DE3621850A1 - Verfahren und einrichtung zum reinigen der innen- oder aussenwand stehender oder haengender rohre von waermetauschern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen der Innen- oder Außenwand stehender oder hängender Rohre von Wärme­ tauschern nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Sie be­ trifft in gleicher Weise eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bekannte Verfahren und Vorrichtungen zum Reinigen der Außen­ wand stehender oder hängender Rohre von Wärmetauschern sehen eine manuelle oder mechanische Reinigung der Heizflächen der Rohren von anhaftenden Schmutzpartikeln vor. Insbesondere bei Rohren von Müllverbrennungseinrichtungen sind derartige Maß­ nahmen notwendig. Unter den mechanischen Reinigungsvorrich­ tungen sind solche mit Bürsten, Klopfern und Kugeln zu nennen, die gegen die Rohre geschwungen werden, was auch während des Betriebes des Austauschers möglich ist, während bei der manuel­ len Reinigung der Rohre körperliche Beanspruchung der Bedie­ nungs­ personen erheblich ist. Bei der Anwendung mechanischer Rei­ nigungsmittel ändert sich während des Reinigungsvorganges selbst die Gasmenge, so daß die nachgeschalteten Gasreini­ gungs-und Neutralisationseinrichtungen in ihrer Wirkungsweise beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, manuelle Arbeit zu vermeiden und die Möglichkeit zu schaffen, den Reinigungs­ vorgang während des Betriebes des Wärmetauschers durchführen zu können, ohne daß hierbei die nachgeschalteten Reinigungs­ und Neutralisationseinrichtungen in ihrer Wirkungsweise ge­ stört werden. Insbesondere aber soll eine über die Länge der Rohre gleichmäßige Reinigung erfolgen, womit eine gleichmäßige thermische Beanspruchung der Rohre über deren Länge erreich­ bar sein soll. Das Verfahren soll ohne grundsätzliche An­ derung sowohl für die Außen- wie für die Innenwand von Rohren anwendbar sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Verfahrens­ merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor. Die Verfahrensunteransprüche dienen der Verbesserung und Weiterentwicklung der Merkmale des Hauptanspruches. Die auf die Einrichtung gerichteten Merkmale geben den vorteilhaften Aufbau einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens wieder.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren und seiner Einrichtung liegt der grundsätzliche Gedanke zugrunde, das Entfernen der an den Rohren oder in den Rohren haftenden Partikel dadurch zum Abspringen zu veranlassen, daß die Rohre, die zunächst in Längsrichtung eine kinematische Energie, d. h. eine Längsbe­ wegung erhalten haben, abrupt angehalten werden. Besonders vorteilhaft gestaltet sich diese Reinigungsart, wenn das untere Ende der Rohre auf einen ortsfesten Anschlag auf­ trifft.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der für die Durchführung des Verfahrens vorgesehenen Einrichtung darge­ stellt und zwar zeigt

Fig. 1 den schematischen Querschnitt durch einen Wärme­ tauscher mit hängenden Flossenrohren, von denen die auf gleicher Höhe liegenden Rohre eine Rohrwand der­ art bilden, daß die Rauchgase mäanderförmig durch den Austauscher geführt werden,

Fig. 2 das eine Ende einer oberen Sammelleitung einer Rohr­ reihe mit einer Vorrichtung zum Anheben dieses einen Endes der Sammelleitung,

Fig. 3 eine Vorrichtung zum Anheben der Enden der Sammel­ leitung nach Fig. 2,

Fig. 4 das untere Ende eines Rohres und einen festen An­ schlag, auf den das Rohrende auftrifft, wobei in der Darstellung a das Rohr in seiner angehobenen Ausgangsstellung sich befindet, während in der Dar­ stellung b das untere Rohrende auf dem festen An­ schlag aufsitzt,

Fig. 5 das Durchführen einer Ableitung der Sammel- oder Verteilerkästen durch die Wand oder Decke des Wärmetauschers,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum Anheben der Rohre und

Fig. 7 eine teilweise Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 6.

