專利名稱：在燃燒設備的鍋爐中的熱交換裝置的選擇性凈化的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燃燒設備的鍋爐，其包括至少一個熱交換裝置， 其由介質從進口向出口流過并且借助于至少一個懸掛裝置支承于鍋爐 的內室中。此外描述一種凈化控制裝置用于燃燒設備的鍋爐，后者包 括至少一個熱交換裝置和至少一個用于排除燃燒殘余物的凈化裝置。 本發(fā)明還涉及一種凈化方法用以選擇性凈化燃燒設備的鍋爐中的至少 一個熱交換裝置和一種用以操作燃燒設備的方法。本發(fā)明特別在生產 蒸汽的領域中得到應用，該領域包括用礦物的燃料和/或添加物加熱的 鍋爐設備、垃圾焚化設備等。
背景技術：
來自煤和/或添加燃料的燃燒殘余物在燃燒設備的鍋爐的操作過 程中導致熱交換表面的污物，其對燃燒設備的操作具有不利的影響。 結果例如是由于提高的廢氣溫度和/或需要的較強的熱交換表面的凈 化造成的效率損失。此外必要時需要停止燃燒設備以便排除持久的爐 渣。還成問題的是，在某些情況下燃燒殘余物可能集中地積聚在燃燒 設備的一個位置，同時這些所謂"毛刺，，在那種情況下可能從壁上剝 落并且在撞到燃燒設備的裝置時可能造成損壞。因此合理的是，以預 定的時間間隔從熱交換表面上排除燃燒殘余物。為了凈化這樣的熱交換表面已知大量的不同的凈化方案。這樣， 除機械的凈化(例如借助于所謂敲擊裝置或鋼球)和借助于壓縮空氣 或聲響的凈化外，還經(jīng)常借助于蒸汽或水實施熱交換表面的凈化。在 爐渣沉積物凝固之前，為了凈化必須首先排除爐渣沉積物的熱量。冷 水作為凈化介質對此是特別適用的。通過沖擊的和穿透的水的突然的蒸發(fā)和與其聯(lián)系的體積增大以及通過沖擊的凈化射束的動力作用引起 燃燒殘余物的破碎和剝落。但在燃燒殘余物中預期的溫度突變作用在 管材中可以導致附加的應力，其在凈化方法的不受控制的應用中可以 造成損壞。噴射速度、冷卻時間、噴射幾何形狀、水量等決定溫度突 變的強度。為了借助于噴射介質凈化，已知可平移移動的和可固定擺動的吹 風機，可移動的吹風機，例如推動吹風機、噴管吹風機、長推動吹風 機、轉管吹風機、格柵吹風機通常只為了凈化目的才進入鍋爐的內部 區(qū)域。據(jù)此將其平移地移進，同時其必要時旋轉引導凈化介質的噴管， 從而在噴管上安裝的各噴嘴凈化圍繞噴管的周圍環(huán)境。在可固定擺動 地安裝的吹風機中例如安裝單一噴嘴、蒸汽槍吹風機或也安裝所謂自動的水噴管吹風機(制造者Clyde Bergemann GmbH )。在水噴管吹 風機中以12至15巴的壓力供給冷水。噴射束的有效長度為約20至 22mm，并且每一吹風機的噴射面積為200至400m2，從而一這樣的凈 化裝置特別適用于凈化鍋爐在一自由的內室中相對置的壁區(qū)域。吹風 機產生一水射束，其沖擊直徑有利地小于lm，從而經(jīng)由有針對性的 曲折形的噴射圖形可凈化一面積。用水射束凈化短時地影響燃燒過程，改變不同的燃燒控制回路的 性能和蒸汽量。噴入的冷水還影響煙氣溫度、廢氣量和傳送的熱量。 用水射束凈化燃燒室的管壁還對管材料施加負荷，因為其遭受因溫度 突變提高的熱應力。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是，至少部分地解決關于現(xiàn)有技術描述的技術問題。 特別是擬提供一種裝置，借其可以實施在燃燒設備的鍋爐內部的熱交 換裝置的選擇性的和有效的凈化。同樣擬提供方法，其確保無損害的 凈化同時盡可能保持不變的燃燒設備的高效率。該目的這樣達到，即利用一種按照權利要求1的特征的燃燒設備 的鍋爐、 一種具有權利要求8的特征的用于燃燒設備的鍋爐的凈化控制裝置和一種具有權利要求9的特征的用以選擇性凈化至少一個熱交 換裝置的凈化方法。其他的有利的實施形式列舉于各從屬權利要求中，并且導致本發(fā)明的其他的實施形式。