EP0493402B1 - Device for cleaning the insides of heat-exchanger tubes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Innenreinigung der Rohres eines Wärmetauschers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for cleaning the inside of the tube of a heat exchanger according to the preamble of claim 1.
In den unterschiedlichsten Bereichen der Technik, vor allem aber auch in Raffinerien, Chemie- und Petrochemiebetrieben werden Wärmetauscher eingesetzt, in denen das auf einem Temperaturniveau befindliche Medium Bündeln von Rohre, die von einem Medium anderer Temperatur umgeben sind, durchströmt. Mit zunehmender Benutzungsdauer bildet sich an der Innenseite der Rohre eine Ablagerungsschicht, die zu einer Verminderung der Leistung des Wärmetauschers Anlaß gibt und im Extremfall die Zirkulation im Rohrinneren völlig unterbricht. Von Zeit zu Zeit ist deshalb eine Innenreinigung der Rohre unumgänglich. Im Falle demontierbarer und transportabler Wärmetauscher erfolgt die Reinigung an Zentralplätzen vermittels teil- oder vollautomatisierter und mit Hochdrucklanzen arbeitenden Reinigungsanlagen. Bei stationären Wärmetauschern hingegen muß die Reinigung am Einsatzort entweder über Hochdrucklanzen und vielfach aus Platzgründen mit Hilfe von Schläuchen manuell erfolgen, durch welche das Wasser mit hohem Druck eingeführt wird.In the most diverse areas of technology, but above all in refineries, chemical and petrochemical plants, heat exchangers are used in which the medium at a temperature level flows through bundles of pipes surrounded by a medium of a different temperature. With increasing use, a deposit layer forms on the inside of the pipes, which gives rise to a reduction in the performance of the heat exchanger and, in extreme cases, completely interrupts the circulation inside the pipe. From time to time, the inside of the pipes must therefore be cleaned. In the case of removable and transportable heat exchangers, cleaning takes place at central locations by means of partially or fully automated cleaning systems that work with high-pressure lances. In the case of stationary heat exchangers, on the other hand, the cleaning at the place of use must either be done manually using high-pressure lances and, often for reasons of space, with the aid of hoses through which the water is introduced at high pressure.
Aus der FR-A-2 443 293 ist ein gattungsgemäßes Gerät bekannt, bei dem eine Haspel mit einem aufgewickelten Schlauch auf einem Fahrgestell montiert ist. Um Ablagerungen von Rohrwänden abzutragen, wird ein starres Rohr vor dem zu reinigenden Rohr positioniert, der mit Wasser hohen Drucks beaufschlagte Schlauch von der Haspel abgewickelt und durch das starre Rohr in das zu reinigende Rohr geschoben.From FR-A-2 443 293 a generic device is known, in which a reel with a wound hose is mounted on a chassis. In order to remove deposits from pipe walls, a rigid pipe is positioned in front of the pipe to be cleaned, the hose which is subjected to high pressure water is unwound from the reel and pushed through the rigid pipe into the pipe to be cleaned.
Als unvorteilhaft ist anzusehen, daß nach dem Beendigen eines Reinigungsvorgangs das Bedienungsrohr hydraulisch umpositioniert oder der gesamte, die Vorrichtung tragende Wagen in relativ zeitaufwendiger Weise verschoben werden muß. Der entscheidende Nachteil ist jedoch die Gefährdung des Arbeitspersonals, falls der nicht am zu reinigenden Rohr festgelegte Schlauch aufgrund eines zugesetzten Rohres zurückschießt und das Rohr verläßt, so daß Wasser unter hohem Druck frei austritt und bei Erfassen des Personals gravierende und schwer heilende Verletzungen hinterläßt.It is to be regarded as disadvantageous that after the end of a cleaning process the operating tube is repositioned hydraulically or the entire carriage carrying the device has to be moved in a relatively time-consuming manner. The decisive disadvantage, however, is the danger to the workforce if the hose that is not attached to the pipe to be cleaned shoots back due to an added pipe and leaves the pipe, so that water escapes under high pressure and leaves serious and difficult-to-heal injuries when the staff is caught.
Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung eines Gerätes zur Innenreinigung der Rohre eines stationären Wärmetauschers zur Aufgabe gemacht, welches dem Bedienungspersonal ein sicheres Arbeiten ermöglicht.Proceeding from this, the invention has set itself the task of creating a device for cleaning the inside of the tubes of a stationary heat exchanger, which enables the operating personnel to work safely.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Schlauch zwischen der Haspel und dem Bedienungsrohr in einem flexiblen Führungsschlauch geführt ist, daß das Bedienungsrohr manuell erfaß- und positionierbar ist, und daß das Bedienungsrohr eine zur Festlegung an der Stirnseite der anderen Rohre geeignete Befestigungsvorrichtung aufweist, die in axialer und radialer Richtung nicht verschiebbar ist.This object is achieved according to the invention in that the hose is guided between the reel and the operating tube in a flexible guide hose is that the operating tube can be gripped and positioned manually, and that the operating tube has a fastening device which is suitable for fixing to the end face of the other tubes and which cannot be displaced in the axial and radial directions.
Die Innenreinigung des Rohres erfolgt durch stirnseitiges Einführen des Schlauches in den Innenraum, so daß das unter hohem Druck stehende Wasser die Ablagerungen von den Rohrwandungen sprengt. Für das Einziehen des Schlauches sind zwei Alternativen denkbar: Entweder sind die Austrittsdüsen nach hinten, d.h. zum einlaßseitigen Ende des Rohres hin gerichtet. Dann bewirkt das unter hohem Druck austretende Wasser, daß sich der Schlauch nach dem Einfädeln selbst in das Rohr zieht und zum anderen, daß die bereits abgetrennten Ablagerungen ohne den Vortrieb des Schlauches zu behindern, ausgespült werden. Bei anderen Orientierungen der Austrittsdüsen, z.B. radial oder nach vorne, ist eine zusätzliche Vorschubeinrichtung im Bereich des Bedienungsrohres erforderlich, die das Einbringen bewirkt. Ein Schlauch ist im allgemeinen nur auf Zug beanspruchbar. Die abgelösten Ablagerungen werden dann bevorzugt am gegenüberliegenden Ende des Rohres nach außen gespült. Das mit Beendigung des Reinigungsvorganges erforderliche Zurückziehen des Schlauches erfolgt über eine das Aufrollen bewirkende weitere Vorschubeinrichtung, beispielsweise in Form einer angetriebenen Haspel. Um jede Gefährdung der Bedienungsperson auszuschließen, wird der Schlauch in Bedienungsrohr und Führungsschlauch geführt. Die axiale Bewegung wird durch Betätigung der Vorschubeinrichtung und/oder durch Regulierung des durchströmenden Wassers eingestellt.The inside of the pipe is cleaned by inserting the hose into the interior at the end, so that the water under high pressure blows up the deposits from the pipe walls. Two alternatives are conceivable for pulling in the hose: Either the outlet nozzles are directed towards the rear, ie towards the inlet end of the tube. Then the water escaping under high pressure causes the hose to pull itself into the pipe after threading and secondly that the deposits which have already been separated off are rinsed out without impeding the advance of the hose. In the case of other orientations of the outlet nozzles, for example radially or forwards, an additional feed device is required in the area of the operating tube, which causes the insertion. A hose can generally only be subjected to tension. The detached deposits are then preferably flushed outwards at the opposite end of the tube. The retraction of the hose required at the end of the cleaning process takes place via a further feed device which brings about the rolling up, for example in the form of a driven reel. In order to rule out any danger to the operator, the hose is guided in the operating tube and guide hose. The axial movement is set by actuating the feed device and / or by regulating the water flowing through.
