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WO2009065657A2 - Vorrichtung sowie verfahren zum reinigen von bauteilen eines brenners - Google Patents

Vorrichtung sowie verfahren zum reinigen von bauteilen eines brenners Download PDF

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WO2009065657A2
WO2009065657A2 PCT/EP2008/063057 EP2008063057W WO2009065657A2 WO 2009065657 A2 WO2009065657 A2 WO 2009065657A2 EP 2008063057 W EP2008063057 W EP 2008063057W WO 2009065657 A2 WO2009065657 A2 WO 2009065657A2
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
burner
pressure vessel
liquid
cleaning
pressure
Prior art date
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Ceased
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PCT/EP2008/063057
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English (en)
French (fr)
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WO2009065657A3 (de
Inventor
Malte Blomeyer
Gilbert Braun
Christoph Buse
Andreas Böttcher
Andreas Diebels
Vincentius Hartanto
Karsten Jordan
Andre Kluge
Tobias Krieger
Ralf Liedtke
Sabine Tüschen
Adam Zimmermann
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2009065657A2 publication Critical patent/WO2009065657A2/de
Publication of WO2009065657A3 publication Critical patent/WO2009065657A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
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    • C11D7/26—Organic compounds containing oxygen
    • C11D7/265—Carboxylic acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
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    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10—Objects to be cleaned
    • C11D2111/14—Hard surfaces
    • C11D2111/20—Industrial or commercial equipment, e.g. reactors, tubes or engines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/40—Specific cleaning or washing processes
    • C11D2111/46—Specific cleaning or washing processes applying energy, e.g. irradiation

Definitions

  • the present invention relates to a method for cleaning components of a burner. Furthermore, the invention also relates to a device for cleaning components of a burner.
  • Gas turbine combustors include a plurality of tubular fuel rail systems configured for different fuels. Each burner has a first end to which fuels can be supplied to the burner via different connections. The first end of the burner opposite the second end of the burner opens in the installed state in the combustion chamber of the gas turbine. The second end is usually provided with a plurality of nozzle systems from which the fuel or a fuel-air mixture can be injected into the combustion chamber. For attachment of the
  • Burner on a combustion chamber wall a burner flange engaging around the burner flange is provided between the first and second end, which is screwed to the combustion chamber wall.
  • US 4,995,915 discloses a system for cleaning dirty gas firing nozzles in gas turbines in which a chemical cleaning agent is added to the gas during operation of the gas turbine.
  • DE 10 2005 009 724 B3 relates to a cleaning method for incineration plants with at least one combustion chamber for the afterburning of combustion gases, in which at least one jet of air is blown into the combustion chamber in order to improve the afterburning by a turbulence of the combustion gases.
  • the air jet of DE 10 2005 009 724 if necessary, temporarily imparted a twist. If the injected air jet already receives a twist for the purpose of better mixing imparted, the spin is thus additionally generated for cleaning purposes.
  • Liquid is introduced into the pressure vessel, by means of a pumping device pressure is built up in the pressure vessel, - by the pressure, the liquid flows through the component to be cleaned of the burner, which deposits are replaced by the flow and thus the burner component is cleaned.
  • the cleaning of the component is thus carried out by means of rinsing with a liquid under elevated pressure by means of the pressure vessel.
  • the required pressure is built up with the help of the pump.
  • the liquid preferably flows through the burner or the component to be cleaned into a collecting container and entrains dissolved deposit particles.
  • the method according to the invention makes it possible to dispense with corrosive or biting cleaning agents which can damage the component material and thus lead to a shortened service life of the component or parts of the component.
  • the burner has a vent opening, which during filling of the pressure vessel with rinsing liquid opened and closed during the flushing process. This makes it particularly easy and controlled to fill the pressure vessel with liquid. By closing the pressure vessel, the entire liquid is then directed through the component to be cleaned, which has an increased cleaning effect.
  • the flow is a pulsating flow. This can be achieved particularly well by means of a pulser. Due to the pulsating mode of operation, impurities in dead zones of the flow are reached and removed.
  • an increase in the cleaning effect is achieved by reversing the existing flow. This can cause, for example, strong turbulence, the deposit particles with it tear (highly turbulent flow).
  • the rinsing liquid is sucked off after cleaning. This can be done by existing connection piece or vents on the pressure vessel.
