EP1256761A2 - Process and apparatus for cleaning incineration boilers during operation - Google Patents
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- EP1256761A2 EP1256761A2 EP02009244A EP02009244A EP1256761A2 EP 1256761 A2 EP1256761 A2 EP 1256761A2 EP 02009244 A EP02009244 A EP 02009244A EP 02009244 A EP02009244 A EP 02009244A EP 1256761 A2 EP1256761 A2 EP 1256761A2
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- European Patent Office
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- water
- cleaning
- nozzle
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
- F28G1/00—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
- F28G1/16—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances using jets of fluid for removing debris
Definitions
- the invention relates to a method and a device for cleaning the boiler of incineration plants, in particular waste incineration plants.
- the combustion initially produces not only the usual combustion gases aggressive gases, metal vapors and dusts caused by combustion and are largely removed by exhaust gas purification devices. A part these substances occupy the heating surfaces of the incineration plants, thus hindering them the use of heat and can lead to relocation of the flue gas path.
- the Vapors from alkali salts and metals act through cooling and condensation in the rubbers as glue. It has proven technically successful the flue gas temperature from the adiabatic combustion temperature, which at 1200 to 1400 ° C, to about 450 to 650 ° C via heat radiation in the combustion chamber and cool in empty trains (Figure 1).
- the incinerators are often equipped with three empty trains to divert the flue gases and break the thermals out of the furnace.
- empty trains can also be replaced by strong ones Deposits no relocation of the flue gas path occur.
- Boiler rooms which, in contrast to convective boiler areas, such as superheaters, Evaporators and economizers, not with a large number of heat exchanger tubes are equipped.
- the heat transfer by radiation is between 200 and 400 ° C comparatively low - are convective to reduce the temperature after the empty trains Heating surfaces (superheaters, evaporators and economizers) arranged.
- Heating surfaces transverse to the flue gas direction arranged.
- the balance sheet above this The flue gas heat that is required is used in the convective evaporator to evaporate used by boiler water.
- the flue gas generally comes along Temperatures between 180 and 280 ° C from the economiser and is in the Flue gas cleaning cleaned.
- the boiler systems are shut down for cleaning when the flue gas temperature after the economiser is higher than the downstream flue gas cleaning it allows or rises above 650 ° C before the superheater.
- the flue gases for the temperature range are arranged in the convective part Superheater heating surfaces are particularly aggressive and the toppings are pasty.
- the travel time - in most cases the time from a cleaning-related shutdown to next - is crucial for the availability of the boiler system.
- the maximum flue gas temperature of 650 ° C before the superheater often increases leads to increased corrosive wear on the superheaters Boiler system can be operated with this high flue gas temperature to achieve sufficient availability.
- the heating surfaces are operated with high-pressure steam Lances cleaned.
- the steam emerges at the steam sound velocity - which is several times above the speed of sound of normal air - from the Nozzles of the lance and cleans the heating surfaces.
- the speed of the free jet increases by sucking in Ambient flue gas very quickly, so that the success of cleaning in the vicinity of the jet is very good, but it is desirable at a greater distance from the lance leaves. Due to the high speeds, water drops and Dust particles in the vicinity of the lance have an abrasive effect on the heating surfaces.
- the endangered heating surfaces are therefore often equipped with special protective shells protected against abrasion.
- the water jet becomes line-shaped over the heating surface to be cleaned performed and thus occurs only in one place.
- the cleaning itself is carried out by both those associated with the cooling Thermal stress as well as the fact that the water jet through the Pressure gets under the pads and this is lifted by overpressure.
- the disadvantage of this method is that the device is only on outer walls be installed and thus only the associated opposite Can clean walls or parts of the side walls.
- the method is not suitable for cleaning all walls.
- the ever The heating surface to be cleaned is limited by the angle, with which the water hits. Therefore, especially empty trains with wide dimensions advantageously cleaned.
- the empty trains of waste incineration plants but are generally slim. This applies particularly to installation of bulkhead heating surfaces. With empty train heights of 10 meters, the distances can of the adjacent bulkheads and the spacing of the bulkheads the boiler outer walls are less than one meter.
- DE3106421A1 describes a method and a device for cleaning the flame tube of a boiler provided with at least one flame tube is known. During the operation of the boiler, it is emitted by a flue gas flows in a predetermined direction. To clean the wall are at least two separate blast medium jets are provided. The blow jet impact areas on the wall of the flame tube describe staggered against each other helical paths. For this it is necessary that the blowing device is rotated during the cleaning process.
- the DD112512C describes a fixed blow head for sootblowers.
- the Blow head has a mushroom-shaped guide, the diameter of the blow pipe surmounted.
- At the top of the blow head are immediately behind the mushroom-shaped Guide four slot nozzles introduced into the blow tube on a cutting plane.
- the Slot nozzles are chamfered on both sides and to the rear by large chamfers.
- DE289072C describes a blowpipe for cleaning the opposite one Heating pipes of double boilers with a common smoke chamber.
- the blowpipe has a nozzle at its front end, which has a circular outlet having.
- To change the gap width of the nozzle there are two conical parts, that limit the gap, adjustable relative to each other.
- the object of the invention is to develop a method and a device, which makes it possible to date with the devices and methods according to the prior art the heating surfaces of empty trains from Incineration plants, in particular waste incineration plants in operation Operation to get rid of deposits and thus the heat utilization of the flue gases in the associated temperature range of the boiler.
- the method according to the invention for cleaning heating surfaces of incineration plants, especially of waste-fired incinerators, with vertical ones This distinguishes empty trains that become dirty during operation out, the water drops at speeds below an abrasive Effect, preferably less than 50m / s, for simultaneous all-round all around Cleaning of dirt (deposits) on a level to be cleaned Areas of the empty trains are used.
- the cleaning level is during cleaning moved vertically, cleaning during operation the incinerator, i.e. online.
- the amount of cleaning water is chosen so small that there is essentially no cleaning water gets into a funnel of the incinerator.
- the water supply via a vertically hanging heat-resistant flexible hose takes place, at least at the lower end of the hose a nozzle for distributing the water is provided.
- the drop size is chosen so that less than 5% of the water in front evaporates from hitting the wall. This proposal also makes one Achieved minimization of the consumption of cleaning water.
- the speed is selected so that the heating surface is damaged by Abrasion is essentially avoided.
- the device for cleaning heating surfaces of an incinerator, in particular a waste incineration plant, with vertical empty trains, which during of the operation is characterized by the fact that the water supply via a heat-resistant hose hanging vertically from above.
- the hose is inserted through a feed pipe at the top of the empty train, the lower end of the hose having at least one nozzle for distribution of the water is provided.
- the nozzle is preferably designed such that the reaction forces of the emerging Water cancel each other out.
- the deflecting nozzle can also heating surfaces, for. B. boiler blankets, cleaned that are above the nozzle lance.
- the nozzle lance is provided with spacers above the deflection nozzle, which prevent the round nozzle from being damaged by wear in the feed pipe becomes.
- the cleaning process is the same Repeatedly repeated heating surface with a comparatively small amount of water is to bring the covering back to approximately smoke gas temperature by sufficient heating time to bring and thus a special in the subsequent cleaning to cause effective temperature shock.
- the quantity measurement and pressure measurement of the water and the associated Control unit can be used for automatic operation a cleaning process is repeated several times according to experience becomes.
- the control unit provides the appropriate one for the height of the round nozzle Amount of water and thus corrects the increasing with the hose length static water pressure in front of the round nozzle.
- toppings released by the temperature shock are unexpectedly small and can therefore be easily removed with the installed dust conveyor system become.
- the water pressure in front of the round nozzle only has to be selected so high that that formed from the exit angle ⁇ of the deflecting nozzle and the free fall Throwing parabola reaches the heating surface to be cleaned.
- conditioning was initially carried out with trisodium phosphate Water was used because it was expected that the flue gas from waste incineration plants Hydrochloric acid carried along severe corrosion damage would cause the unalloyed heating surfaces. It has surprisingly turned out to be emphasized that the alkalization is not necessary because of the cleaning Steam generated on the wall prevents the entry of hydrochloric acid from the flue gas.
- the incinerator In order to achieve a particularly effective temperature shock in the rubbers, the incinerator must be advantageous for cleaning at maximum load be driven. The availability of services is thus through cleaning not adversely affected.
- the travel time of the boiler system is no longer due to the pollution of the Heating surfaces of the empty trains determined.
- the impulse of the water jet can be set so low that even refractory delivery in the first empty train cleaned without damage can be.
