EP1979701A1 - Vorrichtung mit fluidverteiler und messwerterfassung sowie verfahren zum betrieb eines mit rauchgas durchströmten kessels - Google Patents

Vorrichtung mit fluidverteiler und messwerterfassung sowie verfahren zum betrieb eines mit rauchgas durchströmten kessels

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EP1979701A1
EP1979701A1 EP07703228A EP07703228A EP1979701A1 EP 1979701 A1 EP1979701 A1 EP 1979701A1 EP 07703228 A EP07703228 A EP 07703228A EP 07703228 A EP07703228 A EP 07703228A EP 1979701 A1 EP1979701 A1 EP 1979701A1
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EP
European Patent Office
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boiler
environmental parameter
fluid distributor
fluid
detecting
Prior art date
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EP07703228A
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English (en)
French (fr)
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EP1979701B1 (de
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Bernd Mussmann
Manfred Frach
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Bergemann GmbH
Original Assignee
Bergemann GmbH
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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
    • F28G3/00—Rotary appliances
    • F28G3/16—Rotary appliances using jets of fluid for removing debris
    • F28G3/166—Rotary appliances using jets of fluid for removing debris from external surfaces of heat exchange conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
    • F23J3/02—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys
    • F23J3/023—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys cleaning the fireside of watertubes in boilers
    • 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
    • F28G15/00—Details

Definitions

  • the present invention relates to a device comprising a fluid distributor which has at least one flow channel with an inlet opening and an outlet opening, wherein the inlet opening is connectable to a supply line for a fluid and means for moving the fluid distributor are provided.
  • a device comprising a fluid distributor which has at least one flow channel with an inlet opening and an outlet opening, wherein the inlet opening is connectable to a supply line for a fluid and means for moving the fluid distributor are provided.
  • Such devices can be used, for example, for cleaning boilers of a combustion plant.
  • the invention also relates to a method for operating a flue gas-flowed boiler with such a device.
  • the hot flue gas is passed in a plurality of heat exchangers, so that the heat is transferred to a heat exchange medium flowing in the heat exchangers, in particular water.
  • a heat exchange medium flowing in the heat exchangers, in particular water.
  • impurities, soot and the like adhere to those which in the medium term hinder the heat transfer from the flue gas to the heat exchange medium. Therefore, it is necessary to remove the heat exchangers from these impurities at predetermined intervals.
  • cleaning devices are used, as described for example in WO 96/38704.
  • a space-saving constructed cleaning device is also apparent from EP 1 259 762 Bl.
  • This cleaning device in particular a so-called water lance blower, has a water lance, with a bundled jet of water through the boiler room on an opposite wall or a heat exchanger can be discharged, thereby removing the impurities adhering there. Such cleaning may occur during operation of the incinerator.
  • the impingement region of the water jet is guided along a predetermined path on the surface to be cleaned, also called a blown figure.
  • the path is generally meandering and specifically targets obstacles, openings or other sensitive areas in the cleaning area. Due to the kinetic water jet energy and the sudden evaporation of water penetrated in the pores of the deposits, a spalling of the soot, slag and ash is caused.
  • DE 196 40 337 discloses a method for evaluating and purifying slags on a heating surface, wherein the temperature of the heat exchange medium is measured on selected pipes of the heating surface in the interior of a steam boiler. This measured temperature is compared with a reference temperature of a clean heating surface. As a result of this comparison can now be decided whether the heat transfer is still sufficient, or whether a cleaning must be performed.
  • DE 196 05 287 discloses a method and a device for controlling the travel time of a boiler.
  • thermography Further methods for monitoring the combustion combustion operating parameters or for monitoring the deposits inside the boiler are thermography, sound pyrometry or infrared pyrometry. With the aid of such data acquisition systems, information about the temperature of objects inside the boiler, the temperature of the flue gas, the flow velocity of the flue gas, adhering impurities, etc. can be determined.
  • the device according to the invention therefore comprises a fluid distributor which has at least one flow channel with an inlet opening and an outlet opening, wherein the inlet opening is connectable to a supply line for a fluid and means are provided for moving the fluid distributor, and in which additionally means for detecting an environmental parameter are provided through the outlet opening therethrough.
  • a "fluid distributor” means a tube-like construction which comprises a flow channel in its center
  • the fluid distributor is generally an elongated tube, near at least one end region curvatures, widenings or constrictions (eg for influencing the flow behavior of the fluid)
  • the device has a plurality of fluid distributors and / or a fluid distributor also has a plurality of flow channels
  • the embodiment is preferred the device with a single fluid distributor having a single flow channel may also include adapters, ports, valves and the like, so that a supply line for a fluid (water, steam, air, etc.) is attachable to the fluid manifold so that the compound can withstand high speeds of movement or acceleration in operation.
  • the feed line is advantageously flexible and should at least partially be resistant to high temperatures.
  • One possibility with regard to the configuration of such a supply line is a metal hose, wherein this may also comprise a plurality of concentric hose sheaths.
  • means for moving the fluid distributor are provided. These means may include mechanical, magnetic, electromechanical, pneumatic or other drives.
  • moving is meant, in particular, a pivoting, but it is also possible for the fluid distributor to rotate and / or move in. In principle, it is also possible for several types of motion to overlap, at least temporarily.
  • means are additionally provided for detecting an environmental parameter through the outlet opening.
  • the means may in particular comprise sound generators, sound receivers, optical aggregates (camera, pyrometers, lasers, etc.), radiation conductors, sensors, holders for at least one of the aforementioned elements and the like.
  • environmental parameters is meant in particular a state variable inside the boiler, such as the internal temperature of the boiler, the flow velocity and / or temperature of the flue gas, the distance to an object inside the boiler, the degree of fumigation of the heat exchangers, the reflection behavior of components and / or internals of the boiler or something similar.
  • the environmental parameter also includes mean values, area and / or spatial distributions of the parameter, the change behavior of the parameter and the like.
  • the device Even if it is fundamentally possible to detect various environmental parameters at the same time or at different times, a simple construction of the device with means for detecting exactly one environmental parameter is preferred.
  • the detection outside the fluid distributor or inside the boiler environmental parameter is carried out through the Austrittsöfthung, which can take place without contact. Accordingly, it is for example possible that the means for detecting an environmental parameter do not protrude beyond the outlet opening of the fluid distributor and / or (at least temporarily) are in direct contact with the interior of the boiler.
  • the fluid distributor can now not only be used as a cleaning device, but also obtains a further function.
  • the drives of the fluid distributor or of the device can be used for the variable use of the means for detecting the environmental parameter.
  • systems that already incorporate such a fluid distributor can be easily retrofitted with such an environmental parameter acquisition system because only the fluid distributor needs to be replaced. New holes or hatches can be avoided in a boiler wall. The quick replacement of the fluid distributor also ensures that long downtimes of the boiler can be avoided.
  • the means for detecting an environmental parameter comprise at least one measuring transducer which is arranged in connection to the at least one flow channel.
  • this may mean, on the one hand, that the measuring transducer itself can be positioned inside the at least one flow channel. The transducer can then be permanently positioned there, but it is also possible that it is only temporarily positioned during operation of the device in the flow channel. It is also possible that the sensor itself is positioned in an adjoining room or at a distance from the flow channel, in which case optionally a signal conductor can be introduced at least temporarily into the flow channel.
  • the means for detecting an environmental parameter it is preferred that these comprise at least one pyrometer.
  • this is in particular a sound pyrometer or an infrared pyrometer in question.
  • a sound pyrometer sound transmitters and sound receivers are positioned in one or more devices. Then sound pulses are emitted, which due to the temperature dependence of the speed of sound knowledge of the temperature and / or the flue gas velocity can be obtained. In this way, however, measured values can only be generated in certain positions of the fluid distributor since the transmitter and the receiver must be exactly aligned with one another.
  • an infrared pyrometer also called radiation thermometer is preferred. This is used in particular for non-contact temperature measurement. The infrared radiation of the flue gases, the flames or the objects inside the boiler can thus be determined.
  • the means for detecting an environmental parameter are arranged at least partially in a side channel which can be end-coupled by the flow channel.
  • the fluid distributor is advantageously designed with a curvature near the inlet opening, so that the secondary channel can extend essentially in line with the outlet opening.
  • this secondary channel can be decoupled.
  • seals, valves, flow flaps or the like may be provided.
  • the secondary channel has a connection point which can be completely closed with a closure flap or the like.
  • the means for detecting an environmental parameter may also be temporary be removed from the fluid manifold.
  • a permanent connection between the means for detecting the environmental parameter and the fluid distributor is preferred, because in this way the repetition of the exact alignment during assembly can be avoided.
  • means may also be provided for protecting the means for detecting an environmental parameter with respect to the temperatures, gases and / or pressures prevailing inside the boiler.
  • the at least one flow channel ele- ments are provided for holding the means for detecting an environmental parameter.
  • a signal conductor is arranged in the interior of the flow channel.
  • separate elements may be provided temporarily or permanently in the flow channel.
  • a flow influencer which is intended to calm the fluid (after flowing through a bend) near the inlet. This flow influencer can now be equipped with such elements for holding the transducers.
  • the means for moving the fluid distributor comprise a swivel drive with at least two drives which can be controlled independently of one another.
  • the embodiment with two linear drives which are designed in particular in modular design.
