WO1996023168A1

WO1996023168A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern von russbläsern

Info

Publication number: WO1996023168A1
Application number: PCT/EP1996/000247
Authority: WO
Inventors: Franz Bartels; Stephan Simon; Michael Messing; Klaus Eimer
Original assignee: Clyde Bergemann Gmbh
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 1996-08-01
Also published as: AU4713696A; DE19502104A1; DE19680030D2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern von einzelnen Rußbläsern (4) oder Gruppen von Rußbläsern (4) zum Reinigen einer Kesselanlage (1), wobei die Rußbläser (4) in Zeitabständen für einen Reinigungsvorgang aktiviert werden und mit einer vorgebbaren Reinigungsintensität pro Flächeneinheit der zu reinigenden Flächen ein Reinigungsmedium (5), insbesondere ein Gas, Wasserdampf oder Wasser, gegen die zu reinigenden Bauteile (2, 3) aus je einer oder mehreren Düsen ausstoßen. Dabei wird die Reinigungsintensität pro Flächeneinheit für jeden Reinigungsvorgang und für jeden Rußbläser (4) oder jede Gruppe von Rußbläsern (4) einzeln eingestellt, indem die Bewegungsgeschwindigkeit (v) und/oder der Druck (p) des Reinigungsmediums (5) und/oder die Wiederholhäufigkeit (n) in Abhängigkeit von der beobachteten Reinigungswirkung bei aktuellen und/oder bei früheren Reinigungsvorgängen geregelt werden. Die Reinigungswirkung wird bei jedem Reinigungsvorgang anhand von signifikanten Meßwerten beobachtet, und die jeweiligen Reinigungsparameter werden beim aktuellen Reinigungsvorgang und/oder bei späteren Reinigungsvorgängen entsprechend der gemessenen Reinigungswirkung angepaßt.

Description

BESCHREIBUNG

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Rußbläsem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern von Ruß¬ bläsern in einer Kesselanlage, die einzeln oder gruppenweise aktivierbar sind, um die Wärmetauscherflächen des Kessels von Ablagerungen zu befreien, sowie eine zugehörige Vorrichtung.

Kesselanlagen, insbesondere die großer konventioneller Kraftwerksblöcke unterliegen in Abhängigkeit von dem verwendeten Brennstoff einer mehr oder weniger starken Verschmutzung. Besonders in Kohlekraftwerken, aber auch bei mit anderen Brennstoffen, z. B. Abfall, betriebenen Kraft¬ werken, setzen sich Ablagerungen auf den Wärmetauscherflächen der Kesselanlage ab, verschlechtern die Wärmeübertragung und führen so zu einem verringerten Wirkungsgrad der Gesamtanlage.

Zur Beherrschung dieses Problems ist es seit langem bekannt, sogenannte Rußbläser einzusetzen, welche je nach Anwendungsfall mit Wasser, Wasserdampf, Gas oder Luft betrieben werden. Das jeweils verwendete Reinigungsmedium wird aus einer oder mehreren Düsen auf die Wärme¬ tauscherflächen gespritzt und reinigt diese von Ablagerungen. Die Reini- gungsvorgänge werden nicht kontinuierlich, sondern in zeitlichen Ab¬ ständen durchgeführt, wobei große Kraftwerksanlagen eine Vielzahl von einzelnen Rußbläsern aufweisen, die im allgemeinen gruppenweise nach¬ einander aktiviert werden. In einer Kesselanlage können auch gleichzeitig unterschiedliche Typen von Rußbläsern zum Einsatz kommen. Im eigentlichen Brennraumbereich, in dem die Wärmetauscherflächen im allgemeinen gleichzeitig die Wände bilden, werden häufig sogenannten Wasserlanzenbläser eingesetzt, die beispielsweise in der DD 281 468 A5 beschrieben sind. Mit solchen beweglichen Wasserlanzen wird von einer Seite des Kessels aus die gegenüberliegende Wand durch Bewegen des Wasserstrahls gereinigt.