- the toppings are in the upper and middle area of the first move generally so soft that, according to previous experience, the water drops penetrate to the heating surfaces or the refractory delivery and through there evaporate the Leidenfrost phenomenon without cooling the surfaces and blow away the adhering deposits very effectively.
- the device can be fully automated and remains with the exception of the Feed pipe fully transportable. Through an installed pressure measurement and quantity measurement Malfunctions are immediately recognized by comparison with the target values.
- Figure 1 shows a waste incineration plant with a combustion chamber 1 and three empty trains 2, 3, 4, the third empty train 4 being equipped with bulkheads 5.1, 5.2 is.
- Over the empty trains 2, 3, 4 are the boiler drum 6.1, the boiling water pipes 6.2 and steam pipes 6.3 arranged.
- the waste is placed on the grate 12 via the feed shaft 10 and the distributors 11 led and burns in the combustion chamber 1.
- the flue gases cool in the exemplary boiler shown in the empty trains 2, 3, 4 and the superheater 7.1-7.5, Evaporator 8.1-8.2 and economizer 9.1-9.4 on the exhaust gas temperature of 180 to 220 ° C.
- the detached coverings fall into the hopper 13 and are discharged from there via the dust conveyor system 14.
- FIG. 2 shows the cleaning device schematically.
- the Reel 16 is via a quantity measurement 17, a control valve 18 and a pressure measurement 19 connected to a pressurized water connection 20.
- the reel 16 is driven by a torque-monitored, speed-controllable drive 21.
- the flexible heat-resistant hose 22 is rolled up on the reel 16 and connected.
- the reel 16 is connected to the pressurized water connection 20.
- the nozzle lance 23 with the Deflection nozzle 24 connected on the flexible heat-resistant hose 22, the nozzle lance 23 with the Deflection nozzle 24 connected.
- the deflecting round nozzle 24 can have a threaded rod 25 adjusted and secured with the lock nut 26.
- the proper one Position of the hose 22 is via an end position monitoring device 27 monitors.
- the hose length measurement 28 switches on automatic operation the direction of movement of the reel 16 in the end positions and gives the control unit 29 information about the position of the deflecting nozzle 24.
- the control unit 29 optionally provides the amount of water with this information or the water pressure upstream of the reel 16 to the appropriate setpoint.
- To the Protection of the deflection nozzle 24 against wear in the feed pipe 15 are above Deflection nozzle 24 spacer 33 attached.
- the feed pipe 15 is provided with the feed pipe closure 30, which when closed Cleaning is closed. During the cleaning process, the Air purge valve 31 supplied air purge.
- the reel 16 and accessories are placed above the inlet of the feed pipe 15 brought into position and to the pressurized water connection 20 and the feed pipe closure 30 and the sealing air valve 31 connected.
- the cleaning height and the target water volume or water pressure in the control unit 29 starts the program.
- the air purge valve 31 and Feed tube closure 30 open automatically and the hose 22 drives the specified cleaning height from the specified number of cycles. After that the hose 22 is retracted and first the feed tube closure 30 and then the sealing air valve 31 closed.
- the system shown is after a travel time of 3 weeks with 10 cycles each cleaned.
- Figure 3 shows the nozzle lance 23 with a centrally arranged threaded rod 25.
- the deflecting round nozzle 24 can be set on the threaded rod 25 and secured with the lock nut 26 so that the gap thickness s between the deflecting round nozzle 24 and the nozzle lance 23 exits the desired amount of water at the appropriate speed ,
- the angle ⁇ of the nozzle lance 23 and the deflecting round nozzle 24 determines the exit angle of the free jet.
- Spacers 33 are attached to the nozzle lance, which prevent the deflecting round nozzle 24 from being damaged when passing through the feed pipe 15.
- the nozzle diameter d was chosen to be 27 mm in the examples in FIGS. 4a and b and 5, and the gap thickness s was set to 0.7 mm.
- the water output is 3.0 m 3 / h
- the cleaning height is -0.2 to -10 m from the boiler ceiling.
- the overpressure in front of the round nozzle 24 is 1.0 bar.
- the total length of the simultaneously wetted heating surface is 12 m in Figure 4a and 4b and 24 m in Figure 5, so that the specific water output was only 0.25 m 3 / hm and 0.125 m 3 / hm.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kesselreinigung von Verbrennungsanlagen, insbesondere von Abfallverbrennungsanlagen.The invention relates to a method and a device for cleaning the boiler of incineration plants, in particular waste incineration plants.
Trotz aller politischer Bemühungen fallen noch Abfälle an, deren Recycling weder wirtschaftlich noch hygienisch vertretbar ist. Die Verbrennung dieser Restabfälle in geeigneten Abfallverbrennungsanlagen ist auch in Zukunft sicherlich umweltverträglicher als die Deponierung. Im Laufe der Jahre hat die Industrie Anlagen bereitgestellt, die bei Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften ein Höchstmaß an Umweltschutz und Nutzung der Energie bieten. Die Verbrennung hat aufgrund der langjährigen Erfahrungen gegenüber allen anderen Behandlungsmethoden den am weitest entwickelten Stand der Technik eingenommen.Despite all political efforts, there is still waste that cannot be recycled is economically still hygienically justifiable. The incineration of this residual waste suitable waste incineration plants will certainly be more environmentally friendly in the future than the landfill. Over the years, the industry has plants provided the maximum in compliance with the legal requirements offer environmental protection and use of energy. The combustion has due many years of experience with all other treatment methods most advanced state of the art.
Bei der Verbrennung entstehen zunächst neben den üblichen Verbrennungsgasen aggressive Gase, Metalldämpfe und Stäube, die durch die Verbrennungsführung und durch Abgasreinigungsvorrichtungen weitestgehend entfernt werden. Ein Teil dieser Stoffe belegt die Heizflächen der Verbrennungsanlagen, behindert damit die Wärmenutzung und kann zur Verlegungen des Rauchgasweges führen. Die Dämpfe von Alkalisalzen und Metallen wirken hierbei durch Kühlung und Kondensation in den Belägen als Kleber. Es hat sich als technisch erfolgreich erwiesen, die Rauchgastemperatur von der adiabaten Verbrennungstemperatur, die bei 1200 bis 1400 °C liegt, auf ca. 450 bis 650 °C über Wärmestrahlung im Feuerraum und in Leerzügen (Abbildung 1) abzukühlen. Die Verbrennungsanlagen werden häufig mit drei Leerzügen ausgerüstet, um die Rauchgase umzulenken und die Thermik aus der Feuerung zu brechen. Ein weiterer Vorteil dieser Umlenkung ist sicherlich auch in der Verringerung der Bauhöhe der Anlage zu sehen. In den Leerzügen sind üblicherweise keine konvektiven Heizflächen - d.h. quer zur Rauchgasströmung liegende Rohre - installiert. Zur Vergrößerung der Heizflächen werden bei Bedarf Schotten in Rauchgasrichtung angeordnet.The combustion initially produces not only the usual combustion gases aggressive gases, metal vapors and dusts caused by combustion and are largely removed by exhaust gas purification devices. A part these substances occupy the heating surfaces of the incineration plants, thus hindering them the use of heat and can lead to relocation of the flue gas path. The Vapors from alkali salts and metals act through cooling and condensation in the rubbers as glue. It has proven technically successful the flue gas temperature from the adiabatic combustion temperature, which at 1200 to 1400 ° C, to about 450 to 650 ° C via heat radiation in the combustion chamber and cool in empty trains (Figure 1). The incinerators are often equipped with three empty trains to divert the flue gases and break the thermals out of the furnace. Another advantage of this redirection can certainly also be seen in the reduction in the overall height of the system. In the empty trains are usually not convective heating surfaces - i.e. across to Flue gas flow pipes - installed. To enlarge the heating surfaces If necessary, bulkheads are arranged in the direction of the flue gas.