在這里建議的燃燒設備的鍋爐包括至少一個熱交換裝置，其可由 介質從進口向出口流過并且借助于至少一個懸掛裝置支承于鍋爐的內 室中。按照本發(fā)明至少在進口處或出口處設置用于確定介質溫度的器 件，并且所述至少一個懸掛裝置具有用于確定所述至少一個熱交換裝 置的重量的器件。在這里列舉的鍋爐中優(yōu)選涉及燒煤的、特別燒褐煤的燃燒設備的 鍋爐。特別有利的是在這里描述的鍋爐的發(fā)明構成有至少一個垂直設 置的內室、豎井或所謂"煙道"(特別是所謂"塔式鍋爐"和/或"雙 煙道鍋爐")，其中許多熱交換裝置重疊地懸掛式定位于鍋爐的(垂直 的)內室中。燃燒的廢氣克服重力流過或環(huán)繞流過各熱交換裝置，同 時將熱的廢氣的熱量傳給各熱交換裝置。熱交換裝置優(yōu)選構成為所謂管束或蛇形管。這樣的熱交換裝置據(jù) 此包括至少一個優(yōu)選多次彎曲的管，其由介質例如水或蒸汽流過并且 借其可以從鍋爐的內室中帶走熱量。這些熱交換裝置橫跨例如 20mx20m的鍋爐橫截面并且具有達3m的高度。在用于褐煤或無煙煤 的塔式鍋爐中可以例如重疊地設置至少5個或7個這樣的熱交換裝置。 一個這樣的熱交換裝置具有自己的循環(huán)回路，從而介質、特別是水或 蒸汽經(jīng)由熱交換裝置的進口導入鍋爐的內部區(qū)域并且經(jīng)由出口重新離 開。在流過熱交換裝置時介質吸收熱能。作為熱交換的度量可以采用介質的溫度。因此在這里至少在進口 處或出口處定位用于確定介質溫度的器件。對此首先不重要的是，介 質的溫度是否直接或間接地例如借助于導管的溫度來確定。優(yōu)選對此 器件的定位是這樣的，即檢測對于介質進口表征的溫度與介質接近出 口的相應的表征的溫度。在從廢氣經(jīng)由熱交換裝置向介質的要求的良 好的熱傳導的情況下，確定接近出口的較高的溫度。如果隨著時間爐渣、灰或其他的燃燒殘余物沉積在熱交換裝置的表面上，則阻礙從廢 氣向介質的熱傳導，從而接近出口的介質的溫度隨著時間變成較低的。 為了確定介質的溫度這樣的器件的提供因此允許確定整個的熱交換裝 置在多大程度上仍滿足要求的功能。借此已可以獲得關于熱交換裝置 的適合的凈化的第 一報告，同時只由此可以獲得凈化整個的熱交換裝 置的信息?？紤]到熱交換裝置的尺寸對此通常采用多個凈化裝置，它們共同 實現(xiàn)大范圍的凈化。為了得到關于沉積的燃燒殘余物的精確位置的進 一步的信息，現(xiàn)在在這里列舉與其他器件的組合，以便可以獲得關于 燃燒殘余物的位置的更精確的報告。在這里因此建議，所述至少一個 懸掛裝置具有用于確定所述至少一個熱交換裝置的重量的器件。由于 在鍋爐內部的燃燒過程或內裝件在鍋爐內部的定位，通過鍋爐發(fā)生廢 氣的部分偏向的流動路徑。這產生的結果是燃燒殘余物在熱交換裝置 上的不均勻的分布。通過為確定重量提供的器件可以獲得關于熱交換 裝置的重量分布的報告，從而可識別一單獨的熱交換裝置的哪些區(qū)域 或分區(qū)域是特別臟污的。借助這樣的知識現(xiàn)在可以只對熱交換裝置的 受強烈臟污的分區(qū)域進行選擇性的凈化。為監(jiān)控或確定燃燒殘余物關于熱交換裝置的局部有限的沉積的各 器件的這種特別的組合還具有優(yōu)點，即可以將在這里建議的用于確定 介質溫度的器件和用于確定熱交換裝置的重量的器件定位在鍋爐之 外，從而它們不遭受在鍋爐內室中的高的熱負荷和動力負荷。借此可 產生更精確的信息、簡化的數(shù)據(jù)傳輸是可能的并且可采用簡單構成的 傳感器等。關于器件的可重新配置性和維修產生關于成本和組裝的很 大的優(yōu)點。此外應考慮到，通過只降低凈化費用的選擇性進行操作，以便減 少熱交換裝置損壞的危險并且只不多地影響鍋爐內室中的熱條件。如 果以前例如必需的是，為了完全凈化一個熱交換裝置將全部為一個熱交換裝置配置的吹灰器用于4至5小時的時間間隔，則在這里可以明 顯減少凈化介質量或用于凈化的時間。