WO2001004561A1 - Wasserlanzenbläser zur reinigung von wärmeübertragern, insbesondere einer brennkammerheizfläche - Google Patents

Wasserlanzenbläser zur reinigung von wärmeübertragern, insbesondere einer brennkammerheizfläche Download PDF

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WO2001004561A1
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water lance
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lance blower
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Hermann Mangold
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Veag Vereinigte Energiewerke Ag
Mehldau & Steinfath Feuerungstechnik Gmbh
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    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
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    • F28G15/02—Supports for cleaning appliances, e.g. frames
    • 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
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    • F28G1/00—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28G15/00—Details
    • F28G15/04—Feeding and driving arrangements, e.g. power operation

Definitions

  • Water lance blower for cleaning heat exchangers in particular a combustion chamber heating surface in steam boilers, which is attached to the mouth of the blowpipe via a universal joint in a hatch or a wall box of the combustion chamber wall and whose rear part of the blowpipe is arranged in a guide that can be moved vertically and horizontally on one known linear unit is attached via a further universal joint, which has an inner part as a sleeve in which the blow pipe is axially displaceable, the blow pipe having a nozzle and a nozzle head
  • the guide is formed from a housing, that is not rotatable on the vertical spindle and carries a fork-shaped holder on the side, in which a gimbal-shaped cage is arranged, which is provided with a sleeve in its inner part and then receives the blow tube axially displaceably.
  • the horizontal spindles in this water lance blower surrounded by a bellows to d To protect the spindles from dirt
  • a disadvantage of this water lance blower is that the lower horizontal spindle is driven by a roller chain from the upper horizontal spindle. Due to the manufacturing tolerance that exists with a roller chain and the length change of the roller chain that occurs during operation, the lower horizontal spindle is re-adjusted in both sides Box required
  • an arrangement for cooling a water lance blower in which the blower head of the blower is formed from two V-shaped blow nozzles at an angle to one another (DD 268 759 A1).
  • An expanding jacket tube is arranged around the two hot air nozzles, through which cooling air is blown.
  • the expanding jet of cooling air causes inadequate cooling of the nozzles.
  • the nozzle center is not exposed to cooling air at all. Deposits cannot be effectively removed with it
  • the invention is based on the object of developing a water lance blower which can be transported in individual parts without problems, is easy to assemble and repair, exact control and high repeatability of the blow pattern allows, without causing increased production costs, as well as preventing contamination of the nozzle head as far as possible, or achieving constant cleaning without complex measures, so that there is no reduction in the escaping nozzle jet due to caking and the cooling effect at the nozzle to improve
  • the horizontally movable and highly adjustable linear unit known per se is guided over a cross slide on a vertically arranged linear unit which is attached to the boiler wall via an auxiliary frame and two fastening brackets
  • the Cardan joint arranged on the linear unit is designed as a closed double frame construction and the outer frame in its upper area is connected via a spacer with ribs on the linear unit via two flanges, the connecting flange for receiving a bolt having a recess so that an upper and lower pivot point arises and the bolt is fastened to the inner frame via a further spacer, which receives the blow tube guiding sleeve in its center via a cross bolt, which has a bellows receiving connecting piece on each side that a connecting piece is arranged between the nozzle head and the front universal joint, which has a conical extension in the area of the nozzle fitted in the nozzle head, a crown-shaped thickening fitted in this in the inner area of
  • linear units are interchangeably designed depending on the boiler and can also be arranged at an angle depending on the space available
  • the bellows attached to the connecting pieces are connected to the blowpipe.
  • the profile for attaching the linear units to the boiler wall is preferably designed as a U-profile with a flange
  • a further special feature of the invention is that the pressure difference between the boiler house and the combustion chamber is exploited in a targeted manner via the recesses of the connecting piece arranged in a circle around the nozzle and its integration into the front universal joint. This pressure difference is thus used in a particularly advantageous manner Gaps provided expansion of the connector used that the air flow without changing its direction significantly, on the one hand flows around the nozzle in a veil-shaped manner and on the other hand is increased in its flow rate via the conically enlarged inlet and the recesses of the distributor
  • the water jet is largely freed from turbulence, so that a maximum amplification and concentration of the jet and cleaning effect is achieved by the interaction according to the invention of a directed water jet and a bundling air flow
  • the construction of the blaster is connected via the subframe 1 by means of a U-profile 2 and mounting flange 3 to the boiler wall 4 and via the mounting brackets 5, 6 to the wall box 7 (FIGS. 1 and 2) a horizontal linear unit 9, 10, which are connected to one another via a cross slide 11, and on the other hand, via a front and a rear cardan joint 12, 13, while the front cardan joint 12 is used in a round shape with a small gap width, the rear joint 13 as a closed double frame construction 14 with an outer frame 15 and an inner frame 16.