  • the pivot drive realized, for example, independently adjustable pivoting angle in the horizontal and vertical direction of up to 110 °.
  • the local description of the drives can also be used here for a more detailed description.
  • means for determining the position of the fluid distributor are provided. In particular, the means for determining the position are combined with the drives of a pivoting operation.
  • displacement and / or angle and / or speed sensors can be provided, which are coupled to parts of the drives.
  • the position determination comprises, for example, the position of the fluid distributor with respect to a reference point of the device and / or the orientation of the fluid distributor and / or the inclination of the fluid distributor to the vessel wall.
  • limit switches or the like are provided, which can serve, for example, before the start of operation of the device as a reference point for the subsequent position determination.
  • this device comprises a cleaning device for a boiler through which flue gas flows.
  • the fluid distributor is designed in the manner of a blowpipe that can be permanently positioned pivotally in the wall of a boiler.
  • the fluid distributor has a nozzle for forming a fluid jet comprising at least one of the constituents water and steam, wherein the nozzle forms the outlet opening.
  • nozzle is meant in particular a tapered cross-section of the flow channel of the fluid distributor in the region of the outlet opening, wherein the outlet opening ultimately has a diameter in the range of 6 mm to 8 mm
  • the fluid jet and the measuring beam can preferably bridge distances of up to 5 meters, possibly even 10 meters or even up to 18 meters.
  • a boiler of a combustion plant is proposed with at least one device of the type described above according to the invention, in which the Fuidverteiler is arranged movable in a boiler wall, that the Austrittsöfrhung is located inside the boiler. Preference is given to the embodiment that several devices are mounted in or on the boiler.
  • At least two devices are provided in a horizontal plane portion of the boiler.
  • a horizontal plane section is meant, in particular, a section of the interior of the vessel which has two substantially horizontal end regions and extends over a certain height, the height of this plane segment taking into account the movement of the fluid distributor or accessibility of the interior space
  • the at least two devices may be arranged opposite one another and / or substantially at right angles to one another in order to be able to use simple calculation algorithms in the processing of the measurement signals and to allow a broad coverage inside the vessel.
  • “Opposite” is not to be understood regularly in that the devices are exactly opposite one another. Rather, a certain offset of both devices within the plane section is preferred. If necessary, NEN also other devices may be provided in the one horizontal plane section.
  • a "right-angled" arrangement is given in particular when the fluid distributors are aligned in their non-pivoted position substantially perpendicular to each other.
  • a configuration is particularly preferred, wherein the plurality of devices are arranged over the circumference of the plane section with a substantially equal distance from each other.
  • These multiple fluid distributors are preferably used to collectively monitor a (horizontal) boiler compartment section for an environmental parameter.
  • this boiler chamber section with regard to different environmental parameters (temperature, position of the flames of the fire, flow paths of the flue gas, contamination of the boiler wall and the like), possibly using different means for detecting an environmental parameter and / or the existing means for detecting an environmental parameter is operated differently (eg with different wavelengths, frequencies, intensities, etc.).
  • data processing means for signals of the means for detecting an environmental parameter and the means for determining the position of the at least one fluid distributor are provided.
  • the data processing means may be equipped with software which correlates and processes the signals or measured values of the means for detecting an environmental parameter and the means for determining the position of the at least one fluid distributor.
  • the measured values of the environmental parameter inside the boiler can be precisely localized.
  • the data processing means can also be equipped with reference values and / or reference curves of the detected environmental parameter, so that a comparison of the current measured values with these reference values or curves can be made. This allows conclusions about the combustion and / or heat exchange processes in the incinerator. This makes it possible to display particularly accurate images of the processes inside the bowl.
  • the data processing means may be equipped with storage media and / or visualization means.
  • the data processing means may be designed as a separate structural unit or else as a wedge of a control with regard to the incinerator, the boiler and / or the device.
  • the data processing means may interact with "self-learning" logic units, so that the evaluation and / or prognosis of the measurement results can be improved over the operating period.
  • a method for operating a flue gas-flowed boiler, wherein the boiler has at least one device according to the above-mentioned type, wherein by means of the device temporarily distributes a fluid in the boiler and temporarily includes an environmental parameter inside the boiler becomes.
  • the embodiment of the method in which the distribution of the fluid and the detection of the environmental parameter is carried out in separate time intervals. Accordingly, the device is used in a time interval for distributing the fluid or for cleaning the boiler, while the device is used at a different time interval for detecting at least one environmental parameter.
  • the at least one device is moved with different movement sequences during the different time intervals, wherein, for example, during a cleaning procedure zesses or during the fluid distribution a meandering blowing character is traversed away and / or speed-dependent, while in the time interval for detecting the environmental parameter z.
  • a meandering blowing character is traversed away and / or speed-dependent, while in the time interval for detecting the environmental parameter z.
  • a line-shaped or plane-shaped scanning of the interior of the boiler takes place.
  • the temperature distribution in the boiler is detected as an environmental parameter.
  • the temperature distribution of the flue gas during operation of the boiler or the incinerator is meant.
  • a so-called online diagnosis of the combustion behavior (boiler monitoring) is possible.
  • the position of the temperature maxima with respect to a cross-section of the boiler or even a longitudinal section of the boiler can thus be determined.
  • the online temperature measurement can also be used to analyze the position of the flame in the boiler and to influence it if necessary.
  • the signals of the means for detecting an environmental parameter of a plurality of devices are superimposed so that a local assignment of a measured value in the boiler he follows.
  • the measuring beams of the plurality of devices are at least temporarily superimposed, so that, for example, various intersection points or intersection planes are formed.
  • the detected environmental parameter is compared with a reference value and, depending on this comparison, at least measures for activating a cleaning process or for influencing the combustion process are carried out.
  • the measures for activating a cleaning process it is possible, for example, to make a selection of the device (s) to be activated for cleaning, with the operating mode of the device additionally being able to be adapted.
  • the nature of the firing in particular the supply of combustion media and / or oxidizing agents (for example air), to achieve a change in the heat flows inside the boiler.
  • the combustion processes can be controlled from this comparison, in which a corresponding positioning of the combustion media and / or a qualitative and / or quantitative influence on the Oxidationsffenzufur takes place.
  • the environmental parameters detected by the device be combined with measured values of further sensors of the boiler.
  • further sensors in or on Boilers are positioned, which also allow conclusions about one (the same or another) environmental parameters of the boiler.
  • sensors as proposed in DE 196 40 337, may be provided in the boiler.
  • the measured values generated by means of the sensors near the boiler wall can now be correlated with the measured values obtained with the device according to the invention. This makes it possible to detect whether there is actually a poor heat transfer at one point or the hot flue gas does not flow past in the desired manner at this point. This avoids interpretation errors and unnecessary cleaning processes.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a device according to the invention as a cleaning device
  • FIG. 3 shows a partial section through an incinerator with several cleaning devices according to the invention
  • Fig. 4 a result of a measured value detection in a horizontal section through the boiler
  • FIG. 5 shows a profile of the detected environmental parameter in a vertical section of the boiler.
  • a device 1 which comprises a fluid distributor 2, which has a flow channel 3 and is provided with an inlet opening 4 and an outlet opening 4. Step opening 5 is executed.
  • the fluid enters via the inlet opening 4 into the fluid distributor 2 in the manner of a blower tube, flows through the bend 21 and then exits via the exit opening 5 formed with a nozzle 14 as a fluid jet 15. It is the fluid jet 15 possible to bridge distances up to 30 m.
  • This fluid jet 15 is used in particular for cleaning accessible heat exchangers and / or areas of the boiler wall.
  • the fluid distributor 2 is pivotally positioned in a bearing 22 of the boiler wall 17.
  • the bearing 22 is designed so that the fluid distributor 2 can be pivoted at an angle 25 (from one extreme position to the opposite in the range of approximately 90 degrees or even 110 degrees). In addition, it is preferred that the bearing 22 optionally permits a (partial) rotation of the fluid distributor 2, but a movement in the axial direction is prevented.
  • a pivot drive (not shown) may be provided outside of the boiler, which is mounted on the outside of the boiler wall 17. This rotary actuator now acts on a part of the fluid distributor located outside the boiler and controls its pivotal movement with arbitrary, freely definable movement speeds.
  • the illustrated fluid distributor 2 also has, in the region of the curvature 21, a secondary channel 9 in which a measured value pickup 7 is provided.
  • the orientation of the secondary channel 9 is such that an aligned arrangement of the sensor 7 and outlet opening 5 is given.
  • a shut-off 20 for example in the form of a valve, is provided.
  • the measured value pickup 7 is particularly suitable for determining the temperature outside the outlet opening in the interior of the boiler by means of infrared radiation.
  • Fig. 2 now illustrates a device which is designed as a cleaning device 12 for a flue gas-flowed boiler.
  • the fluid expensive 2 pivotally mounted in a hatch 24 of the boiler wall 17.
  • two modular drives 11 are provided in the manner of a linear drive.
  • a drive 11 is fixed and movable on the other drive 11 for this purpose.
  • the drives 11, which are arranged perpendicular to one another, can be controlled independently of one another, so that the articulation of the fluid distributor can reach any point within the process area 26.
  • the fluid distributor 2 is in turn designed with an inlet opening 4, to which a supply line 6 for a fluid is connected.
  • the flexible supply line 6 is connected, for example, with a water and / or steam supply.