按照優(yōu)選的實施形式，用于確定介質溫度的器件包括至少一個評 價單元，其確定介質關于進口和出口的溫度差。特別對于不能確保介 質以較恒定的溫度流入熱交換裝置的情況有利的是，確定入口溫度并 因此將進口與出口之間的溫度差用作為關于熱交換裝置的當前出現(xiàn)的 熱傳導的度量。大的溫度差表明，良好熱傳導是可能的，熱交換裝置 因此基本上沒有燃燒殘余物。小的溫度差相反表明，介質在流過熱交 換裝置的過程中幾乎沒有吸收熱量，這以很大的概率歸因于燃燒殘余 物在熱交換裝置上的沉積。此外建議，所述至少一個懸掛裝置包括多個支承元件，它們分別 經(jīng)由至少一個懸掛點固定于所述至少一個熱交換裝置。在支承元件中 優(yōu)選涉及管子、牽桿、鏈條等，它們從鍋爐的爐頂下垂式均勻地在鍋 爐的橫截面上定位。這些支承元件優(yōu)選對于單個的熱交換裝置具有多 個懸掛點，從而例如這樣的蛇形管或管束多次地經(jīng)由支承元件固定。 很特別優(yōu)選的是，懸掛裝置的實施形式是以在鍋爐的內室中多個熱交 換裝置也與一個支承元件固定的方式。按照鍋爐的另一實施形式，所述至少一個懸掛裝置和所述至少一 個熱交換裝置經(jīng)由多個懸掛點相互連接，同時各懸掛點設置在橫向于 重力的平面內并且在所述至少 一個熱交換裝置的區(qū)域內均勻分布。很 特別優(yōu)選各懸掛點為熱交換裝置的各分區(qū)域形成角點，從而熱交換裝 置類似網(wǎng)柵劃分。各分區(qū)域可以基本上具有相同的面積，但這不一定 是必需的。各懸掛點的"均勻的"分布的優(yōu)點是，在熱交換裝置的橫息。對此懸掛點的數(shù)量和位置，只要它們不單獨根據(jù)待支承的熱交換 裝置的重量預定，則應有利地這樣選擇，即考慮到設置的凈化裝置的 凈化作用。特別是為了進行重量確定將各懸掛點選擇成使它們大致定 位在相應的凈化裝置的有效范圍邊界的區(qū)域內。借此可以例如檢測和/ 或確定相互鄰接設置的凈化裝置中的哪個凈化裝置現(xiàn)在應進入使用。特別優(yōu)選的是這樣的實施形式，其中用于確定重量的器件包括至 少 一個電阻應變片。所謂電阻應變片在這里特別被理解為測量值接收器或傳感器，其可以通過電阻來表征。如果其發(fā)生變形，則該變形產生的結果是其電阻的變化。采用這樣的電阻應變片(DMS)，以便檢 測在構件例如懸掛裝置的支承元件的表面上的形狀變化(延伸/壓縮)。這樣的電阻應變片經(jīng)常包括一種測量光柵，其或由細電阻絲成曲折形 設置或由薄的電阻材料的膜片腐蝕而成。該測量光柵通常固定在薄的 塑料載體上并且設有電接頭。利用測量光柵形成的電阻在使用中遭受 機械負荷，其改變其電阻值。如果電阻應變片延伸，則通常增加其電 阻。 一般通過接入到電路(惠斯頓測量電橋)中檢測電阻的變化并且 用來定量地評定負荷引起的變形。這樣的電阻應變片的價格是比較便 宜的并且可簡單地構成，從而無大的技術費用可將其在鍋爐之外結合 于懸掛裝置中。這樣，例如獨特數(shù)量的支承元件也可以加裝這樣的電 阻應變片。此外現(xiàn)在還建議，在鍋爐中設置至少一個凈化裝置用以排除所述 至少一個熱交換裝置上的燃燒殘余物，關于在所述至少一個熱交換裝 置的各分區(qū)域上的凈化作用可以具有不同的工作狀況。優(yōu)選這樣的實 施形式，其中設置多個(例如3個、4個或5個)凈化裝置。對此特 別考慮到用多個管子構成的熱交換裝置，優(yōu)選涉及可平移移動的吹灰 器，其可以進入熱交換裝置的內部區(qū)域。例如通過裝入的凈化介質、產生的噴射束(關于數(shù)量、壓力、形 狀和定向)以及凈化裝置的處理方法影響凈化裝置的凈化作用?？紤] 到這樣的事實，即裝置應該能夠實現(xiàn)熱交接裝置的選擇性凈化，這樣 的凈化裝置優(yōu)選可以有針對性地凈化待凈化的面積并且較少地或甚至 不凈化其他的分區(qū)域。這樣例如有可能，噴射介質(水/蒸汽)的壓力 或成分的有針對性的變化是可能的。