DE862456C

DE862456C - Process for the self-cleaning of surface capacitors

Info

Publication number: DE862456C
Application number: DET1598A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl-Ing Taprogge
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-06-25
Filing date: 1950-06-25
Publication date: 1953-05-11

Description

Verfahren zur Selbstreinigung von Oberflächenkondensatoren Die Überwachung der Oberflächenkondensatoren in Dampfkraftanlagen hat vor allem die Aufgabe, den Wärmeübergang der Kondensatorkühlrohre laufend zu kontrollieren und auf einen möglichst hohen Durchschnittswert zu halten. Die im Kühlwasser enthaltenen mechanischen Verunreinigungen, organischen Stoffe und Härtebildner führen zu Ablagerungen in den Kondensatorkühlrohren und damit zu einer Verschlechterung des Wärmeübergangs vom Dampf durch die Kühlrohrwandungen an das Kühlwasser. Eine Verschlechterung des Wärmeübergangs bewirkt aber gleichzeitig eine Verminderung des Kondensatorwirkungsgrades und damit des Gesamtwirkungsgrades der Wärmekraftanlage.Procedure for self-cleaning of surface capacitors Monitoring of the surface condensers in steam power plants has the main task of the To continuously control the heat transfer of the condenser cooling pipes and if possible keep high average value. The mechanical impurities contained in the cooling water, Organic substances and hardeners lead to deposits in the condenser cooling tubes and thus to a deterioration in the heat transfer from the steam through the cooling tube walls to the cooling water. At the same time, however, it causes a deterioration in the heat transfer a reduction in the efficiency of the capacitor and thus the overall efficiency the thermal power plant.

Zur Beseitigung der im Kühlwasser enthaltenen schädlichen Stoffe sowie zur Reinigung der Kühlrotere selbst werden zahlreiche Verfahren angewendet.To remove the harmful substances contained in the cooling water as well Numerous processes are used to clean the cooling rotors themselves.

Bei Frischwasserkühlung ist eine chemische Enthärtung wegen der großen Wassermengen meist zu kostspielig, und zur Vernichtung organischer Stoffe wird dem Kühlwasser heute vielfach Chlor zugesetzt. Bei Rückkühlbetr ieb wird dieses Chlorungsverfahren ebenfalls angewendet und der durch Verdunsten zunehmenden Härte des rückgekühlten Wassers durch eine chemische Enthärtung begegnet.With fresh water cooling, chemical softening is necessary because of the large Amounts of water are usually too expensive, and organic matter is destroyed Chlorine is often added to cooling water today. This chlorination process is used for recooling operations also used and the hardness of the recooled, which increases due to evaporation Water through a chemical softening.

Selbst bei einwandfreier Vorbehandlung des Kühlwassers jedoch kann in den meisten Fällen auf die Dauer nicht verhindert werden, daß sich in den Kondensatoren Verunreinigungen des Kühlwassers, meist mechanischer Art, ansetzen, die im Laufe der Zeit zu einer erheblichen Verminderung des Kondeüsätor `virkungsgrades führen. Die-Kondens'atorrohre müssen daher von Zeit zu Zeit gereinigt werden.However, even if the cooling water is properly pretreated in most cases in the long run it cannot be prevented from getting into the capacitors Impurities in the cooling water, mostly of a mechanical nature, set in the course the time to a considerable reduction of the Kondeüsätor `efficiency to lead. The condenser tubes must therefore be cleaned from time to time.

Loser Schlamm kann durch-Erhöhung-der Kühlwassergeschwindigkeit nach dem Bögner-Hülsmeyer-Verfahren, mit dem Krupp-Kondensatorspüler > oder durch Gummipfropfen, die mittels Druck-#vässez "oder von Hand durch die Kühlrohre gedrückt werden, beseitigt werden. Fester Schlamm wird durch Bürsten oder Drahtborsten entfernt. Sehr harter Schlammansatz wird ausgebohrt und fester Steinansatz auf chemischem Wege gelöst. Bei den letzteren Verfahren ist es nicht immer einfach, die Ablagerungen restlos zu beseitigen, -ohne daß die Rohre beschädigt werden.Loose sludge can be increased by increasing the cooling water speed the Bögner-Hülsmeyer process, with the Krupp condenser washer> or with rubber stoppers, which are pushed through the cooling tubes by means of pressure # vlaßz "or by hand, eliminated will. Solid sludge is removed by brushing or wire bristles. Very hard Sludge deposits are drilled out and solid stone deposits are chemically dissolved. With the latter method it is not always easy to remove the deposits completely without damaging the pipes.