  • a Strömungsbeeinl 40 in the flow channel 3 of the fluid distributor 2 is provided. This comprises, for example, flow guide surfaces, which ensure a laminar flow of the fluid in the interior of the fluid distributor 2.
  • This fluid distributor 2 is now also equipped with means for detecting an environmental parameter through the outlet opening 5 (not shown).
  • These means here comprise a pyrometer 8, for example an infrared pyrometer, which has a signal conductor 23, for example an optical waveguide, which extends into inner regions of the fluid distributor 2.
  • a pyrometer 8 for example an infrared pyrometer
  • a signal conductor 23 for example an optical waveguide, which extends into inner regions of the fluid distributor 2.
  • this is fixed centrally with the Strömungsbeeinler 40.
  • this signal conductor 23 is movably arranged with respect to the fluid distributor 2 or the flow channel 3, ie, for example, during a cleaning process, in which the fluid distributor is flowed through with the cleaning fluid, at least partially removed from the fluid distributor 2.
  • the cleaning device 12 comprises a data processing system 31, on the one hand with the pyrometer 8 and on the other hand with the drives 11 of the
  • Cleaning device 12 is connected electrically or information technology. So for example, the information obtained by means of the pyrometer 8 can be correlated together with the data which are generated via the data connections 29 by the travel meters 28 of the drives 21. Depending on the characteristic values obtained therefrom, special control commands, for example, can be routed via the lines 30 back to the drives 11, so that a selective cleaning of contaminated partial areas of the boiler is carried out.
  • the illustrated data processing system 31 may be in the same way with other or further cleaning devices 12 of the boiler in connection.
  • the data processing system 31 may also include storage media, processors and other hardware and software.
  • Fig. 3 shows schematically a cross section through a portion of an incinerator 16 with a boiler 13 which is traversed by hot flue gas.
  • a flame 35 is schematically illustrated, this being controlled by the burners 33.
  • the burners 33 are used to supply combustion agents and / or oxidants.
  • the flue gas generated in this case now flows substantially vertically upward toward the heat exchangers 34.
  • heat exchangers 34 illustrated above in the boiler 13 for example in the manner of a bundle of tube bundles, further heat exchangers can be provided in the region of the boiler wall between the flame 35 and the illustrated heat exchangers 34 ,
  • the hot flue gas comes into contact with the heat exchangers 34, wherein a heat exchange medium (eg water) flowing through the heat exchangers 34 is heated and thus the heat energy of the flue gas can be utilized.
  • a heat exchange medium eg water
  • each horizontal plane section 18 a plurality of devices 1 and cleaning devices 12 are provided.
  • a cleaning device 12 is provided in a plane portion 18 on each side surface.
  • the measuring beams 32 of opposite cleaning devices 12 intersect.
  • average values of the environmental parameter in the interior of the vessel 13 can be determined, wherein a planar or even spatial distribution of the environmental parameter can be determined by superposing these measured values obtained with the measuring beams 32.
  • the information obtained by means of the measuring beams 32 of the cleaning devices 12 can also be corrected, for example, with measured values or signals which were generated by further sensors 19 in the region of the boiler wall of the boiler 13. This can be obtained in a cost effective and simple manner, for example, a much higher density of information regarding the temperature distribution inside the boiler.
  • the integration of such a measuring system in the cleaning devices 12 also has a simple retrofitting result.
  • the cleaning devices 12 are connected via data links 29 to a data processing system 31.
  • a data processing system 31 Depending on the measured values generated with the cleaning devices 12 or the resulting curves of the environmental parameter in the interior of the boiler 13, the cleaning operation of the cleaning devices 12 and the addition of combustion agents and / or oxidizing agents can be selectively selectively influenced by means of the burners 33.
  • a coupling 37 of the burner 33 is provided with the data processing system 31.
  • FIG. 4 is a substantially horizontal cross section through a boiler 13 shown.
  • the substantially square structure of the boiler 13 with the boiler walls 17 is not centrically flowed through by the hot flue gas. This error can be identified by the temperature distribution over this cross section.
  • the values indicated in FIGS. 4 and 5 (1080, 1060, 1040) represent data in degrees Celsius, the lines illustrating boundary regions of the fields of the same temperature.
  • the maximum 39 of the environmental parameter or the temperature is offset from the center 38 of the boiler 13. This is accompanied by a one-sided load on the vessel 13 with regard to slagging and / or heat flow.
  • a cleaning device 12 is additionally illustrated by way of example schematically in the boiler wall 17, wherein the pivoting region is illustrated in each plane.
  • the dashed line represents the boundary region with regard to the pivoting angle for the fluid jet 15 or the measuring beam 32.
  • this cover can now also be used for a complete detection of the environmental parameter inside the boiler 13. This cost-effective addition of such a combustion system allows selective cleaning of the boiler walls 17 of the boiler 13 and a particularly efficient operation of the incinerator.

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Abstract

Vorrichtung (1) umfassend einen Fluidverteiler (2), der wenigstens einen Strömungskanal (3) mit einer Eintrittsöffnung (4) und einer Austrittsöffnung (5) hat, wobei die Eintrittsöffnung (4) mit einer Zuleitung (6) für ein Fluid verbindbar ist und Mittel vom Bewegen des Fluidverteilers (2) vorgesehen sind, wobei Mittel (insbesondere ein Ifrarot-Pyrometer) zur Erfassung eines Umgebungsparameters (insbesondere die Temperaturverteilung) durch die Austrittsöffnung (5) hindurch vorgesehen sind. Des Weiteren wird ein Verfahren zum Betrieb eines mit Rauchgas durchströmten Kessels (13) vorgeschlagen, wobei der Kessel (13) mindestens eine solche Vorrichtung (1) aufweist, wobei mittels der Vorrichtung (1) zeitweise ein Fluid im Kessel (13) verteilt und zeitweise ein Umgebungsparameter im Inneren des Kessels (13) erfasst wird.

Description

Vorrichtung mit Fluidverteiler und Messwerterfassung sowie Verfahren zum Betrieb eines mit Rauchgas durchströmten Kessels
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung umfassend einen Fluidverteiler der wenigstens einen Strömungskanal mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung hat, wobei die Eintrittsöffnung mit einer Zuleitung für ein Fluid verbindbar ist und Mittel vom Bewegen des Fluidverteilers vorgesehen sind. Derartige Vorrichtungen können beispielsweise zum Reinigen von Kesseln einer Verbrennungsanlage zum Einsatz gelangen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb eines mit Rauchgas durchströmten Kessels mit einer solchen Vorrichtung.
Im Zusammenhang mit dem Betrieb von Verbrennungsanlagen ist es von beson- derem Interesse, einen hohen Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung zu erzielen. Dazu wird das heiße Rauchgas in einer Mehrzahl von Wärmeaustauschern vorbeigeführt, so dass die Wärme auf ein in den Wärmetauschern strömendes Wärmeaustauschmedium, insbesondere Wasser, übertragen wird. Beim Kontakt des heißen Rauchgases mit diesen Wärmeaustauschern bleiben jedoch Verunrei- nigungen, Ruß und Ahnliches an den haften, die mittelfristig den Wärmeübergang vom Rauchgas hin zum Wärmeaustauschmedium behindern. Deshalb ist es erforderlich, in vorgegebenen Abständen die Wärmeaustauscher von diesen Verunreinigungen zu befreien.
Zur Reinigung dieser Wärmeaustauschflächen oder auch der Kesselwand kommen beispielsweise Reinigungsgeräte zum Einsatz, wie sie zum Beispiel in der WO 96/38704 beschrieben sind. Ein platzsparend aufgebautes Reinigungsgerät geht auch aus der EP 1 259 762 Bl hervor.
Dieses Reinigungsgerät, insbesondere ein so genannter Wasserlanzenbläser, hat eine Wasserlanze, mit der ein gebündelter Wasserstrahl durch den Kesselraum auf eine gegenüber liegende Wand oder einen Wärmeaustauscher abgegeben werden kann, wobei dadurch die dort anhaftenden Verunreinigungen entfernt werden. Eine solche Reinigung kann während des Betriebes der Verbrennungsanlage erfolgen. Zur Durchführung dieses Reinigungsprozesses wird der Auftreffbereich des Wasserstrahls entlang eines vorgegebenen Weges auf der zu reinigenden Fläche geführt, auch Blasfigur genannt. Der Weg ist im Allgemeinen mäanderförmig und umläuft gezielt Hindernisse, Öffnungen oder andere empfindliche Zonen im Reinigungsbereich. Aufgrund der kinetischen Wasserstrahlenergie und des schlagartigen Verdampfens von in den Poren der Ablagerungen eingedrungenen Wassers wird ein Abplatzen der Verschmutzung aus Ruß, Schlacke und Asche bewirkt.