  • the drying of the components is carried out by means of compressed air by compressed air is added to the pressure tank, which flows through the components.
  • compressed air is added to the pressure tank, which flows through the components.
  • the object related to the device is achieved by the specification of a device for cleaning components of a burner, wherein the burner at least partially on the nozzle side a pressure vessel is closed, wherein the pressure vessel during cleaning at least partially comprises a Spultik.
  • the pressure container preferably also has a connection, in particular a connecting piece for a pump.
  • the pressure vessel on a Ent Kunststoffungso réelle. This is with the filling of the pressure vessel with
  • Spul rawmaschine opened and closed during the actual winding process.
  • a premixed gas line is encompassed.
  • the premix gas line preferably has a connection to a collecting container downstream. This is in particular depressurized. Thus, the current flowing through the component, here the diagonal grid Spulmannmaschine with the dissolved deposit particles is collected.
  • the pressure vessel on a mounting on the burner flange can be a Schaub connection in particular.
  • the connection to the robust flange makes it easy to attach.
  • existing holes can be used on the flange for mounting.
  • the securing of the pressure container with respect to the burner preferably comprises an annular sealing element, in particular an O-ring.
  • an annular sealing element in particular an O-ring.
  • the O-ring acts as a double sealing element due to its shape.
  • the spooled liquid preferably has winding particles which have an abrasive effect.
  • the deposit particles are additionally mechanically removed in addition to the actual coils.
  • the winding particles strike on the one hand on the walls of the components and thus shake off the deposit particles.
  • the sediment particles grind along the walls, thus loosening dirt. If a liquid with winding particles is used, then, after the winding operation, it is advantageous to use a winding without winding particles in order to remove residues of the winding particles and impurities.
  • FIG 1 shows a schematic representation of a gas turbine
  • FIG 2 shows an inventive device for cleaning components of a burner.
  • the gas turbine 1 according to FIG. 1 has a compressor 2 for
  • Combustion air a combustion chamber 4 and a turbine 6 for driving the compressor 2 and a generator or a work machine not shown in detail and an annular space 24 for transferring the hot gas M from the combustion chamber 4 to the turbine 6.
  • the compressor 4 zugefare air L is compressed.
  • the turbine 6 and the compressor 2 are arranged on a common, also referred to as a turbine rotor turbine shaft 8, with the generator or the Working machine is connected, and which is rotatably mounted about its central axis.
  • the turbine 6 has a number of rotatable blades 12 connected to the turbine shaft 8.
  • the blades 12 are arranged in a ring shape on the turbine shaft 8 and thus form a number of blade rows.
  • the turbine 6 includes a number of fixed vanes 14.
  • the blades 12 are used to drive the turbine shaft 8 by pulse transfer from the hot medium flowing through the turbine 6, the Hämedi-, for example, the hot gas M.
  • Each vane 14 has a designated also as a blade root platform 18, which is arranged for fixing the respective guide vane 14 on the inner housing of the turbine 6 as a wall element.
  • Each rotor blade 12 is fastened to the turbine shaft 8 in an analogous manner via a platform, also referred to as a blade root 20. Between spaced-apart platforms 18 of the guide blade 14 of two adjacent guide blade rows, a guide ring 21 is arranged on the inner housing 16 of the turbine 6.
  • the guide rings 21 arranged between adjacent guide blade rows serve, in particular, as cover elements which protect the inner wall 16 or other housings from thermal overload by the hot working medium M flowing through the turbine 6.
  • the combustion chamber 4 is designed as a so-called annular combustion chamber, in which a plurality of burners 10 arranged around the turbine shaft 8 in the circumferential direction converge in a common combustion chamber space.
  • the combustion chamber 4 in its entirety is designed as an annular structure which is positioned around the turbine shaft 8.
  • Fig. 2 shows a burner 10 which is closed on the nozzle side to a pressure vessel 32.
  • the burner is attached with flange 34 to the pressure vessel 32, for example screwed.
  • the seal is made with an O-ring (not shown) with which the burner is also sealed in the gas turbine 1. This is particularly advantageous since the O-ring acts as a double sealing element due to its shape.
  • the pressure vessel 32 essentially comprises two connections: a connecting piece 30, which is suitable for a pump, and a vent opening 36
  • Burner include a premixed gas line 45.
  • the apparatus further comprises a non-pressurized sump connected to the premix gas line 45.