Das Bedienungsrohr besitzt eine der Festlegung an der Stirnseite der Rohre dienende Befestigungsvorrichtung. Sie wird zu Beginn der Arbeiten an einem der (anderen) Rohre befestigt und ist in mehrfacher Hinsicht von Vorteil. Sie gestattet eine stirnseitige Fixierung in einem bestimmten Abstand zur Stirnseite der Rohre des Wärmetauschers, so daß das zurückströmende Wasser ohne weiteres abfließen kann. Sie erlaubt weiterhin eine Leistungssteigerung und eine volle Ausnützung der Aggregatenergie, da die auftretenden hohen Reaktionskräfte des Wasserstrahles durch den Wärmetauscher selbst aufgenommen und abgeleitet werden können, was eine Entlastung des Bedienungspersonales darstellt.The operating tube has a fastening device which serves to fix it on the end face of the tubes. It is attached to one of the (other) pipes at the start of the work and is advantageous in several ways. It allows an end fixation at a certain distance from the end of the tubes of the heat exchanger, so that the water flowing back can flow off easily. It also allows an increase in performance and a full use of the unit energy, since the high reaction forces of the water jet can be absorbed and derived by the heat exchanger itself, which relieves the strain on the operating personnel.
Die Funktion ist wie folgt:
Das Aggregat als Bestandteil des erfindungsgemäßen Gerätes wird im Bereich des zu reinigenden Wärmetauschers in Position gebracht und angeschlossen. An der Frontseite des Wärmetauschers verschafft sich die Bedienungsperson einen sicheren Standplatz. Insbesondere bei starken Verschmutzungen wird anschließend die Eintrittsöffnung des Rohres gereinigt, der Schlauch endseitig in ein Rohr eingeführt und durch Zuschalten des Wassers hohen Drucks per Rückstoß oder durch die Vorschubeinrichtung in das Rohr eingezogen. Das Bedienungsrohr dient der Positionierung und Fixierung. Mit erfolgter Reinigung wird der Schlauch mit der Vorschubeinrichtung wieder zurückgezogen. Eine vorher einstellbare Arbeitslänge bewirkt, daß der Schlauch bis zum vorgegebenen Wert eingezogen und dann die Vorschubeinrichtung zum Zurückziehen des Schlauches aktiviert wird. Die Bedienung wird am einfachsten, wenn sich die Schalter des der Wasserförderung dienenden Aggregats als auch die der Vorschubeinrichtungen im Bereich des Bedienungsrohres befindet.The function is as follows:
The unit as part of the device according to the invention is brought into position and connected in the area of the heat exchanger to be cleaned. At the front of the heat exchanger, the operator creates a safe stand. Particularly in the case of heavy soiling, the inlet opening of the tube is then cleaned, the end of the tube is inserted into a tube and drawn into the tube by connecting the water to high pressure by recoil or by the feed device. The operating tube is used for positioning and fixing. After cleaning, the hose with the feed device withdrawn again. A previously adjustable working length causes the hose to be drawn in up to the predetermined value and then the feed device to retract the hose is activated. Operation is easiest when the switches of the water supply unit and the feed devices are located in the area of the operating tube.
Der mit der Erfindung erreichbare Vorteil besteht in der sicheren Arbeitsweise für das Bedienungspersonal. Als weiterer Vorzug ist die Möglichkeit der Benutzung durch eine einzige Person anzusehen.The advantage that can be achieved with the invention is the safe working method for the operating personnel. Another advantage is the possibility of use by a single person.
Im speziellen handelt es sich bei der Befestigungsvorrichtung um einen Spreizdübel, der zu Beginn der Arbeit in eines der Rohre eingeführt und dort festgelegt wird. Erst dann beginnt die Reinigung durch Einführen des Schlauches. Aus Sicherheitsgründen kann die Arbeitsfunktion unterbunden werden, solange die Befestigungvorrichtung nicht aktiviert wurde.In particular, the fastening device is an expansion dowel which is inserted into one of the pipes at the beginning of the work and fixed there. Only then does cleaning begin by inserting the hose. For safety reasons, the work function can be prevented as long as the fastening device has not been activated.