Darüber hinaus ist es bekannt, mit diverser Sensorik die Verschmutzung der Wärmeaustauschflächen bzw. der Kesselwand zu überprüfen bzw. zu überwachen und eine gezielte Reinigung dann vorzunehmen. So geht beispielsweise aus der DE 196 40 337 ein Verfahren zur Bewertung und Abreinigung von Verschlackungen an einer Heizfläche hervor, wobei an ausgewählten Rohren der Heizfläche im Inneren eines Dampfkessels die Temperatur des Wärmeaustauschmediums gemessen wird. Diese gemessene Temperatur wird mit einer Referenztemperatur einer sauberen Heizfläche verglichen. Als Ergebnis dieses Vergleichs kann nun entschieden werden, ob der Wärmeübergang noch ausreichend ist, oder ob eine Reinigung durchgeführt werden muss. Des Weiteren geht aus der DE 196 05 287 ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung der Reisezeit eines Kessels hervor. Dabei wird auch vorgeschlagen, dass es für die Generierung weitere Informa- tionen über den Ablagerungsmechanismus oder vorbeiströmende Aschepartikel zweckmäßig ist, die Temperaturverteilung der Umgebung der Ablagerung zu erfassen und zu analysieren. Hierbei können z. B. heiße Aschepartikel erkannt werden, die stromaufwärts an der Kesselwand oder den Einbauten zu Anbackungen führen können. Zur Erfassung solcher Informationen wird vorgeschlagen, einen in den Kessel ragenden Ablagerungssensor, beispielsweise eine CCD-Kamera, vorzusehen. Ein besonders effektives und einfach durchzuführendes Verfahren zur selektiven Reinigung geht auch aus der DD 281452 B5 hervor, wobei die zu reinigenden Kesselwände in separate Flächen eingeteilt und überwacht werden. Erst bei errei- chen vorgegebener Kennwerte werden gezielt Reinigungsprozesse für diese separaten Flächen initiiert.
Weitere Verfahren zur Überwachung der Betriebsparameter der Verbrennung bzw. zur Überwachung der Ablagerungen im Inneren des Kessels sind die so ge- nannte Thermographie, die Schall-Pyrometrie oder die Infrarot-Pyrometrie. Mit Hilfe derartiger Messwert-Erfassungssysteme können Informationen über die Temperatur von Gegenständen im Inneren des Kessels, die Temperatur des Rauchgases, die Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases, anhaftende Verunreinigungen, etc. bestimmt werden.
Die derzeit im Einsatz befindlichen Systeme zur Überwachung der Verbrennungsvorgänge, des Verschlackungsgrades der Wärmeaustauscher, der Reinigung von Wärmeaustauschern und der Steuerung dieser einzelnen Vorgänge sind immer noch sehr komplex und teuer. Auch fehlt es zumindest teilweise an der Mög- lichkeit, gewonnene Informationen zu überprüfen, so dass vielfach noch unnötige Reinigungsvorgänge durchgeführt werden. Darüber hinaus sind Verbrennungsanlagen, die noch nicht mit einem Überwachungssystem hinsichtlich der Verbrennungsvorgänge im Inneren des Kessels ausgeführt sind, nur mit sehr hohen Kosten nachrüstbar, wobei vielfach die Kesselwand durchbrochen werden muss. FoIg- lieh ist für die Installation auch ein relativ langer Stillstand des Kessels erforderlich.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Ins- besondere sollen Vorrichtungen und Verfahren angegeben werden, die zu einem effizienteren Betrieb einer Verbrennungsanlage führen. Außerdem soll auch eine Möglichkeit angegeben werden, wie bereits bestehende Verbrennungsanlage schnell und kostengünstig mit einer Kesselraumüberwachung ergänzt werden können.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einem Verfahren zum Betrieb eines mit Rauchgas durchströmten Kessels gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 13. Weitere vorteilhaftere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulieren Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprü- chen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können, und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Auch die Beschreibung offenbart, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, Weiterbildungen der Erfindung,
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst demnach einen Fluidverteiler der wenigstens einen Strömungskanal mit einer Eintrittsöffnung und einer Austritts- öffnung hat, wobei die Eintrittsöffnung mit einer Zuleitung für ein Fluid verbindbar ist und Mittel zum Bewegen des Fluidverteilers vorgesehen sind, und bei der zusätzlich Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters durch die Austritts- Öffnung hindurch vorgesehen sind.
Ein „Fluidverteiler" meint insbesondere eine rohrähnliche Konstruktion, die in ihrem Zentrum einen Strömungskanal umfasst. Der Fluidverteiler ist in der Regel ein lang gestrecktes Roh, wobei nahe zumindest eines Endbereiches Krümmun- gen, Aufweitungen oder Einschnürungen (z.B. zur Beeinflussung des Strömungsverhaltens des Fluides), Anschlüsse, Anbauten und dergleichen vorgesehen sein können. Der Fluidverteiler stellt insbesondere ein so genanntes Blasrohr für ein Reinigungsgerät dar. Auch wenn es durchaus möglich ist, dass die Vorrichtung mehrere Fluidverteiler und/oder auch ein Fluidverteiler mehrere Strömungskanäle aufweist. Bevorzugt ist jedoch die Ausführung der Vorrichtung mit einem einzelnen Fluidverteiler, der einen einzelnen Strömungskanal hat. Die Eintrittsöffhung kann zudem Adapter, Anschlüsse, Ventile und Ahnliches umfassen, so dass eine Zuleitung für ein Fluid (Wasser, Dampf, Luft, etc.) so an dem Fluidverteiler befestigbar ist, dass die Verbindung auch hohen Bewegungsgeschwindigkeiten oder Beschleunigungen im Betreib standhält. Die Zuleitung ist vorteilhafter Weise fle- xibel und sollte zumindest teilweise hochtemperatur-beständig sein. Eine Möglichkeit hinsichtlich der Ausgestaltung einer solchen Zuleitung ist ein Metallschlauch, wobei dieser auch mehrere konzentrische Schlauchmäntel umfassen kann.
Weiterhin sind Mittel zum Bewegen des Fluidverteilers vorgesehen. Diese Mittel können mechanische, magnetische, elektromechanische, pneumatische oder andere Antriebe umfassen. Mit „Bewegen" ist insbesondere ein Verschwenken gemeint, es ist jedoch auch möglich, dass hierbei ein Rotieren und/oder Verschieben des Fluidverteilers stattfindet. Grundsätzlich ist auch möglich, dass mehrere Be- wegungsarten sich zumindest zeitweise überlagern.
Erfindungsgemäß sind zusätzlich Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters durch die Austrittsöffhung hindurch vorgesehen. Die Mittel können insbesondere Schallerzeuger, Schallempfänger, optische Aggregate (Kamera, Pyrometer, Laser, etc.), Strahlungsleiter, Sensoren, Halterungen für zumindest einen der vorstehend genannten Elemente und dergleichen umfassen. Mit Umgebungsparameter ist insbesondere eine Zustandsgröße im Inneren des Kessels gemeint, wie beispielsweise die Kesselinnentemperatur, die Strömungsgeschwindigkeit und/oder Temperatur des Rauchgases, die Entfernung hin zu einem Objekt im Inneren des Kessels, der Verschlackungsgrad der Wärmetauscher, das Reflexionsverhalten von Bestandteilen und/oder Einbauten des Kessels oder Ahnliches. Insbesondere umfasst der Umgebungsparameter auch Mittelwerte, flächige und/oder räumliche Verteilungen des Parameters, das Änderungsverhalten des Parameters und dergleichen. Auch wenn es grundsätzlich möglich ist, zeitgleich oder zeitlich versetzt diverse Umgebungsparameter zu erfassen, so wird ein einfacher Aufbau der Vorrichtung mit Mitteln zum Erfassen genau eines Umgebungsparameters bevorzugt. Das Erfassen außerhalb des Fluidverteilers bzw. im Inneren des Kessels liegenden Umgebungsparameters erfolgt durch die Austrittsöfthung hindurch, wobei dies berührungslos stattfinden kann. Demnach ist es z.B. möglich, dass die Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters nicht über die Austrittsöffhung des Fluidverteilers hinausragen und/oder (zumindest zeitweise) direkt mit dem Innenraum des Kessels in Kontakt sind.
Der Vorteil der Vorrichtung ist, dass der Fluidverteiler nun nicht nur als Reini- gungsgerät eingesetzt werden kann, sondern eine weitere Funktion erhält. Dabei können zum variablen Einsatz der Mittel zur Erfassung des Umgebungsparameters beispielsweise die Antriebe des Fluidverteilers bzw. der Vorrichtung genutzt werden. Auch lassen sich Systeme, die bereits einen solchen Fluidverteiler umfassen, leicht mit einem solchen Umgebungsparameter-Erfassungssystem nachrüsten, da lediglich der Fluidverteiler ausgetauscht werden muss. Neue Bohrungen oder Luken können so in einer Kesselwand vermieden werden. Das schnelle Austauschen des Fluidverteilers gewährleistet zudem, dass lange Stillstandzeiten des Kessels vermieden werden können.