  • the pressureless collecting container can also be closed to other lines - depending on the component to be cleaned, but in the following only the invention will be described with reference to a connection 38 to the premixing gas line 45.
  • Other connections, in particular inlets and outlets 40 of the burner 10 are to be sealed pressure-tight.
  • rinsing liquid is pumped from a storage container for rinsing liquid by means of a pump into the pressure container 32 until it is sufficiently filled.
  • a pump When filling the pressure vessel 32 of the or the vent openings 36 are opened. If the pressure vessel 32 filled sufficiently enough, is flushed with pressure.
  • the ventilation openings 36 are / are closed. The required flushing pressure is supplied by the pump, which is connected to the flushing fluid
  • the liquid flows through the burner into the collecting container, thus dissolves deposits, and tears the loosened storage with particles.
  • the liquid is pumped through the diagonal grid, then on through the premix gas line 45, where it then passes into the sump.
  • the diagonal lattice is released from deposition particles and thereby cleaned.
  • An increase in the cleaning effect can be achieved by a pulsating flow. This is achieved, for example, via a connected electrical or electronic pulse transmitter. This is particularly advantageous because impurities in dead spaces of the flow, for example in the case of excavations or undercuts in the component, are achieved and removed by the pulsating mode of operation. A further increase in the cleaning effect can be achieved by reversing the flow.
  • the liquid is removed, in particular by suction.
  • the connection nozzle for the pump is now closed.
  • compressed air is now introduced into the pressure container 32 through the vent opening 36. This flows in the present embodiment through the diagonal grid. As a result, on the one hand, the diagonal grid is dried and any remaining impurities are removed.
  • organic liquids in particular organic acids, for example carboxylic acids, alcohols, phenols, enols, sulfonic acid esters, phosphonic acid esters, can be used as the rinsing liquid. These have the advantage that they can be reused after cleaning.
  • a rinsing liquid with rinsing particles which have an abrasive effect. These have the advantage that thus coverings can be mechanically removed from the wall. If a rinsing liquid with rinsing particles is used, it is advantageous to dry the component to be cleaned in the burner with a rinsing liquid without drying Rinse out rinsing particles to remove any residues and impurities.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Bauteilen eines Brenners wobei der Brenner (10) düsenseitig an einen Druckbehälter (32) angeschlossen wird, Flüssigkeit in den Druckbehälter (32) eingebracht wird, mittels einer Pumpvorrichtung Druck im Druckbehälter aufgebaut wird, durch den Druck die Flüssigkeit durch das zu reinigende Bauteil des Brenners strömt, wobei durch die Strömung Ablagerungen abgelöst werden und somit die Brennerkomponente reinigt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen von Bauteilen eines Brenners.

Description

Beschreibung
Vorrichtung sowie Verfahren zum Reinigen von Bauteilen eines Brenners
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Bauteilen eines Brenners. Weiterhin betrifft die Erfindung noch eine Vorrichtung zum Reinigen von Bauteilen eines Brenners .
Die Brenner von Gasturbinen umfassen mehrere rohrartige Brennstoffleitungssysteme, welche für unterschiedliche Brennstoffe ausgebildet sind. Jeder Brenner weist ein erstes Ende auf, an dem über unterschiedliche Anschlüsse dem Brenner Brennstoffe zuführbar sind. Das dem ersten Ende des Brenners gegenüberliegende zweite Ende des Brenners mündet im eingebauten Zustand in die Brennkammer der Gasturbine. Das zweite Ende ist in der Regel mit mehreren Düsensystemen versehen, aus denen der Brennstoff oder ein Brennstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer eingedüst werden kann. Zur Befestigung des
Brenners an einer Brennkammerwand ist ein den Brenner umgreifender Brennerflansch zwischen dem ersten und dem zweiten Ende vorgesehen, welcher mit der Brennkammerwand verschraubbar ist .
