SMART Explosion Effiziente Kesselreinigung mit Explosionsgeneratoren
Problemstellung und Lösungsansatz Beim Einsatz fester Brennstoffe wie z.b. Stein- oder Braunkohle, Abfällen oder Biomasse, kommt es innerhalb sehr kurzer Betriebszeit zu massiven Verschmutzungen an den Heizflächen von Dampferzeugern, sofern keine kontinuierliche Onload-Reinigung erfolgt. Dies führt zu einer Reihe negativer Auswirkungen auf den Kraftwerksbetrieb: Der Wärmeübergang an den Wärmetauschern verschlechtert sich und damit der Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerkes; Fortschreitender Ascheaufbau verkürzt die Reisezeit; Der Druckverlust im Rauchgasweg steigt an und damit der Stromverbrauch am Saugzuggebläse; Große Ascheansammlungen können sich lösen, herabstürzen und den Kessel beschädigen; Die Anforderungen an ein Online-Reinigungssystem sind dem entsprechend umfangreich und haben eine außerordentlich hohe Bedeutung für einen effizienten Kesselbetrieb. Die Anforderungen umfassen: eine hohe Effizienz der Reinigungsleistung; zuverlässigen und sicheren automatischen Betrieb; niedrige Betriebskosten; keine Schädigung der Heizflächen; Eignung für Neuanlagen und Retrofit bestehender Anlagen; breites Anwendungsspektrum für unterschiedliche Brennstoffe und Kesselbauarten; geringes Bauvolumen, kleinen Platzbedarf; Einsatz in unzugänglichen Kesselbereichen. Lösungsansatz Generell gilt es, für die gezielte Abreinigung der spezifischen Problemstellung das optimale Reinigungssystem zu finden. Ein Lösungsansatz bei geringem Bauvolumen, engen Platzverhältnissen und schwer zugänglichen Bereichen ist die Abreingung mittels Explosionen. Die Explosionen induzieren Schwingungen in die Heizflächen und reinigen diese ab. Bei Durchführung in entsprechend kurzen Zeitintervallen (z.b. 1 x pro Stunde) wird das Anwachsen von Ascheanbackungen gänzlich vermieden.
Dosiertanks Gasfeder (N 2 ) Kolben Brennkammer 1 2 Überströmventile O 2 CH 4 Kesselwand Glühkerze 4 Austrittsdüse Die Lösung: SMART Explosion Aufbau und Funktion 1 2 4 Eine effiziente Lösung des Problems bietet SMART Explosion. Damit werden die Heizflächen - im Gegensatz zur manuellen Sprengreinigung - automatisch und kontinuierlich mit fest installierten Explosionsgeneratoren abgereinigt. Ascheablagerungen können sich somit erst gar nicht aufbauen. Nach Freigabe durch die Steuerung werden die Dosiertanks bis zum eingestellten Druck mit den notwendigen festen Kleinmengen Erdgas und Sauerstoff gefüllt. Die beiden Gase sind immer noch vollständig voneinander getrennt und deshalb nicht explosionsfähig. Der frei bewegliche Kolben verschließt die Austrittsöffnung gasdicht. Die Überströmmagnetventile werden für Erdgas und Sauerstoff geöffnet und die beiden Gase strömen in die Feuerraum, wo sie miteinander vermischt werden und nun brennfähig sind. Die Glühkerze wird gezündet und löst die Explosion aus. Durch den schlagartigen Druckanstieg im Feuerraum auf ca. 50 bar wird der Kolben nach hinten geschossen und die Austrittsöffnung freigegeben. Die Druckwelle wird über das Austrittsdüse in den Kessel geleitet und breitet sich dort zuerst linear, dann kugelförmig aus. Nachdem sie das Gerät verlassen hat, wird der Kolben vom Stickstoffdruck wieder gegen die Austrittsöffnung gedrückt und verschließt diese. Der Explosionsgenerator ist damit bereit für den nächsten Zyklus. Die Druckwelle versetzt die Wände und Rohrbündel in kurze Schwingungen, ähnlich denjenigen von Klopfwerken, wodurch Stäube und Anbackungen abgereinigt werden. Bei einer beidseitigen Installation kann mit einer Eindringtiefe und Reinigungswirkung von bis zu 15 m gerechnet werden, wobei die beste Reinigungswirkung mit schwingungsfähigen Kesselrohren erzielt wird. Die Explosionsgeneratoren werden aus besonders druckund hitzebeständigen Werkstoffen sowie hochwertigen Komponenten gefertigt. Jeder Explosionsgenerator wird vor der Auslieferung auf seine fehlerfreie Funktion getestet.
