases are passed through the heat exchanger W11 and therein give off their heat to the heat transport medium, i.e. the heating system the heat exchanger WI has sufficient time to compensate itself for temperature with the environment to cool down again, after falling below the boiling point of the Heat transfer medium, d. H. in the case of water 100 ° C, this again from below enter the heat exchanger WI and progressively complete it again to fill up. As soon as the heat exchanger WII is dirty and needs to be cleaned, at least the upper valve V3 'is closed and the cleaning process as before with reference to the heat exchanger WI described on this heat exchanger WII carried out, then again the heat exchanger W1 when it is open Valves V1 and V3 are available as heat exchangers for the heating system.
Bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind die beiden Wärmetauscher hintereinander geschaltet. In der Fig. 2 haben die Einzelteile der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Vorrichtung die gleichen Bezugszeichen wie bei der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.In the embodiment shown in FIG. 2, the two are Heat exchangers connected in series. In Fig. 2, the items have the the device used in the method according to the invention has the same reference numerals as in the device shown in FIG.
Die heißen Abgase, welche über die Abgasleitung G über die Steuerklappe K zunächst in den Wärmetauscher W1 geleitet. Nach dem Durchtritt durch diesen Wärmetauscher und Abgabe ihrer Wärme an das bei geöffneten Ventilen V1 und V3 zirkulierende Wärmetransportmedium treten sie durch einen Zyklon-Abscheider, um eventuelle Rußteilchen in den Abgasen abzuscheiden und nach diesem Zyklon-Abscheider Z über die Leitung L' in den Wärmetauscher WII.The hot exhaust gases, which are released via the exhaust line G via the control flap K initially passed into the heat exchanger W1. After passing through this heat exchanger and releasing their heat to the heat transport medium circulating when the valves V1 and V3 are open they pass through a cyclone separator to remove any soot particles in the exhaust gases to be separated and after this cyclone separator Z via line L 'into the heat exchanger WII.
Sobald der Wärmetauscher WI verschmutzt ist und gereinigt werden muß, wird zumindest das obere Ventil V3 geschlossen, wobei jedoch die Ventile V3' und V1' des Wärmetauschers W11 geöffnet sind. Durch fortschreitendes Aufheizen des Wärmetauschers WI wird nach Cberschreiten des Siedepunkts des Wärmetransportmediums dieses aus dem Wärmetauscher WI entweder bei geöffneten Ventil V1 in das Ausgleichssystem des Heizungssystems oder bei geschlossenem Ventil V1 über die gesonderte Ausgleichsleitung G in ein gesondertes Ausglei;nsgefäß, das in der Figur nicht dargestellt ist, gedrückt. Da bei diesem Aufheizvorgang die heißen Abgase nicht vollständig ihre Wärmeenergie in den Wärmetauscher W1 zu dessen Reinigung abgeben, kann diese restliche Wärmeenergie der aus dem Wärmetauscher WI bzw. dem Zyklon-Abscheider Z austretenden Abgase noch in dem Wärmetauscher WII, der an die Heizungsanlage angeschlossen ist, ausgenutzt werden.As soon as the heat exchanger WI is dirty and needs to be cleaned, at least the upper valve V3 is closed, but the valves V3 'and V1 'of the heat exchanger W11 are open. By progressive heating of the heat exchanger WI is turned off after the boiling point of the heat transport medium is exceeded the heat exchanger WI either with the valve V1 open in the compensation system of the heating system or with the valve V1 closed via the separate compensating line G pressed into a separate compensation vessel, which is not shown in the figure. Since the hot exhaust gases do not fully use their heat energy during this heating process in the heat exchanger W1 to clean it, this residual heat energy can the exhaust gases emerging from the heat exchanger WI or the cyclone separator Z. used in the heat exchanger WII, which is connected to the heating system will.
