DE3332547C1 - Vorrichtung zur Reinigung von durch Verbrennungsgase beaufschlagten, in einem Rauchgasschacht angeordneten Wärmeübertragungsflächen - Google Patents

Description

• Aus diesen beiden Gründen ist es bislang üblich, derart gefeuerte Anlagen beim Stillstand durch Waschvorgänge im sogenannten »Naßreinigungsverfahren« zu reinigen. Diese »Naßreinigungsverfahren« greifen jedoch die Außenwände des aus wärmeisolierenden Schamottesteinen bestehenden Rauchgasschachtes stark. an.
• Ferner ist es dabei schwierig und kostspielig, das in großen Mengen anfallende mit Verschmutzungspartikeln konzentrierte Abwasser des Waschvorganges so aufzubereiten, daß es abgeführt oder unter Beachtung der lmmisionsschutzgesetze vernichtet werden kann, da die Metalloxyde und die toxischen Bestandteile der abgelagerten Stäube in Lösung übergehen. Ein derartiges Verfahren für die Reinigung und Beseitigung von Verbrennungsrückständen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens durch Einspritzen einer Waschflüssigkeit ist beispielsweise aus der DE-OS 26 45 938 bekannt.
• Aus der DE-PS 9 20977 und der DE-PS 966 786 sind gleichfalls stationär installierbare Vorrichtungen ähnlicher Art bekannt, die jedoch in Ermangelung einer Trenneinrichtung gemäß dem eingangs genannten Gattungsbegriff nur im Betrieb der Wärmeübertragungsflächen arbeiten können. In beiden Fällen ist unterhalb des Gasdurchlasses ein Sammeltrichter angeordnet, an dessen Ausgangsende eine Trenneinrichtung in Form eines Windsichters angeordnet ist.
• In der DE-AS 11 22 659 ist eine stationäre Kugelregenanlage in einem Rauchgasschacht offenbart, in dem kaskadenförmige Einbauten zum Auffangen und Ableiten der Reinigungsteilchen angeordnet sind. Auf diese wegen des durchströmenden Rauchgases zwangsläufig durchlässig gestaltete Einbauten prallen die Reinigungsteilchen auf und werden aufgrund ihrer unregelmäßigen Form in höchst unterschiedliche Reflexionswinkel, die zwischen 0 und 1800 liegen können, abgelenkt. Dadurch gelangt auch stets ein erheblicher Teil der Reinigungsteilchen durch die Öffnungen zwischen die kaskadenförmigen Einbauten und ist für immer verloren.
• Diesen Nachteil hatte ganz offensichtlich auch bereits der Erfinder der Lehre des DE-GM 17 27 283 erkannt Um den Verlust der Reinigungsteilchen auf einem Minimum zu halten und ein Rückspringen der Reinigungsteilchen in den oberhalb der Wärmeübertragungsflächen liegenden Rauchgasschacht zu verhindern, wurde dessen Querschnitt am Kulminationsbereich seiner Umlenkung während einer halben Stunde einer achtstündigen Schicht durch eine bewegliche Wand im Übergangsraum von zum Beispiel dem Feuerraum zum Reinigungsraum gedrosselt Eine vollständige Sperrung hingegen würde zum Betriebsstillstand der Feuerung und zu unübersehbaren Schäden führen.
• Schließlich ist aus der DE-AS 11 51 342 ein Verfahren zur rauchgasseitigen Reinigung von Wärmeübertragungsflächen bekannt, das mittels Zyklonenfeuerungen betrieben wird, welche für die Dauer der Reinigung über das betriebsübliche hinausgehenden Flugkoks erzeugen. Dieser Flugkoks wird von den Rauchgasen durch den Rauchgasschacht mitgerissen und auch durch die Wärmeübertragungsflächen geleitet, die davon gereinigt werden sollen. In nachteiliger Weise tendiert der Flugkoks jedoch aufgrund seines Gewichtes und der damit verbundenen Zentrifugalkraft dazu, in konzentrierter Form lediglich in der Nähe der Außenflächen den Rauchgasschacht zu durchlaufen. Dies führt zu einem starken Verschleiß der Wände des Rauchgasschachtes im Bereich seines Bogens sowie zu einer einseitigen Beaufschlagung der zu reinigenden Wärmeübertragungsflächen in einem sehr begrenzten Bereich.