Gemäße einer Weiterbildung der Vorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters zumindest einen Messwertaufnehmer umfassen, der in Verbindung zum wenigstens einen Strömungskanal angeordnet ist. Das kann z.B. einerseits bedeuten, dass der Messwertaufnehmer selbst im Inneren des wenigstens einen Strömungskanals positionierbar ist. Der Messwertauf- nehmer kann dann dauerhaft dort positioniert sein, es ist jedoch auch möglich, dass dieser nur zeitweise während des Betriebes der Vorrichtung im Strömungskanal positioniert ist. Auch ist mögliche, dass der Messwertaufnehmer selbst in einem Nebenraum oder mit einem Abstand zum Strömungskanal positioniert ist, wobei dann gegebenenfalls ein Signalleiter zumindest zeitweise in den Strö- mungskanal einbringbar ist. Im Hinblick auf die Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters ist bevorzugt, dass diese wenigstens ein Pyrometer umfassen. Grundsätzlich kommt hierfür insbesondere ein Schall-Pyrometer oder ein Infrarot-Pyrometer in Frage. Bei einem Schall-Pyrometer werden Schallsender und Schallempfänger in einem oder in mehreren Vorrichtungen positioniert. Dann werden Schallimpulse ausgesendet, wobei aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit Kenntnisse hinsichtlich der Temperatur und/oder der Rauchgasgeschwindigkeit gewonnen werden können. Damit lassen sich jedoch nur in bestimmten Positionen des Fluid- verteilers Messwerte generieren, da Sender und Empfänger zueinander exakt aus- gerichtet sein müssen. Bevorzugt ist demnach der Einsatz eines Infrarot- Pyrometers, auch Strahlungsthermometer genannt. Dieses dient insbesondere zur berührungslosen Temperaturmessung. Die Infrarot-Strahlung der Rauchgase, der Flammen bzw. der Objekte im Inneren des Kessels können so bestimmt werden. Grundlage bildet das so genannte Stefan-Bolzmann-Gesetz, nach dem die Ge- Samtstrahlungsleistung für einen idealen schwarzen Körper von der absoluten Temperatur abhängt. Bevorzugt ist ein Infrarot-Pyrometer, dessen Spektralbereich 3,9 μm und/oder 1,1 μm umfasst.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass die Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters wenigstens teilweise in einem, vom Strömungskanal endkoppelbaren, Nebenkanal angeordnet sind. Damit wird grundsätzlich die Möglichkeit einer Entkopplung von Messvorgang und Fluidver- teilung geschaffen. Dazu ist der Fluidverteiler vorteilhafterweise mit einer Krümmung nahe der Eintrittsöfrhung ausgeführt, so dass sich der Nebenkanal im We- sentlichen fluchtend zur Austrittsöfmung erstrecken kann. Um zu verhindern, dass das Fluid mit den Mitteln zur Erfassung eines Umgebungsparameters in Kontakt kommt, kann dieser Nebenkanal entkoppelt werden. Hierfür können Dichtungen, Ventile, Strömungsklappen oder dergleichen vorgesehen sein. Grundsätzlich ist auch möglich, dass der Nebenkanal eine Anschlussstelle hat, der vollständig mit einer Verschlussklappe oder dergleichen verschlossen werden kann. In diesem Fall können die Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters auch Zeitweise von dem Fluidverteiler entfernt werden. Bevorzugt ist jedoch eine dauerhafte Verbindung zwischen den Mitteln zur Erfassung des Umgebungsparameters und dem Fluidverteiler, weil auf diese Weise die Wiederholung der genauen Ausrichtung bei der Montage vermieden werden kann. Zusätzlich oder Alternativ können auch Mittel zum Schutz der Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters bezüglich der im Inneren des Kessels herrschenden Temperaturen, Gase und/oder Drücke vorgesehen sein.
Weiterhin ist auch vorteilhaft, dass in dem wenigstens einen Strömungskanal E- lemente zum Halten der Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters vorgesehen sind. Dies gilt beispielsweise für den Fall, dass im Inneren des Strömungskanals ein Signalleiter angeordnet ist. Um diesen nunmehr zur Austrittsöffnung auszurichten, kann es erforderlich sein, diesen mittig im Strömungsraum zu fixieren. Hierfür können separate Elemente zeitweise oder permanent im Strömungs- kanal vorgesehen sein. Als ein Beispiel für ein permanent integriertes Element ist ein Strömungsbeeinflusser beispielhaft anzuführen, der das Fluid (nach Durchströmen einer Krümmung) nahe der Eintrittsöffnung beruhigen soll. Dieser Strömungsbeeinflusser kann nun mit solchen Elementen zum Halten der Messwertaufnehmer ausgestattet sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung umfassen die Mittel zum Bewegen des Fluidverteilers eines Schwenkantriebs mit mindestens zwei unabhängig voneinander ansteuerbaren Antrieben. Ganz besonders bevorzugt ist die Ausgestaltung mit zwei Lineartrieben, die insbesondere in Modul-Bauweise gestaltet sind. Der Schwenkantrieb realisiert dabei beispielsweise unabhängig voneinander einstellbare Verschwenkwinkel in horizontaler und vertikaler Richtung von bis zu 110°. Im Hinblick auf die Ausgestaltung der Antriebe sei insbesondere auf die WO 01/65179 Al verwiesen. Die dortige Beschreibung der Antriebe kann zur näheren Beschreibung auch hier herangezogen werden. Des Weiteren wird auch vorgeschlagen, dass Mittel zur Positionsbestimmung des Fluidverteilers vorgesehen sind. Insbesondere sind die Mittel zur Positionsbestimmung mit den Antrieben eines Schwenkbetriebs kombiniert. So können beispielsweise Weg- und/oder Winkel- und/oder Geschwindigkeitssensoren vorgese- hen sein, die mit Teilen der Antriebe gekoppelt sind. Somit lassen sich aufgrund der Verfahrwege der Antriebe exakte Rückschlüsse auf die Position des Fluidverteilers ziehen. Die Positionsbestimmung umfasst beispielsweise die Lage des Fluidverteilers bezüglich eines Bezugspunktes der Vorrichtung und/oder die Ausrichtung des Fluidverteilers und/oder die Neigung des Fluidverteilers zur Kesselwand. Zudem ist möglich, dass Endschalter oder dergleichen vorgesehen sind, die beispielsweise vor den Start des Betriebes der Vorrichtung als Referenzpunkt für die nachfolgende Positionsbestimmung dienen können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst diese ein Reini- gungsgerät für einen mit Rauchgas durchströmten Kessel. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Reinigungsgerät, dessen Fluidverteiler nach Art eines Blasrohres ausgestaltet ist, dass dauerhaft schwenkbar in der Wand eines Kessels positioniert werden kann.
Bei dieser Vorrichtung ist besonders bevorzugt, dass der Fluidverteiler eine Düse zur Ausbildung eines Fluidstrahls umfassend zumindest einen der Bestandteile Wasser und Dampf hat, wobei die Düse die Austrittsöffnung bildet. Mit „Düse" ist insbesondere ein sich verjüngender Querschnitt des Strömungskanals des Fluidverteilers im Bereich der Austrittsöffhung gemeint, wobei die Austrittsöffnung letztendlich einen Durchmesser im Bereich von 6 mm bis 8 mm aufweist. Durch diese Düse hindurch kann nunmehr ein Messstrahl ebenso wie ein Fluidstrahl in innere Bereiche des Kessels abgegeben werden. Dabei können der Fluidstrahl und der Messstrahl vorzugsweise Distanzen bis zu 5 Meter, gegebenenfalls sogar 10 Meter oder sogar bis hin zu 18 Metern überbrücken. Des Weitern wird auch ein Kessel einer Verbrennungsanlage mit mindestens einer Vorrichtung der vorstehend erfindungsgemäß beschriebenen Art vorgeschlagen, bei dem der Fuidverteiler so in einer Kesselwand bewegbar angeordnet ist, dass sich die Austrittsöfrhung im Inneren des Kessels befindet. Bevorzugt ist dabei die Ausgestaltung, dass mehrere Vorrichtungen in bzw. an dem Kessel montiert sind.
Über die in den Innenbereich des Kessels hineinragende Austrittsöffhung des FIu- idverteilers können Fluidstrahlen oder Messstrahlen abgegeben werden, die zumindest einen Großteil des Innenraums des Kessels erreichen können. Dies hat einerseits den Vorteil, dass mit Hilfe der Fluidstrahlen die von dem Fluidverteiler erreichbaren Wärmeaustauschkörper bzw. Kesselwände von Verunreinigungen befreit werden können, gleichzeitig aber auch relativ große Bereiche mit den Messstrahlen erreicht werden können. Die Vorsehung mehrer Vorrichtungen ermöglicht nun, dass Bereiche im Inneren des Kessels von mehreren Messstrahlen unterschiedlicher Vorrichtungen erreicht werden können, wobei durch die Überlagerung der gewonnenen Messwerte sehr genaue Informationen über den Umgebungsparameter erzielt werden können.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass in einem horizontalen Ebenenabschnitt des Kessels wenigstens zwei Vorrichtungen vorgesehen sind. Mit einem „horizontalen Ebenenabschnitt" ist insbesondere ein Abschnitt des Innenraums des Kessels gemeint, der zwei im Wesentlichen horizontalen Endbereiche hat und sich über eine gewisse Höhe erstreckt. Die Höhe dieses Ebenenabschnittes ist unter Berücksichtigung der Bewegung des Fluidverteilers bzw. der Erreichbarkeit des Innenraums mit dem Messstrahl gewählt. Die wenigstens zwei Vorrichtungen können gegenüberliegend und/oder im wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet sein, um einfache Rechenalgorithmen bei der Verarbeitung der Messsignale verwenden zu können und eine breite Abdeckung im Inneren des Kessels zu ermöglichen. „Gegenüberliegend" ist regelmäßig nicht so zu verstehen, dass die Vorrichtungen ein- ander exakt fluchtend gegenüberliegen. Vielmehr ist ein gewisser Versatz beider Vorrichtungen innerhalb des Ebenenabschnittes bevorzugt. Gegebenenfalls kön- nen auch weitere Vorrichtungen in dem einen horizontalen Ebenenabschnitt vorgesehen sein. Eine "rechtwinklige" Anordnung ist insbesondere dann gegeben, wenn die Fluidverteiler in ihrer nicht verschwenkten Lage zueinander im wesentlichen senkrecht ausgerichtet sind. Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausgestal- tung, wobei die Mehrzahl von Vorrichtungen über den Umfang des Ebenenabschnittes mit einem im Wesentlichen gleichen Abstand zueinander angeordnet sind. Diese mehreren Fluidverteiler werden bevorzugt dazu eingesetzt, zusammen einen (horizontalen) Kesselraumabschnitt hinsichtlich eines Umgebungsparameters zu überwachen. Dabei ist es insbesondere auch möglich, diesen Kesselraum- abschnitt bezüglich unterschiedlicher Umgebungsparameter zu prüfen (Temperatur, Lage der Flammen des Feuers, Strömungswege des Rauchgases, Verschmutzungen der Kesselwand und dergleichen), wobei gegebenenfalls verschiedene Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters zum Einsatz gelangen und/oder das vorhandene Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters verschieden betrieben wird (z.B. mit anderen Wellenlängen, Frequenzen, Intensitäten, etc.).