Nach dem Austritt aus dem Wärmetauscher W11 können die in jedem Fall abgekühlten Abgase noch über einen zweiten Zyklon-Abscheider Z' geführt werden, um eventuell hierin enthaltene Verunreinigungen, wie Rußteilchen usw., sicher abzuscheiden, um Umweltverschmutzungen zu vermeiden.After exiting the heat exchanger W11, the cooled exhaust gases are passed through a second cyclone separator Z ', in order to safely separate out any impurities contained therein, such as soot particles, etc., to avoid environmental pollution.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist die Steuerklappe K so ausgebildet, daß sie gleichzeitig die Leitung der heißen Abgase aus der Abgasleitung G in den jeweiligen als ersten zu beaufschlagenden Wärmetauscher als auch die Leitung der aus dem zweiten Wärmetauscher austretenden gekühlten Abgase zu dem Zyklon-Abscheider Z steuert. Eine synchron hierzu gesteuerte Klappe K' bewirkt die richtige Strömung durch den Zyklonabscheider Z.In the embodiment according to FIG. 2, the control flap K is designed so that they at the same time the line of hot exhaust gases from the exhaust pipe G in the respective heat exchanger to be acted upon first as well as the line of the cooled exhaust gases exiting the second heat exchanger to the cyclone separator Z controls. A flap K 'controlled synchronously with this effects the correct flow through the cyclone separator Z.
Wenn der Wärmetauscher W1 - wie im vorliegenden Fall beschrieben - durch die heißen Abgase bei Abtrennung von der Zirkulation des Wärmetransportmediums T ausreichend aufgeheizt und gereinigt worden ist, wird die Steuerklappe K umgelegt, so daß die heißen Abgase aus der Abgasleitung G nunmehr zuerst in den Wärmetauscher W11 eintreten, hierin ihre Wärme abgeben und anschließend nach dem Durchtritt durch den Zyklon-Rußabscheider Z den Wärmetauscher W1 wieder abkühlen, so daß dieser sich nach Unterschreiten des Siedepunkts des Wärmetransportmediums, d. h. üblicherweise etwa 100 0C im Ball von Wasser, wieder mit Wärmetransportmedium füllt. Anschließend kann dann wieder das Ventil V3 und gegebenenfalls das Ventil V1 geöffnet werden, um die Zirkulation des Wärmetransportmediums im Wärmetauscher WI wieder herzustellen. Sobald der Wärmetauscher WII verschmutzt ist, wird zumindest das obere Ventil V3, geschlossen und der Reinigungsvorgang, wie zuvor mit Bezug auf den Wärmetauscher WI beschrieben, hieran durchgeführt. Der Vorteil dieser Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist darin zu sehen, daß ein Teil der Wärme der heißen Abgase während der Reinigungszeit für einen Wärmetauscher noch in den zweiten Wärmetauscher für Heizungszwecke ausgenutzt werden kann, während bei der Ausführungsform gemäß. Fig. 1 während des Zeitraums des Reinigungsvorgangs die heißen Abgase bis zur Beendigung des Reinigungsvorgangs keine Wärme an das -Heizungssystem mehr abgeben können.If the heat exchanger W1 - as described in the present case - due to the hot exhaust gases when the heat transport medium is disconnected from the circulation T has been sufficiently heated up and cleaned, the control flap K is thrown, so that the hot exhaust gases from the exhaust pipe G now first enter the heat exchanger W11 enter, give off their heat here and then after passing through the cyclone soot separator Z cool the heat exchanger W1 again, so that this after falling below the boiling point of the heat transport medium, d. H. usually about 100 0C in the ball of water, again fills with heat transfer medium. Afterward can then again the valve V3 and possibly the valve V1 be opened to allow the circulation of the heat transport medium in the heat exchanger WI restore. As soon as the heat exchanger WII is dirty, at least the upper valve V3, closed and the cleaning process, as previously referenced described on the heat exchanger WI, carried out on this. The advantage of this embodiment 2 it can be seen that part of the heat of the hot exhaust gases during the cleaning time for one heat exchanger still in the second heat exchanger for Heating purposes can be used, while in the embodiment according to. Fig. 1 during the period of the cleaning process, the hot exhaust gases until the end can no longer give off any heat to the heating system during the cleaning process.