Aus der DE-PS 22 45 702 und der DE-PS 23 07 311 sind Rußbläser und Verfahren zu ihrem Betrieb bekannt, mit denen bevorzugt Ablage¬ rungen an Rohrwärmetauschern im Inneren einer Kesselanlage abgelöst werden können. Diese Rußbläser werden als Lanzen in das Innere des Kessels eingefahren und ihre Düsen nach bestimmten Vorgaben entlang der zu reinigenden Wärmetauscherflächen bewegt. Bei derartigen Ruß- bläsern gibt es verschiedene Arten der Bewegung, insbesondere Kom¬ binationen von Translation und Rotation.

Da der Reinigungsvorgang selbst den Wirkungsgrad der Kesselanlage durch das Einblasen des Reinigungsmediums verschlechtert und außerdem die Bereitstellung des Reinigungsmediums erhebliche Kosten verursacht, insbesondere bei der Reinigung mit Wasserdampf, und zusätzlich natür¬ lich die Rußbläser selbst einem Verschleiß unterliegen, wird seit langem angestrebt, nicht häufiger als unbedingt nötig die Rußbläser zu aktivieren. Hinzu kommt noch, daß übermäßiges Reinigen von Wärmetauscherflächen zu Erosion führen kann, so daß die Komponenten selbst geschädigt werden und sich ihre Lebensdauer verringert. Dementsprechend sind viele unterschiedliche Versuche zur Optimierung des Einsatzes von Rußbläsern gemacht worden, indem die Intervalle zwischen dem Aktivieren von einzelnen Rußbläsergruppen durch Kosten/Nutzen-Überlegungen festgelegt wurden. Solche Optimierungsverfahren sind beispielsweise in der EP 0 137 709 Bl und der EP 0 132 135 Bl beschrieben.

Trotz vielfältiger Bemühungen, die Reinigungsintervalle und andere Reinigungsparameter optimal einzustellen, ist es bisher nicht gelungen, ein weitgehend automatisch arbeitendes und die wichtigsten Faktoren berücksichtigendes Verfahren zur optimalen Steuerung von Rußbläsern zu finden. Der Grund liegt einerseits darin, daß jeder Rußbläser einen größeren Bereich, z. B. ein ganzes Rohrbündel, reinigen muß, so daß schon in diesem Bereich ungleichmäßige Reinigungswirkungen auftreten. Nahe am Rußbläser angeordnete Rohre werden schon durch Erosion geschädigt, wenn die Reinigungswirkung bei weiter entfernt liegenden Rohren noch nicht ausreicht. Außerdem war eine Überprüfung der jeweils angewendeten Reinigungskonzepte im allgemeinen nur bei Still- stand der Anlage durch Inspektion möglich, so daß das Auftreten von Erosion und/oder das Auftreten von nicht entfernten Ablagerungen im Reinigungsbereich erst nach langer Zeit festgestellt und das Reinigungs¬ konzept entsprechend angepaßt werden konnte. Schließlich hängt es auch von den Vorgaben bei einem Reinigungskonzept ab, ob überhaupt ein wirtschaftlich optimaler Einsatz erreicht werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Ver¬ fahrens zum Steuern von Rußbläsern, welches möglichst schonend, aber trotzdem effektiv reinigt. Insbesondere soll der Verbrauch an Reinigungs- medium auf die für eine effektive Reinigung notwendige Menge be¬ schränkt werden unter Vermeidung von wiederholter Beaufschlagung bereits gereinigter Flächen mit Reinigungsmedium. Auch die Schaffung einer entsprechenden Vorrichtung ist Aufgabe der Erfindung. Zur Lösung dieser Aufgabe dienen ein Verfahren nach dem Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach dem Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß von der bisher herr¬ schenden Methode abgewichen wird, daß bei jeder Aktivierung der Rußbläser die Reinigungsparameter während des ganzen Reinigungsvor¬ ganges (Blasintervall) konstant bleiben und im allgemeinen diese Parame¬ ter auch für eine Vielzahl von Reinigungsvorgängen konstant gehalten werden. Meist werden sogar unterschiedliche Gruppen von Rußbläsem mit gleichen konstanten Parametern betrieben. Dies führt automatisch dazu, daß zumindest ein Teil der gereinigten Flächen mehr als notwendig gereinigt wird und dadurch unnötig viel Reinigungsmedium verbraucht wird und Erosionsschäden entstehen können. Im Gegensatz dazu können bei der vorliegenden Erfindung nicht nur die Rußbläser von einer zen¬ tralen Steuereinheit aktiviert werden, sondern erhalten individuell bzw. gruppenweise auch ihre jeweiligen aktuellen Reinigungsparameter von der Steuereinheit.