Fig. 1 veranschaulicht einen einer Müllverbrennungsanlage nachgeschalteten Abhitzekessel, wie er aus der DE-PS 23 41 444 bekannt ist. Dieser Abhitzekessel weist eine Bodenwand 1 sowie die beiden Vorder- und Rückwände 2, 3 sowie die Decke 4 und die Seitenwände 5 auf. In dem Innenraum 6 des Kessels sind Rohre 7, 8 hängend angeordnet, die in vorliegendem Fall als Flossenrohre ausgebildet sind, wobei die Längsränder der Flossenrohre miteinander derart verbunden sind, daß benach­ barte Rohre 7, 8 jeweils eine Flossenrohrwand bilden. Die Rohre 8 sind in Längsrichtung gegenüber den Rohren 7 nach unten versetzt, so daß sich am oberen Ende der Rohre 8 und deren Flossen und am unteren Ende der Rohre 7 und deren Flossen jeweils ein Zwischenraum 7 a, 8 a ergibt. Dieser kann durch geeignete Wände 9, 10 oder anderweitig begrenzt sein. Die Rauchgase strömen daher in Richtung der Pfeile A und nehmen einen mäanderförmigen Verlauf, wobei die Rauchgase durch die zwischen den Flossenrohrwänden gebildeten Gassen 11 strömen. Das Rauchgas verläßt bei 12 den Kessel.

Statt der Flossenrohre können auch andersartige Rohre mit abweichender Anordnung und unterschiedlicher Strömung der anhaftende Partikel mit sich führenden Gase vergesehen werden, so z. B. solche, die als Einzelrohre hängend in dem Innen­ raum 6 des Kessels angeordnet sind. Wesentlich ist, daß die in Betracht stehenden Rohre 7, 8 ungeachtet untenstehend noch näher zu beschreibender Verteiler- und Sammelleitungen in Richtung der Doppelpfeile S in ihrer gesamten Länge frei beweglich sind, um den Zweck der Erfindung zu erreichen. (Ein beweglicher Abschnitt der Rohre infolge Wärmedehnung mit Kompensationsmittel ist hier nicht gemeint.)

Bei dem dargestellten Beispiel münden die Rohre 7 in eine untere Verteilerleitung 13, die über eine nicht dargestellte Falleitung mit einer Kesseltrommel verbunden sind und in eine obere Sammelleitung 14, die über eine Steigleitung gleichfalls mit dem Kessel in Verbindung steht. Die Rohre 8 sind in gleicher Weise mit einer unteren Verteilerleitung 15 und einer oberen Sammelleitung 16 verbunden und stehen über eine Falleitung und eine Steigleitung mit der Kessel­ trommel in Verbindung.

Die oberen zueinander parallelen, waagerechten Sammellei­ tungen 14, 16 bilden mit den an ihnen hängenden Rohren 7, 8 und den unteren ebenfalls parallelen, waagerechten Verteiler­ leitungen 13, 15 eine Einheit, die in Rohrlängsrichtung (vgl. Pfeil S in Fig. 1) längsbewegbar ist.

In dargestelltem Beispiel liegen die beiden Enden 14 a, 16 a jeder Sammelleitung 14, 16 auf einer mit der allgemeinen Be­ zugsziffer 17 versehenen Hub- und Auflagevorrichtung auf (Fig. 3). Hierzu besitzen die genannten Leitungsenden 14 a, 16 a einen Ansatz 18 an ihrem unteren Abschnitt, der sich zwischen der Stirnwand 14 b, 16 b der Leitung 14, 16 und dem ersten, dieser Wand benachbarten Rohr 7 b, 8 b erstreckt. Dieser Ansatz 18 hat vorzugsweise eine leicht konkav gewölbte Unter­ seite 18 a (Fig. 2 und 3). An ihr liegt der entsprechend ge­ wölbte Abschnitt 19 a des Umfangs 19 einer Kurvenscheibe 20 an, die mit ihrem Antrieb die Hubvorrichtung der beiden Leitungsenden 14 a, 16 a jeder Sammelleitung darstellt. Die Kurvenscheibe 20 ist durch eine Welle 21 vorzugsweise von außerhalb des Wärmetauschers betätigbar. Der Umfang 19 der Kurvenscheibe bildet einen Absatz oder eine Schulter 22. Beim Drehen der Kurvenscheibe 20 in Richtung des Pfeiles K in Fig. 3 werden die Sammelleitungen 14, 16 angehoben und zwar bis zu dem Augenblick, da die Kante 23 des Ansatzes 18 an dem Absatz oder der Schulter 22 des Abschnitts 19 a der Kurvenscheibe 20 mit dem größten Radius abgleitet. Dieses Abgleiten bewirkt ein abruptes Abfallen der Sammelleitung 14, 16, da die Hub- und Auflagevorrichtung 15 an beiden En­ den der Leitungen 14, 16 synchron betätigt wird. Die Dicke des Ansatzes 18 ist größer gewählt als die des Absatzes oder der Schulter 22, so daß der Ansatz 18 auf dem Umfang 19 der Kurvenscheibe 20 unmittelbar neben oder in Nähe des Ab­ satzes oder der Schulter 22 aufliegt.