Allen diesen Reinigungsverfahren ist gemeinsam, daß die Reinigung erst bei einem gewi ssen Verschmutzungsgrad des Kondensators, d. h. -in mehr oder weniger großen Zeitabständen, die auf Grund einer Wirtschaftlichkeitsberechnung ermittelt werden, durchgeführt werden kann. Die Kondensatorreinigung kann außerdem bisher, mit Ausnahme der beiden erstgenannten Verfahren, die lediglich bei geringfügiger Kühlrohrverschlammung in -Frage -kommen, nur bei Betriebsruhe oder bei Vorhandensein- - einer geteilten Wasserkammer - oder . von Doppelkondensatoren nur bei Teillast und entsprechend verschlechtertem Vakuum durchgeführt werden.All these cleaning methods have in common that cleaning only with a certain degree of contamination of the condenser, d. H. -in more or less long time intervals based on a profitability calculation can be determined. The condenser cleaning can also so far, with the exception of the first two proceedings, which were only minor Cooling pipe sludge in -question, only when the plant is idle or when- - a split water chamber - or. of double capacitors only at part load and correspondingly deteriorated vacuum.

Infolge des Umstandes, daß die Kondensatorreinigungen nur in gewissen Zeitabständen vorgenommen werden können, .liegt .das Niveau des .durchschnittlichen Wärmeüberganges der Kühlrohre bzw. des Kondensatorwirkungsgrades oft erheblich unter den unmittelbar nach einer Reinigung erreichten Höchstwerten. Hierzu kommt, daß gelegentlich aus -betrieblichen Gründen die als wirtschaftlich ermittelte Betriebsdauer eines Kondensators überschritten werden muß, wodurch das, durchschnittliche Vakuum des Kondensators ..zwangsiäufig noch weiter verschlechtert wird. Bei den z. Z. üblichen Reinigungsverfahren kann das durchschnittliche Vakuum des Kondensators wegen der hohen Kosten für die Kühlwasservorbehandlung und Kondensatorreinigung nicht wesentlich mehr verbessert werden.As a result of the fact that the condenser cleanings only in certain Time intervals can be made, .is. The level of. The. Average Heat transfer of the cooling tubes or the condenser efficiency often significantly below the maximum values reached immediately after cleaning. Added to this is that occasionally, for operational reasons, the operating time determined to be economical of a capacitor must be exceeded, whereby the average vacuum of the capacitor ... is inevitably deteriorated even further. At the z. Z. usual Cleaning process can cause the average vacuum of the condenser high costs for cooling water pretreatment and condenser cleaning are not essential more to be improved.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren dar,.welches infolge seiner Eigenart und Einfachheit der Mittel nur geringe Anschaffungs- und Betriebskästen verursacht. Hierdurch wird eine wesentliche Steigerung des durchschnittlichen Kondensatorvakuums ermöglicht.-je häufiger die Kondensatorkühlrohre gereinigt werden, um so geringer ist naturgemäß die jeweilige Kühlröhrverschmutzung und um so geringer ist der Kraftaufwand, der bei einer mechanischen Reinigung. der Kühlrohre aufgebracht werden muß. Diese Tatsache bildet die Grundlage des Reinigungsverfahrens.-Während des Kondensatorbetriebes werden die Kondensatörkühlrohre abwechselnd, jedoch in sehr kurzen Zeitabständen, durch kugelförmige Reibkörper, z. B. Schwammgummikugeln, gereinigt, die das Kühlwasser auf seinem Weg- durch den Kondensator mit sich führt. Hierbei dient das Kühlwasser gleichzeitig als Trägerflüssigkeit und in den Kühlrohren .als Druckmittel für die Reibkörper. Diese Reibkörper führen während der Kondensatorreinigung einen dauernden Kreislauf aus, indem sie von dem Kühlwasser durch den Kondensator geleitet, auf der Kondensatoraustrittsseite von einer Vorrichtung angehalten und wieder in das dem Kondensator zufließende Kühlwasser geleitet werden. Das gesamte den Kondensator verlassende aufgewärmte Kühlwasser wird durch eine Vorrichtung geleitet, die den Zweck hat, das Kühlwasser ungehindert in die Kühlwasserabflußleitung weiterströmen zu lassen, während die Reibkörper angehalten und mit einem Teilstrom des aufgewärmten -Kühlwassers in eine Rohrleitung (Rückführleitung) geleitet werden, durch die sie gegebenenfalls vermittels einer Pumpe (Rückführpumpe) wieder in das dem Kondensator zufließende Kühlwasser zurückbefördert werden, womit ihr Kreislauf erneut beginnt. Die Auffang- und Leitvorrichtung der Reibkörper kann z. B. aus einem trichterförmigen Sieb oder einem schräg in die Kondensatorabflußleitung eingebauten Sieb oder Rechen bestehen. An dem tiefsten Punkt dieser Vorrichtung ist jeweils die Rückführleitung der Reibkörper angebracht. Die Rückführpumpe kann als Kreiselpumpe, Wasserstrahlpumpe od. dgl. ausgebildet sein.The present invention is a method .which as a result its peculiarity and simplicity of means only a small investment and operating box caused. This will significantly increase the average capacitor vacuum The more frequently the condenser cooling tubes are cleaned, the less is naturally the respective cooling pipe contamination and the lower the effort required that of mechanical cleaning. the cooling pipes must be applied. These Fact forms the basis of the cleaning process. - During condenser operation are the condenser cooling pipes alternately, but in very short time intervals, by spherical friction bodies, e.g. B. sponge rubber balls, which cleaned the cooling water on its way through the condenser. The cooling water is used here at the same time as a carrier liquid and in the cooling tubes .as pressure medium for the Friction body. These friction bodies cause a permanent cleaning of the condenser Circuit off by having the cooling water passed through the condenser on the condenser outlet side stopped by a device and returned to the the cooling water flowing into the condenser can be conducted. The whole of the capacitor leaving heated cooling water is passed through a device that controls the The purpose is to ensure that the cooling water continues to flow unhindered into the cooling water discharge line to let while the friction body stopped and with a partial flow of the warmed up -Cooling water are fed into a pipeline (return line) through which they possibly by means of a pump (return pump) back into the condenser incoming cooling water are returned, which starts their cycle again. The collecting and guiding device of the friction body can, for. B. from a funnel-shaped Sieve or a sieve or rake built into the condenser drain pipe at an angle exist. At the lowest point of this device is the return line the friction body attached. The recirculation pump can be used as a centrifugal pump, water jet pump or the like. Be formed.

Im allgemeinen ist es möglich, die Reibkörper ohne Beschädigung durch die Kondensatorkühlwasserpumpe zu führen. Die Rückführleitung der Reibkörper mündet in diesem Fall in den Saugstutzen der Kondensatorkühlwasserpumpe. Da andererseits in den meisten vorkommenden Fällen zwischen der Kondensatorabflußleitung und dem Saugstutzen der Kondensatorkühlwasserpumpe während des Betriebes ein positives Druckgefälle herrscht, wird eine besondere Rückführpumpe für die Reibkörper überflüssig. Diese Ausführung des Verfahrens stellt somit den Normalfall und seine einfachste Form dar. Neben den Reibkörpern wird hierbei hauptsächlich nur die Auffang- und Leitvorrichtung auf der Kondensatorabflußseite und die Rückführleitung zum Saugstutzen der Kondensatorkühlwasserpumpe benötigt.In general, it is possible to get the friction body through without damaging it to lead the condenser cooling water pump. The return line of the friction bodies opens in this case in the suction nozzle of the condenser cooling water pump. There on the other hand in most cases between the condenser drain line and the Suction nozzle of the condenser cooling water pump during operation prevails, a special return pump for the friction body is superfluous. These Execution of the procedure thus represents the normal case and its simplest form In addition to the friction bodies, only the collecting and guiding device is mainly used here on the condenser discharge side and the return line to the suction nozzle of the condenser cooling water pump needed.

