DE9301058U1 - Device for cleaning pipe walls in heat exchangers - Google Patents

Description

Beschreibung:Description:

Vorrichtung zur Reinigung der Kühlrohre von an innen oder außen beweglich angebrachten Rohrwänden von r rauchgasumströmten Wärmetauschern, bei der die Rohre in verschweißten Rohrreihen angeordnet sind und in obere und untere Sammelrohre münden, die durch ein horizontal angeordnetes Vorschuborgan in Achsrichtung aus ihrer Ruhelage bewegt werden und die nach Rückzug des _in Schuborganes in ihre Ausgangslage zurückpendeln.Device for cleaning the cooling pipes of pipe walls movably attached to the inside or outside of heat exchangers around which flue gas flows, in which the pipes are arranged in welded pipe rows and open into upper and lower collecting pipes which are moved in the axial direction from their rest position by a horizontally arranged feed element and which swing back to their starting position after the _feed element is retracted.

Bei Wärmetauschern, bei denen das wärmeabgebende Rauchgas einen hohen Gehalt an teilweise noch teigigen Schlackenresten und Staubpartikeln aufweist, z.B. bei Rauchgasen aus dem Feuerungsraum von Müllverbrennungsanlagen, und das wärmeaufnehmende Medium in von diesen Rauchgasen beheizten Rohrwänden geführt wird, treten an diesen Rohrwänden starke Verschmutzungen und Ablagerungen auf, die nicht nur denIn heat exchangers where the heat-emitting flue gas contains a high content of slag residues and dust particles, some of which are still doughy, e.g. flue gases from the combustion chamber of waste incineration plants, and the heat-absorbing medium is guided in pipe walls heated by these flue gases, heavy contamination and deposits occur on these pipe walls, which not only

2Q Wärmeübergang beeinträchtigen, sondern auch Schäden durch Korrosion u.a. an den Rohrwänden hervorrufen.2Q impair heat transfer, but also cause damage through corrosion, among other things, to the pipe walls.

Es ist bekannt, derartige Heizflächen sowohl manuell als auch mittels Kugelregen, Rußbläsern und Vibration, 2c wie beispielsweise Klopfen oder Rütteln, zu reinigen.It is known to clean such heating surfaces both manually and by means of shotgun spray, soot blowers and vibration, 2c such as knocking or shaking.

Aus dem DGM 77 30 080 sind zwei Schwingungen auslösende Vorrichtungen, die außerhalb des Wärmetauschers angeordnet sind, bekannt, die sowohl von oben als auch 3Q von der Seite mit dem Tragrohr der Rohrwand verbunden sind. Diese Vorrichtung besteht aus einem Stößelglied sowie einem dieses bewegende Element. Dieses Element kann aus einer Schraubendruckfeder, Schlagplatte und Fallhammer bzw. aus einem Hubnocken, einem amFrom DGM 77 30 080, two vibration-inducing devices are known that are arranged outside the heat exchanger and are connected to the support tube of the tube wall from above and from the side. This device consists of a tappet member and an element that moves it. This element can consist of a helical compression spring, impact plate and drop hammer or of a lifting cam, a

Stößelglied befestigten Winkeleisen und einem an der Kesselwand aufliegenden Bund bestehen.angle iron attached to the tappet member and a collar resting on the boiler wall.

Die Stößelglieder sind mit den an die Rohrtafel &egr;- angeschlossenen Tragrohren verbunden, um die Schwingungen auf diese zu übertragen.The tappet members are connected to the support tubes connected to the tube plate ε- in order to transmit the vibrations to them.

Aus der DE 31 21 947 ist eine Rüttelvorrichtung zum Abreinigen von Rohrtafeln in einem von Rauchgas IQ umströmten Wärmetauscher bekannt, bei der in einem Maschinengestell eine Stoßstange in einem Lagergehäuse gelagert ist.From DE 31 21 947 a vibrating device for cleaning tube panels in a heat exchanger around which flue gas IQ flows is known, in which a pushrod is mounted in a bearing housing in a machine frame.

Die Stoßstange, die auf einer Seite mit der Rohrwand -lg fest verbunden ist, wird durch eine rotierende Nockenscheibe in Achsrichtung aus ihrer Ruhelage verschoben und gegen die Rückstellkraft von zwei Federn geschoben, die zwischen dem Lagergehäuse und den Stellmuttern auf der Stoßstange angebracht sind.The pushrod, which is firmly connected to the pipe wall -lg on one side, is moved from its rest position in the axial direction by a rotating cam disk and pushed against the restoring force of two springs that are mounted between the bearing housing and the adjusting nuts on the pushrod.