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ebenso wie das Verfahren der Hauptanmeldung P 32 43 114.7 automatisch gesteuert durchgeführt werden, d. h. in Abhängigkeit vom Rückstau der Abgase in einem der Wärmetauscher bzw.The method according to the invention can, like the method of the main application P 32 43 114.7 can be carried out automatically controlled, d. H. depending on Back pressure of the exhaust gases in one of the heat exchangers or
dem Druckverlust in einem der Wärmetauscher, d. h. bei Anstieg dieser Meßgrößen auf vorher freiwählbar eingestellte und durch Vorversuche ermittelte Werte, wird es durch automatisch arbeitende Steuerungseinrichtungen ausgelöst und durchgeführt. Dies ist durch geeignete an sich bekannte und nicht näher erläuterte Steuerungs-und Meßeinrichtungen möglich, als Meßgrößen können hier auch bestimmte Betriebszeiten oder der -Temperaturanstieg an den Temperaturmeßsonden S herangezogen werden.the pressure drop in one of the heat exchangers, d. H. when this increases Measured variables to previously freely selectable values determined by preliminary tests, it is triggered and carried out by automatically operating control devices. This is done by means of suitable control systems which are known per se and are not explained in greater detail Measuring devices possible, certain operating times can also be used here as measured variables or the temperature rise at the temperature measuring probes S can be used.
Durch geeignete Steuerventile ist somit ein automatisierter Betrieb möglich, so daß hierzu keine Wartungsarbeiten durchzuführen sind, was besonders bei kleineren Anlagen Kostenersparnisse mit sich bringt.An automated operation is thus possible through suitable control valves possible, so that no maintenance work has to be carried out for this, which is special brings cost savings in smaller systems.
Bei dem Aufheizvorgang werden im Wärmetauscher von dessen Wänden teilchenförmige Ablagerungen freigesetzt, welche die Umwelt verschmutzen könnten, da sie mit den heißen Abgasen mitgerissen werden. Daher wird bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zweckmäßigerweise der in den Figuren eingezeichnete und unter Bezugnahme hierauf beschriebene Zyklon-Rtißabscheider bzw. auch zwei Zyklon-Rußabscheider angebracht, bei welchen auch während des normalen Betriebs der Wärmetauscher, d. h. bei Abführung der Wärme an das Heizungssystem, zumindest der größte Teil der Rußteilchen aus den Abgasen abgeschieden wird. Dies ist insbesondere bei Einsatz von Dieselmotoren in den stationären Anlagen zum Betrieb von Wärmepumpen oder zur gekoppelten Erzeugung von Strom und Wärme zweckmäßig.During the heating process, the walls of the heat exchanger become particulate Deposits are released which could pollute the environment as they come with the hot exhaust gases are entrained. Therefore, the execution of the method according to the invention expediently that shown in the figures and cyclone soot separators or two cyclone soot separators described with reference thereto attached, in which also during normal operation the heat exchanger, d. H. when dissipating the heat to the heating system, at least most of the Soot particles are deposited from the exhaust gases. This is especially true when in use of diesel engines in the stationary systems for the operation of heat pumps or for coupled generation of electricity and heat is expedient.
- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -
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Cited By (2)
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| DE3820067A1 (en) * | 1988-06-13 | 1989-12-14 | Kramb Mothermik Gmbh & Co Kg | METHOD AND DEVICE FOR REMOVING SOOT AND CONDENSIBLE COMPONENTS FROM DIESEL EXHAUST GASES |
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1983
- 1983-07-18 DE DE19833325872 patent/DE3325872A1/en not_active Withdrawn
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