Bei einem üblichen Reinigungsvorgang wird mit einer vorgebbaren Reini¬ gungsintensität pro Einheitsfläche gereinigt, was bedeutet, daß die Ruß¬ bläser so gesteuert werden, daß sie jeweils alle ihnen zugeordneten zu reinigenden Flächen ungefähr mit der gleichen Intensität reinigen, was allerdings immer nur näherungsweise erreichbar ist. Als variable Parame- ter für die Einstellung der Reinigungsintensität stehen insbesondere der Druck des Reinigungsmediums, die Geschwindigkeit, mit der sich der Reinigungsstrahl über die zu reinigenden Flächen bewegt und die Wie¬ derholhäufigkeit, d. h. die Anzahl der Reinigungsdurchgänge bei einem Reinigungsvorgang, zur Verfügung. Geht man davon aus, daß für eine vollständige Reinigung eine bestimmte Kombination dieser Parameter, insbesondere Maximaldruck, Mimmalge¬ schwindigkeit und maximale Wiederholhäufigkeit notwendig sind, so kann erfindungsgemäß bei einer turnusmäßigen Reinigung mit anderen Parame- tern gearbeitet werden, die zu einer geringeren Reinigungsintensität pro Einheitsfläche führen. Während bei der Zielvorgabe, immer zuverlässig eine Maximalreinigung durchzuführen, sicherlich einige Teilflächen zu stark gereinigt und damit einer Erosion ausgesetzt werden und außerdem unnötig viel Reinigungsmedium verbraucht wird, hat die Reinigung mit verminderter Reinigungsintensität diese Nachteile nicht. Es besteht al¬ lerdings das Risiko, daß sich im Laufe langer Betriebszeiten in Teilberei¬ chen unerwünschte Ablagerungen ansammeln, wenn die Reinigungsintensi¬ tät erheblich zu niedrig gewählt wird. Natürlich wird bei einer unvoll¬ ständigen Reinigung auch niemals der höchste Wirkungsgrad der Anlage erreicht, jedoch ist es für den über den Verlauf von vielen Reinigungs¬ zyklen zu ermittelnden durchschnittlichen Wirkungsgrad der Kesselanlage völlig unerheblich, ob zu bestimmten Zeitpunkten der maximale Wir¬ kungsgrad erreicht wird oder nicht, solange nur der durchschnittliche Wirkungsgrad einen genügend hohen Wert hat. Dies kann durch ge- eignete Wahl der Reinigungszyklen auch bei der erfindungsgemäßen Art individuell gesteuerten Intensität der Reinigungen sichergestellt werden.

Bevorzugt werden Meßwerte aus der Kesselanlage und/oder daraus berechnete physikalische Größen, die Aufschluß über den Erfolg eines Reinigungsvorganges geben können, während und nach den Reinigungs¬ vorgängen beobachtet und in Korrelation zu den bei der Reinigung angewendeten Parametern gesetzt. Im einfachsten Fall kann z. B. die Abgastemperatur während und nach der Reinigung gemessen werden, um ein Maß für den Erfolg der Reinigung zu geben. Da im allgemeinen an einer Kesselanlage sehr viele Meßwerte zur Verfügung stehen, können sehr viel genauere Aussagen durch Beobachtung und Verknüpfung der verfügbaren Meßwerte gemacht werden. Es ist daher möglich, die nach einer Maximalreinigung vorliegenden signifikanten Meßwerte oder Größen als Referenzwerte zu speichern und mit diesen dann die nach einer turnusmäßigen Reinigung erzielten Werte zu vergleichen. Dies ist ein ganz wesentlicher Punkt der vorliegenden Erfindung, da erst durch zuverlässige Referenzwerte, die sich ggf. an Veränderungen der Kessel- anlage im Verlaufe einer langen Betriebszeit anpassen, eine zuverlässige Aussage darüber möglich wird, ob eine turnusmäßige Reinigung einer Maximalreinigung nahekommt oder nur sehr viel geringere Reinigungs¬ wirkung entfaltet. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß es ohnehin grund¬ sätzlich nicht möglich ist, eine Kesselanlage durch Rußbläser so zu reinigen, daß sie ganz oder nahezu ihren Neuzustand erreicht. Ein Teil der Wärmetauscherflächen ist für die Reinigung immer unerreichbar, so daß die sich dort zwangsläufig bildenden Ablagemngen neben anderen Veränderungen der Kesselanlage immer zu langfristigen Verschiebungen der Referenzwerte führen, was bei bisherigen Reinigungskonzepten kaum ausgeglichen werden konnte.