... Nach Ausklinken der Nockenscheibe und unter der Wirkung der Rückstellkraft der beiden Federn schnellt die Stoßstange und die daran befestigte Rohrwand zurück.... After the cam disc is disengaged and under the effect of the restoring force of the two springs, the bumper rod and the tube wall attached to it snap back.

2c Durch die umlaufende Nockenscheibe in Verbindung mit der Rückstellkraft der Federn entsteht dadurch eine sanfte Schwing- bzw. Rüttelbewegung der Rohrwand ohne harte Stöße.2c The rotating cam disk in conjunction with the restoring force of the springs creates a gentle oscillating or shaking movement of the pipe wall without any hard impacts.

3Q Aus der EP 0 251 213 Bl ist eine weitere Einrichtung zum Reinigen von vertikal bewegbaren Rohrwänden in Wärmetauschern bekannt, bei der die Rohrwände durch eine außenstehende Hub- und Auffangvorrichtung angehoben bzw. plötzlich abgesenkt werden.3Q EP 0 251 213 Bl discloses another device for cleaning vertically movable pipe walls in heat exchangers, in which the pipe walls are raised or suddenly lowered by an external lifting and collecting device.

Die am Kopfende der Flossenrohrwand angeschweißten Sammlerrohre werden auf beiden Seiten mittels eines Rohrstutzens durch die Wand des Wärmetauschers geführt. Die aus den Seitenwänden herausragendenThe collector pipes welded to the head end of the finned tube wall are guided through the wall of the heat exchanger on both sides using a pipe socket. The

r Sammlerrohrenden tragen jeweils eine Muffe mit einer aufwärts gerichteten Tragrippe. Diese ist über einen Bolzen mit einer Gabel schwenkbar verbunden, die ihrerseits mit der Kolbenstange eines hängenden pneumatischen Zylinderkolbenaggregates verbunden ist, .Q das mit Hilfe geeigneter Mittel an einer Traverse oder dgl. hängt. The ends of the collector pipe each carry a sleeve with an upwardly directed support rib. This is pivotally connected by a bolt to a fork, which in turn is connected to the piston rod of a suspended pneumatic cylinder-piston unit, .Q which is suspended by suitable means from a crossbeam or the like.

Die Aufgabe der Neuerung besteht darin, für die Abreinigung einer vertikal aufgehängten Rohrwand eineThe purpose of the innovation is to create a

Ig Vorrichtung zu schaffen, womit auf die mit Ablagerungen behaftete Rohrwand eine Energie aufgebracht wird, damit zwischen der Energie zur kurzzeitigen elastischen Verformung der Rohrwand und der Energie zur Lösung der Ablagerungen eine Spannungsdifferenz entsteht, dieIg To create a device whereby energy is applied to the pipe wall covered with deposits so that a voltage difference is created between the energy for the short-term elastic deformation of the pipe wall and the energy for dissolving the deposits, which

2Q größer ist als die Haftspannung der Ablagerungen an der Rohrwand.2Q is greater than the adhesive stress of the deposits on the pipe wall.

Nach der Neuerung wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, wie es in den Merkmalen der Schutzansprüche pe angegeben ist.According to the innovation, this problem is solved in the manner specified in the features of the protection claims.

Dies erfolgt neuerungsgemäß in der Weise, daß die Rohrwand über die äußeren Enden des oberen Sammelrohres mit zwei Gelenkstangen außerhalb des Kessels bzw. 3Q Wäremtauschers in das Stahlgerüst gehängt wird. Der obere und untere Sammler sind außerhalb des Kessels mit zwei Aufschlagmuffen versehen, wobei die Aufschlagmuffen am oberen Sammler mit den Gelenkstangen verbunden sind.This is done in accordance with the innovation in such a way that the pipe wall is hung over the outer ends of the upper collector pipe with two articulated rods outside the boiler or 3Q heat exchanger in the steel frame. The upper and lower collectors are provided with two impact sleeves outside the boiler, whereby the impact sleeves on the upper collector are connected to the articulated rods.

In Höhe des oberen und unteren Sammlers werden an jeder Aufschlagmuffe ein pneumatisch bzw. hydraulisch betätigter Schlagzylinder mit einem Hammerkopf und direkt gegenüber ein verstellbarer Puffer angeordnet.At the height of the upper and lower collectors, a pneumatically or hydraulically operated impact cylinder with a hammer head and an adjustable buffer directly opposite are arranged on each impact sleeve.

