DE60117328T2

DE60117328T2 - Vorrichtung zum Reinigen von Kesselflächen einer Verbrennungsanlage

Info

Publication number: DE60117328T2
Application number: DE60117328T
Authority: DE
Inventors: Jorgen Skaarup; Henrik Damm Matthiesen
Original assignee: DEGN DESIGN APS
Current assignee: DEGN DESIGN APS
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2021-09-06
Also published as: EP1291598B1; ATE318400T1; EP1291598A1; DK1291598T3; DE60117328D1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen der Oberflächen eines Kessels mit offenem Zug in einer Verbrennungs- oder Veraschungsanlage der Art, die im Oberbegriff von Anspruch 1 dargelegt ist.
Stand der Technik
Bei Vorrichtungen zum Reinigen der Oberflächen eines Kessels in einer Verbrennungs- oder Veraschungsanlage dieser Art wird bekanntlich ein Düsenkopf mit mehreren Düsen zum Zuführen eines Reinigungsfluids zu den zu reinigenden Oberflächen des Kessels verwendet, wobei der Düsenkopf gedreht und geradlinig in eine Richtung in die Verbrennungskammer und aus dieser heraus bewegt wird. Eine Vorrichtung dieser Art ist aus US 5.579.726 bekannt, das eine derartige Vorrichtung zur Reinigung eines in Betrieb befindlichen Kessels beschreibt, wobei die Vorrichtung eine Lanze und einen drehbaren Reinigungskopf, der an dem Ende der Lanze angebracht ist, und Mittel zur Schaffung einer geradlinigen Bewegung in die Verbrennungskammer und aus ihr heraus, und Mittel zum Drehen des Reinigungskopfes umfasst. Die Lanze in dieser Vorrichtung ist eine steife Konstruktion und die Drehbewegung sowie die geradlinige Bewegung werden mittels Motoren erzeugt, die außen an der zu reinigenden Verbrennungskammer angebracht sind. Bei allen in diesem Dokument gezeigten und beschriebenen Konstruktionen erfolgt die geradlinige Bewegung in einer horizontalen Richtung, wodurch es folglich erforderlich ist, dass die Lanze eine steife Konstruktion aufweist. Eine weitere Reinigungsvorrichtung, die alle technischen Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 umfasst, ist aus DE-1 262 496 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Reinigen der Oberflächen eines Kessels mit offenem Zug in einer Verbrennungs- oder Veraschungsanlage der zuvor beschriebenen Art zu schaffen, die im Vergleich zu Vorrichtungen des Standes der Technik eine vereinfachte, aber dennoch wirksame Konstruktion aufweist, und diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der Art gelöst, die gemäß der vorliegenden Erfindung auch die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dargelegten Merkmale umfasst. Mit dieser Anordnung kann der Düsenkopf an dem Ende des flexiblen Schlauchs einfach durch die in der Oberseite des zu reinigenden offenen Zugs vorgesehene Öffnung abgesenkt und abwärts bewegt werden, während den Düsen Reinigungsfluid zugeführt wird, um es den zu reinigenden Oberflächen auf eine wirksame Weise zuzuführen. Da die Vorrichtung nur während Reinigungsvorgängen in dem offenen Zug angeordnet ist, kann die Konstruktion vergleichsweise einfach sein, da das Reinigungsfluid die Konstruktion während des Reinigungsvorgangs kühl halten wird und die Konstruktion folglich keine hohen Temperaturen in dem offenen Zug der in Betrieb befindlichen Verbrennungs- oder Veraschungsanlage aushalten muss. Ferner verringert die Konstruktion mit flexiblem Schlauch den Platzbedarf, der für ein Einführen der Reinigungsvorrichtung in den offenen Zug erforderlich ist, wodurch die Verwendung der Vorrichtung in Verbindung mit existierenden Anlagen im Wesentlichen ohne irgendwelche Änderungen daran ermöglicht wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Reinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, deren Vorteile in dem folgenden ausführlichen Teil der vorliegenden Beschreibung offenbart werden, werden in den untergeordneten Ansprüchen offenbart.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