Wegen der großen freien Abmessungen können in Leerzügen auch durch starke Ablagerungen keine Verlegungen des Rauchgasweges auftreten. Leerzüge sind Kesselräume, die im Gegensatz zu konvektiven Kesselbereichen, wie Überhitzer, Verdampfer und Economiser, nicht mit einer großen Zahl von Wärmetauscherrohren ausgerüstet sind. Zur optimalen Wärmenutzung - bei Rauchgastemperaturen zwischen 200 und 400 °C ist der Wärmeübergang durch Strahlung vergleichsweise gering - sind zum Temperaturabbau nach den Leerzügen konvektive Heizflächen (Überhitzer, Verdampfer und Economiser) angeordnet. Dort sind zur Verbesserung des konvektiven Wärmeübergangs die Rohre quer zur Rauchgasrichtung angeordnet. Je nach Bedarf und Rauchgastemperaturniveau wird im konvektiven Bereich der Dampf im Überhitzer über die Sattdampftemperatur erhitzt und das Speisewasser im Economiser bis annähernd Siedetemperatur des zugehörigen Druckes in der Kesseltrommel erwärmt. Die bilanzmäßig über diesem Bedarf liegende Rauchgaswärme wird im konvektiven Verdampfer zur Verdampfung von Kesselwasser genutzt. Das Rauchgas tritt im allgemeinen mit Temperaturen zwischen 180 und 280 °C aus dem Economiser aus und wird in der Rauchgasreinigung gereinigt.Because of the large free dimensions, empty trains can also be replaced by strong ones Deposits no relocation of the flue gas path occur. Are empty trains Boiler rooms which, in contrast to convective boiler areas, such as superheaters, Evaporators and economizers, not with a large number of heat exchanger tubes are equipped. For optimal use of heat - at flue gas temperatures The heat transfer by radiation is between 200 and 400 ° C comparatively low - are convective to reduce the temperature after the empty trains Heating surfaces (superheaters, evaporators and economizers) arranged. There are to improve the convective heat transfer, the pipes transverse to the flue gas direction arranged. Depending on the need and the flue gas temperature level, the convective area of steam heated in superheater above saturated steam temperature and the feed water in the economiser to approximately the boiling point of the associated pressure in the boiler drum heated. The balance sheet above this The flue gas heat that is required is used in the convective evaporator to evaporate used by boiler water. The flue gas generally comes along Temperatures between 180 and 280 ° C from the economiser and is in the Flue gas cleaning cleaned.
Die Kesselanlagen werden zur Reinigung dann abgefahren, wenn die Rauchgastemperatur nach dem Economiser höher ist als die nachgeschaltete Rauchgasreinigung es zuläßt oder vor dem Überhitzer auf über 650 °C steigt. In diesem Temperaturbereich werden die Rauchgase für die im konvektiven Teil angeordneten Überhitzerheizflächen besonders aggressiv und die Beläge teigig. Die Reisezeit - in den meisten Fällen die Zeit von einer reinigungsbedingten Abstellung zur nächsten - ist entscheidend für die Verfügbarkeit der Kesselanlage. Obwohl die maximale Rauchgastemperatur von 650 °C vor dem Überhitzer häufig zu verstärktem korrosiven Verschleiß bei den Überhitzern führt, muß die Kesselanlage mit dieser hohen Rauchgastemperatur betrieben werden, um eine ausreichende Verfügbarkeit zu erreichen.The boiler systems are shut down for cleaning when the flue gas temperature after the economiser is higher than the downstream flue gas cleaning it allows or rises above 650 ° C before the superheater. In this The flue gases for the temperature range are arranged in the convective part Superheater heating surfaces are particularly aggressive and the toppings are pasty. The travel time - in most cases the time from a cleaning-related shutdown to next - is crucial for the availability of the boiler system. Although the maximum flue gas temperature of 650 ° C before the superheater often increases leads to increased corrosive wear on the superheaters Boiler system can be operated with this high flue gas temperature to achieve sufficient availability.
Durch die vorab beschriebene Kondensation von Alkali- und Metalldämpfen sowie durch Sintereffekte bei hohen Temperaturen haften die Beläge besonders in den Leerzügen und sehr stark an den Heizflächen. Um die Heizflächen abzureinigen, wurden mit der Entwicklung der Abfallverbrennungsanlagen verschiedene Reinigungssysteme entwickelt und mit mehr oder weniger viel Erfolg eingesetzt.Due to the condensation of alkali and metal vapors as described above due to sintering effects at high temperatures, the coatings adhere particularly well the empty trains and very strongly on the heating surfaces. To clean the heating surfaces, became different with the development of waste incineration plants Cleaning systems developed and used with more or less much success.
Bei der Abklopfung werden die von außen erreichbaren Heizflächen durch starke Schläge mit einem pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Klopfer erschüttert. Es wurden auch Versuche unternommen, den Schlagimpuls über wassergekühlte Rohre auf Heizflächen einzubringen, die nicht von außen zugängig waren. Die während des Betriebes durchgeführte Reinigung der Heizflächen der Leerzüge war jedoch wenig erfolgreich. Sie konnte durch Abfahren der Anlage aufgrund der dadurch in den Belägen auftretenden Temperaturspannungen geringfügig verbessert werden. Der Klopfimpuls kann im allgemeinen nicht gesteigert werden, da sowohl Schäden an den Klopfern als auch an den Heizflächen entstehen.When knocking off, the heating surfaces that can be reached from the outside are marked by strong ones Shocks shaken with a pneumatically or hydraulically driven knocker. Attempts have also been made to beat the shock pulse over water-cooled Place pipes on heating surfaces that were not accessible from the outside. The cleaning of the heating surfaces of the empty trains during operation was not very successful. You could due to shutdown of the facility the temperature stresses that occur in the pads slightly improved become. The knocking pulse generally cannot be increased because both the knockers and the heating surfaces are damaged.
Bei Dampfbläsern werden die Heizflächen über mit Hochdruckdampf betriebene Lanzen abgereinigt. Der Dampf tritt dabei mit der Dampfschallgeschwindigkeit - die mehrfach über der Schallgeschwindigkeit der normalen Luft liegt - aus den Düsen der Lanze aus und reinigt die Heizflächen ab. Während der Impuls des resultierenden Freistrahls entsprechend den kinetischen Gesetzen annähernd unverändert bleibt, nimmt die Geschwindigkeit des Freistrahls durch Ansaugen von Umgebungsrauchgas sehr schnell ab, so daß der Erfolg der Reinigung im Nahbereich des Strahls sehr gut ist, in größerer Entfernung von der Lanze aber zu wünschen übrig läßt. Durch die hohen Geschwindigkeiten können Wassertropfen und Staubpartikel im Nahbereich der Lanze abrasiv auf die Heizflächen einwirken. Die gefährdeten Heizflächen werden daher häufig mit speziellen Schutzschalen gegen die Abrasion geschützt.In the case of steam blowers, the heating surfaces are operated with high-pressure steam Lances cleaned. The steam emerges at the steam sound velocity - which is several times above the speed of sound of normal air - from the Nozzles of the lance and cleans the heating surfaces. During the impulse of the resulting Free jet is almost unchanged according to the kinetic laws remains, the speed of the free jet increases by sucking in Ambient flue gas very quickly, so that the success of cleaning in the vicinity of the jet is very good, but it is desirable at a greater distance from the lance leaves. Due to the high speeds, water drops and Dust particles in the vicinity of the lance have an abrasive effect on the heating surfaces. The endangered heating surfaces are therefore often equipped with special protective shells protected against abrasion.
In den letzen Jahren wurden Reinigungstechniken entwickelt, bei denen die Heizflächen und die darauf anhaftenden Beläge durch den Impuls einer dosierten Sprengladung abgereinigt werden. Hierfür wird eine wassergekühlte Sprengstoffladung in den entsprechenden Kesselbereich gebracht und dort elektrisch gezündet. Die Reinigungserfolge sind gut. Die mit dem Sprengstoffumgang verbundenen genehmigungstechnischen Anforderungen und Auflagen machen das Verfahren sehr aufwendig.In recent years, cleaning techniques have been developed in which the heating surfaces and the deposits adhering to it by the impulse of a metered Explosive charges are cleaned. For this, a water-cooled explosive charge brought into the corresponding boiler area and electrically ignited there. The cleaning results are good. Those associated with explosives handling Approval-related requirements and requirements make the process very complex.
Ein Reinigungsverfahren mit Wasserlanzenbläsern hat sich in Großkesselanlagen zur Stromerzeugung sehr gut bewährt und wurde auch erfolgreich in Abfallverbrennungsanlagen eingesetzt. Hierfür werden an den äußeren Heizwänden der Kesselanlagen bewegliche Wasserdüsen installiert, die über einen automatisierten Antrieb die gegenüberliegenden Heizflächen und auch Teile der Seitenwände abreinigen.A cleaning process with water lance blowers has been found in large boiler systems very well proven for power generation and has also been successful in waste incineration plants used. For this purpose, the Boiler systems installed movable water nozzles, which are automated Drive clean the opposite heating surfaces and also parts of the side walls.
