DE3621850A1 - Method and device for cleaning the inner or outer wall of standing or hanging tubes of heat exchangers - Google Patents
Method and device for cleaning the inner or outer wall of standing or hanging tubes of heat exchangersInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen der Innen- oder Außenwand stehender oder hängender Rohre von Wärme tauschern nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Sie be trifft in gleicher Weise eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for cleaning the interior or outside wall of standing or hanging pipes of heat exchange according to the preamble of the main claim. You be meets a facility for implementation in the same way of the procedure.
Bekannte Verfahren und Vorrichtungen zum Reinigen der Außen wand stehender oder hängender Rohre von Wärmetauschern sehen eine manuelle oder mechanische Reinigung der Heizflächen der Rohren von anhaftenden Schmutzpartikeln vor. Insbesondere bei Rohren von Müllverbrennungseinrichtungen sind derartige Maß nahmen notwendig. Unter den mechanischen Reinigungsvorrich tungen sind solche mit Bürsten, Klopfern und Kugeln zu nennen, die gegen die Rohre geschwungen werden, was auch während des Betriebes des Austauschers möglich ist, während bei der manuel len Reinigung der Rohre körperliche Beanspruchung der Bedie nungs personen erheblich ist. Bei der Anwendung mechanischer Rei nigungsmittel ändert sich während des Reinigungsvorganges selbst die Gasmenge, so daß die nachgeschalteten Gasreini gungs-und Neutralisationseinrichtungen in ihrer Wirkungsweise beeinträchtigt werden.Known methods and devices for cleaning the outside see standing or hanging pipes of heat exchangers a manual or mechanical cleaning of the heating surfaces of the Pipe of adhering dirt particles. Especially at Pipes from waste incinerators are such a measure took necessary. Under the mechanical cleaning device are those with brushes, knockers and balls, which are swung against the pipes, which is also during the Operation of the exchanger is possible, while the manual len cleaning of the pipes physical strain on the operator tion people is significant. When using mechanical Rei Cleaning agent changes during the cleaning process even the amount of gas, so that the downstream gas purification and neutralization devices in their mode of operation be affected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, manuelle Arbeit zu vermeiden und die Möglichkeit zu schaffen, den Reinigungs vorgang während des Betriebes des Wärmetauschers durchführen zu können, ohne daß hierbei die nachgeschalteten Reinigungs und Neutralisationseinrichtungen in ihrer Wirkungsweise ge stört werden. Insbesondere aber soll eine über die Länge der Rohre gleichmäßige Reinigung erfolgen, womit eine gleichmäßige thermische Beanspruchung der Rohre über deren Länge erreich bar sein soll. Das Verfahren soll ohne grundsätzliche An derung sowohl für die Außen- wie für die Innenwand von Rohren anwendbar sein.The invention has for its object manual work to avoid and the ability to create the cleaning Carry out the process while the heat exchanger is in operation to be able to do this without the downstream cleaning and neutralization devices in their mode of operation be disturbed. In particular, however, one should over the length of the Pipes are evenly cleaned, making an even thermal stress on the pipes over their length should be cash. The procedure is said to have no fundamental principle change for both the outer and inner wall of pipes be applicable.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Verfahrens merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor. Die Verfahrensunteransprüche dienen der Verbesserung und Weiterentwicklung der Merkmale des Hauptanspruches. Die auf die Einrichtung gerichteten Merkmale geben den vorteilhaften Aufbau einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens wieder. The invention provides the method to achieve this object features of the characterizing part of the main claim. The subordinate claims serve to improve and Further development of the features of the main claim. The on the device-oriented features give the advantageous Establishment of a facility to carry out the process again.