Ein ausgeklügeltes Werkzeug zur besseren Kesselreinigung

Mirek Spicar stellt ein ausgeklügeltes Werkzeug zur Kesselreinigung vor, das auf einem neuartigen Konzept basiert

Bei der Verbrennung fester organischer Materialien entstehen Rauchgas, Flugasche und Schlacke. Feine Flugaschepartikel werden mit dem Rauchgas mitgerissen, während grobe Schlacke am Auslass des Ofens entfernt wird. Flugasche und Kondensat, meist Metallsalze, setzen sich auf den Kesseloberflächen ab, was die Wärmeübertragung durch die Rohrwand zum Wasser-/Dampfkreislauf behindert. Alle Betreiber sind mit dem Problem konfrontiert, dass die thermische Effizienz des Kessels abnimmt, was durch die Ablagerung von Flugasche verursacht wird, was als Verschmutzung des Kessels bezeichnet wird.

Es stehen verschiedene Methoden zur Reinigung der Kesseloberflächen zur Verfügung, die die Reinigung der Wärmeübertragungsbereiche sowohl während des Kesselbetriebs als auch während der Abschaltung ermöglichen. Die weit verbreitete Reinigung durch Rußbläser lässt die Antriebsmedien (überhitzter Dampf oder Druckluft) linear oder oszillierend wirken. Die Reinigungswirkung erreicht nur die Bereiche des direkten Medienstrahls. Darüber hinaus wird ein erheblicher Teil des wertvollen überhitzten Dampfes verbraucht und es kommt zu Abrieb/Erosion an den Schutzmänteln oder an den Kesselrohren selbst. Die Idee, die Kesseloberflächen mithilfe einer kugelförmigen Stoßwelle zu reinigen, die Flugascheablagerungen auch von verborgenen Oberflächen, beispielsweise von den Rückseiten der Kesselrohre, entfernen kann, wurde zur treibenden Kraft für die Entwicklung eines kompakten und automatisierten Reinigungsgeräts Jahrhundertwende.

Der Vorgänger der heutigen Stoßimpulsgeneratoren war die lokale Zündung einer kontrollierten Menge Sprengstoff oder eines Gasgemisches. Die Reinigungswirkung reicht für eine gewisse Zeit aus; Der Handhabungsvorgang erfordert jedoch strenge Sicherheitsvorkehrungen und eine Fachschulung des Bedieners. Die sogenannten „manuellen Online-Reinigungsmethoden“ basieren darauf, dass während des Betriebs eine der Inspektionstüren des Kessels geöffnet und eine Lanze in die Nähe des zu reinigenden Bereichs eingeführt wird. Die Lanzenspitze ist mit einer Vorrichtung ausgestattet, die nach dem Einschalten des Bedieners explodiert.

Explosion Power, ein Experte auf diesem Gebiet, hat eine DCS-gesteuerte Online-Kesselreinigungslösung entwickelt, die durch Stoßwellen automatisch Stoßimpulse (SPs) erzeugt. Durch die kugelförmige Wirkung der Stoßwelle werden Ablagerungen von Wandoberflächen und Bündelrohren vor und hinter dem Einbauort entfernt. Die Stoßwellen entstehen durch die sofortige Verbrennung von jeweils wenigen Gramm einer Mischung aus brennbarem Gas (Erdgas oder Methan) und reinem Sauerstoff. Dieser Vorgang erfolgt automatisch und außerhalb des Kessels in einer druckfesten Vorrichtung. Die resultierende Stoßwelle wird in den Kessel geschossen. Vor Ort werden das Rauchgas, die Kesselinnenrohre und -wände in kurze Schwingungen versetzt und die Ablagerungen abgereinigt. Der gesamte SP dauert einige Millisekunden.

Die Stoßimpulsgeneratoren (SPGs) sind für die Stoßwellenreinigung in einer Vielzahl industrieller Anwendungen konzipiert. Vier verschiedene Größen können die meisten Anwendungsfälle abdecken. Das kleinste Gerät der EG-Serie verfügt über ein Füllvolumen der Brennkammer von 2,5 Litern. Das Füllvolumen an Gas umfasst 16g Methan und äquivalent 34g Sauerstoff, die für die ideale Verbrennung pro SP erforderlich sind. Aus einer Standard-200-bar-Gasflasche können ca. 350 SPs erzeugt werden. Wird alle zwei Stunden ein SP erzeugt, halten die Gasflaschen etwa einen Monat, bevor sie ausgetauscht werden müssen.

Das SPG wird außen an der Kesselwand montiert. Die Installation ist einfach, da das Gerät auf einem Stutzen von DN 125 installiert wird und der gesamte Installations- und Wartungsraum ca. 50 m² benötigt. 1,5m3. Die größeren Einheiten sind mit einer größeren Brennkammer von 3,5 Liter, 4,4 Liter und 7,7 Liter ausgestattet. Die Kraft der Stoßwelle ist zwischen 3 m und etwa 15 m wirksam, was bedeutet, dass eine SPG typischerweise einen kompletten Strahlungsdurchgang oder zwei benachbarte Rohrbündel reinigen kann. Sollte die Kesselbreite größer sein, können zwei SPGs an gegenüberliegenden Wänden installiert werden und die SPs können gleichzeitig oder abwechselnd aktiviert werden.

Die erste Installation erfolgte im Jahr 2009. Bei drei Kesseln der Müllverbrennungsanlage (WtE) in Luzern in der Schweiz erwiesen sich die acht installierten SPGs als zufriedenstellende Reinigungsleistung. Aufgrund dieses positiven Ergebnisses wurden die zuvor installierten Reinigungssysteme vollständig abgebaut und die Kessel werden seitdem nur noch durch SPGs gereinigt und über das zentrale Steuerungssystem der Anlage aktiviert. Die Fahrzeit der Kessel erhöht sich, wodurch mehr Energie für die Stromerzeugung genutzt werden kann und kein manueller Eingriff in den Kessel zur Reinigung während des Betriebs erforderlich ist.

Seit 2009 wurden weltweit fast 700 Anlagen zur Reinigung verschiedener Kesseltypen und -größen installiert. Sie werden zur Reinigung von horizontal und vertikal angeordneten Rohrbündeln sowie Rippenrohren und Kesselwänden eingesetzt. Es entsteht kein Abrieb im Inneren des Kessels. Selbst feuerfest ausgekleidete Kesseleinbauten werden nicht beschädigt und können effizient gereinigt werden.

Explosion Power verbessert das Produkt kontinuierlich. Im Jahr 2017 wurde eine Neuentwicklung eingeleitet, bei der anstelle von Sauerstoff Druckluft zum Einsatz kommt. Die Druckluft kann entweder in Gasflaschen zugeführt oder durch eine Hilfsluftkompressoreinheit in der Anlage selbst erzeugt werden. Und im August 2020 wurden die neuen Selbstfahrlafetten-Typen SPGr10 und SPGr16 auf den Markt gebracht.

Mirek Spicar ist dabeiExplosionskraft