  • the outer frame 15 is connected to the vertical linear unit 9 via the spacer 17 and ribs 18 and flange 19, 20.
  • the inner frame 16 is connected via the recess 21 and spacer 22 connected to the outer frame 15 with vertical bolts 23.
  • the blowpipe guide 2 4 (FIG. 4) is held in the center by means of the horizontal bolt 25 in the inner frame 16.
  • the blow pipe guide 24 has connecting pieces 26, 27 on both sides for receiving a respective bellows 28, 29, which are connected at their other ends to the blow pipe 8 and so keep the permanently sliding guidance of the blowpipe 8 clean even in the event of heavy dust and dirt accumulation (FIG. 5).
  • Each linear unit 9, 10 is driven by a servo motor 30, 31
  • the servomotors 30, 31 are connected to the respective control unit 34, 35 via the resolvers 32, 33
  • the nozzle head 36 fastened to the blow tube sleeve 24 has the nozzle 37 in its head region (FIG. 6)
  • the connecting piece 40 is fastened / fitted via its ring-shaped thickening 39 in the front universal joint 12 and is characterized by a cylindrical part 46, an adjoining conical extension 38 and an enlarged cylindrical part 49 (FIG. 7).
  • the connecting piece has 40 has a distributor ring 42 with recesses 41 which engages in a recess 43 of the nozzle head 36 and is fastened to it
  • the swirl device 44 arranged in the inlet area of the blow tube sleeve 24 has mounting plates 45 for rectifying the water jet flow (FIGS. 9 and 10)
  • the mode of action is as follows
  • the water lance blower (WLB) is used to remove dirt from heating surfaces in firing systems.
  • the water introduced suddenly cools down the devastation on the hot tube bundles, causing the slag to flake off
  • the water is pumped at high pressure through a blowpipe, at the end of which there is a nozzle (not shown).
  • the blowpipe is clamped in the rear part in an axis system, which is able to approach any XY coordinate within the mechanical limits - ren
  • the water jet can coat a cone / pyramid of up to ⁇ 100 ° with respect to the axial center of the lance via the solution according to the invention
  • the axes are moved by servo drives, which are characterized by their positioning accuracy compared to other systems.
  • servo drives After referencing via an external limit switch - after switching on the supply voltage - all travel commands relating to acceleration, braking, speed and positioning are entered into the motor Integrated position measuring system (resolver) monitors and controls Deviations from the target position (even after positioning) are automatically tracked. This is referred to as position control.
  • This system suppresses inaccuracies in the traversing movement that resulted, for example, from mechanical aging.
  • programming of any movements is possible - so-called blow figures. These are stored in the control units of the axes. After initiating the program, the WLB independently processes the blow figure.
  • the water jet is formed in such a way that it is evaporated in the nozzle 37 as a laminar flow, so that effective cleaning can take place even in large steam generators with considerable diameters
  • ⁇ can be disassembled for transport ⁇ easier to assemble and disassemble

Abstract

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß getrennt über Servomotoren (30; 31) mit Resolver (32; 33) gesteuert, die waagerecht bewegliche und höhenverstellbare an sich bekannte Lineareinheit (10) über einen Kreuzschlitten (11) auf einer senkrecht angeordneten Lineareinheit (9) geführt ist, die über einen Hilfsrahmen (1) und über zwei Befestigungskonsolen (5; 6) an der Kesselwand befestigt ist, wobei das an der Lineareinheit (9) angeordnete Kardangelenk (13) als geschlossene Doppelrahmenkonstruktion (14) ausgeführt ist und der äußere Rahmen (15) in seinem oberen Bereich über ein Distanzstück (17) mit Rippen (18) an der Lineareinheit (9) über zwei Flansche (19; 20) verbunden ist, wobei der Verbindungsflansch für die Aufnahme eines Bolzens (23) eine Aussparung (21) aufweist, so daß ein oberer und unterer Drehpunkt entsteht und der Bolzen (23) über ein weiteres Distanzstück (22) am inneren Rahmen (16) befestigt ist, der in seiner Mitte über einen Querbolzen (25) die Blasrohrführungshülse (24) aufnimmt, welche an beiden Seiten jeweils einen Faltenbalg (28; 29) aufnehmende Anschlußstücke (26; 27) aufweist.