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren und seiner Einrichtung liegt der grundsätzliche Gedanke zugrunde, das Entfernen der an den Rohren oder in den Rohren haftenden Partikel dadurch zum Abspringen zu veranlassen, daß die Rohre, die zunächst in Längsrichtung eine kinematische Energie, d. h. eine Längsbe wegung erhalten haben, abrupt angehalten werden. Besonders vorteilhaft gestaltet sich diese Reinigungsart, wenn das untere Ende der Rohre auf einen ortsfesten Anschlag auf trifft.The inventive method and its equipment the basic idea is to remove the thereby sticking to the pipes or particles adhering to the pipes Jump off to cause the pipes that are initially in Longitudinal direction a kinematic energy, d. H. a longitudinal received movement, be stopped abruptly. Especially this type of cleaning is advantageous if that lower end of the pipes on a fixed stop meets.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der für die Durchführung des Verfahrens vorgesehenen Einrichtung darge stellt und zwar zeigtIn the drawing, embodiments of the for Implementation of the procedure provided Darge represents and shows
Fig. 1 den schematischen Querschnitt durch einen Wärme tauscher mit hängenden Flossenrohren, von denen die auf gleicher Höhe liegenden Rohre eine Rohrwand der art bilden, daß die Rauchgase mäanderförmig durch den Austauscher geführt werden, Fig. 1 shows the schematic cross-section through a heat exchanger with fins hanging tubes of which the tubes located at the same height of the art form a tube wall so that the flue gases are led in meandering fashion through the exchanger,
Fig. 2 das eine Ende einer oberen Sammelleitung einer Rohr reihe mit einer Vorrichtung zum Anheben dieses einen Endes der Sammelleitung, Fig. 2, an end of an upper header pipe of a pipe-line with a device for lifting this one end of the manifold,
Fig. 3 eine Vorrichtung zum Anheben der Enden der Sammel leitung nach Fig. 2, Fig. 3 shows a device for lifting the ends of the manifold according to Fig. 2,
Fig. 4 das untere Ende eines Rohres und einen festen An schlag, auf den das Rohrende auftrifft, wobei in der Darstellung a das Rohr in seiner angehobenen Ausgangsstellung sich befindet, während in der Dar stellung b das untere Rohrende auf dem festen An schlag aufsitzt, Fig. 4, the lower end of a pipe and a solid of impact, the incident the tube end, located in the representation a tube in its raised starting position, while in the Dar position B, the lower end of the tube on the solid of impact is seated,
Fig. 5 das Durchführen einer Ableitung der Sammel- oder Verteilerkästen durch die Wand oder Decke des Wärmetauschers, Fig. 5 performing a derivative of the collecting or distribution boxes through the wall or ceiling of the heat exchanger,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum Anheben der Rohre und Fig. 6 shows another embodiment of the device for lifting the pipes and
Fig. 7 eine teilweise Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 6. Fig. 7 is a partial side view of the embodiment of Fig. 6.
Fig. 1 veranschaulicht einen einer Müllverbrennungsanlage nachgeschalteten Abhitzekessel, wie er aus der DE-PS 23 41 444 bekannt ist. Dieser Abhitzekessel weist eine Bodenwand 1 sowie die beiden Vorder- und Rückwände 2, 3 sowie die Decke 4 und die Seitenwände 5 auf. In dem Innenraum 6 des Kessels sind Rohre 7, 8 hängend angeordnet, die in vorliegendem Fall als Flossenrohre ausgebildet sind, wobei die Längsränder der Flossenrohre miteinander derart verbunden sind, daß benach barte Rohre 7, 8 jeweils eine Flossenrohrwand bilden. Die Rohre 8 sind in Längsrichtung gegenüber den Rohren 7 nach unten versetzt, so daß sich am oberen Ende der Rohre 8 und deren Flossen und am unteren Ende der Rohre 7 und deren Flossen jeweils ein Zwischenraum 7 a, 8 a ergibt. Dieser kann durch geeignete Wände 9, 10 oder anderweitig begrenzt sein. Die Rauchgase strömen daher in Richtung der Pfeile A und nehmen einen mäanderförmigen Verlauf, wobei die Rauchgase durch die zwischen den Flossenrohrwänden gebildeten Gassen 11 strömen. Das Rauchgas verläßt bei 12 den Kessel. Fig. 1 illustrates a waste heat boiler downstream of a waste incineration plant, as is known from DE-PS 23 41 444. This waste heat boiler has a bottom wall 1 and the two front and rear walls 2 , 3 as well as the ceiling 4 and the side walls 5 . In the interior 6 of the boiler tubes 7 , 8 are arranged hanging, which in the present case are designed as fin tubes, the longitudinal edges of the fin tubes being connected to one another in such a way that neighboring tubes 7 , 8 each form a fin tube wall. The tubes 8 are offset in the longitudinal direction with respect to the tubes 7 , so that there is an intermediate space 7 a , 8 a at the upper end of the tubes 8 and their fins and at the lower end of the tubes 7 and their fins. This can be limited by suitable walls 9 , 10 or otherwise. The flue gases therefore flow in the direction of arrows A and take a meandering course, the flue gases flowing through the alleys 11 formed between the fin tube walls. The flue gas leaves the boiler at 12 .