Während des Betriebs von Brennern kann es zur Verschmutzung durch Ablagerungen kommen, insbesondere im Bereich der Brennerdüsen. Ablagerungen können beispielsweise durch die chemische Reaktion von Schwefelverbindungen im Brennstoff mit dem Grundwerkstoff der Brennerbauteile hervorgerufen werden. Dadurch können sich Eisensulfidbeläge im Inneren des Brenners bilden. Diese führen teilweise zur Verstopfung der Bohrungen durch die der Brennstoff in die Brennkammer eingedüst wird. Daraus resultiert eine ungleichmäßige Verbrennung. Dies hat zur Folge, dass der Brenner nicht mehr seine volle Leistung erbringen kann. Zudem können übermäßige Ablagerung Brennerbauteile beschädigen. Insbesondere bei Gasturbinen ist ein Leistungsabfall aufgrund von Verschmutzung des Brenners schädlich, da dadurch die Gesamtleistung und die Emissionsgrenzwerte der Gasturbine negativ beeinträchtigt werden. Die Verfügbarkeit der Gasturbine ist infolgedessen stark beeinträchtigt .
Wenn bei Gasturbinenbrennern Verunreinigungen festgestellt werden, werden heutzutage die Brennerdüsen von Hand durchstoßen. Anschließend sind Ausblasfahrten mit der Gasturbine durchzuführen, in denen Verschmutzungsreste aus den Düsen herausgeblasen werden. Eine andere Methode besteht in dem
Einbau neuer Brenner. Diese ist jedoch mit hohen Kosten verbunden. Da das Problem bevorzugt an Maschinen auftritt die mit Vorwärme betrieben werden, ist mit einer hohen Anzahl zu reinigender Maschinen zu rechnen.
US 4,995,915 offenbart ein System zum Reinigen verschmutzter Gasfeuerungsdüsen in Gasturbinen, in welchem dem Gas im laufenden Betrieb der Gasturbine ein chemisches Reinigungsmittel zugesetzt wird.
Die DE 10 2005 009 724 B3 betrifft ein Reinigungsverfahren für Verbrennungsanlagen mit wenigstens einer Brennkammer zur Nachverbrennung von Verbrennungsgasen, bei denen zumindest ein Luftstrahl in die Brennkammer eingeblasen wird, um durch eine Verwirbelung der Verbrennungsgase die Nachverbrennung zu verbessern. Dem Luftstrahl der DE 10 2005 009 724 wird ggf. zeitweise ein Drall vermittelt. Sofern der eingeblasene Luftstrahl bereits einen Drall zum Zweck der besseren Vermischung aufgeprägt bekommt, wird der Drall zu Reinigungszwecken also zusätzlich erzeugt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Reinigen von Bauteilen eines Brenners zur Verfügung zu stellen, welches eine Reinigung ohne Demon- tage des Brenners ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist die Angabe einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Diese Aufgabe wird bezogen auf das Verfahren erfindungsgemäß durch die Angabe eines Verfahrens zum Reinigen von Bauteilen eines Brenners gelöst, welches zumindest folgende Schritte umfasst : - der Brenner wird düsenseitig an einen Druckbehälter geschlossen,
Flüssigkeit wird in den Druckbehälter eingebracht, mittels einer Pumpvorrichtung wird Druck im Druckbehälter aufgebaut, - durch den Druck strömt die Flüssigkeit durch das zu reinigende Bauteil des Brenners, wobei durch die Strömung Ablagerungen abgelöst werden und somit die Brennerkomponente gereinigt wird.
Erfindungsgemäß erfolgt somit die Reinigung des Bauteils mittels Spülen mit einer Flüssigkeit unter erhöhtem Druck mittels des Druckbehälters. Der benötigte Druck wird mit Hilfe der Pumpe aufgebaut. Durch diesen Druck fließt die Flüssigkeit durch den Brenner, bzw. das zu reinigende Bauteil vor- zugsweise in einen Sammelbehälter und reißt gelöste Ablagerungspartikel mit. Mit Hilfe dieses Verfahrens lassen sich nun auch schwer zugängliche Stellen (Bohrungen, Hinterschnei- dungen) die sich im Bauteil bzw. in den Wänden des Hochtemperatur-Bauteils befinden, leicht und effizient reinigen. Ein Einbau von Bauteilen, zum Beispiel ein neuer Brenner ist nicht notwendig, wodurch sich ein enormer Kostenvorteil ergibt. Das Verfahren lässt sich zudem zügig durchführen, wodurch ebenfalls lange Standzeiten der Maschine vermieden werden. Dadurch ist das Verfahren auch häufig durchführbar, was zu einer verbesserten Verbrennung führt. Dies führt zu einer besonders guten Einhaltung der Emissionsgrenzwerte. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann auf ätzende bzw. beißende Reinigungsmittel, welche das Bauteilmaterial schädigen können und somit zu einer verkürzten Lebensdauer des Bauteils oder Teilen des Bauteils führen können, verzichtet werden.