Description

Wasserlanzenblaser zur Reinigung von Wärmeübertragern, insbesondere einer Brennkammerheizflache
Wasserlanzenblaser zur Reinigung von Wärmeübertragern, insbesondere einer Brennkammerheizflache in Dampfkesseln, der mit der Mundung des Blasrohres über ein Kardangelenk in einer Luke oder einem Mauerkasten der Brennkammerwand befestigt und dessen hinteres Teil des Blasrohres in einer Fuhrung angeordnet ist, die senkrecht hohenverschiebbar und waagerecht beweglich an einer an sich bekannten Lineareinheit über ein weiteres Kardangelenk befestigt ist, welches als Innenteil eine Hülse aufweist, in der das Blasrohr axial verschiebbar angeordnet ist wobei das Blasrohr eine Düse sowie einen Dusenkopf aufweist
Die Erfindung betrifft einen Wasserlanzenblaser zur Reinigung von Wärmeübertragern, insbesondere einer Brennkammerheizflache in Dampfkesseln, der mit der Mundung des Blasrohres über ein Kardangelenk in einer Luke oder einem Mauerkasten der Brennkammerwand befestigt und dessen hinteres Teil des Blasrohres in einer Fuhrung angeordnet ist, die senkrecht hohenverschiebbar und waagerecht beweglich an einer an sich bekannten Lineareinheit über ein weiteres Kardangelenk befestigt ist, welches als Innenteil eine Hülse aufweist, in der das Blasrohr axial verschiebbar angeordnet ist, wobei das Blasrohr eine Düse sowie einen Dusenkopf aufweist
Gemäß DE 41 42 448 ist bereits ein Wasserlanzenblaser zur Reinigung von Wärmeübertragern bekannt, der mit der Mundung des Blasrohres über ein Kardangelenk in einer Luke der Brennkammerwand befestigt ist und bei dem das hintere Teil des Blasrohres in einer Fuhrung angeordnet ist, die auf einer senk- rechten Spindel hohenverschiebbar ist, wobei die senkrechte Spindel oben und unten jeweils auf einer waagerechten Spindel horizontal verschiebbar ist Die waagerechten Spindeln sind an ihren Enden in einem Kasten gelagert, dort befestigt und stehen auf einer Seite miteinander in Wirkverbindung Die Fuhrung ist aus einem Gehäuse gebildet, daß nicht drehbar auf der senk- rechten Spindel sitzt und an der Seite eine gabelförmige Halterung tragt, in der ein kardanformiger Käfig angeordnet ist, der in seinem Innenteil mit einer Hülse versehen ist und dann das Blasrohr axial verschiebbar aufnimmt Die waagerechten Spindeln sind bei diesem Wasserlanzenblaser mit einem Faltenbalg umgeben, um die Spindeln vor Verschmutzungen zu schützen Nachteihg bei diesem Wasserlanzenblaser ist, daß die untere waagerechte Spindel über eine Rollenkette von der oberen waagerechten Spindel angetrieben wird Durch die bei einer Rollenkette vorhandene Fertigungstoleranz und die wahrend des Betriebes auftretende Langenanderung der Rollenkette ist ei- ne Nachreguherung für die untere waagerechte Spindel in beiden seitlichen Kasten erforderlich
Es mußte also immer die Befestigung für die untere Spindel gelockert, nachgestellt, genau parallel zur oberen Spindel ausgerichtet und dann wieder angezogen werden Weiterhin ist die horizontale und vertikale Verschwenkung des Blasrohres zur Mittelstellung wahrend des Betriebes nicht erkennbar und damit eine Kontrolle des automatisch ablaufenden Reinigungsprozesse nicht möglich Der Wechsel der relativ schnell verschleißenden Faltenbalge auf den waagerechten Spindeln macht die Demontage der Spindeln aus den Kasten erforder- hch
Weiterhin bekannt ist ein Wasserlanzenblaser, der in einer Luke der Brennkammerwand über einen speziellen Kasten eingesetzt, mit gesonderten Düsen versehen, über zwei waagerechte und eine senkrechte Spindel gefuhrt und mittels einer gabelförmigen Halterung mit Winkelskala und Steckkerbstuck justiert ist (DE 196 37 700)