此外可以設置凈化裝置的專門的 驅動裝置，其能夠實現(xiàn)待凈化的面積的有針對性的凈化，例如通過噴 管進入熱交換裝置的不同的推進速度、噴管的轉速的變化、噴嘴的關 閉或接通等。有利地可靈活地經(jīng)由控制單元預定凈化作用。還可以這樣進一步構成鍋爐，即設置控制單元，其與用于確定介 質溫度的器件、用于確定所述至少一個熱交換裝置的重量的器件和至少一個用于排除燃燒殘余物的凈化裝置相連接。向控制單元提供信息， 其首先一次預定凈化裝置的選擇而其次在某些情況下影響其工作狀 況。如果例如在鍋爐的多個平面內設置多個凈化裝置，則可以借助由 用于確定介質溫度的器件獲得的信息選擇在待凈化的熱交換裝置的高 度上的凈化裝置。如果現(xiàn)在由用于確定所述至少 一個熱交換裝置的重 量的器件獲得的信息得出只凈化該熱交換裝置的一部分，則可以進一 步減少待使用的凈化裝置的數(shù)量并且關于凈化作用匹配于分區(qū)域。這 樣的控制單元還特別包括數(shù)據(jù)處理裝置和數(shù)據(jù)處理程序。按照本發(fā)明的另一方面建議一種凈化控制裝置，用于燃燒設備的 具有至少一個熱交換裝置和至少一個用于排除燃燒殘余物的凈化裝置的鍋爐，其包括至少以下部分至少一個溫度傳感器，用以確定在所述至少一個熱交換裝置中的 介質的溫度；多個重量傳感器，用以確定所述至少一個熱交換裝置的重量分布； 至少一個控制單元，用以啟動至少一個凈化裝置；以及 用于溫度傳感器、重量傳感器、控制單元的數(shù)據(jù)連接的器件。 該凈化控制裝置優(yōu)選結合于上述型式的鍋爐中。 考慮到在這里列舉的溫度傳感器基本上參閱以上關于用于確定介 質溫度的器件的描述，特別是關于其設置。根據(jù)溫度傳感器本身的實 施形式，其在這里并不是決定性的。優(yōu)選這樣的實施形式，其中每一 熱交換裝置設置兩個溫度傳感器，例如一個在介質的進口處和一個在 介質的出口處。重量傳感器在這里滿足如其以上已關于用于確定重量的器件所描 述的功能。特別是重量傳感器包括電阻應變片。各重量傳感器的設置 在這里選擇成使其可以提供關于重量分布的報告。用于啟動一個凈化裝置的控制單元優(yōu)選結合于數(shù)值處理裝置中。 其控制或調節(jié)凈化裝置的啟動和/或凈化作用。為此控制單元也可以設 有數(shù)據(jù)存儲器，在其中存放例如用于凈化裝置的啟動或工作方式的基 準極限值。有利地控制單元包括全部需要的器件，以便在鍋爐中能夠實現(xiàn)各熱交換裝置的選擇性凈化的自動操作。用于數(shù)據(jù)連接的器件可以包括電纜連接、無線電連接等，只要考 慮到存在的環(huán)境條件不損害其功能性即可。本發(fā)明的另一方面涉及一種凈化方法，用以選擇性凈化至少一個 熱交換裝置，其可由介質從進口向出口流過并且借助于至少一個懸掛裝置支承于燃燒設備的鍋爐的內室中，該凈化方法包括至少下列步驟a) 在操作中檢測至少一個來自介質的溫度或溫度差的參數(shù)；b) 檢測所述至少一個熱交換裝置的重量分布；c) 識別所述至少一個熱交換裝置的待凈化的面積；d) 凈化被識別的面積。優(yōu)選在按照本發(fā)明描述的鍋爐中或與上述的凈化控制裝置一起實多見該凈^t:方法。利用步驟a )連續(xù)地或以預定的時間間隔檢測或確定和/或存儲關 于每一熱交換裝置的介質在燃燒設備或鍋爐的操作過程中的溫度或溫 度差。關于步驟b)要說明，有利地對于多個熱交換裝置共同實現(xiàn)重 量分布的檢測。借助于這樣獲得的來自溫度/溫度差和重量分布的信息 識別關于待凈化的熱交換裝置的待凈化的面積(步驟c))?？梢躁P于 一個熱交換裝置單獨地或對于多個熱交換裝置同時實現(xiàn)被識別的面積 的凈化。按照凈化方法的進一步構成，借助于步驟a)確定待凈化的熱交 換裝置和借助于步驟b)確定在那里待凈化的面積。