Als Material für die Reibkörper eignet sich besonders Schwammgummi. Die Elastizität und der Durchmesser der Kugeln wird derartig gewählt, daß sich eine möglichst große Reibfläche im Kühlrohr ausbilden kann. Die Kugeln unterliegen -in- den Kühlrohren einem maximalen Antrieb, der dem Druckunterschied entspricht, der sich während des Kondensatorbetriebes zwischen Anfang und Ende der Kühlrohre bzw. der Wassermenge im Kondensator einstellt. Der Druckunterschied entspricht hauptsächlich dem Wasserwiderstand, den das Kühlwasser auf dem Weg durch die Kühlrohre entfährt. Er nzuß so groß sein, daß das Kühlwasser eventuell mehrere Kugeln gleichzeitig durch die Kühlrohre transportieren kann, so daß eine Verstopfung nicht zu befürchten ist. Auch diese Sicherheit muß bei der" Wahl der Elastizität und der Durchmesser der Kugeln berücksichtigt werden. Die reinigende Wirkung besonders des porösen Schwammgummis ist so groß, daß die bei der häufigen Reinigung jedes einzelnen Kühlrohres geringfügige Ablagerung in den Kühlrohren stets. restlos beseitigt wird.Sponge rubber is particularly suitable as the material for the friction bodies. The elasticity and the diameter of the balls is chosen such that a can form the largest possible friction surface in the cooling tube. The balls are subject -in- the cooling tubes a maximum drive, which corresponds to the pressure difference, the between the beginning and the end of the cooling tubes or adjusts the amount of water in the condenser. The pressure difference mainly corresponds the water resistance that the cooling water escapes on its way through the cooling pipes. It has to be so large that the cooling water can pass several balls at the same time can transport the cooling tubes, so that clogging is not to be feared. This security must also be considered when choosing the elasticity and the diameter of the Bullets must be taken into account. The cleaning effect especially of the porous sponge rubber is so large that the frequent cleaning of each individual cooling tube is insignificant Deposits in the cooling tubes always. is completely eliminated.

Bei nur geringer Kühlwasserverschmutzung ist es meist nicht notwendig, den Durchmesser der Kugeln größer als den Kühlrohrdurchmesser zu wählen. Die ungleichförmige Bewegung der Kugeln in den Kühlrohren genügt bereits für die Reinigung.If the cooling water is only slightly contaminated, it is usually not necessary to choose the diameter of the balls larger than the cooling tube diameter. The uneven one Moving the balls in the cooling tubes is enough for cleaning.

Poröser Schwammgummi hat die günstige Eigenschaft, daß er eine gewisse Wassermenge durch seine Poren durchläßt. Während die Kugeln vom Kühlwasser durch die Kühlrohre gedrückt «-erden, treibt das durch die Kugeln hindurchtretende Wasser die von den Rohrwandungen gelösten Verunreinigungen vor den Kugeln her und vermeidet damit eine größere Verschmutzung der Kugeln.Porous sponge rubber has the beneficial property that it has a certain Lets the amount of water through its pores. While the balls from the cooling water through the cooling tubes are pressed "-earth," drives the water passing through the spheres the impurities loosened from the pipe walls in front of the balls and avoids thus a greater contamination of the balls.

Die auf die in der Kondensatorabflußleitung angebrachte Auffangvorrichtung aufprallenden Kugeln «erden dort von dem an sie vorbeiströmenden Kühlwasser gereinigt und gelangen sauber wieder in den Reinigungskreislauf.The catcher attached to the condenser drain line impacting balls «are cleaned of the cooling water flowing past them and get back into the cleaning cycle clean.