Beide herkömmlichen Wasserlanzenblaser weisen zwei waagerechte und eine senkrechte, von Asynchronmotoren bewegte Spindeln auf, wobei die senk- rechte Spindel über eine gabelförmige Halterung das Kardangelenk für die Blasrohrfuhrung aufnimmt
Die Steuerung beider Blaser ist über Asynchronmotoren nur mittels Inkremen- talgebern nach Angabe der Referenzpunkte des Blasbildes durch Impulszahlung möglich Bedingt durch die Zykluszeiten der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) sowie Spiel in den Spindeimuttern, ist der Ablauf mit Unge- nauigkeiten behaftet Die Konstruktion des Blasers ist aufwendig und relativ teuer Die Befestigung bzw Fuhrung des Blasrohres über die gabelförmige Aufnahme ist instabil Außerdem ist dieser Blaser an verschiedene Kesselkon- struktionen insbesondere unter beengten Platzverhaltnissen, nur beschrankt anpaßbar Der Blaswinkel ist mit max 60 ° beschrankt Ein Transport des Blasers ist nur als Gesamtkonstruktion möglich Eine Ausbildung des Dusenkopfes und der Düse wird in DD 205 976 beschrieben Die Einbindung eines axial verschiebbaren Blasrohres zur Reinigung von Wärmeübertragern in die Brennkammerwand zeigt DD 235 103
Allen aufgezeigten Wasserlanzenblasern ist gemeinsam, daß eine Abreinigung des Dusenkopfes bei Verschmutzungen, die aus dem Dampfkessel über die Luke im Bereich des Dusenkopfes bzw der Düse auftreten, weitgehend unbefriedigend erfolgt
Bekannt ist ein Wasserlanzenblaser zur Reinigung von Wärmeübertragern, bei dem das Gehäuse des Blasers und die Aufnahme der kardanischen Aufhangung aus einem Teil gebildet wird, wobei eine Paßfeder, die T-formig ausgebildet ist, in spezieller Weise über einen Flansch und einen Schaft mit dem Gehäuse verbunden ist (DE 42 39 410 A1 ) Die konstruktive Ausbildung dieses Wasserlanzenblasers ist kompliziert Störungen im Betrieb durch Verschmutzungen und durch das unerwünschte Austreten von Restwasser nach Abschalten des Blasers sind die Folge
Darüber hinaus ist eine Anordnung zur Kühlung eines Wasserlanzenblasers bekannt, bei der der Blaskopf des Blasers aus zwei V-formig im Winkel zueinander stehenden Blasdusen gebildet wird (DD 268 759 A1 ) Um die beiden Wmkeldusen ist ein sich erweiterndes Mantelrohr angeordnet, durch das Kuhlluft eingeblasen wird Der sich erweiternde Kuhlluftstrahl bewirkt eine unzureichende Kühlung der Düsen Insbesondere das Dusenzentrum wird überhaupt nicht mit Kuhlluft beaufschlagt Ablagerungen können damit nicht wirksam beseitigt werden
Im weiteren ist eine Dampfduse bekannt, bei der die mit Dampf beaufschlagte Düse durch radiale Luftschlitze mittels Luft gekühlt wird (DE-PS 202 062) Die Ausbildung eines wirksamen Schutzschleiers um die Düse ist mit Radialschht- zen nicht möglich Die Düse ist darüber hinaus starr und nicht beweglich ausgeführt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wasserlanzenblaser zu ent- wickeln, der in Einzelteilen problemlos transportfähig, einfach zu montieren und zu reparieren, eine exakte Steuerung und eine hohe Wiederholungsgenauigkeit des Blasbildes ermöglicht, ohne erhöhte Produktionskosten zu verursachen als auch unter Betriebsbedingungen eine Verschmutzung des Dusenkopfes möglichst zu verhindern bzw ohne aufwendige Maßnahmen eine standige Reinigung zu erreichen, damit zu keinem Zeitpunkt eine Verminderung des austre- tenden Dusenstrahles durch Anbackungen eintritt sowie die Kuhlwirkung an der Düse zu verbessern