在塔式鍋爐中按 此可以利用步驟a)識別熱交換裝置，其只仍能夠實現(xiàn)向介質的微小 的熱傳導，或識別利用適用其凈化的凈化裝置的高度/平面?，F(xiàn)在借助 于步驟b)進行待凈化的面積的另一局部的選擇性的確定，其中檢測 重量增加的各個區(qū)域。由于通常廢氣通過塔式鍋爐的流動性能是相同 的，借助于步驟b)確定的值以類似的方式適用于全部在那里設置的 熱交換器裝置。此外也建議，當識別出待凈化的面積的預定的數(shù)值范圍時，才實 施步驟d)。對此特別指的是，在真正實施凈化過程之前，在某些情況下首先必須存在關于一個或多個熱交換裝置的預定數(shù)量的分區(qū)域或足 夠大的總面積。這樣例如有可能，當介質在進口與出口之間的溫度差 低于臨界值時和/或關于熱交換裝置的一個分區(qū)域超過臨界的重量值 時已經(jīng)凈化一個單獨的分區(qū)域。但另一方面也有可能，除該臨界的極 限值外還確定其他的極限值，在這種情況下然后必要時同時凈化一個 熱交換裝置的多個有關的分區(qū)域和/或不同熱交換裝置的多個面積。用 于這樣的凈化過程的有針對性的實施的準則例如應該考慮到用于凈化 的時間和費用、其中特別是凈化裝置的移動路徑和進入使用的凈化介 質量。最后關于凈化方法同樣建議，有利的是，步驟d)包括用相對于 所述至少一個熱交換裝置的其他的分區(qū)域提高的凈化強度來凈化識別 的面積。關于提高的凈化強度參閱以上所述凈化裝置的凈化作用。可 以例如用提高的每單位面積的凈化介質量、提高的每單位面積的噴射 能量等描述提高的凈化強度?？紤]到用于操作燃燒設備的方法，其中燃燒設備具有多個熱交換 裝置，其分別可由介質從進口向出口流過并且借助于共同的懸掛裝置 支承于燃燒設備的鍋爐的內室中，并且還設置多個凈化裝置用以排除 在熱交換裝置上的燃燒殘余物，很特別有利的是，在燃燒設備操作的 過程中實施本發(fā)明上述型式的凈化方法。其優(yōu)點是， 一方面不象其在 已知設備中的情況那樣顯著地影響燃燒設備的效率，這產生的結果是 各熱交換裝置的完全的凈化。此外凈化過程本身約可降到已知設備的 凈化時間的五分之一 ，同時裝入的凈化介質量也可以降低例如多于40%。與其相關的關于操作費用和熱交換裝置的估計壽命的有利的影 響是明顯的。


以下借助附圖更詳細地說明本發(fā)明。各附圖示出示意圖用以說明 本發(fā)明和本發(fā)明的技術環(huán)境。在那里示出的本發(fā)明的特別優(yōu)選的各實 施方案并不限制本發(fā)明的應用并且通常可以不用于說明尺寸關系。其中圖1 燃燒設備的鍋爐；圖2 熱交換裝置的示意俯視圖；圖3 鍋爐的一部分，包括凈化控制裝置；圖4 凈化控制裝置各傳感器和凈化裝置的協(xié)同操作的說明；圖5 關于熱交換裝置的凈化循環(huán)。
具體實施方式
圖1示出按塔式鍋爐型式的鍋爐1,其中在下面示出的燃燒室22 中燃燒煤或褐煤，并且廢氣從在其上方設置的多個熱交換裝置3的旁 邊流過或流動穿過它們，這是在其最后經(jīng)由煙氣管道23供給到燃燒設 備2的其他在此未示出的裝置之前。鍋爐l在燃燒室22的上面還具有 內室7的分區(qū)域，其基本上沒有內裝件。該內室7的區(qū)域可以優(yōu)選通 過固定的吹風機凈化，這些吹風機可擺動地持久地定位于鍋爐壁的窗 口中，例如借助于在對置的鍋爐壁中的傳感器可以識別何時需要凈化， 從而然后可以啟動可擺動的凈化裝置14。它們以可自由預定的噴射圖 形和速度凈化對置的鍋爐壁。在鍋爐1的上部區(qū)域現(xiàn)在定位多個熱交換裝置3，它們由介質4 從進口 5向出口 6流過。在鍋爐1的內室7中設置的四個熱交換裝置 3借助于懸掛裝置8支承。在所示的實施方案中懸掛裝置8用多個支 承元件10構成，它們分別經(jīng)由多個懸掛點11固定于各熱交換裝置。 原則上并不取決于懸桂裝置8的實際構型，從而在這里也只是示意地 說明。其可以按照鍋爐型式，同樣考慮到熱交換裝置的型式、數(shù)量和 位置等構成不同的。