In dem folgenden ausführlichen Teil der vorliegenden Beschreibung wird die Erfindung anhand der beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung zum Reinigen der Oberflächen eines Kessels mit offenem Zug in einer Verbrennungs- oder Veraschungsanlage gemäß der in der Zeichnung gezeigten Erfindung ausführlicher erklärt, in der:
1 schematisch eine Verbrennungsanlage zeigt, bei der die vorliegende Erfindung realisiert ist;
2 schematisch einen Reinigungskopf im Querschnitt zeigt, und
3 schematisch eine Schlauchhaspel mit einer Antriebseinheit zum gesteuerten Absenken und Anheben des Reinigungskopfes und eine Pumpeinheit zum Fördern des Reinigungsfluids zu dem flexiblen Schlauch zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Die in 1 gezeigte Verbrennungs- oder Veraschungsanlage umfasst drei offene Züge 17, 18, 19 hintereinander, in denen Wärme von den Rauchgasen zu Kesselrohren, die die Wände der offenen Züge 17, 18, 19 bedecken, übertragen wird. Nach den offenen Zügen 17, 18, 19 sind ein Überhitzungselement 20 oder mehrere derartige Überhitzungselemente und weitere Kesselkonstruktionen angeordnet.
Bei einer derartigen Anlage ist es gewünscht, die Wärmeaustauschoberflächen in den offenen Zügen 17, 18, 19 sauber zu halten, um den Wärmeübertragungswiderstand von den Rauchgasen an die Kesselrohre zu verringern.
Die in der Verbrennungs- oder Veraschungsanlage realisierte Reinigungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, umfasst einen Reinigungskopf 1, der an dem Ende eines flexiblen Schlauches 7 angebracht ist, um ihn durch eine Öffnung 16, die in der Oberseite des offenen Zuges 17 mittig angeordnet ist, in den offenen Zug 17 einzuführen und abzusenken. Die geradlinige Bewegung des Reinigungskopfes 1 in dem offenen Zug 17 ist vorgesehen, indem sich die Schlauchhaspel 6 dreht, auf der der Schlauch 7 angebracht ist.
Die Drehung des Düsenkopfes 4, wie er in 2 gezeigt ist, ist mittels einer Turbine 2 vorgesehen, die durch das Reinigungsfluid angetrieben wird, das von dem flexiblen Schlauch 7 in den Reinigungskopf 1 eintritt. Um die Drehzahl des Düsenkopfes 4 zu verringern, ist ein Getriebezug 3 zwischen der Turbine 2 und dem Düsenkopf 4 vorgesehen. Mehrere Düsen 5 sind an dem Düsenkopf 4 angebracht, um das Reinigungsfluid während einer Drehung des Düsenkopfes 4 in verschiedene Richtungen zu verteilen.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist die Schlauchhaspel 6 drehbar an einer Achse angebracht, die durch eine Antriebseinheit 8 für die Schlauchhaspel 6 angetrieben wird, wobei die Antriebseinheit 8 einen Elektromotor 9 und einen Reduktionsgetriebemechanismus 10 umfasst. Wie es gleichfalls in 3 gezeigt ist, wird der Elektromotor 9 von einer Steuereinheit 15 gesteuert, die die Motorgeschwindigkeit und die Drehrichtung des Motors 9 steuert.
Wie es außerdem in 3 gezeigt ist, wird das Reinigungsfluid zu dem Schlauch 7 mittels einer Pumpeinheit 11 gefördert, die einen Elektromotor 12 umfasst, der eine Pumpe 13 antreibt. Der Elektromotor 12 wird durch die Steuereinheit 15 gesteuert, damit der Druck des Reinigungsfluids, das zu dem flexiblen Schlauch 7 gefördert wird, gesteuert werden kann. Die Verbindung zwischen der Pumpe 13 und der Schlauchhaspel 6 umfasst eine drehbare Kupplung 14, damit sich die Schlauchhaspel 6 bezüglich der feststehend angeordneten Pumpe 13 drehen kann.