Insbesondere das Vorhandensein von an den jeweiligen Anlagenzustand angepaßten Referenzwerten ermöglicht es, die turnusmäßigen Reinigungs¬ vorgänge sehr gezielt auszulösen und mit geeigneten Parametern durch¬ zuführen. Die Auslösung kann insbesondere dann erfolgen, wenn die gemessenen und/oder berechneten Größen von den gespeicherten Refe- renzwerten um einen vorgegebenen Mindestbetrag abweichen oder natür¬ lich, wenn eine bestimmte Maximalzeit seit der letzten Reinigung über¬ schritten ist.

Die Beobachtung des Reinigungserfolges anhand von gemessenen und/- oder berechneten Größen, z. B. der Abgastemperatur, erlaubt dabei auch eine "selbstlernende" Betriebsweise des Systems. Da die turnusmäßigen Reinigungen im allgemeinen recht häufig, z. B. alle vier bis zwölf Stun¬ den, durchgeführt werden, ist es möglich, die Reinigungsparameter bei den turnusmäßigen Reinigungsvorgängen zu variieren und die Auswirkun- gen auf die Reinigungswirkung zu beobachten. Ziel sollte es dabei sein, die Parameter so einzustellen, daß sich die Wirkung einer turnusmäßigen Reinigung in einem bestimmten Toleranzband unterhalb der Wirkung einer Maximalreinigung hält, wobei gleichzeitig die technisch oder wirt¬ schaftlich sinnvollsten Parameter gefunden werden sollen. Die Einhaltung des gewünschten Reinigungsbandes wird dadurch erreicht, daß bei gegen¬ über einer Maximalreinigung zu geringer Reinigungswirkung die Parame¬ ter in Richtung einer stärkeren Reinigungswirkung für die nächste Reini¬ gung erhöht werden, während sie bei einer zu nahe an der Maximalreini- gungswirkung liegenden Wirkung in Richtung auf eine schwächere Reini- gung verändert werden. Liegt die Reinigungswirkung innerhalb des ge¬ wünschten Bereiches, so können bei aufeinanderfolgenden turnusmäßigen Reinigungen die Reinigungsparameter anderweitig variiert werden, um Informationen über die Auswirkungen der einzelnen Parameter auf die Reinigungswirkung als Erfahrungswerte zu sammeln und zu speichern und für eine optimale Reinigungsfühmng zu benutzen. So kann beispielsweise festgestellt werden, welcher funktionale Zusammenhang für einen be¬ stimmten Rußbläser in einem bestimmten Anlagenteil zwischen der Reinigungswirkung und den einzelnen Parametern besteht, wodurch dann die für die Reinigungszeit, den Dampfverbrauch und/oder die Erosion günstigsten Werte ausgewählt werden können.

Die beschriebene Vorgehensweise kann für jeden einzelnen Rußbläser oder für jede Gruppe von Rußbläsern durchgeführt werden, wobei jeweils andere als günstig festgestellte Parameterkombinationen und Reinigungs- intervalle auftreten können. Natürlich können die für die turnusmäßigere Reinigung gespeicherten Parameter noch mit einer Funktion überlagert werden, die den Grad der Verschmutzung in Abhängigkeit von der Zeit wiedergibt, damit auch sachgerechte turnusmäßige Reinigungen in unter¬ schiedlichen Zeitabständen und bei unterschiedlichen Betriebsweisen und Lastzuständen des Kessels bzw. unterschiedlichen Brennstoffen durch- geführt werden können.