Ergonomisch von Vorteil ist die Ausbildung des Bedienungsrohres in Form einer Pistole mit zwei Handgriffen, die jeweils eine Drucktaste mit federbelasteter Rückstellung aufweisen, bei deren Betätigung die Steuerung des Aggregates, die Vorschubeinrichtung oder die Befestigungsvorrichtung aktiviert wird.Ergonomically advantageous is the design of the control tube in the form of a pistol with two handles, each of which has a pushbutton with spring-loaded reset, when actuated the control of the unit, the feed device or the fastening device is activated.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Anbringung mehrerer, parallel zueinander im Bedienungsrohr angeordneter Schläuche vorgesehen. Sie ermöglichen neben dem sukzessiven auch das gleichzeitige Reinigen von mehreren Rohren durch Einführen der entsprechenden Anzahl an Schläuchen. Deren Abstand im Befestigungsrohr muß naturgemäß dem der Rohre des Wärmetauschers entsprechen. Aufgrund der sich ändernden Abstände empfiehlt sich in einer Weiterbildung, den Abstand der Schläuche, vorzugsweise im Bereich des Bedienungsrohres veränderbar zu machen.In an expedient embodiment, the provision of a plurality of hoses arranged parallel to one another in the operating tube is provided. In addition to successive cleaning, they also enable the simultaneous cleaning of several pipes by inserting the appropriate number of hoses. The distance between them in the fastening pipe must of course correspond to that of the heat exchanger pipes. Due to the changing distances, it is recommended in a further development to make the distance of the hoses changeable, preferably in the area of the operating tube.
Aufgrund der Tatsache, daß sich auf der Innenseite des Rohres die zu entfernenden Ablagerungen befinden, andererseits jedoch zur Intensivierung der Reinigung der Abstand zwischen Austrittsdüse und Rohrinnenwandung möglichst gering sein soll (damit ist auch das Restvolumen im Inneren des Rohres minimal), soll der Innendurchmesser des Rohres etwas größer als der Außendurchmesser der Austrittsdüse gewählt sein. Zur Erzielung eines optimalen Reinigungseffektes ist die Anpassung des Düsendurchmessers an den des Rohres folglich von Vorteil.Due to the fact that the deposits to be removed are located on the inside of the pipe, but on the other hand, the distance between the outlet nozzle and the inside wall of the pipe should be as small as possible to intensify cleaning (the remaining volume inside the pipe is also minimal), so the inside diameter of the pipe should be Tube chosen to be slightly larger than the outer diameter of the outlet nozzle. The adaptation of the nozzle diameter to that of the pipe is consequently advantageous in order to achieve an optimal cleaning effect.
Die Handhabung und das Umstecken von einem Rohr auf das andere wird besonders erleichtert, wenn das Bedienungsrohr durch einen Balancer getragen wird, worunter ein Gerät zu verstehen ist, welches das Bedienungsrohr hinsichtlich seines Gewichtes abstützt und stets parallel zur Achse der Rohre ausrichtet. Das Einfädeln wird hierdurch erheblich erleichtert und die von der Bedienungsperson aufzuwendende Kraft minimal.The handling and the transfer from one tube to the other is particularly easier if the operating tube is carried by a balancer, which is to be understood as a device is, which supports the control tube with regard to its weight and always aligns parallel to the axis of the tubes. This considerably facilitates threading and the force required by the operator is minimal.
In Abhängigkeit von ihrer Verwendung geben mitunter Wärmetauscher bzw. ihre Ablagerungen zu Explosionen neigende Gase oder Dämpfe ab. Um sie während des Reinigungsvorganges durch die Vorschubeinrichtungen nicht zu entzünden und Explosionen auszulösen, ist schließlich von Vorteil, diese pneumatisch anzutreiben und zu betätigen.Depending on their use, heat exchangers or their deposits sometimes emit gases or vapors that tend to explode. In order not to ignite them during the cleaning process and to trigger explosions, it is finally advantageous to drive and actuate them pneumatically.