Dies wird erfindungsgemaß dadurch erreicht, daß getrennt über Servomotoren mit Resolver gesteuert, die waagerecht bewegliche und hohenverstellbare an sich bekannte Lineareinheit über einen Kreuzschlitten auf einer senkrecht angeordneten Lineareinheit gefuhrt ist, die über einen Hilfsrahmen und über zwei Befestigungskonsolen an der Kesselwand befestigt ist, wobei das an der Lineareinheit angeordnete Kardangelenk als geschlossene Doppelrahmenkonstruktion ausgeführt ist und der äußere Rahmen in seinem oberen Bereich über ein Distanzstuck mit Rippen an der Lineareinheit über zwei Flansche verbunden ist wobei der Verbindungsflansch für die Aufnahme eines Bolzens eine Aussparung aufweist, so daß ein oberer und unterer Drehpunkt entsteht und der Bolzen über ein weiteres Distanzstuck am inneren Rahmen befestigt ist, der in seiner Mitte über einen Querbolzen die Blasrohrfuhrungshulse aufnimmt, wel- ehe an beiden Seiten jeweils einen Faltenbalg aufnehmende Anschlußstucke aufweist, daß zwischen dem Dusenkopf und dem vorderen Kardangelenk ein Verbindungsstuck angeordnet ist, welches im Bereich der im Dusenkopf eingepaßten Düse eine kegelförmige Erweiterung, im inneren Bereich des vorderen Kardan- gelenkes eine in dieses eingepaßte kranzförmige Verdickung und im vorderen Bereich des Dusenkopfes einen auf diesem aufsitzenden, Aussparungen aufweisenden Verteilerπng aufweist, der vorzugsweise über ein Gewinde mit dem Dusenkopf verbunden ist
Die Lineareinheiten sind je nach Kessel in Große austauschbar gestaltet und können, in Abhängigkeit von den Platzverhaltnissen auch schräg angeordnet werden
Die auf den Anschlußstucken befestigten Faltenbalge sind mit dem Blasrohr verbunden Das Profil zur Befestigung der Lineareinheiten an der Kesselwand wird vorzugsweise als U-Profil mit Flansch ausgeführt Ein weiteres besonderes Merkmal der Erfindung ist, daß über die kreisförmig um die Düse angeordneten Aussparungen des Verbindungsstuckes und seine Einbindung in das vordere Kardangelenk eine gezielte Ausnutzung der Druckdifferenz zwischen Kesselhaus und Feuerraum stattfindet Dabei wird in beson- ders vorteilhafter Weise dieser Druckunterschied so über die mit Aussparungen versehene Erweiterung des Verbindungsstuckes genutzt, daß der Luftstrom ohne in seiner Richtung nennenswert verändert zu werden, zum einen in schleierformiger Weise die Düse umströmt und zum anderen über den kegelförmig vergrößerten Eintritt und die Aussparungen des Verteilers in seiner Stromungsgeschwindigkeit erhöht wird
Dies hat zur Folge, daß sich weitgehend erst gar keine Verschmutzungen ablagern können und evtl dennoch vorhandene Ablagerungen wirksam ohne die Anwendung zusatzlicher Medien abgereinigt werden Es treten in diesem Sinne durch die Vergleichmaßigung des Luftstromes keine unnötigen Verwirbelungen auf, die den Effekt vermindern wurden Außerdem wird die Düse erheblich weniger mit hohen Verbrennungstemperaturen des Kessels belastet, da eine starke Abkühlung durch den schleierartigen Luftstrom stattfindet Der Verteilerπng weist kreisförmige Aussparungen auf
Durch den Einbau eines Entdrallers im Eintrittsbereich der Blasrohrfuhrung wird auch der Wasserstrahl von Verwirbelungen weitgehend befreit, so daß durch das erfindungsgemaße Zusammenwirken eines gerichteten Wasserstrahles und einer bündelnden Luftströmung eine maximale Verstärkung und Konzentration der Strahl- und Abreinigungswirkung erreicht wird
Anhand eines Ausfuhrungsbeispiels soll nachstehend die Erfindung naher erläutert werden Dabei zeigen
Fig 1 - den Blaser inkl Befestigung im Querschnitt Fig 2 - den Blaser mit Befestigung im Längsschnitt
Fig 3 - den Blaser mit Servomotoren in der Draufsicht
Fig 4 - das hintere Kardangelenk mit Doppeirahmenkonstruktion im Querschnitt
Fig 5 - die Blasrohrfuhrung mit Anschlußstuck für den Faltenbalg Fig 6 - den Blasrohrkopf mit vorderem Kardangelenk und Verbindungsstuck im Längsschnitt
Fig 7 - das Verbindungsstuck im Längsschnitt
Fig 8 - das Verbindungsstuck im Querschnitt Fig 9 - der Entdraller im Längsschnitt Fig 10 - der Entdraller im Querschnitt