每一熱交換裝置3設有用于確定介質4在進口 5處和出口 6處的 溫度的裝置，亦即設有各溫度傳感器19。懸掛裝置8設有用于確定共 同對全部熱交換裝置的重量或重量分布的器件，它們包括用于每一支 承元件10的電阻應變片13。在用于確定重量或重量分布的器件的設 置中有意義的是，它們可以產生關于在鍋爐1或熱交換裝置3的橫截面上的重量分布的報告。借助于各溫度傳感器19檢測介質4在鍋爐1的操作中的溫度。同 時還經(jīng)由各電阻應變片13確定各熱交換裝置3的重量分布。由這些特 征值現(xiàn)在識別相應的熱交換裝置3的待凈化的面積，然后它們最后借 助于在這里在鍋爐1旁邊示出的凈化裝置14(優(yōu)選按可平移移動的吹 灰器的型式)凈化。圖2示意示出熱交換裝置3的俯視圖，如其例如橫跨鍋爐l的實 施方案的橫截面那樣。熱交換裝置3經(jīng)由多個懸掛點11在水平的平面 12內固定在懸掛裝置8上(未示出)。各懸掛點ll在這里有規(guī)則或均 勻地分布于平面12內，從而由此可界定不同的分區(qū)域16。在所示的 實施方案中各懸掛點11成行和與行垂直成列地設置。在這些行或列的 旁邊示出各個曲線圖，它們說明熱交換裝置的重量的時間曲線。在圖2的右邊示例性示出在評價各電阻應變片13時確定的數(shù)據(jù)， 它們安裝在一個或多個支承元件10上，后者固定在相應的行上(如圖 1中說明的)。各曲線圖現(xiàn)在說明關于重量的極限值25和到超過該極 限值的時刻26。如由右邊畫的各曲線圖可看出的，關于懸掛點11的 下面的兩列確定已超過極限值25,這到不同的時刻26發(fā)生。以類似的方式也說明重量分布的按列的評價。圖2中下面示出的 曲線圖再次示例性示出在一段時間內的重量變化。在左下方示出的各 曲線圖同樣到各一個不同的時刻26超過關于臨界重量的極限值25。在這里示例性示出的狀況中，現(xiàn)在可以借助適用的凈化控制裝置 18 (未示出)識別出，關于一個(或全部)的熱交換裝置3在左下方 的區(qū)域內存在燃燒殘余物的積聚，從而待凈化的面積21處在這里。為 了澄清多個熱交換裝置中哪個熱交換裝置現(xiàn)在真正應該凈化的問題， 可以采用介質的溫度。圖3說明鍋爐1中的可能的狀況，其中再次設置多個熱交換裝置 3。由于燃燒設備或鍋爐1的操作，發(fā)生燃燒殘余物15的單側的沉積。 結果該單側的沉積在該區(qū)域內對各支承元件IO施加提高的拉力，其導 致支承元件10的長度變化，該長度變化可借助于重量傳感器20 (例如按照電阻應變片的型式)檢測。由于左邊示出的支承元件10的較強 的負荷，借助于重量傳感器20檢測不同的測量值并且轉送給凈化控制 裝置18。為了能夠進行熱交換裝置3的選擇性凈化，關于每一熱交換 裝置3附加確定介質關于進口和出口的溫度差。為此在進口和出口的 附近定位各個溫度傳感器19，同時評價單元9確定介質的溫度差。該 評價單元9的結果同樣提供給凈化控制裝置18。從重量傳感器20和 溫度傳感器19的這些測量值出發(fā)，現(xiàn)在借助控制單元17有針對性地 實現(xiàn)凈化裝置(未示出)的啟動。在這里應明確地指出，特別是可以 將各評價單元9相互組合并且必要時也可以是凈化控制裝置18的 一部 分。同樣也有可能實施從凈化控制裝置18向遠距離設置的控制單元 17的數(shù)據(jù)傳輸。圖4示出凈化控制裝置18的另一實施方案的示意圖。控制裝置 18特別適用于與燃燒設備的鍋爐一起使用，該鍋爐具有至少一個熱交 換裝置和至少一個用于排除燃燒殘余物的凈化裝置。凈化控制裝置18 包括多個溫度傳感器19用以確定熱交換裝置(未示出)中的介質的溫 度、多個重量傳感器20用以確定所述至少一個熱交換裝置的重量分 布、 一個控制單元17用以啟動至少一個凈化裝置(未示出)以及向各 溫度傳感器19、各重量傳感器20和控制單元17的數(shù)據(jù)連接24。