Der Wasserstrahl wird hierbei zeilenförmig über die abzureinigende Heizfläche geführt und tritt damit nur auf einer Stelle auf. In Großkraftwerken können durch die großen Abmessungen der Strahlungszüge und die damit großen abzureinigenden Flächen mit wenigen Wasserlanzenbläsern große Reinigungserfolge erzielt werden. Die Abreinigung selbst erfolgt sowohl durch die mit der Abkühlung verbundenen Wärmespannung als auch dadurch, daß der Wasserstrahl durch den Druck unter die Beläge gerät und diese durch Überdruck abhebt.The water jet becomes line-shaped over the heating surface to be cleaned performed and thus occurs only in one place. In large power plants, through the large dimensions of the radiation lines and the large ones to be cleaned Surfaces with few water lance blowers achieved great cleaning success become. The cleaning itself is carried out by both those associated with the cooling Thermal stress as well as the fact that the water jet through the Pressure gets under the pads and this is lifted by overpressure.
Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Vorrichtung nur an Außenwänden installiert werden und damit nur die zugehörigen gegenüberliegenden Wände oder Teile der Seitenwände abreinigen kann. Bei Einsatz von Schottenheizflächen ist das Verfahren nicht geeignet, alle Wände abzureinigen. Die je Wasserlanzenbläser abzureinigende Heizfläche wird durch den Winkel begrenzt, mit der das Wasser auftrifft. Daher können besonders Leerzüge mit breiten Abmessungen vorteilhaft abgereinigt werden. Die Leerzüge von Abfallverbrennungsanlagen sind jedoch im allgemeinen schlank. Dies gilt besonders bei Installation von Schottenheizflächen. Bei Leerzughöhen von 10 Metern können die Abstände der nebeneinander liegenden Schotten und die Abstände der Schotten zu den Kesselaußenwänden unter einem Meter liegen.The disadvantage of this method is that the device is only on outer walls be installed and thus only the associated opposite Can clean walls or parts of the side walls. When using bulkhead heating surfaces the method is not suitable for cleaning all walls. The ever The heating surface to be cleaned is limited by the angle, with which the water hits. Therefore, especially empty trains with wide dimensions advantageously cleaned. The empty trains of waste incineration plants but are generally slim. This applies particularly to installation of bulkhead heating surfaces. With empty train heights of 10 meters, the distances can of the adjacent bulkheads and the spacing of the bulkheads the boiler outer walls are less than one meter.
Eine Montage der Wasserlanzenbläser auf der Kesseldecke ist grundsätzlich möglich, wurde jedoch wegen der dort aufgestellten Kesseltrommel, der an der Kesseltrommel angeschlossenen Siedewasserrohre und Dampfrohre sowie der hohen Umgebungstemperaturen für die Reinigung von Abfallverbrennungsanlagen bisher praktisch nicht durchgeführt.An assembly of the water lance blowers on the boiler ceiling is basically possible, However, because of the boiler drum installed there, the one on the boiler drum connected boiling water pipes and steam pipes as well as the high Ambient temperatures for cleaning waste incineration plants so far practically not carried out.
Bei Einsatz von Wasserlanzenbläsern besteht zudem die Gefahr, daß das punktförmig aufgebrachte Wasser bei vergleichsweise tiefen Rauchgas- und Wandtemperaturen nicht auf den Heizflächen verdampft und mit den Belägen abgefördert wird. Hierdurch kann es zur Blockierung des nachgeschalteten Staubfördersystems kommen. When using water lance blowers there is also the risk that this will be punctiform applied water at comparatively low flue gas and wall temperatures not evaporated on the heating surfaces and carried away with the coverings becomes. This can block the downstream dust conveyor system come.
Durch die DE3106421A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Reinigung des Flammrohres eines mit mindestens einem Flammrohr versehenen Kessels bekannt. Während des Betriebes des Kessels wird dieser von einem Rauchgas in vorgegebener Richtung durchströmt. Zur Reinigung der Wandung sind wenigstens zwei getrennte Blassmediumstrahlen vorgesehen. Die Blasstrahlauftreffbereiche auf die Wandung des Flammrohres beschreiben gegeneinander versetzte schraubenlinienartige Bahnen. Hierzu ist es notwendig, dass die Blaseinrichtung während des Reinigungsvorgangs gedreht wird.DE3106421A1 describes a method and a device for cleaning the flame tube of a boiler provided with at least one flame tube is known. During the operation of the boiler, it is emitted by a flue gas flows in a predetermined direction. To clean the wall are at least two separate blast medium jets are provided. The blow jet impact areas on the wall of the flame tube describe staggered against each other helical paths. For this it is necessary that the blowing device is rotated during the cleaning process.
Die DD112512C beschreibt einen feststehenden Blaskopf für Rußbläser. Der Blaskopf weist eine pilzförmige Führung auf, die im Durchmesser das Blasrohr überragt. An der Spitze des Blaskopfes sind unmittelbar hinter der pilzförmigen Führung vier Schlitzdüsen auf einer Schnittebene in das Blasrohr eingebracht. Die Schlitzdüsen sind nach beiden Seiten und nach hinten durch große Fasen abgeschrägt.The DD112512C describes a fixed blow head for sootblowers. The Blow head has a mushroom-shaped guide, the diameter of the blow pipe surmounted. At the top of the blow head are immediately behind the mushroom-shaped Guide four slot nozzles introduced into the blow tube on a cutting plane. The Slot nozzles are chamfered on both sides and to the rear by large chamfers.
Die DE289072C beschreibt ein Blasrohr zu Reinigung der gegenüberliegenden Heizrohre von Doppelkesseln mit gemeinschaftlicher Rauchkammer. Das Blasrohr weist an seinem vorderen Ende eine Düse auf, die einen kreisförmigen Austritt aufweist. Zur Veränderung der Spaltbreite der Düse sind zwei konische Teile, die den Spalt begrenzen, relativ zueinander verstellbar.DE289072C describes a blowpipe for cleaning the opposite one Heating pipes of double boilers with a common smoke chamber. The blowpipe has a nozzle at its front end, which has a circular outlet having. To change the gap width of the nozzle, there are two conical parts, that limit the gap, adjustable relative to each other.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die es ermöglicht, bisher mit den Vorrichtungen und Verfahren nach dem Stand der Technik nur unzureichend abzureinigende Heizflächen von Leerzügen von Verbrennungsanlagen, insbesondere von Abfallverbrennungsanlagen im laufenden Betrieb von Belägen zu befreien und damit die Wärmenutzung der Rauchgase in dem zugehörigen Temperaturbereich des Kessels sicherzustellen.The object of the invention is to develop a method and a device, which makes it possible to date with the devices and methods according to the prior art the heating surfaces of empty trains from Incineration plants, in particular waste incineration plants in operation Operation to get rid of deposits and thus the heat utilization of the flue gases in the associated temperature range of the boiler.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit dem Merkmal des Anspruchs 7
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens bzw.
der Vorrichtung sind Gegenstand der jeweils abhängigen Patentansprüche.This object is achieved according to the invention by a method with the features
of
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung von Heizflächen von Verbrennungsanlagen, insbesondere von abfallbefeuerter Verbrennungsanlagen, mit vertikalen Leerzügen, die während des Betriebes verschmutzen, zeichnet sich dadurch aus, das Wassertropfen mit Geschwindigkeiten, die unterhalb einer abrasiven Wirkung liegen, vorzugsweise kleiner 50m/s, zur gleichzeitigen allseitigen rundum Abreinigung der Verschmutzungen (Beläge) auf einer Ebene der zur reinigenden Bereiche der Leerzüge genutzt werden. Die Reinigungsebene wird während der Reinigung vertikal verschoben, wobei die Reinigung während des Betriebes der Verbrennungsanlage, d.h. online, durchgeführt wird. Die Menge des Reinigungswassers ist dabei so klein gewählt, dass im wesentlichen kein Reinigungswasser in einen Trichter der Verbrennungsanlage gelangt.The method according to the invention for cleaning heating surfaces of incineration plants, especially of waste-fired incinerators, with vertical ones This distinguishes empty trains that become dirty during operation out, the water drops at speeds below an abrasive Effect, preferably less than 50m / s, for simultaneous all-round all around Cleaning of dirt (deposits) on a level to be cleaned Areas of the empty trains are used. The cleaning level is during cleaning moved vertically, cleaning during operation the incinerator, i.e. online. The amount of cleaning water is chosen so small that there is essentially no cleaning water gets into a funnel of the incinerator.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Wasserzuführung über einen vertikal nach unten hängenden hitzebeständigen flexiblen Schlauch erfolgt, wobei am unteren Ende des Schlauches mindestens eine Düse zur Verteilung des Wassers vorgesehen ist.According to an advantageous development of the method, it is proposed that that the water supply via a vertically hanging heat-resistant flexible hose takes place, at least at the lower end of the hose a nozzle for distributing the water is provided.