Die Konstruktion des Blasers ist über den Hilfsrahmen 1 mittels U-Profil 2 und Befestigungsflansch 3 an der Kesselwand 4 und über die Befestigungskonsolen 5, 6 am Mauerkasten 7 angebunden (Fig 1 und 2) Die Beweglichkeit des Blasrohres 8 wird zum einen über eine vertikale und eine horizontale Lineareinheit 9, 10, die über einen Kreuzschlitten 11 miteinander verbunden sind, und zum anderen über ein vorderes und ein hinteres Kardangelenk 12, 13 bewerkstelligt Wahrend das vordere Kardangelenk 12 in runder Form mit einer geringen Spaltbreite zur Anwendung gelangt, wird das hintere Gelenk 13 als geschlossene Doppelrahmenkonstruktion 14 mit einem äußeren Rahmen 15 und einen inneren Rahmen 16 ausgeführt Der äußere Rahmen 15 ist über das Distanzstuck 17 sowie Rippen 18 und Flansch 19, 20 mit der vertikalen Lineareinheit 9 verbunden Der innere Rahmen 16 ist über die Aussparung 21 und Distanzstuck 22 mit senkrechten Bolzen 23 an den äußeren Rahmen 15 angebunden Die Blasrohrfuhrung 24 (Fig 4) wird über den waagerechten Bolzen 25 im inne- ren Rahmen 16 mittig gehalten Die Blasrohrfuhrung 24 weist beidseitig Anschlußstucken 26, 27 für die Aufnahme eines jeweiligen Faltenbalges 28, 29 auf, die an ihren anderen Enden mit dem Blasrohr 8 verbunden sind und so die dauerhaft gleitende Fuhrung des Blasrohres 8 auch bei starkem Staub- und Schmutzanfall sauberhalten (Fig 5) Jede Lineareinheit 9, 10 wird über einen Servomotor 30, 31 angetrieben
Die Servomotoren 30, 31 sind über die Resolver 32, 33 mit der jeweiligen Steuereinheit 34, 35 verbunden
Der an der Blasrohrhulse 24 befestigte Dusenkopf 36 weist in seinem Kopfbe- reich die Düse 37 auf (Fig 6)
Das Verbindungsstuck 40 ist über seine kranzförmige Verdickung 39 im vorderen Kardangelenk 12 befestigt / eingepaßt und durch einen zylindrischen Teil 46, eine daran anschließende kegelförmige Erweiterung 38 und einen erweiterten zylindrischen Teil 49 gekennzeichnet (Fig 7) Im Bereich des erweiterten zylindrischen Teiles 49 weist das Verbindungsstuck 40 einen Verteilerring 42 mit Aussparungen 41 auf, der in eine Einziehung 43 des Dusenkopfes 36 eingreift und an ihr befestigt ist Der im Eintrittsbereich der Blasrohrhulse 24 angeordnete Entdraller 44 weist Einbaubleche 45 zur Gleichrichtung der Wasserstrahlstromung auf (Fig 9 und 10)
Die Wirkungsweise ist folgende
Der Wasserlanzenblaser (WLB) dient zur Entfernung von Verschmutzungen auf Heizflachen in Feuerungsanlagen Das eingebrachte Wasser kühlt die Verwüstungen auf den heißen Rohrbundeln schlagartig ab, wodurch die Schlacke abplatzt
Zur Reinigung der Heizflächen wird das Wasser mit hohem Druck durch ein Blasrohr gepumpt, an deren Ende eine nicht dargestellte Düse sitzt Das Blasrohr ist im hinteren Teil in ein Achssystem eingespannt, welches in der Lage ist, jeder beliebige XY-Koordinate innerhalb der mechanischen Grenzen anzufah- ren Durch die Lagerung des Blasrohres im vorderen Bereich kann der Wasserstrahl über die erfindungsgemaße Losung einen Kegel/Pyramide von bis zu ± 100 ° bezogen auf die axiale Lanzenmitte, bestreichen
Das Verfahren der Achsen geschieht durch Servoantriebe, welche sich gegen- über anderen Systemen durch ihre Positioniergenauigkeit auszeichnen Nach der Referenzierung über einen außenliegenden Endschalter - nach Zuschalten der Versorgungsspannung - werden alle Verfahrbefehle in bezug auf Beschleunigung, Abbremsen, Geschwindigkeit und Positionierung über ein in den Motor integriertes Wegmeßsystem (Resolver) überwacht und gesteuert Abweichun- gen von der Sollposition (auch nach der Positionierung) werden automatisch nachgefuhrt Man spricht hierbei von Lageregelung Dieses System unterdruckt Ungenauigkeiten in der Verfahrbewegung, die sich z B durch mechanische Alterung ergaben Um die Reinigung der Heizflächen zu optimieren, ist die Programmierung jegh- eher Bewegungen möglich - sogenannte Blasfiguren Diese werden in den Steuereinheiten der Achsen hinterlegt Nach Anstoßen des Programms arbeitet der WLB die Blasfigur eigenständig ab Die Abhängigkeit der X-/ und Y-Achse untereinander sowie das Ventil zum Ein- und Ausschalten des Wasserstrahls werden direkt aus dem Programm gesteuert Befehle aus übergeordneten Steuerungssystemen werden wahrend des Blasprogramms nicht benotigt Nach Programmende wird eine Fertigmeldung abgesetzt Um ohne aufwendige Maßnahmen eine standige Reinigung des Dusenkopfes 36 zu erreichen und eine Verschmutzung zu verhindern, wird erfindungsgemaß durch den Druckunterschied zwischen Kesselhaus und Feuerraum durch die Aussparungen 41 des Verteilerπngs 42 Luft 50 unter einer starken Erhöhung ihrer Stromungsgeschwindigkeit in sehleierartiger Form um die Düse 37 gefuhrt Dadurch wird ohne Hilfsmittel und Zusatzmedien zum einen die Bildung von Ablagerungen und Anbackungen in Form von Staubteilchen aus dem Feuerraum weitestgehend vermieden und zum anderen evtl dennoch vorhandene Ablagerungen abgereinigt Dies erfolgt ohne eine unnötige Umlenkung der Stromungsrichtung der Luft 50 und ohne deren Verwirbelung
Durch den Einbau eines Entdrallers 44 mit Einbaublechen 45 im Eintrittsbereich der Blasrohrhulse 24 wird der Wasserstrahl derart ausgebildet, daß er in der Düse 37 als eine laminare Strömung verdust wird, so daß selbst in großen Dampferzeugern mit erheblichen Durchmessern ein wirkungsvolles Abreinigen erfolgen kann
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht
1 Der konstruktive Aufbau des Wasserlanzenblasers wird erheblich vereinfacht, da
■ eine horizontale Spindel
■ beide Kastenprofile ■ das Gehäuse
entfallen
2 Durch die Verwendung von Lineareinheiten anstatt herkömmlicher Spindeln ist der Blaser
■ einfacher an die jeweiligen Platzverhaltnisse anzupassen
■ drehbar (schräg) anzuordnen
■ demontierbar zu transportieren ■ einfacher auf- und abzubauen
■ problemlos reparierbar Durch die Entwicklung einer konstruktiv neuen Ausbildung des hinteren Kardangelenkes als geschlossene Doppelrahmenkonstruktion und einer veränderten Aufhangung entsteht ein exakt zu führendes symmetrisches System, welches sehr stabil und beweglich ist
Der dadurch zu erreichende Hub wird stark vergrößert, so daß der Bewegungswinkel bis auf max 100 ° ansteigt
Durch den Einsatz von Servomotoren mit Resolver und die Verwendung neuer Steuereinheiten, jeweils getrennt für jede Lineareinheit, entsteht
■ ein Regelkreis ohne Ungenauigkeiten mit sehr hoher Wiederholungsgenauigkeit des Blasbildes
■ Die Steuergerate der verschiedenen Lineareinheiten kommunizieren mit- einander
■ Ein Nachlauf der Blaser entfallt
■ Eine zentrale digitale Kontrolle von der Leistungsstufe bis zum Sollwertgenerator ist möglich
■ Ein integriertes Steuern von Bewegungen und ein Regeln von Geschwm- digkeiten ist in einem Gerat möglich
■ Der Verkabelungsaufwand ist gering
Die Angabe von Referenzpunkten, die Inkrementalgeber, die Impulszahlung und die bisherigen Asynchronmotoren können entfallen
Ohne zusätzliche Medienbereitstellung ist eine einfache und wirkungsvolle Freihaltung der Düse von Verunreinigungen sowie eine damit einhergehende Kühlung des Dusenkopfes möglich
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Hilfsrahmen 36 Düsenkopf
2 U-Profil 37 Düse 3 Befestigungsflansch 38 kegelförmige Erweiterung
4 Kesselwand 39 kranzförmige Verdickung
5 Befestigungskonsole 40 Verbindungsstück
6 Befestigungskonsole 41 Aussparung
7 Mauerkasten 42 Verteilerring 8 Blasrohr 43 Einziehung
9 vertikale Lineareinheit 44 Entdraller
10 horizontale Lineareinheit 45 Einbaublech
1 1 Kreuzschlitten 46 zylindrischer Teil
12 vorderes Kardangelenk 49 erweiterter zylindrischer Tei 13 hinteres Kardangelenk 50 Luft