Die Drehbewegung der Kurvenscheibe 20 kann beliebig oft wiederholt werden; die Rohre 7, 8 werden in angehobener Stellung dadurch gehalten, daß die Kurvenscheibe in einer Stellung nach Fig. 2 oder kurz davor angehalten wird.

Vorzugsweise werden alle Kurvenscheiben einer Seite des Aus­ tauschers durch ein gemeinsames Gestänge gleichzeitig mit den Kurvenscheiben an den anderen Leitungsenden bewegt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist für die Enden der Leitungen 14, 16 jeder Seite des Austauschers eine Traverse 27 vorgesehen. Diese kann an ihren Enden 27 a, 27 b durch je eine Kurvenscheibe nach Art der Kurvenscheibe 20 waagerecht liegend angehoben werden. Jeder dieser Kurvenscheiben ist ein Ansatz 30, 31 auf Höhe der Kurvenscheiben zugeordnet, so daß auch hier das Anheben der Traversen und damit der Rohre 7, 8 entsprechend erfolgen kann. Die Sammelleitungen 14, 16 sind auf den Traversen festgelegt.

Die Verbindung der Sammelleitungen 14, 16 mit der nicht dar­ gestellten Kesseltrommel kann, wie Fig. 5 wiedergibt, durch Kompensationsrohrleitungen 32, 33 geschehen, die ihrerseits durch die Wandung bzw. die Decke 34, 35 des Kessels bzw. des Wärmetauschers hindurchgeführt sind. Entweder haben die Leitungen 32, 33 an beiden Enden der Leitungen 14, 16 ent­ sprechenden Querschnitt oder sind zu mehreren angeordnet.

Zwischen den Seitenwänden 5 des Kessels oder Wärmetauschers erstrecken sich auf Höhe der jeweils unteren Enden der Rohre 7, 8 und damit kurz oberhalb der Verteilerleitungen 13, 15 Traversen 40, 41, die in geeigneter Weise gegeneinander ver­ steift sein können. Die Rohre 7, 8 besitzen oberhalb dieser an den Rohren in deren unmittelbarer Nähe Ansätze 42, 43. Sind die Rohre 7, 8 angehoben, so ergibt sich ein Abstand a zwischen den Ansätzen 42, 43 und den Traversen 40, 41, der kleiner ist als die Höhe des Absatzes oder der Schulter 22 am Umfang 19 der Kurvenscheibe 20. Fällt die Schulter 23 des Ansatzes 18 an dem Absatz oder der Schulter 22 der Kurven­ scheibe 20 ab, so treffen die Ansätze 42, 43 auf die Tra­ versen 40, 41 auf. - Bei dieser Ausführungsform liegt der Ansatz 18 bzw. liegen die Ansätze 30, 31 nach Fig. 6 und 7 nicht in Nähe des Ansatzes oder der Schulter 22 (Fig. 3) bzw. 28 a, 29 a (Fig. 7), sondern etwa bei 45 bzw. 28 b, 29 b am Umfang 28, 29 der Kurvenscheibe an, d. h. an Stellen mit größerem Radius, so daß die Rohre 7, 8 nach dem Abgleiten des Absatzes oder der Schulter 22, 28 a, 29 a an dem Ansatz 18, 30, 31 wieder soweit angehoben werden, daß die Rohre 7, 8 frei herabhängen und mit dem oberen Ende auf dem Umfang der Kurvenscheibe gehalten werden.

Statt der Traversen 40, 41 und der Ansätze 42, 43 kann auch unterhalb der Verteilerleitungen 13, 15 ein Anschlag vorge­ sehen werden, was dann vorzuziehen ist, wenn in Abweichung von der dargestellten Anordnung der Rohre und der mäander­ förmigen Führung der Gase hängende Rohre oder Rohrreihen und -wände Anwendung finden.