Vorzugsweise weist der Brenner eine Entlüftungsöffnung auf, welche beim befüllen des Druckbehälters mit Spülflüssigkeit geöffnet und beim Spülvorgang geschlossen wird. Somit lässt sich besonders einfach und kontrolliert der Druckbehälter mit Flüssigkeit befüllen. Durch das schließen des Druckbehälters wird die gesamte Flüssigkeit dann durch das zu reinigende Bauteil gelenkt, was eine erhöhte Reinigungswirkung hat.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Strömung eine pulsierende Strömung. Dieses lässt sich besonders gut mittels eines Pulsgebers erzielen. Durch die pulsierende Betriebsweise wer- den Verunreinigungen in Todräumen der Strömung erreicht und entfernt .
In bevorzugter Ausgestaltung wird eine Erhöhung der Reinigungswirkung durch Umkehren der vorhandenen Strömung erzielt. Dadurch lassen sich beispielsweise starke Verwirbelungen hervorrufen, die Ablagerungspartikel mit sich reißen (stark turbulente Strömung) .
Bevorzugt wird nach dem Reinigen die Spülflüssigkeit abge- saugt. Dies kann durch vorhandene Anschlussstutzen bzw. Entlüftungsöffnungen an dem Druckbehälter erfolgen.
Bevorzugt wird das Trocken der Bauteile mittels Druckluft vorgenommen, indem Druckluft in den Drucktank gegeben wird, der durch die Bauteile strömt. Dadurch lässt sich ein besonders schnelles und effizientes Trocknen der Brennerkomponenten bewerkstelligen. Durch die rasche Reinigung und das geschickte Trocknen ist die Anlage schnell wieder einsatzbereit, was wiederum Kosten in Bezug auf die Stillstandszeiten spart.
Bevorzugt werden mittels der Durchströmung von Druckluft verbliebene Ablagerungen entfernt. Dadurch wird der Brenner bzw. die Brennerkomponente verbessert gereinigt.
Die auf die Vorrichtung bezogene Aufgabe wird durch die Angabe einer Vorrichtung zum Reinigen von Bauteile eines Brenners gelöst, wobei der Brenner zumindest teilweise düsenseitig an einen Druckbehalter geschlossen ist, wobei der Druckbehalter beim Reinigen zumindest teilweise eine Spulflussigkeit um- fasst. Bevorzugt weist der Druckbehalter weiterhin einen An- schluss, insbesondere einen Anschlussstutzen für eine Pumpe auf .
Bevorzugt weist der Druckbehalter eine Entluftungsoffnung auf. Dieser ist bei der Befüllung des Druckbehalters mit
Spulflussigkeit geöffnet und beim eigentlichen Spulvorgang geschlossen.
In bevorzugter Ausgestaltung ist eine Vormischgasleitung um- fasst .
Bevorzugt weist die Vormischgasleitung stromab eine Verbindung mit einem Sammelbehalter auf. Dieser ist insbesondere drucklos. Somit wird die durch das Bauteil, hier das Diagonalgitter stromende Spulflussigkeit mit den gelosten Ablagerungspartikeln aufgefangen.
In bevorzugter Ausgestaltung weist der Druckbehalter eine Befestigung am Brennerflansch auf. Dies kann insbesondere eine Schaubverbindung sein. Durch die Verbindung am robusten Flansch lasst sich eine einfache Befestigung bewerkstelligen. Zudem können zur Befestigung vorhandene Bohrungen am Flansch genutzt werden.
Bevorzugt umfasst die Absicherung des Druckbehalters in Bezug auf den Brenner ein ringförmiges Dichtungselement insbesonde- re einen O-Ring. Dies ist besonders vorteilhaft, da der O- Ring aufgrund seiner Form als doppeltes Dichtelement wirkt. Durch die Pressung des Gummikorpers beim Einbau in radialer als auch in axialer Richtung kommt die Anfangsdichtheit zustande. Die Gesamtdichtpressung ergibt sich schließlich aus der Überlagerung der Einbaupressung und dem bis zum Maximum steigenden Systemdruck. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Spulflussigkeit eine organische Flüssigkeit, insbesondere Saure. Diese können nach der Reinigung wiederverwendet werden.