Überraschend hat sich herausgestellt, daß eine an einem flexiblen Schlauch in den Kessel abgelassene Umlenkrunddüse auch in bisher nicht erreichbaren Kesselbereichen zur Online-Reinigung genutzt werden kann. Hierfür wird der flexible Schlauch durch ein geeignetes Zuführrohr an der Stelle in den Kessel eingebracht, unter der die abzureinigenden Flächen angeordnet sind. Die erfindungsgemäß entwickelte Umlenkungsrunddüse bringt durch die schwere, senkrecht nach unten gerichtete Düsenlanze das Wasser gleichmäßig auf alle Flächen (Decke und Seiten) des abzureinigenden Kesselbereiches auf. Auch bei vergleichsweise tiefen Sattdampf- und Rauchgastemperaturen besteht nicht die Gefahr, daß das Wasser mit den durch Temperaturschock abgelösten harten Belägen in das Staubfördersystem gelangt.Surprisingly, it was found that a flexible hose in the Deflected round nozzle even in previously inaccessible areas of the boiler can be used for online cleaning. For this, the flexible Hose inserted into the boiler through a suitable feed pipe at the point, under which the surfaces to be cleaned are arranged. The invention developed redirection round nozzle brings down through the heavy, vertical directed nozzle lance the water evenly on all surfaces (ceiling and sides) of the boiler area to be cleaned. Even at comparatively deep ones Saturated steam and flue gas temperatures do not pose a risk to the water with the hard deposits in the dust conveyor system that have been replaced by temperature shock arrives.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass das Reinigungswasser in der zu reinigenden Ebene alle Seitenwänden des reinigenden Bereichs des Zuges gleichzeitig benetzt.According to an advantageous development of the method, it is proposed that the cleaning water in the level to be cleaned all side walls of the cleaning Area of the train wetted at the same time.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das Reinigungswasser die Decke des zu reinigenden Bereiches des Leerzuges gleichzeitig ringförmig benetzt.It has proven to be advantageous that the cleaning water covers the ceiling of the area of the empty train to be cleaned is simultaneously wetted in a ring.
Zu einer noch weiteren Verbesserung der Reinigungswirkung, ohne dass es zu einer Beschädigung der Komponenten der Verbrennungsanlage kommt, wird gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens vorgeschlagen, dass die Tropfengröße so gewählt wird, dass weniger als 5% des Wassers vor dem Auftreffen auf der Wand verdampft. Durch diesen Vorschlag wird auch eine Minimierung des Verbrauches des Reinigungswassers erzielt.To further improve the cleaning effect without it Damage to the components of the incinerator comes after proposed yet another advantageous embodiment of the method, that the drop size is chosen so that less than 5% of the water in front evaporates from hitting the wall. This proposal also makes one Achieved minimization of the consumption of cleaning water.
Die Geschwindigkeit ist so gewählt, dass eine Beschädigung der Heizfläche durch Abrasion im wesentlichen vermieden wird.The speed is selected so that the heating surface is damaged by Abrasion is essentially avoided.
Die Vorrichtung zur Reinigung von Heizflächen einer Verbrennungsanlage, insbesondere einer Abfallverbrennungsanlage, mit vertikalen Leerzügen, die während des Betriebes verschmutzen, zeichnet sich dadurch aus, dass die Wasserzuführung über einen vertikal von oben hängenden hitzebeständigen Schlauch erfolgt. Der Schlauch ist über eine Zuführrohr am oberen Ende des Leerzuges eingeführt, wobei das untere Ende des Schlauchs mindestens eine Düse zur Verteilung des Wassers vorgesehen ist.The device for cleaning heating surfaces of an incinerator, in particular a waste incineration plant, with vertical empty trains, which during of the operation is characterized by the fact that the water supply via a heat-resistant hose hanging vertically from above. The hose is inserted through a feed pipe at the top of the empty train, the lower end of the hose having at least one nozzle for distribution of the water is provided.
Vorzugsweise ist die Düse derart ausgestaltet, dass die Reaktionskräfte des austretenden Wassers sich gegenseitig aufheben.The nozzle is preferably designed such that the reaction forces of the emerging Water cancel each other out.
Durch den in Schlauchrichtung schräg nach oben gerichteten Austrittswinkel α der Umlenkrunddüse können auch Heizflächen, z. B. Kesseldecken, gereinigt werden, die über der Düsenlanze liegen.Due to the exit angle α directed obliquely upward in the hose direction the deflecting nozzle can also heating surfaces, for. B. boiler blankets, cleaned that are above the nozzle lance.
Die Düsenlanze ist oberhalb der Umlenkrunddüse mit Abstandshaltern versehen, die verhindern, daß die Umlenkrunddüse durch Verschleiß im Zuführrohr beschädigt wird.The nozzle lance is provided with spacers above the deflection nozzle, which prevent the round nozzle from being damaged by wear in the feed pipe becomes.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß der Reinigungsvorgang an der gleichen Heizfläche mit vergleichsweise geringer Wassermenge mehrfach wiederholt wird, um den Belag durch ausreichende Beheizzeit wieder auf annähernd Rauchgastemperatur zu bringen und damit bei der folgenden Reinigung einen besonders effektiven Temperaturschock zu bewirken. Durch eine installierte Schlauchlängenmessung, die Mengenmessung und Druckmessung des Wassers und der zugehörigen Steuereinheit kann ein automatischer Betrieb durchgeführt werden, mit dem ein Reinigungsvorgang entsprechend den Erfahrungen mehrfach wiederholt wird. Die Steuereinheit stellt die zur Höhenlage der Umlenkrunddüse geeignete Wassermenge ein und korrigiert damit den mit der Schlauchlänge zunehmenden statischen Wasserdruck vor der Umlenkrunddüse.It has proven to be advantageous that the cleaning process is the same Repeatedly repeated heating surface with a comparatively small amount of water is to bring the covering back to approximately smoke gas temperature by sufficient heating time to bring and thus a special in the subsequent cleaning to cause effective temperature shock. With an installed hose length measurement, the quantity measurement and pressure measurement of the water and the associated Control unit can be used for automatic operation a cleaning process is repeated several times according to experience becomes. The control unit provides the appropriate one for the height of the round nozzle Amount of water and thus corrects the increasing with the hose length static water pressure in front of the round nozzle.
Es hat sich weiterhin gezeigt, daß durch die Umlenkrunddüse bei Betrieb mit geringem Überdruck besonders große Wassertropfen gebildet werden, die vor dem Auftreffen auf den Heizflächen durch ihre geringe spezifische Oberfläche kaum verdampfen.It has also been shown that by the deflecting nozzle during operation with little Large water droplets formed before the pressure Hardly hit the heating surfaces due to their small specific surface evaporate.
Die durch den Temperaturschock abgelösten Beläge sind unerwartet kleinstückig und können daher problemlos mit dem installierten Staubfördersystem abgefördert werden.The toppings released by the temperature shock are unexpectedly small and can therefore be easily removed with the installed dust conveyor system become.
Der Wasserdruck vor der Umlenkrunddüse muß nur so hoch gewählt werden, daß die aus dem Austrittswinkel α der Umlenkrunddüse und dem freien Fall gebildete Wurfparabel die abzureinigende Heizfläche erreicht.The water pressure in front of the round nozzle only has to be selected so high that that formed from the exit angle α of the deflecting nozzle and the free fall Throwing parabola reaches the heating surface to be cleaned.
Bei der Erfindung des Verfahrens wurde zunächst mit Trinatriumphosphat konditioniertes Wasser eingesetzt, da zu erwarten war, daß die im Rauchgas von Abfallverbrennungsanlagen mitgeführte Salzsäure schwere Korrosionsschäden an den unlegierten Heizflächen verursachen würde. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die Alkalisierung nicht notwendig ist, da der bei der Reinigung an der Wand entstehende Dampf den Zutritt der Salzsäure aus dem Rauchgas verhindert.In the invention of the method, conditioning was initially carried out with trisodium phosphate Water was used because it was expected that the flue gas from waste incineration plants Hydrochloric acid carried along severe corrosion damage would cause the unalloyed heating surfaces. It has surprisingly turned out to be emphasized that the alkalization is not necessary because of the cleaning Steam generated on the wall prevents the entry of hydrochloric acid from the flue gas.