Da das spezifische Gewicht der Reibkörper gleich oder fast gleich dem des Wassers gewählt wird, schweben sie im Kühlwasser. Dieses Schwebevermögen und die Durchwirbelung durch die Kondensatorkühlwasserpumpe oder durch besondere Wirbelapparate in der Kondensatorzuflußleitung und in den Wasserkammern begünstigen die Wahrscheinlichkeit, daß sämtliche Iiiihlrohre gleichmäßig gereinigt werden. In jedem Falle ist durch eine entsprechende Anzahl der am Reinigungskreislauf beteiligten Reibkörper eine Reinigung sämtlicher Kühlrohre gewährleistet. Die Verunreinigungen «-erden in kürzester Zeit je nach der Anzahl der Reibkörper wieder aus den Kühlrohren entfernt, ohne daß es erst zu einer praktisch bedeutsamen Kühlrohrv erschmutzung kommt. Durch eine der Kühlwassereigenschaft und der Kondensatorkühlfläche angepaßte Anzahl und durch die gleichzeitig mögliche Verwendung von Reibkörpern mit verschiedenen Reibeigenschaften kann der maximale nur mögliche Wärmeübergang in den Kühlrohren aufrechterhalten werden.Because the specific gravity of the friction bodies is the same or almost the same that of the water is chosen, they float in the cooling water. This floating ability and the turbulence by the condenser cooling water pump or by special Encourage vortices in the condenser inflow line and in the water chambers the likelihood that all of the vacuum tubes will be cleaned evenly. In any case, there is a corresponding number of those involved in the cleaning cycle Friction body ensures cleaning of all cooling tubes. The impurities «-Earths out of the cooling tubes again in a very short time, depending on the number of friction bodies removed without first causing a practically significant cooling pipe pollution comes. Adapted to the properties of the cooling water and the condenser cooling surface Number and the simultaneous use of friction bodies with different The maximum possible heat transfer in the cooling tubes can have frictional properties be maintained.

Bei diesem Selbstreinigungsverfahren wird die Kühlwassermenge des Kondensators nur unwesentlich durch die Reibkörper beeinflüßt. Auch das mit den Reibkörpern rückfließende aufgewärmte Kühlwasser hat praktisch keinen Einfluß auf das im Kondensator erzielte Vakuum, besonders bei dem Gewinn, der durch die relativ saubere Kondensatorkühlfläche dauernd erzielt wird.With this self-cleaning process, the cooling water volume of the Capacitor only insignificantly influenced by the friction body. Also with the Heated cooling water flowing back to friction bodies has practically no influence on the vacuum achieved in the condenser, especially with the gain made by the relative clean condenser cooling surface is achieved continuously.

Das Kondensatorselbstreinigungsverfahren hat gegenüber den bisher bekannten Reinigungsverfahren verschiedene Vorteile. Der Wärmeübergang der Kondensatorkühlrohre und damit das Vakuum im Kondensator erreichen infolge der verhältnismäßig häufigenReinigungen jedes einzelnen Kühlrohresbei schonender Behandlung des Kühlrohrmaterials einen hohen Durchschnittswert, der praktisch dem Höchstwert gleich kommt. Die Anlage- und Betriebskosten sind besonders bei normalen Verhältnissen, d. h. bei. Fortfall der Rückführpumpe und Anschluß der Rückführleitung der Reibkörper in den Saugstutzen der Kondensatorkühlwasserpumpe, äußerst gering. Bei Fortfall der Rückführpumpe setzt mit der Inbetriebnahme des Kondensators auch seine Reinigung automatisch ein, sie kann jedoch, falls nicht mehr notwendig, durch ein einfaches Absperrorgan in der Rückführleitung des Reibkörperkreislaufes jederzeit unterbrochen werden, ohne daß der Kondensatorbetrieb hierdurch merklich beeinflußt wird. Dies bedeutet geringe Wartungskosten und für die Maschinenanlage eine wesentliche Steigerung ihrer Betriebsbereitschaft. Damit sind auch in gewissem Maße geteilte Wasserkammern und Doppelkondensatoren überflüssig, sofern sie ausschließlich für die Kondensatorreinigung vorgesehen sind. Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens ist der Fortfall einer besonderen Kühlwasservorbehandlung zum Beseitigen von organischen Stoffen und Härtebildnern.The capacitor self-cleaning process has compared to the previous known cleaning methods have various advantages. The heat transfer of the condenser cooling tubes and thus reach the vacuum in the condenser as a result of the relatively frequent cleaning each individual cooling tube with careful treatment of the cooling tube material high average value, which is practically equal to the maximum value. The attachment- and operating costs are particularly high under normal conditions; H. at. Elimination the return pump and connection of the return line of the friction body in the suction nozzle the condenser cooling water pump, extremely low. If the recirculation pump fails with the start-up of the condenser also its cleaning automatically a, them however, if no longer necessary, a simple shut-off device in the Return line of the friction body circuit can be interrupted at any time without the capacitor operation is noticeably influenced by this. This means low Maintenance costs and a significant increase in operational readiness for the machine system. So there are also to a certain extent split water chambers and double capacitors superfluous if they are only intended for cleaning the condenser. Another major advantage of this process is the elimination of a special one Cooling water pre-treatment to remove organic substances and hardness builders.