Weitere Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wird. Sie zeigt in schematisch gehaltener Darstellung das erfindungsgemäß vorgeschlagene Gerät im Einsatz.Further advantages of the invention can be found in the following description, in which an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows a schematic representation of the device proposed according to the invention in use.
Es besteht aus einem Schlauch (1), der im Bedienungsrohr (2) und im übrigen in Führungsschläuchen (3) geführt ist. Das Bedienungsrohr (1) wird manuell erfaßt und sukzessive in die einzelnen Rohre (4) des Wärmetauschers (5) eingeführt. Hierzu befindet sich eine Bedienungsperson (6) auf einem die stirnseitige Zugänglichkeit ermöglichenden Gerüst (7).It consists of a hose (1) which is guided in the operating tube (2) and in the rest in guide hoses (3). The operating tube (1) is detected manually and successively inserted into the individual tubes (4) of the heat exchanger (5). There is an operator for this (6) on a scaffold (7) that enables access from the front.
Das gegenüberliegende Ende des Schlauches (1) geht aus von einer Box (8), die, was hier jedoch nicht erkennbar ist, eine Vorschubeinrichtung zum Zurückziehen des Schlauches sowie eine Haspel jeweils mit den zugehörigen Antrieben aufweist. Deren Aufgabe ist einerseits die Bereitstellung von Wasser hinreichend hohem Drucks sowie das Zurückziehen des Schlauches (1) mit Hilfe einer durch Zug den Schlauch bewegenden Vorschubeinrichtung. Wie der Vorschub des Schlauches (1) geschieht, ist der Zeichnung nicht entnehmbar.The opposite end of the hose (1) starts from a box (8), which, however, which cannot be seen here, has a feed device for pulling back the hose and a reel with the associated drives. Their task is, on the one hand, to provide water of sufficiently high pressure and to pull back the hose (1) with the aid of a feed device which moves the hose by train. The drawing does not show how the hose (1) is fed.
Die Box (8) wird über eine Leitung (9) durch ein Fahrzeug (10) mit Energie versorgt.The box (8) is supplied with energy via a line (9) by a vehicle (10).
Im Ergebnis erhält man ein Reinigungsgerät, das bei stationären Wärmetauschern ein besonders sicheres Arbeiten gestattet.The result is a cleaning device that allows particularly safe work with stationary heat exchangers.
Claims (8)
- Device for cleaning the inside of the pipes (4) of a heat exchanger (5), having an aggregate for the provision of high-pressure water and at least one hose (1) leading out which is partially wound around a reel, guided in a service tube (2) which is positioned at the front end of the heat exchanger (5) and retractable via an device that is disposed in the region of the aggregate and/or reel, whereby the hose (1) is provided additionally either at the outer end with outlet nozzles that are directed backwards or in the region of the service tube (2) with a feeding device that is directed outwards, wherein said hose (1) between said reel and said service tube (2) is carried in a flexible guide hose (3),
said service tube (2) can be grasped and positioned manually, and
said service tube (2) has a fastening device suitable for fastening to the front end of the other pipes of said heat exchanger (5), which is not movable in an axial and radial direction. - Device according to claim 1, wherein the fastening device comprises a straddling dowel.
- Device according to claim 1 or 2, wherein said service tube (2) is formed like a pistol.
- Device according to one of claims 1 to 3, wherein a plurality of hoses (1) are disposed parallel to one another in said service tube.
- Device according to claim 4, wherein the mutual distance between said hoses (1) in said service tube is changeable.
- Device according to one of claims 1 to 5, wherein the inside diameter of the pipe (4) to be cleaned is somewhat larger than the outside diameter of the outlet nozzle of said service tube.
- Device according to one of claims 1 to 6, wherein an device supports said service tube (2) and is always aligned parallel to the axis of the heat exchanger pipes (4).
- Device according to one of claims 1 to 7, wherein said feeding device is actuated pneumatically.
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