Systemkomponenten Explosionsgenerator Der Einbau des Explosionsgenerators erfolgt üblicherweise mit horizontal ausgerichteter Austrittsdüse, kann aber auch vertikal am Kessel montiert werden. Er wird an einer Schiene verschiebbar aufgehängt und über eine federnde Befestigung oder direkt am bauseitigen Flansch (DN125 PN16 für EG10 UND EG10L; DN200 PN6 für EG10XL)) in seiner Position gehalten. Die Federung verhindert, dass der Rückschlag des Explosionsgenerators direkt auf die Kesselwand übertragen wird. Die Austrittsdüse mit der Standardabmessung D88.9 x 5 mm ragt im Ruhezustand ca. 50 mm durch die Kesselwand in den Kessel hinein Gasversorgung Die Gasversorgung von SMART Explosion wird üblicherweise durch Einzelflaschen oder Kleinbündel mit max. 200 bar sichergestellt. Die Rohrleitungen zu den Explosionsgeneratoren weisen einen Leitungsdruck von 40 bar auf. Für Erdgas kann bei vorhandenem Netzanschluss auch ein Kleinkompressor verwendet werden. Zusätzlich wird noch eine einzelne Stickstoffflasche für die Gasfeder des Kolbens im Generator benötigt. Steuerung Die Steuerung der Geräte erfolgt über Einzel- oder Mehrfach-Steuerschränke mit je einer SPS und Touchscreen-Bedienung. Für den Datenaustausch mit dem PLS und dem Hersteller sind verschiedene Varianten möglich. Vergleich SMART Explosion EG10 / EG10L Derzeit sind die Typen EG10, EG10L und EG10XL verfügbar. Der Aufbau beider Generatoren ist nahezu identisch. Mittels größerer Verbrennungszylinder werden jedoch unterschiedliche Reinigungsleistungen erzielt. Diese werden individuell auf die konkrete Anwendung abgestimmt. Technische Daten EG10 EG10L EG10XL Volumen Dosiertank (l) 2.5.5 4.4 Dosiersystem Vordosierung Vordosierung Vordosierung Dosierzylinder Fülldruck (bar) ca. 29 ca. 2 ca. 5 Feuerraum Fülldruck (bar) 20 20 20 Gasverbrauch pro Explosion 16 / 4 / 1 22 / 48 / 1 28 / 61 / 1 (g, ca.), CH 4 oder Erdgas / O 2 / N 2 Druckluftverbrauch(6 bar) (Nm /h) für 1 Explosionsgenerator und pro zusätzliche Explosion/h Dichtungs-/Kühlluftverbrauch (>20 mbar) (Nm/h), wenn die Rauchgastemperatur > 700 C und/wenn der Kessel bei Überdruck betrieben wird Schallpegel, durchschnittlich 8h/höchste Leistung (dba) (+0.2/EG) (+0.27EG) 7 (0.2/EG) 10 10 10 < 80/120 < 80/120 < 80/120 Einbauflansch (DN) 125 125 200 Gewicht (kg) 265 275 00
Anwendungen Einsatzgebiete Mehr als 00 SMART Explosion Systems sind inzwischen in vielen Ländern erfolgreich in Betrieb. Das innovative System kann eingesetzt werden für die Reinigung nahezu aller Kesselbauarten und Prozessausrüstungen wie beispielsweise Zertifizierung Alle Explosionsgeneratoren - EG10, EG10L und EG10XL sind nach der Druckgeräterichtlinie zertifiziert (Kat. II bzw. Kat. III) und besitzen eine CE-Kennzeichnung. Müllverbrennungs- und Biomasseanlagen; Industriekessel (Schlammverbrennungs- und Sondermüllverbrennungsanlagen) ; Kohlekraftwerke; Ablaugekessel; Filter und Sprühabsorber; Zementwerke; Zinkfabriken. SMART Explosion wird sowohl zur Reinhaltung von Überhitzer- und Economiserbündeln als auch für Leerzüge eingesetzt. Dabei ist der geringe Platzbedarf von ca. 1 m je Explosionsgenerator ein entscheidender Vorteil, besonders bei beengten Platzverhältnissen bzw. bei schwer zugänglichen Stellen im Kessel. Ein weiterer Vorteil ist die Tatsache, dass das System während des Betriebes installiert werden kann, d.h. der Einbau von SMART Explosion ist nicht an einen Kesselstillstand gebunden. SMART Explosion EG 10 auf der Rück-/Vorderwand
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