Die Auslenkung der gelenkig aufgehängten Rohrwand erfolgt in überwiegend horizontaler Richtung durch den Hammerkopf des Schlagzylinders, der die Aufschlagmuffe und damit den Teil der Rohrwand, an dem die Aufschlagmuffe sitzt, schlagartig gegen den PufferThe deflection of the hinged pipe wall occurs in a predominantly horizontal direction by the hammer head of the impact cylinder, which suddenly pushes the impact sleeve and thus the part of the pipe wall on which the impact sleeve is located against the buffer.

stößt.encounters.

Zur Schalldämmung kann in die Aufschlagfläche der Aufschlagmuffe eine Kunststoffplatte eingelegt werden.For sound insulation, a plastic plate can be inserted into the impact surface of the impact sleeve.

Durch den in die Rohrwand eingebrachten Impuls werden die Anlagerungen zum Abplatzen gebracht. Dies erfolgt dadurch, daß die Rohrwand kurzfristig elastisch verformt wird, wobei zwischen der Energie zur 2Q Verformung der Rohrwand und der Energie zur Lösung der Ablagerungen eine Spannungsdifferenz entsteht, die größer als die Haftspannung der Ablagerungen an der Rohrwand ist.The impulse introduced into the pipe wall causes the deposits to flake off. This occurs because the pipe wall is elastically deformed for a short time, whereby a stress difference arises between the energy for the 2Q deformation of the pipe wall and the energy for dissolving the deposits, which is greater than the adhesive stress of the deposits on the pipe wall.

P₅ Die Schwingungen, die durch einen zeitversetzten Schlag erzeugt werden, unterstützen den Effekt der Abreinigung.P ₅ The vibrations generated by a time-delayed impact support the cleaning effect.

Es können sowohl alle vier bzw. zwei Aufschlagmuffen 3Q gleichzeitig als auch zeitversetzt angeschlagen werden.All four or two impact sockets 3Q can be attached simultaneously or at different times.

Bei Anschlagen von nur zwei Aufschlagmuffen können entweder die auf einem Sammler angeordneten Aufschlagmuffen oder jeweils eine der auf dem oberenWhen only two impact sockets are used, either the impact sockets arranged on a collector or one of the impact sockets arranged on the upper

bzw. unteren Sammler angeordneten Aufschlagmuffen angeschlagen werden, wobei diagonal angeordnete Aufschlagmuffen einerseits und übereinander angeordnete Aufschlagmuffen andererseits angeschlagenor lower collector, whereby diagonally arranged impact sleeves are attached on the one hand and impact sleeves arranged one above the other on the other hand

r werden können. r can be.

Durch einen verstellbaren Puffer läßt sich der Weg der Auslenkung der Rohrwand dem Reinigungsprozeß anpassen.An adjustable buffer allows the deflection of the pipe wall to be adapted to the cleaning process.

_|0 Die Rückstellung der Rohrwand in die senkrechte Ausgangsposition erfolgt unter Mitwirkung _|0 The return of the pipe wall to the vertical starting position is carried out with the assistance of

des Eigengewichtes,of the dead weight,

durch den Unterdruck des Rauchgases im Wärmetauscher, der durch das Saugzuggebläse entsteht undby the negative pressure of the flue gas in the heat exchanger, which is created by the induced draught fan and

durch die vorgespannte Verbindungsleitung der Sammlerrohre.through the prestressed connecting line of the collector pipes.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird an Hand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the innovation is explained in more detail using schematic drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt von Rohrwand und Schlagvorrichtung,Fig. 1 a cross-section of pipe wall and impact device,

Fig. 2 eine Seitenansicht der pendelnd aufgehängten Rohrwand,Fig. 2 a side view of the pendulum suspended pipe wall,

Fig. 3 eine Draufsicht auf Rohrwand undFig. 3 a top view of the pipe wall and

Schlagvorrichtung,impact device,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Kessel/Wärmetauscher,Fig. 4 a top view of the boiler/heat exchanger,

Fig. 5 Beispiele von Schlagkombinationen.Fig. 5 Examples of punch combinations.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt von Rohrwand (2) und Schlagvorrichtung (3).Fig. 1 shows a cross-section of the pipe wall (2) and the impact device (3).