Des Weiteren wird bezüglich des Kessels vorgeschlagen, dass Datenverarbeitungsmittel für Signale der Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters und der Mittel zur Positionsbestimmung des mindestens einen Fluidverteilers vorgesehen sind. Die Datenverarbeitungsmittel können mit einer Software ausgestattet sein, die die Signale bzw. Messwerte der Mittel zu Erfassung eines Umgebungsparameters und der Mittel zur Positionsbestimmung des mindestens einen Fluidverteilers miteinander korreliert und verarbeitet. Insbesondere können auf diese Weise die Messwerte des Umgebungsparameters im Inneren des Kessels örtlich genau zugeordnet werden. Durch die Überlagerung mehrerer solcher Umgebungsparameter, z. B. bezüglich horizontaler oder vertikaler Bezugsebenen, können exakte Umgebungsparameter- Verläufe in einer Ebene oder sogar im dreidimensionalen Raum des Kessels generiert und dargestellt werden. So lassen sich bei- spielsweise Temperatur- und/oder Geschwindigkeitsverteilungen des Rauchgases sowie gegebenenfalls Position und/oder Verhalten der Flamme im Inneren des Kessels bestimmen. Dadurch können die Wärmeströme, der Verschlackungsgrad, die Anhaftungswahrscheinlichkeit, das Wärmeaustauschverhalten und/oder weitere Kennwerte räumlich und/oder flächenbezogen prognostiziert und/oder generiert werden. Die Datenverarbeitungsmittel können zudem mit Referenzwerten und/oder Referenzverläufen des erfassten Umgebungsparameters ausgestattet sein, so dass ein Vergleich der aktuellen Messwerte mit diesen Referenzwerten bzw. -verlaufen vorgenommen werden kann. Dies erlaubt Rückschlüsse auf die Verbrennungs- und/oder Wärmeaustauschvorgänge in der Verbrennungsanlage. Damit lassen sich besonders genaue Abbilder der Vorgänge im Inneren des Kes- sels darstellen. Zu diesem Zweck können die Datenverarbeitungsmittel mit Speichermedien und/oder Visualisierungsmitteln ausgestattet sein. Die Datenverarbeitungsmittel können als separate Baueinheit oder aber auch als Keil einer Steuerung hinsichtlich der Verbrennungsanlage, des Kessels und/oder der Vorrichtung ausgeführt sein. Darüber hinaus ist auch möglich, dass die Datenverarbeitungsmit- tel mit „sebstlernenden" Logikeinheiten zusammenwirken, so dass die Auswertung und/oder Prognose der Messergebnisse mit der Betriebsdauer verbessert werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb eines mit Rauchgas durchströmten Kessels vorgeschlagen, wobei der Kessel mindestens eine Vorrichtung nach der vorstehend erfindungsgemäßen Art aufweist, wobei mittels der Vorrichtung zeitweise ein Fluid im Kessel verteilt und zeitweise ein Umgebungsparameter im Inneren des Kessels umfasst wird. Besonders bevorzugt ist dabei die Ausgestaltung des Verfahrens, bei der die Verteilung des Fluids und die Erfassung des Umgebungsparameters in getrennten Zeitintervallen durchgeführt wird. Demnach wird die Vorrichtung in einem Zeitintervall zur Verteilung des Fluids bzw. zur Reinigung des Kessels eingesetzt, während die Vorrichtung zu einem anderen Zeitintervall zur Erfassung wenigstens eines Umgebungsparameters verwendet wird. Ganz besonders bevorzugt wird die mindestens eine Vor- richtung während der unterschiedlichen Zeitintervalle mit unterschiedlichen Bewegungsabläufen verfahren, wobei beispielsweise während eines Reinigungspro- zesses bzw. während der Fluidverteilung eine mäanderförmigen Blasfigur weg- und/oder geschwindigkeitsabhängig abgefahren wird, während im Zeitintervall zur Erfassung des Umgebungsparameters z. B. ein zeilenförmiges bzw. ebenen- förmiges Abtasten des Innenraumes des Kessels erfolgt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Antriebssystem für die Vorrichtung vorgesehen ist, welches im Hinblick auf die Bewegungsrichtung separat und unabhängig angesteuert werden kann. Das führt zu dem Vorteil, dass die Vorrichtung, die ursprünglich beispielsweise nur für den Reinigungsprozess eingesetzt wurde, nunmehr auch zur Messwerterfassung genutzt werden kann. Durch das erfindungsgemäße System zur Messwerterfassung kann auch eine einfache Nachrüstung bekannter Reinigungssysteme vorgenommen werden. Dazu muss ein Fluidverteiler nur mit Mitteln zur Erfassung eines Umgebungsparameters ergänzt werden, wobei ggf. auch noch die damit verbundene Betriebs-Software angepasst werden muss.
Darüber hinaus ist vorteilhaft, dass als Umgebungsparameter die Temperaturverteilung im Kessel erfasst wird. Dabei ist insbesondere die Temperaturverteilung des Rauchgases während des Betriebes des Kessels bzw. der Verbrennungsanlage gemeint. Somit ist eine so genannte online-Diagnose des Verbrennungsverhaltens (Kesselüberwachung) möglich. Insbesondere können so die Lage der Tempera- turmaxima bezüglich eines Querschnitts des Kessels oder auch eines Längsschnitts des Kessels ermittelt werden. In Anbetracht der Tatsache, dass für eine gleichmäßige Nutzung der Wärmeenergie des Rauchgases und zur Vermeidung von lokalen Anhäufungen von Verunreinigungen eine möglichst zentrische Ausrichtung dieser Temperaturmaxima im Kessel gewünscht ist, kann gegebenenfalls schnell eine Korrektur der Verbrennungsvorgänge vorgenommen werden. Die online-Temperaturmessung kann auch dazu eingesetzt werden, die Lage der Flamme im Kessel zu analysieren und gegebenenfalls zu beeinflussen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden die Signale der Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters einer Mehrzahl von Vorrichtungen so überlagert, dass eine örtliche Zuordnung eines Messwertes im Kessel erfolgt. Hierzu werden die Messstrahlen der Mehrzahl von Vorrichtungen wenigstens zeitweise überlagert, so dass z.B. diverse Kreuzungspunkte bzw. Kreuzungsebenen gebildet sind. Durch die Überlagerung der Umgebungsparameter können besonders exakte Messwerte (beispielsweise der Temperaturverteilung) generiert werden.
Weiterhin ist auch möglich, dass der erfasste Umgebungsparameter mit einem Referenzwert verglichen wird und in Abhängigkeit von diesem Vergleich zumindest Maßnahmen zur Aktivierung eines Reinigungsvorgangs oder zur Beeinflus- sung des Verbrennungsvorgangs durchgeführt werden. Besonders bevorzugt ist dabei ein Verfahren, wobei in Abhängigkeit des Vergleichs sowohl Maßnahmen zur Aktivierung eines Reinigungsvorgangs und zur Beeinflussung des Verbrennungsvorgangs durchgeführt werden können. Im Hinblick auf die Maßnahmen zur Aktivierung eines Reinigungsvorganges kann beispielsweise eine Auswahl der zur Reinigung zu aktivierenden Vorrichtung(en) vorgenommen werden, wobei zusätzlich auch noch die Betriebsweise der Vorrichtung angepasst werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, durch die Art der Befeuerung, insbesondere der Zufuhr von Verbrennungsmedien und/oder Oxidationsmitteln (z.B. Luft), eine Veränderung der Wärmeströmungen im Inneren des Kessels zu erreichen. So können aus diesem Vergleich die Verbrennungsvorgänge geregelt werden, in dem eine entsprechende Positionierung der Verbrennungsmedien und/oder eine qualitative und/oder quantitative Einflussnahme auf die Oxidationsmittelzufur erfolgt. Dies führt zu einem effizienteren Wärmeübergang vom heißen Rauchgas auf die Wärmeaustauschmittel in den Wärmetauschern und/oder zur Reduzierung von an den Wärmetauschern haftenden Verunreinigungen, wie Asche, Ruß und Verschlackungen.