Wie es in 1 gesehen werden kann, besitzt jeder der offenen Züge 17, 18, 19 eine mittig angeordnete Öffnung 16 zum Einführen des Reinigungskopfes 1 und des flexiblen Schlauches 7 und zum Absenken und Anheben des Reinigungskopfes 1 abwärts und aufwärts durch die offenen Züge 17, 18, 19. Während eines Absenkens und Anhebens des Reinigungskopfes 1 wird Reinigungsfluid durch den flexiblen Schlauch 7 zugeführt, wodurch der Düsenkopf 4 gedreht wird und Reinigungsfluid durch die Düsen 5 den inneren Oberflächen der offenen Züge 17, 18, 19 zugeführt wird. Diese Düsen 5 sind so ausgelegt, dass sie den inneren Oberflächen der offenen Züge 17, 18, 19 einen konzentrierten Strahl von Reinigungsfluid im Wesentlichen ohne irgendeine Auflösung der konzentrierten Stahle in Tröpfchen zuführen. Vorzugsweise ist das Reinigungsfluid Wasser, das, wenn es auf die inneren Oberflächen der offenen Züge 17, 18, 19 auftrifft, verdampf, wobei sich das Wasser auf ein etwa 1,500-faches Volumen seines Ursprungsvolumens ausdehnt, wobei diese Ausdehnung die Kräfte erzeugt, die erforderlich sind, um Schmutz von den getroffenen Oberflächen zu entfernen. Wie es bereits erwähnt wurde, wird die Reinigung während des Betriebs durchgeführt, d. h. die Verbrennungs- oder Veraschungsanlage verbrennt Brennstoff und erzeugt Wärme und die zu reinigenden Oberflächen haben eine hohe Temperatur, die erforderlich ist, um das Verdampfen des Reinigungsfluids zu ermöglichen.
Da eine Reinigung während eines Betriebs der Anlage durchgeführt wird, kann das Reinigen durchgeführt werden, wann immer es als notwendig erachtet wird, z. B. falls es durch eine ansteigende Temperatur der Rauchgase, die in das Überhitzungselement 20 eintreten, ermittelt wird, da wegen Schmutz an den Kesseloberflächen, die Wärmeübertragung von den Rauchgasen in den offenen Zügen 17, 18, 19 verringert wird. Folglich ist es möglich, die Temperatur der Rauchgase, die in das Überhitzungselement 20 eintreten, gesteuert unter einer gewünschten maximalen Temperatur von z. B. 600–650 °C zu halten.
Auf diese Weise wird eine Korrosion an den Überhitzungselementrohren verringert und ferner hat eine Verringerung der Temperatur der Rauchgase in dem Überhitzungselement 20 weniger klebrige Ablagerungen an den Oberflächen des Überhitzungselements zur Folge. In einer typischen Veraschungsanlage wird das Reinigen jedes offenen Zugs 17, 18, 19 etwa jede Woche durchgeführt, z. B. wird jeden zweiten Tag einer der offenen Züge 17, 18, 19 gereinigt. Auf diese Weise hat es sich als möglich erwiesen, die Temperatur der Rauchgase, die in das Überhitzungselement 20 eintreten, um etwa 100 °C zu verringern.
Bei einem Testaufbau war das verwendete Reinigungsfluid Wasser und dies wurde dem flexiblen Schlauch 7 bei einem Druck von etwa 4–5 bar an der Oberseite der offenen Züge 17, 18, 19 zugeführt, und der Düsenkopf war mit 6 Düsen versehen. Die zum Reinigen eines einzigen offenen Zugs 17 aufgewendete Zeit betrug etwa 5–10 Minuten und es wurden etwa 1000 l Wasser zur Reinigung verwendet.
Da das Reinigungssystem nur etwa einmal pro Woche verwendet werden muss, kann ein einziges Reinigungssystem mehrere offene Züge 17, 18, 19 warten, indem geeignete Mittel zum Einführen des Reinigungskopfes 1 und des flexiblen Schlauchs 7 durch die entsprechenden Öffnungen 16 bereitgestellt werden.