Besondere Vorteile hat die erfindungsgemäße Vorgehensweise bei Kessel¬ anlagen, in denen geregelt Kühlwasser zur Vermeidung von Übertempera- turen an bestimmten Wärmetauscherflächen eingespritzt wird. Würde man diese Wärmetauscherflächen maximal reinigen, so hätte dies im allgemei¬ nen nur zur Folge, daß mehr Kühlwasser pro Zeiteinheit eingespritzt werden würde, wodurch wirtschaftlich eher ein Nachteil als ein Vorteil der Reinigung eintritt. Gerade in diesen Fällen ist eine turnusmäßige Maximalreinigung nicht sinnvoll, da eine gewisse Menge an Ablagemngen sogar den Kühlwasserverbrauch reduziert. Daher wird es für solche Wärmetauscherflächen vorteilhafter sein, einen Reinigungsvorgang nur auszulösen, wenn die eingespritzte Kühlwassermenge pro Zeiteinheit einen vorgebbaren Betrag unterschreitet und/oder einen Reinigungsvorgang auszulassen, wenn die eingespritzte Kühlwassermenge pro Zeiteinheit einen vorgebbaren Betrag überschreitet. Vor allem aber eine Verschie¬ bung des Toleranzbandes in Richtung geringerer Reinigungswirkung ist möglich, so daß jeweils keine vollständige Reinigung durchgeführt wird.

Ein weiterer ganz wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Beobachtung der Reinigungswirkung nicht nur für nachfol¬ gende Reinigungen verwendet werden kann, sondern sogar für den jeweils laufenden Vorgang. Ergeben die Meßwerte beispielsweise, daß eine genügende Reinigung bereits beim Einfahren eines Rußbläsers in den Kessel stattgefunden hat, so kann dieser mit erhöhter Geschwindig- keit und/oder vermindertem Dmck wieder herausgefahren werden, was eine signifikante Verminderung des Verbrauchs an Reimgungsmedium bedeutet. Natürlich muß immer der zur Kühlung notwendige Mindest¬ durchsatz an Reinigungsmedium in dem Rußbläser aufrechterhalten werden.

Unter Umständen ist es sogar möglich, je nach der Art der zu reinigen¬ den Bauteile die Reinigungsparameter in Abhängigkeit vom jeweiligen Ort des Rußbläsers oder von der Zeit seit Beginn der Aktivierung zu regeln. Auch eine Regelung der Reinigungswirkung im Vergleich zu einer Referenzkurve in Abhängigkeit vom Ort des Rußbläsers ist möglich. So können gezielt Verschmutzungen mit bestimmten Verschmutzungsprofile über den Fahrweg eines Rußbläsers, die aus Erfahrung oder durch vorangegangene Messungen bekannt sind mit entsprechend angepaßten Profilen der Reinigungsparameter gereinigt werden.

Wie anhand der Zeichnung noch näher erläutert wird, dient zur Lösung der gestellten Aufgaben auch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 9 und 10.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und deren Umfeld werden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Kesselanlage mit zugehöriger Steuervorrichtung für Rußbläser,

Fig. 2 schematisch die Wärmetauscher einer Kesselanlage mit zugehörigen Rußbläsergruppen, Meßstellen und Steuereinheit der Rußbläser und Fig. 3 den Verlauf der Abgastemperatur einer Kesselanlage in Ab¬ hängigkeit von der Zeit bei und zwischen Reinigungsvor¬ gängen.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Kesselanlage 1 mit Wandwärmetauschern 2 im Bereich der Feuemng und Rohrwärmetauschern 3 im nachfolgenden Teil der Kesselanlage. Beispielhaft für eine Vielzahl von Rußbläsem ist ein Rußbläser 4 dargestellt, welcher im Betrieb ein Reinigungsmedium 5 auf die von ihm zu reinigenden Wärmetauscherflächen spritzt. Jeder Rußbläser wird von einem variablen Antrieb 6 angetrieben und über eine dmckgeregelte Zuführung 7 bei Betrieb mit dem Reinigungsmedium versorgt. Dabei kann die Druckregelung sowohl an jedem Rußbläser 4 gesondert vorhanden sein oder aber lediglich in einer Sammelzuleitung für eine oder mehrere Gmppe(n) von Rußbläsem. Da meist nur ein Rußbläser 4 oder eine G ppe von benachbarten Rußbläsem 4 gleichzei¬ tig aktiviert wird, kann der Aufwand für Druckregeleinrichtungen klein gehalten werden. Es ist immer noch möglich, durch individuell einstell¬ bare Drosseln an jedem Rußbläser 4 eventuelle Unterschiede zwischen gleichzeitig betriebenen Rußbläsem auszugleichen. In der Kesselanlage 1 sind viele Meßeinrichtungen 8 angeordnet, insbesondere Meßeinrichtungen für Temperatur, D ck, Durchsatz usw.. Im Bereich mancher Wärmetau¬ scherflächen kann eine Kühlwassereinspritzung 9 vorgesehen sein. Ein zentrale Steuereinheit 10 erhält über Meßleitungen 13 Meßwerte von den Meßeinrichtungen 8 und über weitere Datenleitungen 14 zusätzliche Informationen, die unter Umständen auch manuell eingegeben werden können, über Brennstoff, Lastzustände und andere betriebsrelevante Daten. Ein Speicher 11 enthält die aktuellen Reinigungsparameter für jeden Rußbläser 4 bzw. jede Rußbläsergruppe. Ein Vergleicher 2 enthält Referenzdaten und Erfahrungswerte, die mit aktuellen Reinigungsparame- tern und Meßwerten verglichen werden können. Ein Rechnermodul 17 - 11 -