Statt der Flossenrohre können auch andersartige Rohre mit abweichender Anordnung und unterschiedlicher Strömung der anhaftende Partikel mit sich führenden Gase vergesehen werden, so z. B. solche, die als Einzelrohre hängend in dem Innen raum 6 des Kessels angeordnet sind. Wesentlich ist, daß die in Betracht stehenden Rohre 7, 8 ungeachtet untenstehend noch näher zu beschreibender Verteiler- und Sammelleitungen in Richtung der Doppelpfeile S in ihrer gesamten Länge frei beweglich sind, um den Zweck der Erfindung zu erreichen. (Ein beweglicher Abschnitt der Rohre infolge Wärmedehnung mit Kompensationsmittel ist hier nicht gemeint.) Instead of the fin tubes, other types of tubes with a different arrangement and different flow of the adhering particles with leading gases can also be seen. B. those that are arranged as individual tubes hanging in the inner space 6 of the boiler. It is essential that the pipes 7 , 8 in question are freely movable in their entire length in the direction of the double arrows S , regardless of the distribution and collecting lines to be described in more detail below, in order to achieve the purpose of the invention. (A movable section of the pipes due to thermal expansion with compensating agent is not meant here.)
Bei dem dargestellten Beispiel münden die Rohre 7 in eine untere Verteilerleitung 13, die über eine nicht dargestellte Falleitung mit einer Kesseltrommel verbunden sind und in eine obere Sammelleitung 14, die über eine Steigleitung gleichfalls mit dem Kessel in Verbindung steht. Die Rohre 8 sind in gleicher Weise mit einer unteren Verteilerleitung 15 und einer oberen Sammelleitung 16 verbunden und stehen über eine Falleitung und eine Steigleitung mit der Kessel trommel in Verbindung.In the example shown, the pipes 7 open into a lower distributor line 13 , which is connected to a boiler drum via a downpipe, not shown, and into an upper header line 14 , which is likewise connected to the boiler via a riser. The pipes 8 are connected in the same way to a lower distributor line 15 and an upper manifold 16 and are connected to the boiler drum via a down pipe and a riser pipe.
Die oberen zueinander parallelen, waagerechten Sammellei tungen 14, 16 bilden mit den an ihnen hängenden Rohren 7, 8 und den unteren ebenfalls parallelen, waagerechten Verteiler leitungen 13, 15 eine Einheit, die in Rohrlängsrichtung (vgl. Pfeil S in Fig. 1) längsbewegbar ist.The upper mutually parallel, horizontal collecting lines 14 , 16 form with the pipes 7 , 8 hanging on them and the lower, likewise parallel, horizontal distributor lines 13 , 15 a unit which can be moved longitudinally in the longitudinal direction of the pipe (see arrow S in FIG. 1) is.