• Eine Reinigung der Wärmeübertragungsflächen an der innen gelegenen Seite des Rauchgasschachtes bis zu seiner Mitte ist mit diesem Verfahren aufgrund seiner Zyklon- bzw. Sichterwirkung nicht möglich.
• Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der eine gleichmäßige, trockene und periodische Reinigung auch von solchen Wärmeübertragungsflächen vorgenommen werden kann, die beispielsweise entweder bislang nur eine »Naßreinigung« mittels einer Waschflüssigkeit zuließen oder in denen aus kosten,- bautechnischen oder anderen Gründen eine ortsfeste Vorrichtung mit nachgeschalteter Filteranlage nicht eingebaut werden konnte.
• Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des eingangs genannten Gattungsbegriffes erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während des Betriebsstillstandes der Wärmeübertragungsflächen unterhalb dieser ein den gesamten Querschnitt des Rauchgasschachtes an dieser Stelle sperrender Auffangtn.chter als Sammeleinrichtung installiert und nach der Reinigung wieder entfernt wird, der über flexible sowie orts-und längenveränderliche Förderleitungen mit der Trenneinrichtung sowie über diese Trenneinrichtung auch mit dem Förderluftgebläse und der Verteilereinrichtung verbunden ist Durch diese Vorrichtung werden die Wärmeübertragungsflächen von den Reinigungsteilchen gleichmäßig beaufschlagt und somit auch gleichzeitig gereinigt, da diese aufgrund ihrer Schwerkraft auf die Wärmeübertragungsflächen fallen, dabei hin- und herspringen und die den Wandungen der Wärmeübertragungsflächen anhaftenden Verschmutzungspartikel abschlagen. In dem Auffangtrichter werden sodann die Reinigungsteilchen mit den Verschmutzungspartikeln wieder gesammelt, von ihnen getrennt und sodann von dem Fördergebläse über die Förderleitungen wieder zur Verteilereinrichtung oberhalb der Wärmeübertragungsflächen geleitet. Durch diese Vorrichtung können beispielsweise pro Stunde Reinigungsteilchen mit einem Gesamtgewicht von 5 t mehrfach auf die Wärmeübertragungsflächen fallen. Die von den Wärmeübertragungsflächen gelösten Verschmutzungspartikel werden von der Trenneinrichtung in geschlossene Behälter abgezogen und beseitigt, ohne daß eine weitere Aufbereitung erforderlich ist oder eine zusätzliche Umweltbelastung auftreten kann.
• Bei dem Betrieb der vorgeschriebenen Einrichtung ist vorteilhaft der Rauchgasschacht oberhalb der Wärmeübertragungsflächen während des Durchlaufs der Reinigungsteilchen von einer Sperreinrichtung, zum Beispiel von vorhandenen Kaminzügen, absperrbar. Möglich sind jedoch auch getrennte Absperreinrichtungen, die lediglich die unter der Konvektionswirkung der noch warmen Wärmeübertragungsflächen unter ihrem Auftrieb nach oben abströmenden Verschmutzungspartikel aufhalten. Eine solche Sperreinrichtung kann demzufolge auch aus einer elastisch in den Rauchgasschacht dichtend einspannbaren Plane bestehen.
• Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind aus den Ansprüchen entnehmbar und werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles der neuen Vorrichtung gemäß den Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt F i g. 1 eine Querschnittsansicht durch einen Rauchgasschacht mit der neuen Vorrichtung in prinzipieller Darstellung, Fig.2 die Schnittansicht entlang der Linie II/II von F i g. 1 durch den Rauchgasschacht, F i g. 3 die Draufsicht entlang der Linie IIVIII von F i g. 1 auf den Auffangtrichter als Sammeleinrichtung, F i g. 4 die Ausschnittvergrößerung IV von F i g. 1, F i g. 5 die Ausschnittvergrößerung V von F i g. 2, F i g. 6 die Ausschnittvergrößerung VI einer Verteilereinrichtung von F i g. 1, F i g. 7 die Draufsicht VII von F i g. 1 auf den Rauchgasschacht in verkleinerter Darstellung, F i g. 8 die Trenneinrichtung von F i g. 1 in vergrößerter Darstellung und F i g. 9 die Ausschnittvergrößerung IX von F i g. 1 durch eine Förderleitung mit Flanschanschluß.
• Die neue Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus insgesamt vier oberhalb der Wärmeübertragungsflächen 2 angeordneten Verteilereinrichtungen 3, zwei unterhalb der Wärmeübertragungsflächen 2 angeordneten Auffangtrichtern 4 als Sammeleinrichtung, einer Trenneinrichtung 5 und einem Förderluftgebläse 6. Das Förderluftgebläse 6 ist mit der Trenneinrichtung 5 über eine Förderleitung 7 verbunden, während von der Trenneinrichtung 5 zwei Förderleitungen 8 sowie Förderleitungen 9 zu den Verteilereinrichtungen 3 führen. Eine dieser Verteilereinrichtungen ist in F i g. 6 dargestellt Aus der Förderleitung 9 treffen die Reinigungsteilchen 10 auf eine Kalotte 11, prallen von ihr in sämtlichen Richtungen ab und fallen unter ihrer Schwerkraft auf die Rohre 12 der Wärmeübertragungsflächen 2. Durch die Aufprallimpulse der Reinigungsteilchen 10 werden die Schmutzpartikel von der Oberfläche der Rohre 12 losgeklopft, geschlagen, gesprengt oder sonstwie, beispielsweise durch auftretende Schwingungen, gelöst Diese Verschmutzungspartikel fallen sodann gemeinsam mit den Reinigungsteilchen 10 in den Auffangtrichter 4 als Sammeleinrichtung. Diese Auffangtrichter 4 sind in F i g. 3 dargestellt.
• Darin bestehen die beiden Auffangtrichter 4 aus mehreren, sich in Längs- und/oder Querrichtung überlappenden Platten 13. In der Nähe seiner engsten Stelle 14 ist in jedem Auffangtrichter 4 eine Transportvorrichtung 15 zum Abtransport der aufgefangenen Reinigungsteilchen 10 und der Verschmutzungspartikel zu einem an einem Ende angebrachten Fallschacht 16 angeordnet. Im dargestellten Fall soll die Transportvorrichtung 15 aus einer Förderschnecke bestehen.
• Es ist jedoch auch möglich, dafür ein Förderband zu verwenden. Die Platten 13 sind sowohl in Längs- als auch in Querrichtung teleskopartig auseinander- und zusammenschiebbar. Dadurch können die beiden Auffangtrichter 4 an den jeweiligen Querschnitt eines Rauchgasschachtes 17 angepaßt werden, so daß sämtliche herabfallenden Reinigungsteilchen 10 und Verschmutzungspartikel aufgefangen werden können. Zu diesem Zweck ist es insbesondere auch möglich, die Auffangtrichter 4 aus einer oder mehreren, elastisch spannbaren, sich gegenseitig überlappenden Planen herzustellen.
• Wie aus F i g. 4 entnehmbar ist, werden im dargestellten Fall die beiden Auffangtrichter 4 auf einem Absatz 18 eines der beiden Rauchgasschächte 17 installiert In der linken Hälfte der F i g. 4 ist die betreffende Auffangvorrichtung 4 auf Rollen 19 und im rechten Teil der F i g. 4 auf Kufen 20 verschiebbar gelagert Dabei besteht der Auffangtrichter 4 aus zwei einzelnen, von zwei diametralen Seiten 17', 17" des Rauchgasschachtes 17 stirnseitig aufeinander zuschiebbaren sowie an ihren Berührungsenden 4', 4" kuppelbaren Einzelauffangtrichtern 4, die jeweils mit einer getrennten Transportvorrichtung 15 und einem getrennten Fallschacht 16 versehen sind. In der Nähe der Enden 4', 4" der beiden Auffangtrichter 4 sind zur Abdichtung zwei sich überlappende Platten 21 vorgesehen, um die in der Nähe dieser Enden 4', 4" herabfallenden Reinigungsteilchen 10 und Verschmutzungspartikel den Transportvorrichtungen 15 zuzuleiten und deren Durchfall durch den Spalt 22 zu verhindern.