Das Reinigungsverfahren kann außer bei Oberflächenkondensatoren auch unter entsprechenden Voraussetzungen bei sonstigen Röhrenwärmeaustauschern Anwendung finden.The cleaning process can also be used except for surface capacitors Use with other tubular heat exchangers under the appropriate conditions Find.

Es ist bereits eine Einrichtung zur inneren Reinigung der Rohrschlangen von Wasserrohrkesseln od. dgl. durch Reibkörper bekannt. Die Einrichtung besteht aus einem Rohr, «-elches die Rohrschlangenenden verbindet. In dieses Rohr mündet eine besondere Druckleitung. Durch gleichzeitiges und abwechselndes Öffnen und Schließen von Absperrorganen inder Druckleitung und in der Verbindungsleitung werden die Reibkörper durch die Rohrschlange gedrückt. Die Bedienung der Absperrorgane erfolgt von Hand. Die wesentlichen Unterschiede gegenüber dem beschriebenen Kondensatorselbstreinigungsverfahren liegen in dem Vorhandensein eines Verbindungsrohres zwischen den Rohrenden des zu reinigenden Rohres, in den Absperrorganen, die von der Hand bedient werden müssen, in dem besonderen Druckmittel für den Kreislauf der Reibkörper und in der Tatsache, daß die Reinigung nur bei Betriebsruhe durchgeführt werden kann.It is already a device for cleaning the inside of the pipe coils of water tube boilers or the like. Known by friction bodies. The facility exists from a pipe, "which connects the ends of the coiled pipes. Opens into this pipe a special pressure line. By opening and closing simultaneously and alternately of shut-off devices in the pressure line and in the connecting line are the friction bodies pushed through the pipe coil. The shut-off devices are operated by hand. The main differences compared to the described capacitor self-cleaning process lie in the presence of a connecting pipe between the pipe ends of the to cleaning pipe, in the shut-off devices that have to be operated by hand, in the special pressure medium for the circuit of the friction bodies and in the fact that cleaning can only be carried out when the company is idle.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Process for the self-cleaning of surface capacitors, characterized in that spherical friction bodies with the cooling water in the condenser cooling pipes get from this through the condenser cooling pipes, after the passage through the last condenser water path from a call catching and guiding device, a funnel-shaped sieve od. The like. Stopped and in a condenser drain and the condenser inflow side connecting pipe are passed through which they by a special pump together with part of the warmed-up cooling water be conveyed back into the condenser inflow line. z. Device for exercising of the procedure according to claim i, characterized in that, the - The condenser outflow and condenser inflow side connecting pipeline of the Friction body circuit in the suction port of the condenser cooling water pump: e opens. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the spherical friction body get directly into the suction nozzle of the condenser cooling water pump. q .. device according to claim? and 3, characterized in that spherical friction bodies of different types of friction properties are also involved in the cleaning cycle,