Bevorzugt weist die Spulflussigkeit Spulpartikel auf, welche eine abrasive Wirkung aufweisen. Somit werden die Ablagerungspartikel neben den eigentlichen Spulen zusatzlich noch mechanisch entfernt. Die Spulpartikel schlagen dabei einerseits auf die Wände der Bauteile auf und rütteln somit die Ablagerungspartikel ab. Die Ablagerungspartikel schleifen andererseits an den Wanden entlang und losen somit Verschmutzungen ab. Wird eine Flüssigkeit mit Spulpartikeln verwendet, so ist nach dem Spulgang eine Spulung ohne Spulpartikeln von Vorteil, um so Ruckstande der Spulpartikel und Verunreinigun- gen zu entfernen.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand einer Zeichnung naher erläutert.
Darin zeigt in vereinfachter und nicht maßstablicher Darstellung:
FIG 1 eine schematische Darstellung einer Gasturbine, FIG 2 eine erfindungsgemaße Vorrichtung zum Reinigen von Bauteilen eines Brenners.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Gasturbine 1 gemäß Figur 1 weist einen Verdichter 2 für
Verbrennungsluft, eine Brennkammer 4 sowie eine Turbine 6 zum Antrieb des Verdichters 2 und eines nicht naher dargestellten Generators oder einer Arbeitsmaschine auf sowie einen Ringraum 24 zum Überfuhren des Heißgases M von der Brennkammer 4 zur Turbine 6 auf. Im Verdichter 4 wird zugefuhrte Luft L verdichtet. Dazu sind die Turbine 6 und der Verdichter 2 auf einer gemeinsamen, auch als Turbinenlaufer bezeichneten Turbinenwelle 8 angeordnet, mit der auch der Generator bzw. die Arbeitsmaschine verbunden ist, und die um ihre Mittelachse drehbar gelagert ist. Die Turbine 6 weist eine Anzahl von mit der Turbinenwelle 8 verbundenen, rotierbaren Laufschaufeln 12 auf. Die Laufschaufeln 12 sind kranzförmig an der Turbinen- welle 8 angeordnet und bilden somit eine Anzahl von Laufschaufelreihen. Weiterhin umfasst die Turbine 6 eine Anzahl von feststehenden Leitschaufeln 14. Die Laufschaufeln 12 dienen zum Antrieb der Turbinenwelle 8 durch Impulsubertrag vom die Turbine 6 durchströmenden heißen Medium, dem Arbeitsmedi- um, beispielsweise des Heißgases M. Die Leitschaufeln 14 dienen hingegen zur Stromungsfuhrung des Arbeitsmediums beispielsweise des Heißgases M. Jede Leitschaufel 14 weist eine auch als Schaufelfuß bezeichnete Plattform 18 auf, die zur Fixierung der jeweiligen Leitschaufel 14 am Innengehause der Turbine 6 als Wandelement angeordnet ist. Jede Laufschaufei 12 ist in analoger Weise über eine auch als Schaufelfuß 20 bezeichnete Plattform an der Turbinenwelle 8 befestigt. Zwischen beabstandet voneinander angeordneten Plattformen 18 der Leitschaufel 14 zwei benachbarter Leitschaufelreihen ist je- weils ein Fuhrungsring 21 am Innengehause 16 der Turbine 6 angeordnet. Die zwischen benachbarten Leitschaufelreihen angeordneten Fuhrungsringe 21 dienen dabei insbesondere als Abdeckelemente, die die Innenwand 16 oder andere Gehäuse vor einer thermischen Uberbeanspruchung durch das die Turbine 6 durchströmende heiße Arbeitsmedium M schützt. Im Ausfuhrungsbeispiel ist die Brennkammer 4 als so genannte Ringbrennkammer ausgestaltet, bei der eine Vielzahl von in Umfangsrich- tung um die Turbinenwelle 8 herum angeordneten Brennern 10 in einem gemeinsamen Brennkammerraum munden. Dazu ist die Brenn- kammer 4 in ihrer Gesamtheit als ringförmige Struktur ausgestaltet, die um die Turbinenwelle 8 herum positioniert ist.