Neben der einfachen Gestaltung hat das erfindungsgemäße Verfahren mehrere Vorteile:In addition to the simple design, the method according to the invention has several Benefits:
Alle Heizflächen der Leerzüge können unabhängig von der äußeren Zugangssituation abgereinigt werden.All heating surfaces of the empty trains can be used regardless of the external access situation be cleaned.
Um einen besonders effektiven Temperaturschock in den Belägen zu erreichen, muß die Verbrennungsanlage bei der Reinigung vorteilhaft bei maximaler Last gefahren werden. Die Leistungsverfügbarkeit wird durch die Reinigung somit nicht nachteilig beeinflußt. In order to achieve a particularly effective temperature shock in the rubbers, the incinerator must be advantageous for cleaning at maximum load be driven. The availability of services is thus through cleaning not adversely affected.
Die Reisezeit der Kesselanlage wird nicht mehr durch die Verschmutzung der Heizflächen der Leerzüge bestimmt.The travel time of the boiler system is no longer due to the pollution of the Heating surfaces of the empty trains determined.
Der Impuls des auftretenden Wasserstrahls kann so gering eingestellt werden, daß sogar die Feuerfestzustellung im ersten Leerzug ohne Schädigung abgereinigt werden kann. Im oberen und mittleren Bereich des ersten Zuges sind die Beläge im allgemeinen so weich, daß nach den bisherigen Erfahrungen die Wassertropfen bis auf die Heizflächen oder die Feuerfestzustellung durchschlagen und dort durch das Leidenfrost'sche Phänomen ohne Abkühlung der Flächen verdampfen und dabei die anhaftenden Beläge sehr effektiv wegblasen.The impulse of the water jet can be set so low that even refractory delivery in the first empty train cleaned without damage can be. The toppings are in the upper and middle area of the first move generally so soft that, according to previous experience, the water drops penetrate to the heating surfaces or the refractory delivery and through there evaporate the Leidenfrost phenomenon without cooling the surfaces and blow away the adhering deposits very effectively.
Die Vorrichtung kann voll automatisiert werden und bleibt mit Ausnahme des Zuführrohres voll transportfähig. Durch eine installierte Druckmessung und Mengenmessung werden Störungen durch Vergleich mit den Sollwerten sofort erkannt.The device can be fully automated and remains with the exception of the Feed pipe fully transportable. Through an installed pressure measurement and quantity measurement Malfunctions are immediately recognized by comparison with the target values.
Durch die Reinigung der Leerzüge können die Rauchgastemperaturen vor dem Überhitzer so tief gehalten werden, daß die notwendige Überhitzungstemperatur des Frischdampfes gerade erreicht wird. Mit diesem Kriterium werden durch minimale Korrosionen optimale Standzeiten der Heizflächen der Überhitzer erreicht.By cleaning the empty trains, the flue gas temperatures before the Superheaters are kept so low that the necessary superheating temperature the live steam is just reached. With this criterion are minimal Corrosion optimal service life of the heating surfaces of the superheaters achieved.
Durch die spezifisch geringe auf die Heizflächen aufgebrachte Wassermenge wird sichergestellt, daß das Wasser verdampft und nicht mit dem Staub in das Staubfördersystem gelangt.Due to the specifically small amount of water applied to the heating surfaces ensures that the water evaporates and not with the dust in the dust delivery system arrives.
Da der Gehalt an kondensierbaren Alkali- und Metalldämpfen entsprechend der - durch die beschriebene Reinigung der Leerzüge - abgesenkten Rauchgastemperaturen tiefer liegt, sind die Beläge auf dem Überhitzer, Verdampfer und Economiser mit der konventionellen Klopfung leichter zu entfernen.Since the content of condensable alkali and metal vapors corresponds to the - through the described cleaning of the empty trains - lowered smoke gas temperatures are the deposits on the superheater, evaporator and economizer easier to remove with conventional tapping.
Es versteht sich von selbst, daß die bessere Abkühlung der Rauchgase vor dem konvektiven Bereich bei sonst gleichen Umständen zu tieferen Abgastemperaturen führt und damit den Wirkungsgrad der Verbrennungsanlage steigert.It goes without saying that the better cooling of the flue gases before convective area under otherwise identical circumstances to lower exhaust gas temperatures leads and thus increases the efficiency of the incineration plant.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert, ohne dass der Gegenstand der Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt wird.Further advantages and details of the invention will become apparent from the drawing illustrated preferred embodiment explained without the subject the invention is limited to this embodiment.
Es zeigen:
Abbildung 1- Darstellung eines typischen Abfallverbrennungskessels mit einem Zuführrohr nach dem Stand der Technik,
Abbildung 2- Symbolische Darstellung der Haspel mit allen Armaturen und Führungsrohr
Abbildung 3- Symbolische Darstellung der Düsenlanze mit Umlenkrunddüse,
- Abbildung 4a
- Darstellung der Flugbahn der Wassertropfen bei einem Austrittswinkel
α1
von 30 ° und einem 1,0 bar sowie 3 m Breite des Leerzuges,Wasserüberdruck von - Abbildung 4b
- Darstellung der Flugbahn der Wassertropfen bei einem Austrittswinkel
α2 von 45 ° und einem
1,0 bar sowie 3 m Breite des Leerzuges, undWasserüberdruck von Abbildung 5- Darstellung der Flugbahn der Wassertropfen bei einem Austrittswinkel
α3
von 30 ° und einem 1,0 bar sowie 6 m Breite des LeerzugesWasserüberdruck von
-
illustration 1 - Representation of a typical waste incineration boiler with a feed pipe according to the prior art,
- Figure 2
- Symbolic representation of the reel with all fittings and guide tube
- Figure 3
- Symbolic representation of the nozzle lance with deflecting round nozzle,
- Figure 4a
- Representation of the trajectory of the water drops at an exit angle α1 of 30 ° and a water pressure of 1.0 bar and 3 m width of the empty train,
- Figure 4b
- Representation of the trajectory of the water drops at an exit angle α2 of 45 ° and a water pressure of 1.0 bar and 3 m width of the empty train, and
- Figure 5
- Representation of the trajectory of the water drops at an exit angle α3 of 30 ° and a water pressure of 1.0 bar and 6 m width of the empty train
Die Abbildung 1 zeigt eine Abfallverbrennungsanlage mit einem Feuerraum 1 und
drei Leerzügen 2, 3, 4 wobei der dritte Leerzug 4 mit Schotten 5.1, 5.2 ausgerüstet
ist. Über den Leerzügen 2, 3, 4 sind die Kesseltrommel 6.1, die Siedewasserrohre
6.2 und Dampfrohre 6.3 angeordnet. In Rauchgasrichtung nach den Leerzügen 2,
3, 4 sind im konvektiven Bereich die Überhitzer 7.1-7.5, der Verdampfer 8.1-8.2
und der Economiser 9.1-9.4 installiert.Figure 1 shows a waste incineration plant with a
Der Abfall wird über den Aufgabeschacht 10 und die Zuteiler 11 auf den Rost 12
geführt und verbrennt im Feuerraum 1. Die Rauchgase kühlen sich in dem beispielhaft
dargestellten Kessel in den Leerzügen 2, 3, 4 und dem Überhitzer 7.1-7.5,
Verdampfer 8.1-8.2 und Economiser 9.1-9.4 auf die Abgastemperatur von
180 bis 220 °C ab. Bei der Reinigung der Leerzüge 3, 4 fallen die abgelösten Beläge
in den Trichter 13 und werden von dort über das Staubfördersystem 14 abgeführt.The waste is placed on the grate 12 via the
Über den Leerzügen 2, 3, 4 sind zentrisch zu den abzureinigen Heizflächen der
Leerzüge 2, 3, 4 die 25 Zuführrohre 15 für die Reinigungsvorrichtung installiert,
von denen nur ein Zuführrohr 15 in der Abbildung 1 dargestellt ist.Above the
In der Abbildung 2 ist die Reinigungsvorrichtung schematisch dargestellt. Die
Haspel 16 ist über eine Mengenmessung 17, ein Regelventil 18 und eine Druckmessung
19 an einem Druckwasseranschluß 20 angeschlossen. Die Haspel 16
wird von einem drehmomentüberwachten, drehzahlregelbaren Antrieb 21 angetrieben.