Die Rohrwand (2) ist gelenkig mittels einer Gelenkstange (7) in einem Gelenk (6) an einem Festpunkt (12) außerhalb des Wärmetauschers befestigt. Die Rohrwand (2) ist mit dem oberen Sammlerrohr (la) und dem unteren Sammlerrohr (Ib) verschweißt. Auf die Enden der Sammlerrohre (la, Ib) sind Aufschlagmuffen (4) geschoben, wobei die obere Aufschlagmuffe (4) ebenfalls durch ein Gelenk (6) mit der Gelenkstange (7) verbunden ist. In Höhe der Aufschlagmuffen (4) sind außerhalb des _1C. Wärmetauschers auf der einen Seite ein Schlagzylinder (3) und auf der anderen Seite ein Puffer (5) angeordnet.The pipe wall (2) is articulated by means of an articulated rod (7) in a joint (6) at a fixed point (12) outside the heat exchanger. The pipe wall (2) is welded to the upper collector pipe (la) and the lower collector pipe (Ib). Impact sleeves (4) are pushed onto the ends of the collector pipes (la, Ib), whereby the upper impact sleeve (4) is also connected to the articulated rod (7) by a joint (6). At the level of the impact sleeves (4), an impact cylinder (3) on one side and a buffer (5) on the other side are arranged outside the _1C heat exchanger.

Die mechanische Reinigung der Rohrwand (2) erfolgt in der Weise, daß der Hammerkopf (3a) gegen die Aufschlagmuffe (4) schlägt. Diese wird durch den Impuls des Schlagzylinders (3) gegen den feststehenden Puffer (5) geschlagen und prallt von dort in die Ausgangsposition zurück.The mechanical cleaning of the pipe wall (2) is carried out by the hammer head (3a) striking the impact sleeve (4). This is struck against the fixed buffer (5) by the impulse of the impact cylinder (3) and from there rebounds back to its starting position.

Da für eine Rohrwand (2) mindestens vier SchlagzylinderSince at least four impact cylinders are required for a pipe wall (2)

(3) vorgesehen sind, können diese gleichzeitig oder zeitversetzt gegen die Aufschlagmuffe (4) schlagen und dadurch die Anlagerungen zum Platzen und Abfallen OQ bringen.(3) are provided, these can strike the impact sleeve (4) simultaneously or at different times and thereby cause the deposits to burst and fall off OQ.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der pendelnd aufgehängten Rohrwand (2), die in das obere (la) und untere Sammlerrohr (Ib) eingeschweißt ist. Auf dasFig. 2 shows a side view of the pendulum-suspended pipe wall (2) which is welded into the upper (la) and lower collector pipe (Ib).

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, obere Sammlerrohr (la) ist auf jeder Seite eine Aufschlagmuffe (4) geschoben, die durch Gelenkverbindungen (6, 7) an einem Festpunkt (12) außerhalb des Kessels befestigt sind., upper collector pipe (la) has an impact sleeve (4) pushed onto each side, which is attached to a fixed point (12) outside the boiler by means of articulated connections (6, 7).

Der Wärmetauscher ist durch die Verbindungslinien der seitlichen Kesselwand (8) dargestellt. Falls erforderlich, kann in dem Kessel auch eine Mittelwand (11) vorhanden sein.The heat exchanger is represented by the connecting lines of the side boiler wall (8). If required, a central wall (11) can also be present in the boiler.

In Fig. 3 sind konstruktive Einzelheiten am ÜbergangFig. 3 shows structural details at the transition

des Sammlerrohres (1) durch eine der Außenwände (8) desof the collector pipe (1) through one of the outer walls (8) of the

Wärmetauschers dargestellt. Die Rohrwand (2) und dieheat exchanger. The tube wall (2) and the

Seitenwand (8) bestehen aus einer geschweißten _.£- Rohr-Steg-Rohr-Anordnung.Side wall (8) consist of a welded _.£- tube-web-tube arrangement.

Auf dem äußeren Teil des Sammlerrohres (1) ist die Aufschlagmuffe (4) mit den Gelenkösen (6) befestigt, der Schlagzylinder (3) mit dem beweglichen Hammerkopf (3a) ist auf der einen Seite und der feststehende Puffer (5) auf der gegenüberliegenden Seite der Aufschlagmuffe (4) angeordnet. In die beiden Kopfseiten der Aufschlagmuffe (4) ist eine schallisolierende Platte (4a) aus Kunststoff eingsetzt, die denThe impact sleeve (4) is attached to the outer part of the collector pipe (1) with the hinge eyes (6), the impact cylinder (3) with the movable hammer head (3a) is arranged on one side and the fixed buffer (5) on the opposite side of the impact sleeve (4). A sound-insulating plate (4a) made of plastic is inserted into the two head sides of the impact sleeve (4), which

P₅ Schlagimpuls unvermindert überträgt.P ₅ impact impulse is transmitted undiminished.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf den gesamten Wärmetauscher (8, 9, 10), in dem die parallel angeordneten Rohrwände (2) mit den Sammlerrohren (1) zu 3Q erkennen sind.Fig. 4 shows a plan view of the entire heat exchanger (8, 9, 10), in which the parallel arranged tube walls (2) with the collector tubes (1) to 3Q can be seen.