Durch die chemische Reaktion von Schwefelverbindungen (H2S) im Brennstoff mit dem Grundwerkstoff der Brennerbauteile bil- den sich Eisensulfid-Belage das heißt Ablagerungen im Inneren des Brenners. Diese Belage platzen ab und fuhren teilweise zu einer Verstopfung der Bohrungen, insbesondere der kleineren Bohrungen, durch die der Brennstoff in die Brennkammer einge- düst wird. Dies hat eine ungleichmäßige Verbrennung zur Folge, wodurch sich die Emissionswerte der betroffenen Brenner stark verschlechtern. Die Verfügbarkeit der Maschine wird stark beeinträchtigt.
Fig. 2 zeigt einen Brenner 10 welcher düsenseitig an einen Druckbehälter 32 geschlossen ist. Der Brenner ist mit Flansch 34 an den Druckbehälter 32 befestigt, beispielsweise geschraubt. Die Abdichtung wird mit einem O-Ring (nicht ge- zeigt) vorgenommen, mit dem der Brenner auch in der Gasturbine 1 abgedichtet wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da der O-Ring aufgrund seiner Form als doppeltes Dichtelement wirkt. Der Druckbehälter 32 umfasst im Wesentlichen zwei Anschlüsse: einen Anschlussstutzen 30, welcher für einen Pumpe geeignet ist, sowie eine Entlüftungsöffnung 36. Weiterhin kann der
Brenner eine Vormischgasleitung 45 umfassen. Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen drucklosen Sammelbehälter, der an die Vormischgasleitung 45 angeschlossen wird. Der drucklose Sammelbehälter kann dabei selbstverständlich auch an andere Lei- tungen geschlossen werden- je nach zu reinigendem Bauteil, jedoch wird im folgenden nur die Erfindung in Bezug auf einen Anschluss 38 an die Vormischgasleitung 45 beschrieben. Andere Anschlüsse, insbesondere Zu- und Abläufe 40 des Brenners 10 sind druckdicht zu verschließen.
Die Reinigung des Brenners 10 bzw. der Bauteile erfolgt nun mittels Spülen mit einer Flüssigkeit unter erhöhtem Druck. Dazu wird aus einem Vorratsbehälter für Spülflüssigkeit mittels einer Pumpe Spülflüssigkeit in den Druckbehälter 32 ge- pumpt bis dieser hinreichend genügend gefüllt ist. Beim Be- füllen des Druckbehälters 32 sind der bzw. die Entlüftungsöffnungen 36 geöffnet. Ist der Druckbehälter 32 hinreichend genug gefüllt, wird mit Druck gespült. Dazu wird/werden die Entlüftungsöffnungen 36 geschlossen. Der benötigte Spüldruck wird von der Pumpe, welche mit dem Spülflüssigkeits-
Vorratsbehälter verbunden ist, aufgebaut. Durch diesen Druck fließt die Flüssigkeit durch den Brenner in den Sammelbehälter, löst somit Ablagerungen, und reißt die gelösten Ablage- rungspartikel mit. Im vorliegenden Beispiel wird die Flüssigkeit durch das Diagonalgitter gepumpt, anschließend weiter durch die Vormischgasleitung 45, wo es anschließend in den Sammelbehälter gelangt. Somit wird das Diagonalgitter von Ab- lagerungspartikel gelöst und dadurch gereinigt.
Eine Erhöhung der Reinigungswirkung lässt sich durch eine pulsierende Strömung erzielen. Dies wird beispielsweise über einen angeschlossenen elektrischen oder elektronischen PuIs- geber erzielt. Dies ist besonders vorteilhaft, da durch die pulsierende Betriebsweise auch Verunreinigungen in Todräumen der Strömung, beispielsweise bei Aus- oder Hinterschneidungen im Bauteil, erreicht und entfernt werden. Eine weitere Steigerung der Reinigungswirkung lässt sich durch eine Umkehr der Strömung erreichen.
Nach dem Spülen wird die Flüssigkeit entfernt insbesondere durch Absaugen. Der Anschluss-Stutzen für die Pumpe wird nun verschlossen. Zum Trocknen des Bauteils, hier des Diagonal- gitters, wird nun durch die Entlüftungsöffnung 36 Druckluft in den Druckbehälter 32 gegeben. Diese strömt im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das Diagonalgitter. Dadurch wird zum einen das Diagonalgitter getrocknet als auch verbliebene Verunreinigungen entfernt.