kann in einer erweiterten Ausführungsform ein Simulationsmodell der Kesselanlage 1 enthalten, mit dessen Hilfe Reinigungsvorgänge vor ihrer Ausführung simuliert und nach wirtschaftlichen und technischen Gesichts¬ punkten bewertet werden können, so daß die tatsächliche Ausführung nur stattfinden muß, wenn der Nutzen größer als die technischen und wirt- schaftlichen Nachteile ist.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung die in einer Kesselanlage 1 angeordneten Wärmetauscher und ihre Verschaltung untereinander. Es handelt sich um einen typischen Kessel eines Großkraftwerkes. Die Wände des Feuemngsraumes enthalten Wärmetauscher 2, die zur Ver¬ dampfung von Wasser und zur Überhitzung des entstehenden Dampfes dienen. Dahinter sind im Inneren der Kesselanlage verschiedene, meist aus vielen Rohren bestehende Wärmetauscher 3 angeordnet, die als Hochdmcküberhitzer, Zwischenüberhitzer und schließlich als Economizer ausgebildet sind. Im allgemeinen sind alle Stufen der Kesselanlage mit Meßgeräten zum Betrieb ausgestattet, so daß die Meßwerte von Dmck P, Temperatur T und Durchsatzmenge M an vielen Stellen zur Ver¬ fügung stehen. Diese und andere Meßwerte können über Meßleitungen 13 und Datenleitungen 14 der zentralen Steuereinheit 10 zugeführt und dort ausgewertet werden, insbesondere in einem Rechnermodul 17 zur Simulation der Kesselanlage 1 dienen. Die zentrale Steuereinheit steht dabei mit einem Speicher 11 für Reinigungsparameter und einem Ver¬ gleicher 12 mit Referenzdaten und Erfahmπgswerten in Verbindung. Über Steuerleitungen 15, 16 können Antrieb und dmckgeregelte Zufüh¬ rung von Reinigungsmedium für bestimmte Rußbläser 4 angesteuert werden, wenn eine Aktivierung erfolgen soll. Dabei steuert die zentrale Steuereinheit 10 sowohl die in den Kessel 1 einfahrbaren Rußbläser 4 als auch eventuelle, in Fig. 2 nicht dargestellte Wasserlanzen für die Wandwärmetauscher im Bereich des Feuerraumes. Es sei noch erwähnt, daß als zusätzliche Informationen für die zentrale Steuereinheit weitere Meßwerte über den Brennstoff, den Wassergehalt des Brennstoffs, den Sauerstoff im Abgas, die Abgastemperatur usw. zugeleitet werden können. Auch Meßwerte von Sensorsystemen zur direkten Bestimmung von Abla- gemngen an Wärmetauscherflächen können mitverwertet werden, um die Genauigkeit der Steuemng zu erhöhen. Als besonders günstig hat es sich auch erwiesen, die Dampfüberhitzung in der Trennflasche 18, in der Wasser und Dampf getrennt werden, zu messen und daraus eine ge¬ nauere Aussage über den Zustand der Wandwärmetauscher des Feuerrau- mes zu gewinnen.

