EP0468024B1 - Einspritzeinrichtung zur on-line nassreinigung von verdichtern - Google Patents

Abstract

Bei einer Einspritzeinrichtung zur ON-LINE Nassreinigung von Verdichtern wird das flüssige Reinigungsmittel über eine Düse in den Strömungskanal stromaufwärts des Verdichters eingespritzt. Die Düse ist ein Molekular-Zerstäuber (2) welcher in einem Kugelgelenk (3) dreidimensional verstellbar in der Gehäusewandung (4) des Verdichters montiert ist und während des Maschinenbetriebes gewartet, eingestellt oder gar ausgewechselt werden kann.

Description

Technisches Gebiet
• Die Erfindung betrifft eine Einspritzeinrichtung zur Nassreinigung von Verdichtern während des Betriebes, mittels welcher über eine Leitung das flüssige Reinigungsmittel in den Strömungskanal stromaufwärts des Verdichters einführbar ist.
Stand der Technik
• Die bisher angewendeten Einspritzeinrichtungen bieten zu wenig Schutz gegen mögliche Schaufelfolgeschäden. In der Regel handelt es sich um Pralldüsen, deren Stutzen zwangsläufig relativ tief in den Strömungskanal hineinragen. Insbesondere bei transonischen Verdichtern sind aus strömungstechnischen Gründen solche störenden Elemente im Verdichtereinlauf unzulässig. Potentielle Gefahren hinsichtlich Schaufelschäden sind zweifacher Natur: Zum einen können die Stutzen im Resonanzfall abgeschwungen werden und gegen die Beschaufelung geschleudert werden; zum andern können die Stutzen aus ihrer Verankerung wegfliegen als Folge von Korrosionsschäden, beispielsweise von Lochfrass.
• Auch ist die Funktionsweise derartiger Pralldüsen nicht ganz befriedigend. Die Zerstäubung der Reinigungsflüssigkeit ist bei unterschiedlicher Tropfengrösse nicht gleichmässig. Dies kann zu partieller Schwingungsanregung der Beschaufelung führen. Ferner ist die Möglichkeit einer Erosion der Schaufelbeschichtung gegeben. Darüberhinaus kann die Düsenleistung nur durch Druckänderung eingestellt werden, wobei indessen die Tropfengrösse unmittelbar beeinflusst wird. Schliesslich kann auch die Düsenstrahlrichtung nur um die Stutzenachse selbst verändert werden, was eine individuelle Anpassung des Düsenstrahls an die vorherrschenden Strömungsverhältnisse verunmöglicht.
• Eine Einspritzeinrichtung der eingangs genannten Art ist bekannt aus der FR-A-2418355. Sie betrifft die Nassreinigung von Verdichterstufen, individuell und in Kaskaden. Durch Zuleitung einer Flüssigkeit wird zuerst die letzte Verdichterstufe gereinigt, nach Reinigung dieser wird die nächst höhere Stufe gereinigt, usw. Zwischen den Stufen wird die Reinigungsflüssigkeit entwässert. Aufgrund der Schmutzbelastung des Abwassers wird die Sauberkeit der entsprechenden Verdichterstufe eingeschätzt. Die Art und Weise, wie die Reinigungsflüssigkeit in den Strömungskanal eingeführt wird, wird in FR-A-2418355 nicht weiter erläutert. Diese bekannte Reinigungstechnik kann bei den modernen (Gasturbinen-) Verdichtern aufgrund deren Druck-Temperatur Charakteristik nicht eingesetzt werden. Vor allem würde die Einleitung von Wasser in relativ grossen Tropfen, wie es in FR-A-2418355 der Fall ist, zur Erosion der Verdichterschaufeln führen sowie Strömungsinstabilitäten und Schwingungen insbesondere im transsonischen Bereich hervorrufen. Eine Einstellmöglichkeit der Einspritzrichtung ist in der bekannten Vorrichtung nicht vorgesehen.
• Eine weitere aus der FR-A-2258102 bekannte Einspritzeinrichtung beschreibt die Trockenreinigung der Schaufelräder von Ventilatoren in der Zementindustrie. Hier wird keine Flüssigkeit zur Reinigung verwendet, sondern es werden lediglich feine Partikel von einer Luftströmung mitgerissen.
Darstellung der Erfindung
• Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einerseits in Spritzleistung und Spritzrichtung einstellbar ist und welche andererseits die Verdichterbeschaufelung in einem Höchstmass vor gewaltsam abgetrennten Einrichtungsteilen schützt.
• Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass das flüssige Reinigungsmittel mittels einer Zerstäubungsdüse eingespritzt wird, welche in einem Kugelgelenk dreidimensional verstellbar in der Gehäusewandung des Verdichters montiert ist.
• Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass aufgrund der verwendeten handelsüblichen Düse in einem Universaleinsatz Leistungskorrekturen sowie Einstellungen der Düsenstrahlrichtung und der Düsenstrahlart bei laufendem Verdichter ohne Beeinträchtigung des Maschinenbetriebes durchgeführt werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt. Es zeigen

Fig.1

eine schematischen Längsschnitt durch die Einlaufpartie eines Axialverdichters;

Fig.2

eine Schnittdarstellung der montierten verstellbaren Einspritzeinrichtung.