這樣 的凈化控制裝置18也可以是數(shù)據(jù)處理裝置、數(shù)據(jù)載體和/或操作過程 的部件。圖5現(xiàn)在還要說明凈化方法本身。圖中示出熱交換裝置3，其用 多個管子29構成。如例如已參照圖2說明的，該熱交換裝置3可以分 成多個分區(qū)域16，可借助于用于確定介質的溫度的器件和用于確定熱 交換裝置3的重量分布的器件來識別待凈化的面積21。在所示的狀況 下已經(jīng)實施待凈化的面積21的識別，從而得出陰影線示出的待凈化的 面積21。為了凈化該熱交換裝置3可使用多個凈化裝置14,其中在這里示 出三個凈化裝置14。這些凈化裝置14優(yōu)選涉及一種吹灰器，其以推 進方向27可插入熱交換裝置3的內部區(qū)域內，從而其噴射束30可以在各管子29之間的間隙中起作用。對于在這里得出的凈化計劃，利用上方的凈化裝置14實現(xiàn)從左向 右方向的推進方向27，同時以基本上不變的噴管31的旋轉28操作凈 化裝置14，這擬通過波浪線的均勻變化來說明。在該凈化裝置下面示出的凈化裝置14雖然以相同的推進方向27 平移移動，但具有不同的速度。在該凈化裝置14中保持同一速度的旋 轉28，同時在熱交換裝置3的不必凈化的分區(qū)域內實現(xiàn)提高的推進速 度，其與此相反在待凈化的面積21的區(qū)域內相對于其他凈化裝置14 再減速。由此在該區(qū)域內能夠提高凈化介質的排出。在圖5的下面同樣示出一個凈化裝置14，其類似于以上所示的凈 化裝置14工作，但具有相反的推進方向27。此外建議，在待凈化的面積21的區(qū)域內凈化裝置14以提高的壓 力工作，從而在這里凈化介質(水)以約20巴的壓力向周圍或向熱交 換裝置3排出，而其在待凈化的面積21之外只以約10巴的壓力操作。利用本發(fā)明可以減小在鍋爐或燃燒設備的各部分上的損壞的危 險。此外可以將每一熱交換裝置的目前4至5小時的凈化循環(huán)減到部 分地小于1小時。凈化介質(例如蒸汽)的使用也可以減到直至50%。 用于實施在凈化方法中使用的各器件是低成本的并且可以在鍋爐之外 無大的熱負荷和/或動力負荷易于結合于現(xiàn)有的內燃機中。由此提供用 于在各熱交換裝置上的燃燒殘余物的各檢測器件的特別有效的組合。附圖標記列表1鍋爐17控制單元2燃燒設備2018凈化控制裝置3熱交換裝置19溫度傳感器4介質20重量傳感器5進口21面積6出口22燃燒室7內室2523煙氣管道8懸掛裝置24數(shù)據(jù)連接9評價單元25極限值10支承元件26時刻11懸掛點27推進方向12平面3028旋轉13電阻應變片29管子14凈化裝置30噴射束15燃燒殘余物31噴管16分區(qū)域
權利要求
1.燃燒設備(2)的鍋爐(1)，包括至少一個熱交換裝置(3)，所述熱交換裝置可由介質(4)從進口(5)向出口(6)流過并且借助于至少一個懸掛裝置(8)支承于鍋爐(1)的內室(7)中，其中至少在進口(5)處或出口(6)處設置用于確定介質(4)的溫度的器件，并且所述至少一個懸掛裝置(8)具有用于確定所述至少一個熱交換裝置(3)的重量的器件。
2. 按照權利要求l所述的鍋爐(1)，其特征在于，用于確定介質 (4)的溫度的器件包括至少一個評價單元(9)，所述評價單元確定介質(4)關于進口 (5)和出口 (6)的溫度差。
3. 按照權利要求1或2所述的鍋爐(1)，其特征在于，所述至少 一個懸掛裝置(8)包括多個支承元件(10)，這些支承元件分別經(jīng)由 至少一個懸掛點(11)于所述至少一個熱交換裝置(3)固定。
4. 按照上述權利要求之一項所述的鍋爐(1)，其特征在于，所述 至少一個懸掛裝置(8)和所述至少一個熱交換裝置(3)經(jīng)由多個懸 掛點(11)相互連接，各懸掛點(11)在橫向于重力的平面(12)內 并且在所述至少一個熱交換裝置(3)的區(qū)域內均勻分布地設置。