Obwohl die Erfindung zuvor in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden ist, wie sie in den Figuren gezeigt ist, ist es für einen Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich, dass innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche mehrere Abweichungen vorstellbar sein können, wobei derartige Abweichungen unter Anderem die Bereitstellung mehrerer Öffnungen 16 für jeden der zu reinigenden offenen Züge 17, 18, 19, damit der Reinigungskopf 1 näher bei den Oberflächen aufwärts und abwärts bewegt werden kann, wobei die Öffnungen 16 bei einem Abstand von dem mittigen Teil jedes offenen Zuges 17, 18, 19 angeordnet sind, die Bereitstellung von automatischen Mitteln zum Öffnen und Schließen der Öffnungen 16, die Bereitstellung von mehreren Reinigungssystemen, z. B. eines Reinigungssystems für jeden offenen Zug 17, 18, 19, wobei jedes derartige Reinigungssystem seinen jeweiligen Reinigungskopf 1, seinen flexiblen Schlauch 7 und seine Schlauchhaspel 6 usw. enthält, umfassen.

Claims

Vorrichtung zum Reinigen der Oberflächen eines Kessels mit offenem Zug in einer in Betrieb befindlichen Verbrennungs- oder Veraschungsanlage, wobei die Vorrichtung umfasst: – einen Düsenkopf (4) mit mehreren Düsen (5), – Mittel zum Drehen des Düsenkopfs (4), – Mittel für die Erzeugung einer hauptsächlich geradlinigen Bewegung des Düsenkopfs (4) innerhalb des offenen Zugs (17, 18, 19) und – Mittel zum Zuführen eines Reinigungsfluids zu dem sich drehenden und geradlinig sich bewegenden Düsenkopf (4), wobei das die Düsen (5) verlassende Reinigungsfluid auf die zu reinigenden Oberflächen austritt, wobei der Düsenkopf (4) am Ende eines flexiblen Schlauchs (7) angebracht ist, der den Düsen (5) das Reinigungsfluid zuführt, und in die Kessel mit offenem Zug eingeführt und darin abgesenkt und angehoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Drehen des Düsenkopfs (4) als Antriebseinheit (2, 3) vorgesehen sind, die am Ende des flexiblen Schlauchs (7) angebracht sind, wobei die Antriebseinheit (2, 3) durch das Reinigungsfluid angetrieben wird, die durch den flexiblen Schlauch (7) den Düsen zugeführt wird, und eine Turbine (2), die durch das von dem flexiblen Schlauch (7) in den Reinigungskopf (1) eintretende Reinigungsfluid angetrieben wird, und einen Getriebezug (2) zum Verringern der Drehzahl des Düsenkopfs (1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsfluid Wasser ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für die Schaffung einer hauptsächlich geradlinigen Bewegung des Düsenkopfs (4) in dem offenen Zug (17, 18, 19) eine Schlauchhaspel (6) mit einer Antriebseinheit (8) zum Absenken und Anheben des Düsenkopfs (4) am Ende des flexiblen Schlauchs (7) abwärts bzw. aufwärts in dem offenen Zug (17, 18, 19) umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs einheit (8) für die Schlauchhaspel (6) ein geschwindigkeitsgesteuerter (15) Getriebemotor (9, 10) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Zuführen des Reinigungsfluids an den Düsenkopf (4) eine Beschickungswasserpumpe (11) umfassen, die das Reinigungsfluid mit einem vorgegebenen Druckpegel durch den flexiblen Schlauch (7) fördert.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungswasserpumpe (11) druckgesteuert (15) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckpegel des zu den Düsen (5) geförderten Reinigungsfluids niedriger als 10 Bar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (5) des Düsenkopfs (4) von einem Typ sind, der den ausströmenden Strahl von den Düsen konzentriert hält, so dass nur eine geringe Auflösung in Tröpfchen erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des rotierenden Düsenkopfs (4) im Bereich von 1 bis 50, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 10 Umdrehungen pro Minute liegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Schlauch (7) ein flexibler, balgartiger Metallschlauch (7), vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, ist.