Schließlich wird auch vorgeschlagen, dass die mit der Vorrichtung erfassten Umgebungsparameter mit Messwerten weiterer Sensoren des Kessels kombiniert werden. Damit ist insbesondere gemeint, dass zusätzlich zu den Mitteln zur Erfassung eines Umgebungsparameters der Vorrichtung weitere Sensoren im bzw. am Kessel positioniert sind, die ebenfalls Rückschlüsse auf einen (gleichen oder einen anderen) Umgebungsparameter des Kessels zulassen. Beispielsweise können Sensoren, wie sie in der DE 196 40 337 vorgeschlagen sind, im Kessel vorgesehen sein. Die mittels der Sensoren nahe der Kesselwand generierten Messwerte kön- nen nun mit den Messwerten, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewonnen wurden, korreliert werden. Damit lässt sich ggf. erkennen, ob an einer Stelle tatsächlich ein schlechter Wärmeübergang vorliegt oder das heiße Rauchgas an dieser Stelle nicht in der gewünschten Weise vorbeiströmt. So werden Interpretationsfehler und unnötige Reinigungsprozesse vermieden.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf begrenzt ist. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2: eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung als Reinigungsgerät,
Fig. 3: einen Teilschnitt durch eine Verbrennungsanlage mit mehreren erfindungsgemäßen Reinigungsgeräten,
Fig. 4: ein Ergebnis einer Messwerterfassung in einem horizontalen Schnitt durch den Kessel, und
Fig. 5: einen Verlauf des erfassten Umgebungsparameters in einem vertikalen Schnitt des Kessels.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 dargestellt, welche einen Fluidverteiler 2 umfasst, der einen Strömungskanal 3 hat und mit einer Eintrittsöffhung 4 und einer Aus- trittsöffiiung 5 ausgeführt ist. Das Fluid tritt über die Eintrittsöffiiung 4 in den Fluid Verteiler 2 nach Art eines Blasrohres ein, durchströmt die Krümmung 21 und tritt dann über die, mit einer Düse 14 gebildete, Austrittsöfrhung 5 als Fluidstrahl 15 aus. Dabei ist es dem Fluidstrahl 15 möglich, Entfernungen bis zu 30 m zu überbrücken. Dieser Fluidstrahl 15 wird insbesondere zum Abreinigen von erreichbaren Wärmetauschern oder/und Bereichen der Kesselwand genutzt. Um hierbei möglichst große Flächen zu erreichen, ist der Fluidverteiler 2 schwenkbar in einer Lagerung 22 der Kesselwand 17 positioniert. Die Lagerung 22 ist dabei so gestaltet, dass der Fluidverteiler 2 mit einem Winkel 25 (von einer Extremstellung zur gegenüberliegenden im Bereich von ca. 90 Grad oder sogar 110 Grad) verschwenkt werden kann. Daneben ist bevorzugt, dass die Lagerung 22 gegebenenfalls eine (teilweise) Rotation des Fluidverteilers 2 zulässt, eine Bewegung in axiale Richtung jedoch unterbunden ist. Zur Ausführung dieser Schwenkbewegung kann außerhalb des Kessels ein Schwenkantrieb (nicht dargestellt) vorgesehen sein, der außen an der Kesselwand 17 montiert ist. Dieser Schwenkantrieb greift nun an einem außerhalb des Kessels liegenden Teilbereich des Fluidverteilers an und steuert dessen Schwenkbewegung mit beliebigen, frei vorgebbaren Bewegungsgeschwindigkeiten.
Der dargestellte Fluidverteiler 2 weist im Bereich der Krümmung 21 zudem ein Nebenkanal 9 auf, in dem ein Messwertaufhehmer 7 vorgesehen ist. Die Ausrichtung des Nebenkanals 9 ist derart, dass eine fluchtende Anordnung von Messwertaufhehmer 7 und Austrittsöffhung 5 gegeben ist. Um zu vermeiden, dass das Fluid während des Reinigungsprozesses in Teilbereiche des Nebenkanals 9 bzw. hin zum Messwertaufhehmer 7 strömen kann, ist eine Absperrung 20, beispielsweise in Form eines Ventils, vorgesehen. Der Messwertaufhehmer 7 ist insbesondere geeignet, mittels Infrarot-Strahlung die Temperatur außerhalb der Austrittöffhung im Inneren des Kessels zu bestimmen.
Fig. 2 veranschaulicht nunmehr eine Vorrichtung, die als Reinigungsgerät 12 für einen mit Rauchgas durchströmten Kessel ausgestaltet ist. Dazu ist der Fluidver- teuer 2 in einer Luke 24 der Kesselwand 17 schwenkbar gelagert. Zur Verwirklichung eines Schwenkbereichs 27 des Fluidverteilers 2 sind zwei modular aufgebaute Antriebe 11 nach Art eines Linearantriebes vorgesehen. Ein Antrieb 11 ist hierfür auf dem anderen Antrieb 11 fixiert und verfahrbar. Die senkrecht zueinan- der angeordneten Antriebe 11 sind unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass die Anlenkung des Fluidverteilers jeden beliebigen Punkt innerhalb des Verfahrensbereichs 26 erreichen kann.
Der Fluidverteiler 2 ist wiederum mit einer Eintrittsöffhung 4 ausgeführt, an die eine Zuleitung 6 für ein Fluid angeschlossen ist. Die flexible Zuleitung 6 ist beispielsweise mit einer Wasser- und/oder Dampf- Versorgung verbunden. Um eine möglichst gleichmäßige Ausgestaltung des Fluidstrahls zu gewährleisten, ist ein Strömungsbeeinflusser 40 im Strömungskanal 3 des Fluidverteilers 2 vorgesehen. Dieser umfasst beispielsweise Strömungsleitflächen, die eine laminare Strömung des Fluids im Inneren des Fluidverteüers2 gewährleisten.
Dieser Fluidverteiler 2 ist nunmehr auch mit Mitteln zur Erfassung eines Umgebungsparameters durch die (nicht dargestellte) Austrittsöfmung 5 hindurch ausgestattet. Diese Mittel umfassen hier ein Pyrometer 8, beispielsweise ein Infrarot- Pyrometer, das einen Signalleiter 23 hat, beispielsweise einen Lichtwellenleiter, der sich in innere Bereiche des Fluidverteilers 2 hinein erstreckt. Um eine exakte Ausrichtung des Signalleiters 23 hin zur Austrittsöffhung 5 zu gewährleisten, ist dieser mit dem Strömungsbeeinflusser 40 zentrisch fixiert. Grundsätzlich ist möglich, dass dieser Signalleiter 23 bezüglich des Fluidverteilers 2 bzw. des Strö- mungskanals 3 beweglich angeordnet ist, also beispielsweise während eines Reinigungsprozesses, in dem der Fluidverteiler mit dem Reinigungsfluid durchströmt wird, zumindest teilweise aus dem Fluidverteiler 2 entfernt werden kann.
Des Weiteren umfasst das Reinigungsgerät 12 eine Datenverarbeitungsanlage 31, die einerseits mit dem Pyrometer 8 und andererseits mit den Antrieben 11 des
Reinigungsgerätes 12 elektrisch bzw. informationstechnisch verbunden ist. So können die mittels des Pyrometers 8 gewonnenen Informationen gemeinsam mit den Daten, die über die Datenverbindungen 29 von den Wegmessern 28 der Antriebe 21 generiert werden, korreliert werden. In Abhängigkeit von den daraus gewonnenen Kennwerten, können beispielsweise spezielle Steuerungsbefehle über die Leitungen 30 wieder hin zu den Antrieben 11 geleitet werden, so dass eine selektive Reinigung von verschmutzten Teilbereichen des Kessels durchgeführt wird. Selbstverständlich kann die dargestellte Datenverarbeitungsanlage 31 in gleicher Weise mit anderen bzw. weiteren Reinigungsgeräten 12 des Kessels in Verbindung stehen. Die Datenverarbeitungsanlage 31 kann zudem Speicherme- dien, Prozessoren und weitere Hardware sowie Software umfassen.
Fig. 3 zeigt nun schematisch einen Querschnitt durch einen Teil einer Verbrennungsanlage 16 mit einem Kessel 13 der von heißem Rauchgas durchströmt wird. Im unteren Bereich des Kessels 13 ist schematisch eine Flamme 35 veranschau- licht, wobei diese über die Brenner 33 gesteuert wird. Die Brenner 33 werden zur Zufuhr von Verbrennungsmitteln und/oder Oxidationsmitteln eingesetzt. Das dabei generierte Rauchgas strömt nun im Wesentlichen vertikal aufwärts hin zu den Wärmetauschern 34. Neben den oben im Kessel 13 veranschaulichten Wärmetauschern 34 beispielsweise nach Art eines Rohrbündelpaketes können weitere Wär- metauscher im Bereich der Kesselwand zwischen der Flamme 35 und den dargestellten Wärmetauschern 34 vorgesehen sein. Das heiße Rauchgas kommt dabei mit den Wärmetauschern 34 in Kontakt, wobei ein die Wärmetauscher 34 durchströmendes Wärmeaustauschmittel (z. B. Wasser) aufgeheizt wird und somit die Wärmeenergie des Rauchgases ausgenutzt werden kann.