In dargestelltem Beispiel liegen die beiden Enden 14 a, 16 a jeder Sammelleitung 14, 16 auf einer mit der allgemeinen Be zugsziffer 17 versehenen Hub- und Auflagevorrichtung auf (Fig. 3). Hierzu besitzen die genannten Leitungsenden 14 a, 16 a einen Ansatz 18 an ihrem unteren Abschnitt, der sich zwischen der Stirnwand 14 b, 16 b der Leitung 14, 16 und dem ersten, dieser Wand benachbarten Rohr 7 b, 8 b erstreckt. Dieser Ansatz 18 hat vorzugsweise eine leicht konkav gewölbte Unter seite 18 a (Fig. 2 und 3). An ihr liegt der entsprechend ge wölbte Abschnitt 19 a des Umfangs 19 einer Kurvenscheibe 20 an, die mit ihrem Antrieb die Hubvorrichtung der beiden Leitungsenden 14 a, 16 a jeder Sammelleitung darstellt. Die Kurvenscheibe 20 ist durch eine Welle 21 vorzugsweise von außerhalb des Wärmetauschers betätigbar. Der Umfang 19 der Kurvenscheibe bildet einen Absatz oder eine Schulter 22. Beim Drehen der Kurvenscheibe 20 in Richtung des Pfeiles K in Fig. 3 werden die Sammelleitungen 14, 16 angehoben und zwar bis zu dem Augenblick, da die Kante 23 des Ansatzes 18 an dem Absatz oder der Schulter 22 des Abschnitts 19 a der Kurvenscheibe 20 mit dem größten Radius abgleitet. Dieses Abgleiten bewirkt ein abruptes Abfallen der Sammelleitung 14, 16, da die Hub- und Auflagevorrichtung 15 an beiden En den der Leitungen 14, 16 synchron betätigt wird. Die Dicke des Ansatzes 18 ist größer gewählt als die des Absatzes oder der Schulter 22, so daß der Ansatz 18 auf dem Umfang 19 der Kurvenscheibe 20 unmittelbar neben oder in Nähe des Ab satzes oder der Schulter 22 aufliegt.In the example shown, the two ends 14 a , 16 a of each manifold 14 , 16 lie on a lifting and support device provided with the general reference number 17 ( FIG. 3). For this purpose, the mentioned pipe ends 14 a , 16 a have a shoulder 18 on their lower section, which extends between the end wall 14 b , 16 b of the pipe 14 , 16 and the first pipe 7 b , 8 b adjacent to this wall. This approach 18 preferably has a slightly concave underside 18 a ( Fig. 2 and 3). On it lies the correspondingly curved portion 19 a of the circumference 19 of a cam 20 , which represents the lifting device of the two line ends 14 a , 16 a of each manifold with its drive. The cam disc 20 can be actuated by a shaft 21, preferably from outside the heat exchanger. The circumference 19 of the cam forms a shoulder or shoulder 22 . When turning the cam 20 in the direction of arrow K in Fig. 3, the manifolds 14 , 16 are raised until the moment when the edge 23 of the shoulder 18 on the shoulder or shoulder 22 of section 19 a of the cam 20 with the largest radius. This sliding causes an abrupt drop of the manifold 14 , 16 , since the lifting and support device 15 on both ends of the lines 14 , 16 is actuated synchronously. The thickness of the approach 18 is chosen larger than that of the paragraph or the shoulder 22 , so that the approach 18 rests on the circumference 19 of the cam 20 immediately next to or in the vicinity of the set or the shoulder 22 .
Die Drehbewegung der Kurvenscheibe 20 kann beliebig oft wiederholt werden; die Rohre 7, 8 werden in angehobener Stellung dadurch gehalten, daß die Kurvenscheibe in einer Stellung nach Fig. 2 oder kurz davor angehalten wird. The rotary movement of the cam 20 can be repeated as often as desired; the tubes 7 , 8 are held in the raised position in that the cam disc is stopped in a position according to FIG. 2 or shortly before.