Fig. 3 erläutert schematisch wesentliche Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Diagrammes, welches den zeitlichen Verlauf der Abgastemperatur einer Kesselanlage vor, während und nach Reinigungs- Vorgängen zeigt. Zunächst beginnt der Verlauf der Abgastemperatur während eines maximalen Reinigungsvorganges, der zum Zeitpunkt T₀ beendet ist. Zu diesem Zeitpunkt sind die betrachteten Wärmetauscher- flachen so sauber, wie dies maximal mit den vorhandenen Rußbläsem erreichbar ist, so daß sich als Referenz die Temperatur T_Ref ergibt. Nach Beendigung der Reingung steigt die Abgastemperatur langsam wieder an, da die Wärmetauscherflächen langsam mit Ablagemngen bedeckt werden und der Wirkungsgrad des Kessels abnimmt. Bei Errei¬ chen einer vorgegebenen Maximaltemperatur T_maχ, die einen Mindest¬ abstand A_JJJJ_JJ zur Referenztemperatur T_Ref haben soll, wird ein turnus- mäßiger Reinigungsvorgang ausgelöst, der zum Zeitpunkt T_j beendet ist. Die im Speicher für aktuelle Reinigungsparameter vorgegebenen Werte haben dazu geführt, daß die zu reinigenden Wärmetauscherflächen nicht vollständig gereinigt wurden, jedoch so, daß die Abgastemperatur einen bestimmten Mindestabstand S_min von der Referenztemperatur Tref nicht unterschreitet und einen bestimmten Maximalabstand S_max nicht über- schreitet. Vom Zeitpunkt T_j an steigt die Abgastemperatur wieder an, bis wegen Erreichens von T_maχ wieder ein Reinigungsvorgang ausgelöst wird. Dieser Reinigungsvorgang ist zum Zeitpunkt T₂ beendet, wobei sich zeigt, daß aufgrund irgendwelcher Einflüsse der gewünschte Maximal- abstand S_maχ zur Referenztemperatur T^f überschritten wird. Die aktuel- len Reinigungsparameter im Speicher werden daher so geändert, daß beim nächsten Reinigungsvorgang eine intensivere Reinigung erfolgt. Tatsächlich befindet sich die Abgastemperatur zum Zeitpunkt T₃, d. h. nach Abschluß des nächsten Reinigungsvorgangs wieder in dem vorgege- benen Temperaturbereich zwischen dem Minimalabstand S_min und dem Maximalabstand S_maχ von der Referenztemperatur T_Ref. Der hier anhand der Abgastemperatur erläuterte Vorgang kann sehr viel sensitiver für einzelne Wärmetauscherflächen anhand der im Bereich dieser Wärmetau¬ scherflächen zur Verfügung stehenden Meßwerte durchgeführt werden, jedoch bleibt das Prinzip gleich. Man sieht anhand des Diagramms auch, daß die durchschnittliche Abgastemperatur T durch geeignete Wahl der Maximaltemperatur T_maχ, bei der ein Reinigungsvorgang ausgelöst wird, auf jeden beliebigen Wert zwischen der Referenztemperatur T_Rcf und der Maximaltemperatur T_maχ eingestellt werden kann, so daß der durch- schnittliche Gesamtwirkungsgrad der Anlage bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht geringer sein muß als bei der Durchführung von Maxi¬ malreinigungen bei jeder Reinigung, obwohl nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verschwendung von Dampf zur Reinigung schon ablage¬ rungsfreier Flächen weitestgehend vermieden werden kann.

Insgesamt ermöglicht die vorliegende Erfindung den gezielten Einsatz einzelner Rußbläser oder Rußbläsergruppen mit jeweils individuellen Reinigungsparametern, um die Kosten jedes Reinigungsvorganges zu minimieren und die Reinigungsintervalle für jeden Rußbläser oder jede Rußbläsergmppe so festzulegen, daß die Gesamtkosten für den Anlagen¬ betrieb möglichst gering sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Steuern von einzelnen Rußbläsem (4) oder Gmppen von Rußbläsem (4) zum Reinigen einer Kesselanlage (1), wobei die Rußbläser (4) in Zeitabständen für einen Reinigungsvorgang aktiviert werden und mit einer vorgebbaren Reinigungsintensität pro Einheits¬ fläche ein Reimgungsmedium (5), insbesondere ein Gas, Wasser¬ dampf oder Wasser, gegen die zu reinigenden Bauteile (2, 3) aus je einer oder mehreren Düsen ausstoßen, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsintensität pro Flächeneinheit der zu reinigenden Fläche für jeden Reinigungsvorgang und für jeden Rußbläser (4) oder jede Gmppe von Rußbläsem (4) einzeln eingestellt wird, indem die Bewegungsgeschwindigkeit (v) und/oder der Dmck (p) des Reinigungsmediums (5) und/oder die Wiederholhäufigkeit (n) in