Im Kessel 13 sind nun drei Ebenenabschnitte 18 veranschaulicht, die zumindest teilweise überlappend ausgeführt sind. In jedem horizontalen Ebenenabschnitt 18 sind eine Mehrzahl von Vorrichtungen 1 bzw. Reinigungsgeräten 12 vorgesehen. Bei der hier veranschaulichten Bauweise des Kessels 12 mit einem im Wesentli- chen rechteckigen Querschnitt ist in einem Ebenabschnitt 18 an jeder Seitenfläche ein Reinigungsgerät 12 vorgesehen. Mittels dieser Reinigungsgeräte 12 können die gegenüberliegenden bzw. seitlich dazu angeordneten Bereiche des Kessels 13 und/oder dort positionierte Wärmetauscher 34 (nicht dargestellt) gegebenenfalls von Verschlackungen befreit werden.
In dem unteren Ebenenabschnitt 18 ist schematisch veranschaulicht, wie sich die Messstrahlen 32 gegenüberliegender Reinigungsgeräte 12 kreuzen. Dabei können jeweils Durchschnittswerte des Umgebungsparameters im Inneren des Kessels 13 bestimmt werden, wobei sich durch Überlagerung dieser mit den Messstrahlen 32 gewonnenen Messwerte eine flächige oder sogar räumliche Verteilung des Umge- bungsparameters bestimmen lässt.
Die mittels der Messstrahlen 32 der Reinigungsgeräte 12 gewonnenen Informationen können beispielsweise auch mit Messwerten bzw. Signalen korrigiert werden, die durch weitere Sensoren 19 im Bereich der Kesselwand des Kessels 13 generiert wurden. Damit kann auf kostengünstige und einfache Weise beispielsweise eine deutlich höhere Informationsdichte betreffend die Temperaturverteilung im Inneren des Kessels gewonnen werden. Die Integration eines solchen Messsystems in den Reinigungsgeräten 12 hat zudem eine einfache Nachrüstbar- keit zur Folge.
Um den Kessel 13 effizient zu betreiben, sind die Reinigungsgeräte 12 über Datenverbindungen 29 mit einer Datenverarbeitungsanlage 31 verbunden. In Abhängigkeit der mit den Reinigungsgeräten 12 generierten Messwerten bzw. den daraus resultierenden Verläufen des Umgebungsparameters im Inneren des Kessels 13 können der Reinigungsbetrieb der Reinigungsgeräte 12 und die Zugabe von Verbrennungsmitteln und/oder Oxidationsmitteln mittels der Brenner 33 selektiv gezielt beeinflusst werden. Dazu ist beispielsweise auch eine Kopplung 37 der Brenner 33 mit der Datenverarbeitungsanlage 31 vorgesehen.
Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen nunmehr Ergebnisse der Messwerterfassung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Fig. 4 ist ein im Wesentlichen horizontaler Querschnitt durch einen Kessel 13 dargestellt. Der im Wesentlichen quadratische Aufbau des Kessels 13 mit den Kesselwänden 17 wird dabei nicht zentrisch vom heißen Rauchgas beströmt. Dieser Fehler lässt sich anhand der dargestellten Temperaturverteilung über diesen Querschnitt erkennen. Die in den Figuren 4 und 5 angegebenen Werte (1080, 1060, 1040) stellen Angaben in Grad Celsius dar, wobei die Linien Grenzbereiche der Felder gleicher Temperatur veranschaulichen. Wie aus den Figuren zu erkennen ist, liegt das Maximum 39 des Umgebungsparameters bzw. der Temperatur versetzt zum Zentrum 38 des Kessels 13. Damit einher geht regelmäßig auch eine einseitige Belastung des Kes- sels 13 hinsichtlich der Verschlackung und/oder des Wärmeflusses. Nach Erkennen einer solcher Fehllage kann nunmehr entweder die Reinigung im Bereich der stärker beanspruchten bzw. verschmutzten Kesselwände 17 initiiert werden, es ist jedoch auch vorteilhaft, die Lage des Maximum 39 durch Beeinflussung des Verbrennungsvorgangs hin in Richtung des Zentrums 38 zu verschieben.
In beiden Fig. 4 und 5 ist zusätzlich exemplarisch ein Reinigungsgerät 12 schematisch in der Kesselwand 17 dargestellt, wobei der Verschwenkbereich in jeder Ebene veranschaulicht ist. Die gestrichelte Linie stellt dabei den Grenzbereich hinsichtlich des Verschwenkwinkels für den Fluidstrahl 15 bzw. den Messstrahl 32 dar. In Anbetracht der Tatsache, dass es bisher bereits wünschenswert war, die Reinigungsgeräte 12 so zu positionieren, dass möglichst alle wesentlichen Teile der Kesselwand 17 erreichbar sind, kann diese Abdeckung nunmehr auch für eine vollständige Erfassung des Umgebungsparameters im Inneren des Kessels 13 genutzt werden. Diese kostengünstige Ergänzung einer solchen Verbrennungsanlage erlaubt eine selektive Reinigung der Kesselwände 17 des Kessels 13 und einen besonders effizienten Betrieb der Verbrennungsanlage. Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Fluidverteiler
3 Strömungskanal
4 Eintrittsöffhung
5 Austrittsöffhung
6 Zuleitung
7 Messwertaufhehmer
8 Pyrometer
9 Nebenkanal
10 Schwenkantrieb
11 Antrieb
12 Reinigungsgerät
13 Kessel
14 Düse
15 Fluidstrahl
16 Verbrennungsanlage
17 Kesselwand
18 Ebenenabschnitt
19 Sensor
20 Absperrung
21 Krümmung
22 Lagerung
23 Signalleiter
24 Luke
25 Winkel
26 Verfahrbereich
27 Schwenkbereich
28 Wegmesser 29 Datenverbindung
30 Leitung
31 Datenverarbeitungsanlage
32 Messstrahl 33 Brenner
34 Wärmetauscher
35 Flamme
36 Verbindung
37 Kopplung 38 Zentrum
39 Maximum
40 Strömungsbeeinflusser

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) umfassend einen Fluidverteiler (2), der wenigstens einen Strömungskanal (3) mit einer Eintrittsöffiiung (4) und einer Austrittsöffnung (5) hat, wobei die Eintrittsöffiiung (4) mit einer Zuleitung (6) für ein Fluid verbindbar ist und Mittel vom Bewegen des Fluidverteilers (2) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters durch die Austrittsöffnung (5) hindurch vorgesehen sind.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der die Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters zumindest einen Messwertaufhehmer (7) umfassen, der in Verbindung zum wenigstens einen Strömungskanal (3) angeordnet ist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters wenigstens ein Pyrometer (8) umfassen.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der die Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters wenigstens teilweise in ei- nem, vom Strömungskanal (3) entkoppelbaren, Nebenkanal (9) angeordnet sind.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der im wenigstens einen Strömungskanal (3) Elemente zum Halten der Mittel zur Er- fassung eines Umgebungsparameters vorgesehen sind.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der die Mittel zum Bewegen des Fluidverteilers einen Schwenkantrieb (10) mit mindestens zwei unabhängig voneinander ansteuerbare Antrieben (11) umfasst.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der Mittel zur Positionsbestimmung des Fluidverteilers (2) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der die Vorrichtung ein Reinigungsgerät (12) für einen mit Rauchgas durchströmten
Kessel (13) umfasst.
9. Vorrichtung (1) nach Patentanspruch 8, bei der der Fluidverteiler (2) eine Düse (14) zur Ausbildung eines Fluidstrahls (15) umfassend zumindest einen der Bestandteile Wasser und Dampf hat, wobei die Düse (14) die Austrittsöffnung (5) bildet.
10. Kessel (13) einer Verbrennungsanlage (16) mit mindestens einer Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem der Fluid- Verteiler (2) so in einer Kesselwand (17) bewegbar angeordnet ist, dass sich die Austrittsöffiiung (5) im Inneren des Kessels (13) befindet.
11. Kessel (13) nach Patentanspruch 10, bei dem in einem horizontalen Ebenenabschnitt (18) des Kessels (13) wenigstens zwei Vorrichtungen (1) vorgesehen sind.
12. Kessel (13) nach Patentanspruch 10 oder 11, bei dem Datenverarbeitungsmittel für Signale der Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameter und der Mittel zur Positionsbestimmung des mindestens einen Fluidverteilers (2) vor- gesehen sind.
13. Verfahren zum Betrieb eines mit Rauchgas durchströmten Kessels (13), wobei der Kessel (13) mindestens eine Vorrichtung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 9 aufweist, wobei mittels der Vorrichtung (1) zeitweise ein Fluid im Kessel (13) verteilt und zeitweise ein Umgebungsparameter im Inneren des
Kessels (13) erfasst wird.
14. Verfahren nach Patentanspruch 13, wobei als Umgebungsparameter die Tem- peraturverteilung im Kessel (13) erfasst wird.
15. Verfahren nach Patentanspruch 13 oder 14, wobei die Signale der Mittel zur Erfassung eines Umgebungsparameters einer Mehrzahl von Vorrichtungen (1) so überlagert werden, dass eine örtliche Zuordnung eines Messwertes im Kessel (13) erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Patentansprüche 13 bis 15, wobei der erfasste Umgebungsparameter mit einem Referenzwert verglichen wird und in Abhängigkeit von diesem Vergleich zumindest Maßnahmen zur Aktivierung eines Reinigungsvorgangs oder zur Beeinflussung des Verbrennungsvorgangs durchgeführt werden.
17. Verfahren nach einem der Patentansprüche 13 bis 16, wobei der die mit der Vorrichtung (1) erfassten Umgebungsparameter mit Messwerten weiterer Sensoren (19) des Kessels (13) kombiniert werden.
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