• Oberhalb der Wärmeübertragungsflächen 2 wird der Rauchgasschacht 17 während des Durchlaufs der Reinigungsteilchen 10 vorteilhaft von einer in den F i g. 1 und 2 schematisch angedeuteten Sperreinrichtung 23 abgesperrt. Dadurch wird verhindert, daß Verschmutzungspartikel unter konvektivem Luftzug durch den Kamin 24 in die freie Atmosphäre gelangen. Letzteres ist insbesondere dann gegeben, wenn die Reinigungsarbeiten bereits zu einem Zeitpunkt beginnen, in dem die Wärmeübertragungsflächen 2 noch nicht abgekühlt sind.
• Sämtliche Förderleitungen 8, 9 und auch die vom Fallschacht 16 zur Trenneinrichtung 5 führenden Förderleitungen 25 werden mit den einzelnen Einrichtungen durch Flansche 26 verbunden, von denen einer in F i g. 9 dargestellt ist Dabei bestehen die Förderleitungen 7, 8, 9 und 25 von außen nach innen aus einer Gummischicht 27, einer Drahteinlage 27' und innen aus einem armierten Gewebe 28 oder aus einer Speckgummischicht. Außen wird die jeweilige Förderleitung 7, 8, 9,25 von dem Flansch 26 form- und kraftschlüssig übergriffen, der gleichmäßig am Umfang verteilte Durchgangsbohrungen 29 für eine Kupplungsverschraubung aufweist und mit einer Dichtung 30 versehen ist. Diese Förderleitungen 7, 8, 9, 25 sind zur Orts- und Längenveränderung vorteilhaft abrollbar auf einer nichtdargestellten Trommel angeordnet.
• In F i g. 8 ist die Trenneinrichtung 5 dargestellt. Diese weist oberhalb eines Eingangsschachtes 31 zwei mit Flanschen 32 versehene Anschlußrohre 33 auf. Durch den Eingangsschacht 31 gelangen - die Reinigungsteilchen 10 mitsamt den von ihnen gelösten Verschmutzungspartikeln zu einer in dem rohrförmigen Gehäuse 34 gelagerten Förderschnecke, die sie in das zylinderförmige Gehäuse 35 fördert. In dem zylinderförmigen Gehäuse 35 ist eine Siebtrommel angeordnet, die in der Nähe des Endes 36 des Gehäuses 35 mit einer Öffnung versehen ist. Durch diese Siebtrommel werden die Reinigungsteilchen 10 von den Verschmutzungspartikeln getrennt Die Verschmutzungspartikel fallen in den Sammelbehälter 37, aus dem sie über die Ausgangsleitung 38 abgezogen werden. Die Reinigungsteilchen 10 fallen aus einer nichtdargestellten Öffnung am Ende 36 des Gehäuses 35 über den Schacht 39 in den Behälter 40, aus dem sie unter ihrer Schwerkraft in das Übergangsstück 41 zwischen der vom Förderluftgebläse 6 herangeführten Förderleitung 7 und der Förderleitung 8 fallen. Über die Förderleitung 8 werden sie über Druckluft zu den in den F i g. 1,2 und 7 ersichtlichen Kugelabscheidern 42 gefördert Während die Druckluft über die Abluftleitungen 43 in die Atmosphäre oder in den Kamin 24 gelangt, fallen die Reinigungsteilchen 10 über die Förderleitungen 9 zu den Verteilereinrichtungen 3. Von diesen Verteilereinrichtungen 3 treffen die Reinigungsteilchen 10 sodann unter ihrer Schwerkraft in der bereits zu F i g. 6 beschriebenen Weise auf die Außenflächen der Wärmeübertragungsfiächen 2 bildenden Rohre 12. Nach Durchlauf der Wärmeübertragungsflächen 2 fallen sie gemeinsam mit den Verschmutzungspartikeln in die Auffangtrichter 4, werden dort von den Transportvorrichtungen 15 zu den Fallschächten 16 transportiert, von wo sie über die Förderleitungen 25 zur mobilen, auf Rollen gelagerten Trenneinrichtung 5 gelangen und der Kreislauf von neuem beginnt.