Vorzugsweise werden alle Kurvenscheiben einer Seite des Aus tauschers durch ein gemeinsames Gestänge gleichzeitig mit den Kurvenscheiben an den anderen Leitungsenden bewegt.Preferably all cams on one side of the off with a common linkage at the same time the cams at the other ends of the line.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist für die Enden der Leitungen 14, 16 jeder Seite des Austauschers eine Traverse 27 vorgesehen. Diese kann an ihren Enden 27 a, 27 b durch je eine Kurvenscheibe nach Art der Kurvenscheibe 20 waagerecht liegend angehoben werden. Jeder dieser Kurvenscheiben ist ein Ansatz 30, 31 auf Höhe der Kurvenscheiben zugeordnet, so daß auch hier das Anheben der Traversen und damit der Rohre 7, 8 entsprechend erfolgen kann. Die Sammelleitungen 14, 16 sind auf den Traversen festgelegt.In the embodiment according to FIG. 6, a traverse 27 is provided for the ends of the lines 14 , 16 on each side of the exchanger. This can be raised horizontally at its ends 27 a , 27 b by a cam plate in the manner of the cam plate 20 . Each of these cams is assigned an extension 30 , 31 at the level of the cams, so that the crossbars and thus the tubes 7 , 8 can also be raised accordingly here. The manifolds 14 , 16 are fixed on the trusses.
Die Verbindung der Sammelleitungen 14, 16 mit der nicht dar gestellten Kesseltrommel kann, wie Fig. 5 wiedergibt, durch Kompensationsrohrleitungen 32, 33 geschehen, die ihrerseits durch die Wandung bzw. die Decke 34, 35 des Kessels bzw. des Wärmetauschers hindurchgeführt sind. Entweder haben die Leitungen 32, 33 an beiden Enden der Leitungen 14, 16 ent sprechenden Querschnitt oder sind zu mehreren angeordnet.The connection of the manifolds 14 , 16 with the boiler drum not shown, as shown in FIG. 5, can be done by compensation pipelines 32 , 33 , which in turn are passed through the wall or the ceiling 34 , 35 of the boiler or the heat exchanger. Either the lines 32 , 33 at both ends of the lines 14 , 16 have a corresponding cross-section or are arranged in pairs.
Zwischen den Seitenwänden 5 des Kessels oder Wärmetauschers erstrecken sich auf Höhe der jeweils unteren Enden der Rohre 7, 8 und damit kurz oberhalb der Verteilerleitungen 13, 15 Traversen 40, 41, die in geeigneter Weise gegeneinander ver steift sein können. Die Rohre 7, 8 besitzen oberhalb dieser an den Rohren in deren unmittelbarer Nähe Ansätze 42, 43. Sind die Rohre 7, 8 angehoben, so ergibt sich ein Abstand a zwischen den Ansätzen 42, 43 und den Traversen 40, 41, der kleiner ist als die Höhe des Absatzes oder der Schulter 22 am Umfang 19 der Kurvenscheibe 20. Fällt die Schulter 23 des Ansatzes 18 an dem Absatz oder der Schulter 22 der Kurven scheibe 20 ab, so treffen die Ansätze 42, 43 auf die Tra versen 40, 41 auf. - Bei dieser Ausführungsform liegt der Ansatz 18 bzw. liegen die Ansätze 30, 31 nach Fig. 6 und 7 nicht in Nähe des Ansatzes oder der Schulter 22 (Fig. 3) bzw. 28 a, 29 a (Fig. 7), sondern etwa bei 45 bzw. 28 b, 29 b am Umfang 28, 29 der Kurvenscheibe an, d. h. an Stellen mit größerem Radius, so daß die Rohre 7, 8 nach dem Abgleiten des Absatzes oder der Schulter 22, 28 a, 29 a an dem Ansatz 18, 30, 31 wieder soweit angehoben werden, daß die Rohre 7, 8 frei herabhängen und mit dem oberen Ende auf dem Umfang der Kurvenscheibe gehalten werden.Between the side walls 5 of the boiler or heat exchanger extend at the level of the respective lower ends of the tubes 7 , 8 and thus just above the distributor lines 13 , 15 trusses 40 , 41 , which can be stiffened against each other in a suitable manner. The tubes 7 , 8 have lugs 42 , 43 above them on the tubes in their immediate vicinity. If the tubes 7 , 8 are raised, there is a distance a between the shoulders 42 , 43 and the cross members 40 , 41 , which is smaller than the height of the shoulder or shoulder 22 on the circumference 19 of the cam disk 20 . If the shoulder 23 of the shoulder 18 on the shoulder or shoulder 22 of the cam disc 20 falls off, the shoulders 42 , 43 meet on the traverses 40 , 41 . - In this embodiment, the approach 18 or approaches 30 , 31 according to FIGS. 6 and 7 are not in the vicinity of the approach or shoulder 22 ( FIG. 3) or 28 a , 29 a ( FIG. 7), but about at 45 or 28 b , 29 b on the circumference 28 , 29 of the cam disc, ie at locations with a larger radius, so that the tubes 7 , 8 after sliding off the shoulder or shoulder 22 , 28 a , 29 a on the Approach 18 , 30 , 31 are raised again so far that the tubes 7 , 8 hang freely and are held with the upper end on the circumference of the cam.