Abhängigkeit von der beobachteten Reinigungswirkung bei aktuellen und/oder bei früheren Reinigungsvorgängen eingestellt oder geregelt werden.

2. Verfahren nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reini¬ gungswirkung bei jedem Reinigungsvorgang anhand von signifikanten Meßwerten beobachtet wird.

3. Verfahren nach Anspmch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reini- gungswirkung bei jedem Reinigungsvorgang gespeichert und der

Speicherwert zur Regelung von nachfolgenden Reinigungsvorgängen herangezogen wird.

4. Verfahren nach Anspmch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsintensität pro Flächeneinheit in Abhängigkeit von der - 16 -

während des aktuellen Reinigungsvorganges gemessenen Reinigungs¬ wirkung geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich- net, daß während eines Reinigungsvorganges die Reinigungsintensität pro Einheitsfläche in Abhängigkeit von vorgebbaren Funktionen der

Zeit und/oder des Ortes und/oder der Wiederholhäufigkeit (n) gesteuert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei in die Kesselanlage (1) einfahrbaren Ruß¬ bläsem (4) der Dmck (p) beim Hineinfahren anders eingestellt wird als beim Herausfahren.

7. Verfahren nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei in die Kesselanlage (1) einfahrbaren Ruß¬ bläsem (4) die Bewegungsgeschwindigkeit (v) beim Hineinfahren anders eingestellt wird als beim Herausfahren.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei in die Kesselanlage (1) einfahrbaren Ruß¬ bläsem (4) während eines Teils des Reinigungsvorganges nur die zur Kühlung des Rußbläsers (4) notwendige Mindestmenge an Reini- gungsfluid (5) eingeblasen wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, mit folgenden Merkmalen: einer zentralen Steuereinheit (10), die mit Meßeinrichtungen (8) verbunden (13) ist, die signifikante Aussagen über die Reini- gungswirkung eines Reinigungsvorganges ermöglichen, insbesonde¬ re Temperaturfühlern, Druckfühlern und Durchsatzmeßgeräten; einer Vielzahl von in ihrer Geschwindigkeit variablen Antrieben (6) zum Verfahren von Rußbläsem (4), die einzeln oder grup- penweise von der zentralen Steuereinheit (10) ansteuerbar sind und/oder mindestens eine von der zentralen Steuereinheit (10) ansteuerbare Druckregeleinrichtung (7) zum Regeln des Dmckes (p) des Reinigungsmediums (5) an den jeweils aktiven Ruß¬ bläsem (4); - einem mit der zentralen Steuereinheit (10) verbundenen Daten¬ speicher (11) mit Daten über die für einzelne Rußbläser (4) oder Gmppen von Rußbläsem (4) anzuwendenden Reinigungs¬ parameter, wie Verfahrgeschwindigkeit (v), Dmck (p) des Reini¬ gungsmediums (5), Wiederholhäufigkeit (n) und zeitlicher Ab- stand der Reinigungsvorgänge;

10. Vorrichtung nach Anspmch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleicher (12) mit der zentralen Steuereinheit (10) verbunden ist, der aus den Meßwerten (P, T, M...) der Meßeinrichtungen (8) die Reinigungswirkung eines aktuellen Reinigungsvorganges bestimmt, mit einem Sollwert vergleicht und die Reinigungsparameter (v, p, n„.) im Datenspeicher (11) bei Abweichung vom Sollwert entsprechend ändert.

11. Vorrichtung nach Anspmch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung für Reinigungsmedium (5) zu einem einzelnen Ruß¬ bläser (4) oder einer Gmppe von Rußbläsern (4) eine von der zentralen Steuereinheit (10) ansteuerbare Dmckregeleinrichtung (7) vorhanden ist.