14 Doppelrahmenkonstruktion
15 äußerer Rahmen
16 innerer Rahmen
17 Distanzstück 18 Rippen
19 Flansch
20 Flansch
21 Aussparung
22 Distanzstück 23 senkrechter Bolzen
24 Blasrohrhülse
25 Querbolzen
26 Anschlußstück
27 Anschlußstück 28 Faltenbalg
29 Faltenbalg
30 Servomotor
31 Servomotor
32 Resolver 33 Resolver
34 Steuereinheit
35 Steuereinheit

Claims

Patentansprüche
1 . Wasserlanzenbläser zur Reinigung von Wärmeübertragern, insbesondere einer Brennkammerheizflache in Dampfkesseln, der mit der Mündung des Blas- rohres über ein Kardangelenk in einer Luke oder einem Mauerkasten der Brennkammerwand befestigt und dessen hinteres Teil des Blasrohres in einer Führung angeordnet ist, die senkrecht höhenverschiebbar und waagerecht beweglich an einer an sich bekannten Lineareinheit über ein weiteres Kardangelenk befestigt ist, welches als Innenteil eine Hülse aufweist, in der das Blasrohr axial verschiebbar angeordnet ist, wobei das Blasrohr eine Düse sowie einen Düsenkopf aufweist, g e k e n n z e i c h n e t d a d u r c h, daß getrennt über Servomotoren (30; 31 ) mit Resolver (32; 33) gesteuert, die waagerecht bewegliche und höhenverstellbare an sich bekannte Lineareinheit (10) über einen Kreuzschlitten (11 ) auf einer senkrecht angeordneten Lineareinheit (9) geführt ist, die über einen Hilfsrahmen (1 ) und über zwei Befestigungskonsolen (5; 6) an der Kesselwand befestigt ist, wobei das an der Lineareinheit (9) angeordnete Kardangelenk (13) als geschlossene Doppelrahmenkonstruktion (14) ausgeführt ist und der äußere Rahmen (15) in seinem oberen Bereich über ein Distanzstück (17) mit Rippen (18) an der Lineareinheit (9) über zwei Flansche (19; 20) verbunden ist, wobei der Verbindungsflansch für die Aufnahme eines Bolzens (23) eine Aussparung (21 ) aufweist, so daß ein oberer und unterer Drehpunkt entsteht und der Bolzen (23) über ein weiteres Distanzstück (22) am inneren Rahmen (16) befestigt ist, der in seiner Mitte über einen Querbolzen (25) die Blasrohrfuhrungshulse (24) aufnimmt, welche an beiden Seiten jeweils einen Faltenbalg (28; 29) aufnehmende Anschlußstücke (26; 27) aufweist, daß zwischen dem Düsenkopf (36) und dem vorderen Kardangelenk (12) ein Verbindungsstück (40) angeordnet ist, welches im Bereich der im Düsenkopf (36) eingepaßten Düse (37) eine kegelförmige Erweiterung (38), im inneren Bereich des vorderen Kardangelenkes (12) eine in dieses eingepaßte kranzförmige Verdickung (39) und im vorderen Bereich des Düsenkopfes (36) einen auf diesem aufsitzenden, Aussparungen (41 ) aufweisenden Verteilerring (42) aufweist, der vorzugsweise über ein Gewinde mit dem Düsenkopf (36) verbunden ist.
2. Wasserlanzenbläser nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, daß die Lineareinheiten (9; 10) je nach Kessel in ihrer Größe austauschbar gestaltet sind.
3. Wasserlanzenbläser nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Lineareinheiten (9; 10) aus ihrer vertikalen bzw. senkrechten Position abweichend, den Platzverhältnissen angepaßt, schräg angeordnet sind.
4. Wasserlanzenbläser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die auf den Anschlußstücken (26; 27) angeordneten Faltenbalge (28; 29) mit dem Blasrohr (8) verbunden sind.
5. Wasserlanzenbläser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Profil (2) U-förmig ausgeführt ist.
6. Wasserlanzenbläser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Verteilerring (42) kreisförmige Aussparungen (41 ) aufweist.
7. Wasserlanzenbläser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, ge- kennzeichnet dadurch, daß im Eintrittsbereich der Blasrohrfuhrung ein Entdraller (44) mit Einbaublechen (45) angeordnet ist.
Hierzu 8 Seiten Zeichnungen
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