Statt der Traversen 40, 41 und der Ansätze 42, 43 kann auch unterhalb der Verteilerleitungen 13, 15 ein Anschlag vorge sehen werden, was dann vorzuziehen ist, wenn in Abweichung von der dargestellten Anordnung der Rohre und der mäander förmigen Führung der Gase hängende Rohre oder Rohrreihen und -wände Anwendung finden.Instead of the crossbeams 40 , 41 and the approaches 42 , 43 , a stop can also be seen below the distribution lines 13 , 15 , which is preferable if, in deviation from the arrangement of the pipes shown and the meandering guidance of the gases, hanging pipes or Find rows and walls of pipes.
In Fig. 1 ist in gestrichelter Linie angedeutet, daß statt der Wand 10 und der Bodenwand 1 Trichter 50 vorgesehen sein können, wobei jeweils ein Trichter zwei benachbarten Gassen 11 zugeordnet ist; jede andere Ausbildung und Anordnung der Trichter kann gewählt werden.In Fig. 1 it is indicated in dashed lines that instead of the wall 10 and the bottom wall 1 funnel 50 can be provided, one funnel being assigned to two adjacent streets 11 ; any other design and arrangement of the funnels can be chosen.
Eine Kurvenscheibe wie die Scheibe 20 oder die Scheibe 28 arbeitet nach dem Prinzip eines Keils, der an einer endlo sen umlaufenden Kette angeordnet ist. Es ist daher möglich, statt der einzelnen Kurvenscheiben oder den für eine Rohr reihe gemeinsamen Kurvenscheiben eine endlos umlaufende Kette zu wählen, die im Abstand der Rohre oder im Abstand der Enden der Traverse 27 nach Fig. 6 und 7 je einen Keil trägt, dessen schräge Keilfläche nach oben gegen die Rohre oder gegen die Traverse gerichtet ist. Beim Umlaufen der Kette heben die Keile am Kettenobertrum die Rohre an, um am Kettenuntertrum wieder in ihre Funktionsstellung zu ge langen. Bei dieser Ausführung sind zusätzliche Stützelemente für die Rohre oder die Traversen vorgesehen, auf denen diese Teile so lange aufliegen bis die Keile ein erneutes Anheben der Rohre bzw. der Traversen veranlassen. Die Änsätze an den Rohren 14 a, 16 a bzw. an den Enden 27 a, 28 a der Traver sen können hierbei ebenfalls korrespondierte Keilform haben, wie statt der Kette jedes andere geeignete Zugmittel An wendung finden kann, an dem die vorzugsweise in Profilschie nen geführten Keile angebracht sind.A cam like the disc 20 or the disc 28 works on the principle of a wedge, which is arranged on an endless chain rotating. It is therefore possible to choose an endless chain instead of the individual cam disks or the cam disks common for a tube row, which carries a wedge at a distance from the tubes or at a distance from the ends of the crossmember 27 according to FIGS. 6 and 7, the oblique Wedge surface is directed upwards against the pipes or against the crossbar. When the chain rotates, the wedges on the upper chain run raise the tubes to return to their functional position on the lower chain run. In this version, additional support elements are provided for the pipes or the crossbeams, on which these parts rest until the wedges cause the pipes or the crossbeams to be lifted again. The approaches on the tubes 14 a , 16 a or at the ends 27 a , 28 a of the travers sen can also have a corresponding wedge shape, as instead of the chain any other suitable traction means can be used, on which the preferably in rails guided wedges are attached.
Claims (13)
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