Wie bereits erwähnt, sind an jedem Sammelrohr (1) die Schlagvorrichtungen (3, 4, 5) außerhalb der Kesselwände (8, 9, 10) angebracht, so daß jede Rohrwand (1) einzeln gereinigt werden kann.As already mentioned, the impact devices (3, 4, 5) are mounted on each collecting pipe (1) outside the boiler walls (8, 9, 10) so that each pipe wall (1) can be cleaned individually.

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Aus Fig. 5 sind eine Reihe von Schlagkombinationen zu erkennen, die von dem Schlagzylinder auf die Aufschlagmuffen (4) der Rohrwand (2) mit oberem (la) und unterem Sammler (Ib) ausgeführt werden können. Es können sowohl alle vier Aufschlagmuffen (4) als auch weniger als vier Aufschlagmuffen (4) zeitgleich bzw. zeitversetzt oder im Wechsel zeitgleich und zeitversetzt angeschlagen werden.Fig. 5 shows a series of impact combinations that can be carried out by the impact cylinder on the impact sockets (4) of the pipe wall (2) with upper (la) and lower collector (Ib). All four impact sockets (4) as well as fewer than four impact sockets (4) can be struck simultaneously or at different times or alternately simultaneously and at different times.

Claims (3)

Schutzansprüche:Protection claims: 1. Vorrichtung zur Reinigung der Kühlrohre von an
innen oder außen beweglich angebrachten Rohrwänden1. Device for cleaning the cooling pipes of
inside or outside movable pipe walls ,- von rauchgasumströmten Wärmetauschern, bei der die Rohre in verschweißten Rohrreihen angeordnet sind
und in obere und untere Sammelrohre münden, die
durch ein horizontal angeordnetes Vorschuborgan in Achsrichtung aus ihrer Ruhelage bewegt werden und
die nach Rückzug des Schuborganes in ihre
Ausgangslage zurückpendeln,
dadurch gekennzeichnet,,- of flue gas flow heat exchangers in which the tubes are arranged in welded tube rows
and flow into upper and lower manifolds, which
be moved from their rest position in the axial direction by a horizontally arranged feed element and
which, after retraction of the thrust organ,
swing back to the starting position,
characterized, daß auf dem oberen Sammelrohr (la) und dem unteren Sammelrohr (Ib) jeder Rohrwand (2) Aufschlagmuffenthat on the upper manifold (la) and the lower manifold (Ib) of each pipe wall (2) impact sockets (4) angeordnet ist, daß die an dem oberen(4) is arranged so that the at the upper Sammelrohr (la) angebrachten Aufschlagmuffen (4)
pendelnd über Gelenke (6) und Gelenkstangen (7) an außen und oberhalb des Wärmetauschers angebrachten Festpunkten (12) aufgehängt sind und daß außerhalbmanifold (la) fitted with impact sleeves (4)
are suspended via joints (6) and joint rods (7) on fixed points (12) located outside and above the heat exchanger and that outside 2Q der Seitenwand (8) des Wärmetauschers in Höhe der
Sammelrohre (la, Ib) fest angeordnete, pneumatisch oder hydraulisch betätigbare Schlagzylinder (3)
mit beweglichem Hammerkopf (3a) der einen Seite
der Aufschlagmuffe (4) gegenüberstehen und der2Q of the side wall (8) of the heat exchanger at the level of
Collecting pipes (la, Ib) fixed, pneumatically or hydraulically operated impact cylinders (3)
with movable hammer head (3a) on one side
opposite the impact sleeve (4) and the pe anderen Seite der Aufschlagmuffe (4)pe other side of the impact sleeve (4) gegenüberliegend feststehende Puffer (5)
angeordnet sind.opposite fixed buffers (5)
are arranged. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
3Q dadurch gekennzeichnet,2. Device according to claim 1,
3Q characterized by daß der Abstand der Puffer (5) zu den
Aufschlagmuffen (4) verstellbar ist.that the distance between the buffers (5) and the
Impact sleeves (4) are adjustable. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,3. Device according to claims 1 and 2, characterized in daß an den Aufschlagmuffen (4) beidseitig schalldämmende Platten (4a) eingesetzt sind.that sound-insulating plates (4a) are inserted on both sides of the impact sleeves (4).