Als Spülflüssigkeit können beispielsweise organische Flüssigkeiten, insbesondere organische Säuren, beispielsweise Carbonsäuren Alkohole, Phenole, Enole SuIfonsäuren, Sulfonsäu- reester, Phosphosäureester, verwendet werden. Diese haben den Vorteil, dass sie nach der Reinigung wieder verwendet werden können .
Eine weitere Möglichkeit ist eine Spülflüssigkeit mit Spülpartikel, welche eine abrasive Wirkung aufweisen. Diese haben den Vorteil, dass somit Beläge von der Wand mechanisch entfernt werden können. Wird eine Spülflüssigkeit mit Spülpartikel verwendet, so ist es von Vorteil, vor dem Trocknen das zu reinigende Bauteil im Brenner mit einer Spülflüssigkeit ohne Spülpartikel auszuspülen, um eventuelle Rückstände und Verunreinigungen zu entfernen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung kann nun auf die Zerlegung des Brenners in einzelne Baugruppen verzichtet werden. Weiterhin sind neue Bauteilkomponenten oder eine Reinigung von Hand nicht mehr notwendig. Beides nämlich hätte enorme Kosten sowohl durch die Komponenten an sich als auch durch die langen Stillstandszeiten zur Folge. Vorteilhaft ist weiterhin, dass durch das schnelle und einfache Durchführen des Verfahrens mittels der Vorrichtung eine häufigere Beseitigung der Ablagerungen möglich ist, wodurch nun die Emissionsgrenzwerte wesentlich leichter eingehalten werden können. Weiterhin günstig ist die effiziente Reinigung von Bauteilabschnitten, welche nicht einfach bzw. überhaupt nicht manuell gereinigt werden können (Hinterschneidungen, Hohlräume) . Das hier vorgestellte Verfahren sowie die Vorrichtung kann jedoch nicht nur auf Brenner mit Vormischgaska- nälen sondern auf jeden beliebigen Brennertyp auch beispiels- weise Brenner für Industriegasturbinen verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Reinigen von Bauteilen eines Brenners, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s - der Brenner (10) düsenseitig an einen Druckbehälter (32) angeschlossen wird,
Flüssigkeit in den Druckbehälter (32) eingebracht wird, mittels einer Pumpvorrichtung Druck im Druckbehälter (32) aufgebaut wird, - durch den Druck die Flüssigkeit durch das zu reinigende Bauteil des Brenners strömt, wobei durch die Strömung Ablagerungen abgelöst werden und somit die Brennerkomponente gereinigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Brenner eine Entlüftungsöffnung (36) aufweist, welche beim befüllen des Druckbehälters (32) mit Spülflüssigkeit geöffnet und beim Spülvorgang geschlossen wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Strömung eine pulsierende Strömung ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Erhöhung der Reinigungswirkung durch Umkehren der vorhandenen Strömung erzielt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s nach dem Reinigen die Spülflüssigkeit abgesaugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Trocknen der Bauteile mittels Druckluft vorgenommen wird, indem Druckluft in den Drucktank gegeben wird, der durch die Bauteile strömt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mittels der Durchströmung verbliebene Ablagerungen entfernt werden.
8. Vorrichtung zum Reinigen von Bauteilen eines Brenners
(10), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Brenner (10) zumindest teilweise düsenseitig an einen
Druckbehälter (32) geschlossen ist, wobei der Druckbehälter (32) beim Reinigen zumindest teilweise eine Spülflüssigkeit umfasst.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Druckbehälter (32) einen Anschluss, insbesondere einen Anschlussstutzen für eine Pumpe (30), aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Druckbehälter (32) eine Entlüftungsöffnung (36) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine
Vormischgasleitung (45) umfasst ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Vormischgasleitung (45) stromab eine Verbindung (38) mit einen Sammelbehälter aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Druckbehälter (32) eine Befestigung am Brennerflansch (34; aufweist .
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s dass die Absicherung des Druckbehälters (32) in Bezug auf den Brenner (10) ein ringförmiges Dichtungselement insbesonde- re einen O-Ring umfasst.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Pulsgeber vorhanden ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Spülflüssigkeit eine organische Flüssigkeit, insbesondere Säure ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Spülflüssigkeit Spülpartikel aufweist, welche eine abrasi- ve Wirkung aufweisen.
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