• Erfindungsunwesentliche Teile des Verdichters sind weggelassen. Die Strömungsrichtungen der Arbeitsmittel sind mit Pfeilen bezeichnet.
Weg zur Ausführung der Erfindung
• In Fig.1 sind 4 Einbaubeispiele für die Einspritzdüsen gezeigt. Es versteht sich, dass unabhängig von der Konfiguration des gewählten Verdichtereintritts die Positionen und die Anzahl der Düsen so zu wählen sind, dass sie zum einen den ganzen durchströmten Querschnitt beaufschlagen, zum andern von aussen her zugänglich sind.
  Beim einzuspritzenden Mittel handelt es sich in der Regel um ein Gemisch aus einem handelsüblichem Konzentrat und aufbereitetem Wasser.
• Gemäss Fig.2 wird dieses Gemisch in den durchströmten Kanal 1 eingespritzt über einen Molekular-Zerstäuber 2. Dieser Zerstäuber 2 ist im Innern eines Kugelgelenkes 3 mittels Schraubgewinde derart befestigt, dass die Düsenmündung zumindest annähernd bündig ist mit der Kugeloberfläche. Im gezeigten Fall weist der Spritzkegel einen Winkel von ca.90° auf. Dies bedeutet, dass die Längsachse des Zerstäubers gegen die strömungsbegrenzende Wandung 4 des Verdichtergehäuses nur um 45° angestellt sein muss, um die Wandzonen mitzuerfassen.
• Dieser dargestellte Fall gilt beispielsweise für eine Einspritzform, bei welcher in Strömungsrichtung der in den Verdichter einströmenden Luft eingespritzt wird. Soll indessen gegen die Strömungsrichtung der angesaugten Frischluft eingespritzt werden, so muss das Kugelgelenk lediglich um 90° umgeschwenkt werden in die mit B bezeichnete Position.
• Um diese und andere Verstellungen während des Maschinenbetriebes bewerkstelligen zu können, liegt das Kugelgelenk 3 in einer Gelenkschale ein, welche in ein Gehäuse 5 eingearbeitet ist. Dieses Gehäuse von vorzugsweise zylindrischer Form, welches die Verdichterwandung 2 durchdringt, liegt mit einem flanschartigen Boden an der Innenseite der Verdichterwandung an. In diesem Boden ist die genannte Gelenkschale angeordnet. Der an der Aussenseite der Verdichterwandung herausragende zylindrische Teil des Gehäuses 5 ist sowohl mit einem Innengewinde als auch mit einem Aussengewinde versehen. Ueber letzteres wird das Gehäuse mittels Wellenmutter 6 und Sicherungsblech 7 fest mit der Wandung 2 verschraubt. Ueber das Innengewinde wird mittels einer Klemmmutter 8 das Kugelgelenk 3 in die Gelenkschale gedrückt und in der jeweiligen Position festgehalten.
• Der Molekular-Zerstäuber 2 ist mit einem Zuführrohr 9 verbunden, welches an seinem andern Ende eine Verschraubung 10 zur Aufnahme einer beispielsweise biegsamen Schlauchverbindung 11 (Fig.1) trägt. Durchmesser des Zuführrohres sowie axiale Länge des zylindrischen Teiles des Gehäuses 4 sind so aufeinander abgestimmt, dass das Zuführrohr 9 ohne weiteres eine Schwenkbewegung über 90° durchführen kann und zwar sowohl in der Zeichnungsebene als auch senkrecht dazu. Dadurch sind der Einstellbarkeit des Spritzwinkels keine Grenzen gesetzt.
• Aus Fig.2 ist erkennbar, dass die in den durchströmten Verdichterkanal hineinragenden Teile auf ein absolutes Minimum reduziert sind. Konstruktionsbedingt ist es auch nicht möglich, dass von der Einrichtung abgetrennte Teile in die Beschaufelung gelangen. Ueberdies besteht hinsichtlich des möglichen Abschwingens von Teilen oder hinsichtlich Korrosionsschäden an der Einrichtung kaum Gefahr. Denn selbstverständlich sind jene Teile der Einrichtung, die mit dem Reinigungsmittel in Berührung sind, aus rostbeständigen Materialien gefertigt.
• Die neue Einrichtung zeichnet sich durch extreme Wartungsfreundlichkeit aus. So können sämtliche Servicearbeiten wie säubern, korrigieren, kontrollieren und reparieren bei laufender Maschine ausgeführt werden. Dies gilt selbstverständlich auch für das eigentliche Auswechseln des Molekular-Zerstäubers im Falle einer notwendigen Aenderung seiner Leistung oder der Form des Düsenstrahles. So hat es sich gezeigt, dass das Austauschen einer Düseneinheit einer Zeit von ca. 15 Minuten bedarf.

Claims (1)

1. Einspritzeinrichtung zur Nassreinigung von Verdichtern während des Betriebes, mittels welcher über eine Leitung (11) das flüssige Reinigungsmittel in den Strömungskanal (1) stromaufwärts des Verdichters einführbar ist,
   dadurch gekennzeichnet, dass
   das flüssige Reinigungsmittel mittels einer Zerstäubungsdüse (2) eingespritzt wird, welche in einem Kugelgelenk (3) dreidimensional verstellbar in der Gehäusewandung (4) des Verdichters montiert ist.

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