Auf der Haspel 16 ist der flexible hitzebeständige Schlauch 22 aufgerollt
und angeschlossen. Die Haspel 16 ist am Druckwasseranschluß 20 angeschlossen. Figure 2 shows the cleaning device schematically. The
An dem flexiblen hitzebeständigen Schlauch 22 ist die Düsenlanze 23 mit der
Umlenkrunddüse 24 angeschlossen. Die Umlenkrunddüse 24 kann über eine Gewindestange
25 verstellt und mit der Kontermutter 26 gesichert werden. Die ordnungsgemäße
Lage des Schlauches 22 wird über eine Endlagenüberwachungsvorrichtung
27 überwacht. Die Schlauchlängenmessung 28 schaltet bei
automatischem Betrieb die Bewegungsrichtung der Haspel 16 in den Endlagen um
und gibt der Steuereinheit 29 Informationen über die Lage der Umlenkrunddüse
24. Die Steuereinheit 29 stellt mit dieser Information wahlweise die Wassermenge
oder den Wasserdruck vor der Haspel 16 auf den geeigneten Sollwert. Zum
Schutz der Umlenkrunddüse 24 gegen Verschleiß im Zuführrohr 15 sind über der
Umlenkrunddüse 24 Abstandshalter 33 angebracht.On the flexible heat-
Das Zuführrohr 15 ist mit dem Zuführrohrverschluß 30 versehen, der bei abgeschlossener
Reinigung verschlossen wird. Während der Reinigung wird über das
Sperrluftventil 31 Sperrluft zugeführt.The
Zur Reinigung wird die Haspel 16 samt Zubehör über dem Eintritt des Zuführrohrs
15 in Position gebracht und an den Druckwasseranschluß 20 sowie den Zuführrohrverschluß
30 und das Sperrluftventil 31 angeschlossen. Nach Eingabe der
Zyklen, der Reinigungshöhe und der Sollwassermenge bzw. des Wasserdruckes in
die Steuereinheit 29 wird das Programm gestartet. Das Sperrluftventil 31 und der
Zuführrohrverschluß 30 öffnen sich automatisch und der Schlauch 22 fährt die
vorgegebene Reinigungshöhe entsprechend der vorgegebenen Zyklenzahl ab. Danach
wird der Schlauch 22 zurückgefahren und zunächst der Zuführrohrverschluß
30 und danach das Sperrluftventil 31 geschlossen.For cleaning, the
Die dargestellte Anlage wird nach einer Reisezeit von 3 Wochen mit je 10 Zyklen gereinigt. The system shown is after a travel time of 3 weeks with 10 cycles each cleaned.
Die Abbildung 3 zeigt die Düsenlanze 23 mit einer zentrisch angeordneten Gewindestange
25. Auf der Gewindestange 25 kann die Umlenkrunddüse 24 so eingestellt
und mit der Kontermutter 26 gesichert werden, daß die Spaltstärke s zwischen
Umlenkrunddüse 24 und Düsenlanze 23 die gewünschte Wassermenge mit
der geeigneten Geschwindigkeit austritt. Der Winkel α der Düsenlanze 23 und der
Umlenkrunddüse 24 bestimmt den Austrittswinkel des Freistrahls. Auf der Düsenlanze
sind Abstandshalter 33 angebracht, die verhindern, daß die Umlenkrunddüse
24 beim Passieren des Zuführrohres 15 beschädigt wird.
Die Abbildungen 4a und 4b zeigen die Flugbahnen 34.1-34.5 und 34.6-34.10 der
Tropfen in einem Teilbereich der Leerzüge mit den Kesselseitenwänden 35.1 und
35.2 und der Kesseldecke 35.3 mit einer Breite von bl=b2 = 3 m bei unterschiedlicher
Höhenlage der Umlenkrunddüse 24 mit alternativen Austrittswinkeln
gegenüber der Horizontalen von α1=30° (Abb. 4a) und α2=45° (Abb. 4b) bei der
Reinigung der Kesseldecke 35.3 und der Kesselseitenwände 35.1 und 35.2.Figures 4a and 4b show trajectories 34.1-34.5 and 34.6-34.10
Drops in a section of the empty trains with the boiler side walls 35.1 and
35.2 and the boiler ceiling 35.3 with a width of bl = b2 = 3 m with different
Elevation of the
Die Abbildung 5 zeigt die Flugbahnen der Tropfen 34.11-34.15 in einem Raum
mit einer Breite b3 = 6 m bei unterschiedlicher Höhenlage der Umlenkrunddüse
24 mit einem Austrittswinkel α3 gegenüber der Horizontalen von 30 ° bei der
Reinigung der Kesseldecke 35.3 und der Kesselseitenwände 35.1 und 35.2. Figure 5 shows the trajectories of drops 34.11-34.15 in a room
with a width b3 = 6 m at different heights of the
Der Düsendurchmesser d wurde in den Beispielen der Abbildungen 4a und b sowie
5 mit 27 mm gewählt, die Spaltstärke s auf 0,7 mm eingestellt. Die Wasserleistung
beträgt 3,0 m3/h, die Reinigungshöhe ist -0,2 bis -10 m von der Kesseldecke.
Der Überdruck vor der Umlenkrunddüse 24 ist 1,0 bar. Die gesamte Länge
der gleichzeitig benetzten Heizfläche beträgt in Abbildung 4a und 4b 12 m und in
Abbildung 5 24 m, so daß die spezifische Wasserleistung bei nur 0,25 m3/h m und
0,125 m3/h m lag.The nozzle diameter d was chosen to be 27 mm in the examples in FIGS. 4a and b and 5, and the gap thickness s was set to 0.7 mm. The water output is 3.0 m 3 / h, the cleaning height is -0.2 to -10 m from the boiler ceiling. The overpressure in front of the
Bei einer Schlauchgeschwindigkeit von 0,0667 m/s wird die Höhe von 10 m in 150 Sekunden durchfahren. At a hose speed of 0.0667 m / s, the height becomes 10 m Drive through for 150 seconds.
- 11
- Feuerraumfirebox
- 22
- erster Leerzugfirst empty train
- 33
- zweiter Leerzugsecond empty train
- 44
- dritter Leerzugthird empty train
- 55
- SchottenScots
- 6.16.1
- Kesseltrommelboiler drum
- 6.26.2
- SiedewasserrohreSiedewasserrohre
- 6.36.3
- Dampfrohresteam pipes
- 77
- Überhitzersuperheater
- 88th
- VerdampferEvaporator
- 99
- Economisereconomizer
- 1010
- Aufgabeschachtfeed chute
- 1111
- Zuteilerarbiter
- 1212
- Rostrust
- 1313
- Trichterfunnel
- 1414
- StaubfördersystemDust conveying system
- 1515
- Zuführrohrfeed
- 1616
- Haspelreel
- 1717
- Mengenmessungquantity measurement
- 1818
- Regelventilcontrol valve
- 1919
- Druckmessungpressure measurement
- 2020
- DruckwasseranschlußPressure water connection
- 2121
- drehmomentüberwachter, drehzahlregelbarer AntriebTorque-monitored, speed-adjustable drive
- 2222
- flexibler hitzbeständiger Schlauchflexible heat-resistant hose
- 2323
- Düsenlanzenozzle lance
- 2424
- Düse, UmlenkrunddüseNozzle, round nozzle
- 2525
- Gewindestange threaded rod
- 2626
- Kontermutterlocknut
- 2727
- EndlagenüberwachungsvorrichtungEndlagenüberwachungsvorrichtung
- 2828
- SchlauchlängenmessungHose length measurement
- 2929
- Steuereinheitcontrol unit
- 3030
- ZuführrohrverschlußZuführrohrverschluß
- 3131
- SperrluftventilSealing air valve
- 3232
- RauchgasreinigungFlue gas cleaning
- 3333
- Abstandshalterspacer
- 34.1-34.534.1-34.5
- Flugbahnen Beispiel Abb. 4aTrajectories example Fig. 4a
- 34.6-34.1034.6-34.10
- Flugbahnen Beispiel Abb. 4bTrajectories example Fig. 4b
- 34.11-34.1534.11-34.15
- Flugbahnen Beispiel Abb. 5Trajectories example Fig. 5
- 35.1-35.235.1-35.2
- KesselseitenwändeBoiler side walls
- 35.335.3
- Kesseldeckeboiler roof
- Winkel αAngle α
- Wasseraustrittswinkel gegenüber der WaagerechtenWater outlet angle compared to the horizontal
- α1α1
- Winkel in Beispiel Abb. 4aAngle in example Fig.4a
- α2α2
- Winkel in Beispiel Abb. 4bAngle in example Fig.4b
- α3α3
- Winkel in Beispiel Abb. 5Angle in example Fig. 5
- b1b1
- Breite des Leerzuges in Abb. 4aWidth of the empty train in Fig. 4a
- b2b2
- Breite des Leerzuges in Abb. 4bWidth of the empty train in Fig. 4b
- b3b3
- Breite des Leerzuges in Abb. 5Width of the empty train in Fig. 5
- H1H1
- Höhe des Leerzuges in Abb. 4aHeight of the empty train in Fig.4a
- H2H2
- Höhe des Leerzuges in Abb. 4b Height of the empty train in Fig. 4b
- H3H3
- Höhe des Leerzuges in Abb. 5Height of the empty train in Fig. 5
- dd
- LanzendurchmesserLance diameter
- DD
- UmlenkrunddüsendurchmesserUmlenkrunddüsendurchmesser
- ss
- DüsenspaltstärkeDie gap thickness
Claims (23)
dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungswasser in der zu reinigenden Ebene alle Seitenwände des zu reinigenden Bereiches des Leerzuges gleichzeitig benetzt.Method according to claim 1,
characterized in that the cleaning water in the plane to be cleaned wets all side walls of the area of the empty train to be cleaned simultaneously.
dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungswasser die Decke des zu reinigenden Bereiches des Leerzuges gleichzeitig ringförmig benetzt.The method of claim 1 or 2,
characterized in that the cleaning water simultaneously wets the ceiling of the area of the empty train to be cleaned in a ring.
dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfengröße so gewählt wird, daß weniger als 5 % des Wassers vor dem Auftreffen auf eine Wand verdampft. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the drop size is chosen so that less than 5% of the water evaporates before hitting a wall.
dadurch gekennzeichnet,
bei dem die Zuführung des Wassers über einen vertikal nach unten hängenden Schlauch erfolgt, wobei am unteren Ende des Schlauchs mindestens eine Düse vorgesehen ist.Method according to one of claims 1 to 4,
characterized by
in which the water is supplied via a hose hanging vertically downwards, at least one nozzle being provided at the lower end of the hose.
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchgeschwindigkeit größer 0,03 m/s und kleiner 0,2 m/s ist.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the hose speed is greater than 0.03 m / s and less than 0.2 m / s.
dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzuführung über einen vertikal von oben hängenden hitzebeständigen flexiblen Schlauch (22) erfolgt, dieser Schlauch (22) über ein Zuführrohr (15) am oberen Ende des Leerzuges eingeführt wird und daß am unteren Ende des Schlauches (22) mindestens eine Düse (24) zur Verteilung des Wassers angeschlossen ist.Device for cleaning the heating surfaces of an incineration plant, in particular a waste-fired incineration plant with vertical empty trains (2, 3, 4) which become dirty during operation,
characterized in that the water is supplied via a heat-resistant flexible hose (22) which hangs vertically from above, this hose (22) is introduced via a supply pipe (15) at the upper end of the empty train and that at least one is connected to the lower end of the hose (22) Nozzle (24) is connected to distribute the water.
dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (24) so ausgebildet ist, dass die Reaktionskräfte des austretenden Wassers sich gegenseitig aufheben.Device according to claim 7,
characterized in that the nozzle (24) is designed so that the reaction forces of the emerging water cancel each other out.
dadurch gekennzeichnet, daß diese transportabel ausgebildet ist. Device according to claim 7,
characterized in that it is designed to be transportable.
dadurch gekennzeichnet, daß diese automatisch betreibbar ist.Device according to claim 7, 8 or 9,
characterized in that it can be operated automatically.
dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (24) als Umlenkrunddüse (24) gestaltet ist und diese durch die symmetrische Gestaltung des Wasseraustritts senkrecht unter dem Zuführrohr 15 gehalten wird.Device according to one of claims 7 to 10,
characterized in that the nozzle (24) is designed as a deflecting round nozzle (24) and this is held vertically below the feed pipe 15 by the symmetrical design of the water outlet.
dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrunddüse (24) durch die Ausgestaltung der Düsenform und damit des Austrittswinkels α des Wassers auch Kesselbereiche reinigen kann, die über der Umlenkrunddüse (24) gelegen sind.Device according to one of claims 7 to 11,
characterized in that the deflecting round nozzle (24) can also clean boiler areas which are located above the deflecting round nozzle (24) by the configuration of the nozzle shape and thus the exit angle α of the water.
dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkungsrunddüse (24) einen Austrittswinkels α des Wassers zumindest größer 10 ° gegenüber der Waagerechten aufweist.Device according to one of claims 7 to 12,
characterized in that the deflection round nozzle (24) has an exit angle α of the water at least greater than 10 ° with respect to the horizontal.
dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkungsrunddüse (24) einen Austrittswinkels α des Wassers zumindest kleiner 60 ° gegenüber der Waagerechten aufweist.Device according to one of claims 7 to 13,
characterized in that the deflection round nozzle (24) has an exit angle α of the water at least less than 60 ° with respect to the horizontal.
dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlanze (23) aus einem vorzugsweise besonders schwerem dickwandigem Rohr gefertigt ist, um auch bei Verformungen des flexiblen Schlauches (22) in senkrechter Lage zu vermeiden und damit den Wasserstrahl auf die abzureinigenden Flächen auf gleicher Höhe auftreffen läßt.Device according to one of claims 7 to 14,
characterized in that the nozzle lance (23) is made from a preferably particularly heavy, thick-walled tube, in order to avoid vertical deformation even when the flexible hose (22) is deformed and thus allows the water jet to strike the surfaces to be cleaned at the same height.
dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlanze (23) außen über der Umlenkrunddüse (24) Abstandshalter (33) aufweist, so dass eine Beschädigung der Umlenkrunddüse (24) durch das Führungsrohr (15) vermieden wird.Device according to one of claims 7 to 15,
characterized in that the nozzle lance (23) has spacers (33) on the outside above the deflecting round nozzle (24), so that damage to the deflecting round nozzle (24) by the guide tube (15) is avoided.
dadurch gekennzeichnet, daß eine Haspel (16) mit einer Endlagenüberwachungsvorrichtung (27) vorgesehen ist.Device according to one of claims 7 to 16,
characterized in that a reel (16) with an end position monitoring device (27) is provided.
dadurch gekennzeichnet, daß die Haspel mit einer Mengenmessung (17) und Druckmessung (19) versehen ist, die durch Vergleich beider Meßgrößen mit Sollwerten die ordnungsgemäße Funktion der Reinigung überwacht.Device according to claim 17,
characterized in that the reel is provided with a quantity measurement (17) and pressure measurement (19) which monitors the proper functioning of the cleaning by comparing the two measured variables with setpoints.
dadurch gekennzeichnet, daß die Haspel (16) mit einer Schlauchlängenmessung (28) versehen ist, die die Bewegungsumschaltung bei der automatischen Reinigung steuert und den Druck der statischen Wassersäule vor der Düse an eine Steuereinheit (29) meldet. Device according to claim 17 or 18,
characterized in that the reel (16) is provided with a hose length measurement (28) which controls the change of movement during automatic cleaning and reports the pressure of the static water column in front of the nozzle to a control unit (29).
dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Steuerung (29) aufweist, die den automatisierten Betrieb der Haspel (16) mit einer Schlauchlängenmessung (28) erlaubt und überwacht.Apparatus according to claim 17, 18 or 19,
characterized in that it has a control (29) which permits and monitors the automated operation of the reel (16) with a hose length measurement (28).
dadurch gekennzeichnet, daß die Haspel (16) mit Vorrichtung versehen ist, die automatisch über Drehmomenterfassung eines Antriebes (21) und Endlagenüberwachungsvorrichtung (27) die ordnungsgemäße Bewegung des flexiblen hitzebeständigen Schlauches (22) überwacht.Device according to one of claims 17 to 20,
characterized in that the reel (16) is provided with a device which automatically monitors the correct movement of the flexible heat-resistant hose (22) via torque detection of a drive (21) and end position monitoring device (27).
dadurch gekennzeichnet, daß diese so ausgebildet ist, dass durch Sperrluft bei Betrieb der Reinigungsvorrichtung den Austritt von Rauchgasen am Zuführrohr (15) verhindert.Device according to one of claims 7 to 21,
characterized in that it is designed such that sealing air prevents the escape of smoke gases at the feed pipe (15) when the cleaning device is in operation.
dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführrohr (15) durch einen Zuführrohrverschluß (30) bei Stillstand der Reinigungsvorrichtung den Austritt von Rauchgasen verhindert.Device according to claim 22,
characterized in that the feed pipe (15) prevents the escape of flue gases by a feed pipe closure (30) when the cleaning device is at a standstill.
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