• Pro Stunde können über einen solchen Kreislauf mehrere Tonnen von Reinigungsteilchen 10 mehrfach auf die Oberflächen der Rohre 12 treffen, wodurch diese gründlich gereinigt werden.
• Es versteht sich, daß die vorbeschriebene Vorrichtung verschiedene Abwandlungen sowohl hinsichtlich der Konstruktion als auch der Einsatzmöglichkeiten zuläßt. So können beispielsweise bei nichtvorhandenem Rauchgasschachtabsatz bzw, Sockel (Absatz 18) in ei nem Rauchgasschacht 17 eine oder mehrere Traversen oder Brückenelemente eingezogen werden, auf denen die Auffangtrichter 4 verfahrbar sind.
• Ferner sind die Verteilereinrichtungen 3 mit einer Mengenregelung für die durchfallenden Reinigungsteilchen 10 versehen, wodurch verschiedene Teilbereiche der Wärmeübertragungsflächen 2 unterschiedlich stark von den Reinigungsteilchen 10 beaufschlagt werden können.
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Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Reinigung von durch Verbrennungsgase beaufschlagten, in einem Rauchgasschacht angeordneten Wärmeübertragungsflächen, gegen die aus einer oberhalb davon angeordneten, lösbaren Verteilereinrichtung vorzugsweise aus Stahlkugeln oder Stahlschroten bestehende Reinigungsteilchen fallen und die anhaftenden Verschmutzungspartikel lösen, die gemeinsam mit den Reinigungsteilchen von einer unterhalb der Wärmeübertragungsflächen angeordneten Sammeleinrichtung aufgefangen werden, mit einer Trenneinrichtung zur Trennung der Reinigungsteilchen von den Verschmutzungspartikeln sowie mit die Verteilereinrichtung, die Sammeleinrichtung und die Trenneinrichtung verbindenden Förderleitungen und einem Förderluftgebläse, dadurch gekennz e i c h n e t, daß während des Betriebsstillstandes der Wärmeübertragungsflächen (2) unterhalb dieser ein den gesamten Querschnitt des Rauchgasschachtes (17) an dieser Stelle sperrender Auffangtrichter (4) als Sammeleinrichtung installiert und nach der Reinigung wieder entfernt wird, der über flexible sowie orts- und längenveränderliche Förderleitungen (7, 8, 9, 25) mit der Trenneinrichtung (5) sowie über diese Trenneinrichtung auch mit dem Förderluftgebläse (6) und der Verteilereinrichtung (3) verbunden ist 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasschacht (17) oberhalb der Wärmeübertragungsflächen (2) während des Durchlaufs der Reinigungsteilchen (10) von einer Sperreinrichtung (23) absperrbar ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangtrichter (4) aus mehreren, sich in Längs- und/oder Querrichtung überlappenden Platten (13) besteht, und in der Nähe seiner engsten Stelle (14) eine Transportvorrichtung (15) zum Abtransport der aufgefangenen Reinigungsteilchen (10) und der Verschmutzungspartikel zu einem an einem Ende angeordneten Fallschacht (16) angeordnet ist.