In Fig. 1 ist in gestrichelter Linie angedeutet, daß statt der Wand 10 und der Bodenwand 1 Trichter 50 vorgesehen sein können, wobei jeweils ein Trichter zwei benachbarten Gassen 11 zugeordnet ist; jede andere Ausbildung und Anordnung der Trichter kann gewählt werden.

Eine Kurvenscheibe wie die Scheibe 20 oder die Scheibe 28 arbeitet nach dem Prinzip eines Keils, der an einer endlo­ sen umlaufenden Kette angeordnet ist. Es ist daher möglich, statt der einzelnen Kurvenscheiben oder den für eine Rohr­ reihe gemeinsamen Kurvenscheiben eine endlos umlaufende Kette zu wählen, die im Abstand der Rohre oder im Abstand der Enden der Traverse 27 nach Fig. 6 und 7 je einen Keil trägt, dessen schräge Keilfläche nach oben gegen die Rohre oder gegen die Traverse gerichtet ist. Beim Umlaufen der Kette heben die Keile am Kettenobertrum die Rohre an, um am Kettenuntertrum wieder in ihre Funktionsstellung zu ge­ langen. Bei dieser Ausführung sind zusätzliche Stützelemente für die Rohre oder die Traversen vorgesehen, auf denen diese Teile so lange aufliegen bis die Keile ein erneutes Anheben der Rohre bzw. der Traversen veranlassen. Die Änsätze an den Rohren 14 a, 16 a bzw. an den Enden 27 a, 28 a der Traver­ sen können hierbei ebenfalls korrespondierte Keilform haben, wie statt der Kette jedes andere geeignete Zugmittel An­ wendung finden kann, an dem die vorzugsweise in Profilschie­ nen geführten Keile angebracht sind.

Claims (13)

1. Verfahren zum Reinigen der Innen- oder Außenwand stehen­ der oder hängender Rohre von Wärmetauschern, insbesondere der Rohre nach Müllverbrennungseinrichtungen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rohre in Längsrichtung eine kine­ tische Energie erhalten und danach abrupt angehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kinetische Energie durch Schwerkraft erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Rohre mittel- oder unmittelbar angehoben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Rohre auf einem ortsfesten An­ schlag im Gehäuse des Tauschers bzw. der Einrichtung auf­ trifft.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den An­ sprüchen 1 bis 4, bei der die senkrechten oder annähernd senkrechten Rohre in Rohrreihen oder Rohrgittern angeord­ net sind und die Rohre der Rohrreihen in untere Verteiler und obere Sammler münden, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Sammelrohre (14, 16) an ihren Enden (14 a, 16 a) auf je einer vertikalen Kurvenscheibe (20) aufliegen, die gemeinsam drehbar sind und auf gleicher Höhe einen radia­ len Absatz oder Schulter (22) aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ende der horizontalen Verteiler- und Sam­ melrohre (13-16) über ein kompensierendes Anschlußrohr (32, 33) mit der Kesseltrommel des Austauschers bzw. der Einrichtung verbunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das kompensierende Anschlußrohr (32, 33) unmittelbar an dem Ende des Verteiler- oder Sammelrohres und innerhalb des Gehäuses des Austauschers bzw. der Einrichtung ange­ ordnet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 6 oder 7, mit mehreren parallelen Rohrreihen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die auf gleicher Höhe gelegenen oberen Enden (14 a, 16 a) der Sammelrohre (14, 16) der Rohrreihen (7, 8) auf gemeinsamen Traversen (27) angeordnet sind, deren Enden ihrerseits abrupt heb- und absenkbar sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (14 a, 16 a) der oberen Sammelrohre (14, 16) mit einem am Umfang (19) der Kurvenscheibe (20) aufliegenden Ansatz (18) versehen sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich der Rohre (7, 8) mit einem auswärts gerichteten Ansatz (42, 43) versehen ist, der untere Abschnitt des Einrichtungs­ gehäuses eine waagerechte Traverse (40, 41) aufweist und der Abstand des Ansatzes (42, 43) von der Traverse kleiner als der Absatz oder die Schulter (22) der Kurvenscheibe (20) ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der unteren Verteilerleitungen (13, 15) ein stationärer Anschlag angeordnet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeich­ net, daß statt der Kurvenscheibe (20, 28) eine mit Keilen besetzte Endloskette vorgesehen ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die auf gleicher Höhe gelegenen Umlenkräder der Ketten an den Tauscherseitenwänden auf einer gemeinsamen Antriebs­ welle angeordnet sind.