5. 按照上述權利要求之一項所述的鍋爐(1),其特征在于，用于 確定重量的器件包括至少一個電阻應變片(13)。
6. 按照上述權利要求之一項所述的鍋爐(1),其特征在于，設置 至少一個凈化裝置(14)用以排除在所述至少一個熱交換裝置(3)上 的燃燒殘余物(15 )，所述凈化裝置關于在所述至少一個熱交換裝置(3 ) 的各分區(qū)域(16)上的凈化作用可以具有不同的工作狀況。
7. 按照上述權利要求之一項所述的鍋爐(1),其特征在于，設置 一個控制單元(17),該控制單元與用于確定介質(4)的溫度的器件、 用于確定所述至少一個熱交換裝置(3 )的重量的器件和至少一個用于排除燃燒殘余物(15)的凈化裝置(14)相連接。
8. 用于燃燒設備(2)的鍋爐(1)的凈化控制裝置(18),所述 鍋爐具有至少一個熱交換裝置(3)和至少一個用于排除燃燒殘余物(15) 的凈化裝置(14)，所述凈化控制裝置至少包括 至少一個溫度傳感器(19 )，用以確定在所述至少一個熱交換裝置(3)中的介質(4)的溫度；多個重量傳感器(20),用以確定所述至少一個熱交換裝置(3) 的重量分布；至少一個控制單元(17)，用以啟動至少一個凈化裝置(14);以及用于溫度傳感器(19)、重量傳感器(20)、控制單元(17)的數(shù) 據(jù)連接的器件。
9. 用于選擇性凈化至少一個熱交換裝置(3)的凈化方法，所述 熱交換裝置可由介質(4)從進口 (5)向出口 (6)流過并且借助于至 少一個懸掛裝置(8)支承于燃燒設備(2)的鍋爐(1)的內室(7) 中，該凈化方法包括至少下列步驟a) 在操作中檢測至少一個來自介質(4)的溫度或溫度差的參數(shù)；b) 檢測所述至少一個熱交換裝置(3)的重量分布；c) 識別所述至少一個熱交換裝置(3)的待凈化的面積(21); d )凈化被識別的面積(21 )。
10. 按照權利要求9所述的凈化方法，其特征在于，借助于步驟 a)確定待凈化的熱交換裝置(3)，并且借助于步驟b)確定在那里待 凈化的面積(21)。
11. 按照權利要求9或IO所述的凈化方法，其特征在于，當識別 出待凈化的面積(21)的預定的數(shù)值范圍時，才實施步驟d)。
12. 按照權利要求9至ll之一項所述的凈化方法，其特征在于， 步驟d)包括用相對于所述至少一個熱交換裝置(3)的其他的分區(qū)域(16) 提高的凈化強度凈化被識別的面積(21)。
13.用于操作燃燒設備(2)的方法，其中，燃燒設備(2)具有 多個熱交換裝置(3),各熱交換裝置分別可由介質(4)從進口 (5) 向出口 ( 6 )流過并且借助于共同的懸桂裝置(8 )支承于燃燒設備(2 ) 的鍋爐(1)的內室(7)中，并且還設置多個凈化裝置(")，用以排 除在熱交換裝置(3)上的燃燒殘余物(15)，其中在燃燒設備(2)操 作的過程中實施按照權利要求9至12之一項所述的凈化方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃燒設備(2)的鍋爐(1)，包括至少一個熱交換裝置(3)，其可由介質(4)從進口(5)向出口(6)流過并且借助于至少一個懸掛裝置(8)支承于鍋爐(1)的內室(7)中，其中至少在進口(5)處或出口(6)處設置用于確定介質(4)的溫度的器件，并且所述至少一個懸掛裝置(8)具有用于確定所述至少一個熱交換裝置(3)的重量的器件。此外建議一種凈化控制裝置、一種凈化方法和一種用于操作燃燒設備的方法。本發(fā)明允許可觀地降低凈化費用，從而可以保持低的維護費用。
文檔編號F22B37/56GK101233382SQ200680027880
公開日2008年7月30日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權日2005年7月29日
發(fā)明者B·穆斯曼, M·弗拉齊 申請人:克萊德-貝格曼有限公司