   4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (13) des Auffangtrichters (4) sowohl in Längs- als auch in Querrichtung teleskopartig auseinander- und zusammenschiebbar sind.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangtrichter (4) aus einer elastisch spannbaren Plane besteht 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangtrichter (4) aus zwei einzelnen, von zwei diametralen Seiten (17', 17") des Rauchgasschachtes (17) stirnseitig aufeinander zuschiebbaren sowie an ihren Berührungsenden (4', 4") kuppelbaren getrennten Auffangtrichtern (4) besteht, die jeweils mit einer getrennten Transportvorrichtung (15) und einem getrennten Fallschacht (16) versehen sind.

   7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Förderleitungen (7, 8, 9, 25) aus Stahl und/oder gewebearmiertem Gummi oder Kunststoff bestehen.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitungen (7,8,9,25) abroll- bar auf einer Trommel angeordnet sind.

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von durch Verbrennungsgase beaufschlagten, in einem Rauchgasschacht angeordneten Wärmeübertragungsflächen, gegen die aus einer oberhalb davon angeordneten, lösbaren Verteilereinrichtung vorzugsweise aus Stahlkugeln oder Stahlschroten bestehende Reinigungsteilchen fallen und die anhaftenden Verschmutzungspartikel lösen, die gemeinsam mit den Reinigungsteilchen von einer unterhalb der Wärmeübertragungsflächen angeordneten Sammeleinrichtung aufgefangen werden, mit einer Trenneinrichtung zur Trennung der Reinigungsteilchen von den Verschmutzungspartikeln sowie mit die Verteilereinrichtung, die Sammeleinrichtung und die Trenneinrichtung verbindenden Förderleitungen und einem Förderluftgebläse.

   Eine Vorrichtung dieser Art ist aus dem dreisprachigen Prospekt »Kugelregenanlagen« der Anmelderin bekannt. Eine derartige Vorrichtung dieser Art ist bis auf die Verteilereinrichtung fest, stationär sowie unlösbar installiert. Der Auffangtrichter ist ein Teil des Rauchgasschachtes, in diesen fest integriert und somit an dessen Lebensdauer gebunden. Eine solche Vorrichtung ist ein offenes System, das stets während des Betriebes der Wärmeübertragungsflächen betrieben wird.

   Derartige Vorrichtungen werden seit vielen Jahren in kohlegefeuerten Anlagen, Ölverbrennungsanlagen, Lufterhitzern bei Kohleöfen, Ölerhitzern in Raffinerien, Ablaugenkesseln der Chemie- und der Papierindustrie sowie in Abhitzeanlagen hinter Schiffsmotoren verwendet und haben sich in der Vergangenheit zahlreich bewährt Bei Großwärmeübertragern, die mit Öl oder Gas gefeuert werden, ist es bisher jedoch nicht üblich, Reinigungsanlagen der eingangs genannten Gattung einzubauen, die während des Betriebes die Wärmeübertragungsflächen reinigen. Das hat unter anderem zwei wesentliche Gründe.

   Der eine Grund beruht in der Annahme, daß man starke Verschmutzungen von mit Öl oder Gas gefeuerten Wärmeübertragungsflächen nicht erwartete. Zwischenzeitlich hat sich jedoch sehr häufig das Gegenteil herausgestellt, da in dem verbrannten Öl oder Gas nicht vorhersehbare Anteile an nichtbrennbaren Verschmutzungspartikeln enthalten sind. Diese Verschmutzungspartikel führen teilweise zu einem zementartigen Zusetzen der Wärmeübertragungsflächen mit einer Härte, die der eines Mauerwerks entspricht.

   Der zweite Grund ist in der dann erforderlichen Filteranlage zu sehen, die dem Rauchgasschacht nachgeschaltet werden muß. Denn die Vorrichtungen der eingangs genannten Art, die während des Betriebes die Wärmeübertragungsflächen durch sogenannte Kugelregenanlagen oder durch Rußbläser periodisch reinigen, führen zu einer Lösung der sich über längere Zeit angesammelten Verschmutzungspartikel in kurzer Zeiteinheit, wodurch die erlaubten Werte der technischen Ausführungsbestimmungen des lmmissionsschutzgesetzes hinsichtlich der Luft erheblich überschritten werden.