DE10103214B4 - Method and device for cleaning surfaces in cavities - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Oberflächen z.B. von Rohren und Rohrwänden durch Verbrennung eines explosionsfähigen Gasgemisches.The The present invention relates to a method and an apparatus for cleaning surfaces e.g. of pipes and pipe walls by combustion of an explosive gas mixture.
Die Reinigung von Oberflächen, z.B. von Rohren und Rohrwänden von Dampferzeugern oder Wärmetauschern in der Verfahrenstechnik, der Metallverarbeitung sowie bei der thermischen Behandlung und Verwertung von Abfällen, ist einerseits wegen der teilweise schlechten Zugänglichkeit, andererseits wegen der dabei entstehenden Kosten ein Problem.The Cleaning of surfaces, e.g. of pipes and pipe walls of steam generators or heat exchangers in process engineering, metalworking and thermal Treatment and recovery of waste, on the one hand because of the partially poor accessibility, on the other hand, because of the resulting costs a problem.
Eine klassische Methode zur Reinigung von Oberflächen, die leicht zugänglich sind, besteht darin, die Oberflächen durch. Sandstrahlen und Klopfen von den agglomerierten und gegebenenfalls auch gesinterten oder sonstigen Anbackungen zu reinigen. Dies ist mit einem hohen Aufwand verbunden und bedeutet in all den Fällen, bei denen die zu reinigenden Oberflächen mit einer in Betrieb befindlichen Anlage, wie beispielsweise einer. Müllverbrennungsanlage, verbunden sind, daß diese Anlage vor und während der Reinigung stillstehen muß, was mit einem sehr hohen zusätzlichen Kostenaufwand verbunden ist.A classic method of cleaning surfaces that are easily accessible, is the surfaces by. Sand blasting and tapping of the agglomerated and optionally also to clean sintered or other caking. This is associated with a lot of effort and means in all cases, at which the surfaces to be cleaned with an operating system, such as a. incinerator are connected, that these Plant before and during the cleaning, what with a very high additional Cost involved.
Daneben
ist aus der
Nachteilig
bei dem Verfahren der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einfach und gefahrlos die Reinigung auch großdimensionierter Oberflächen in geschlossenen Räumen, wie z.B. Kesselanlagen, ermöglichen. Die Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Reinigung von Oberflächen von Hohlräumen in Wärmetauschern, Dampferzeugern und Verbrennungsanlagen durch Verbrennung eines explosiven Gasgemisches, in dem ein Behältnis zur Aufnahme des Gasgemisches durch ein erstes, verschließbares Ende eines Rohres in das Innere dieses Rohres eingeführt wird, ein zweites offenes Ende des Rohres in der Nähe einer zu reinigenden Oberfläche positioniert wird und das Gasgemisch mittels einer Zündeinrichtung zur Explosion gebracht wird.task The present invention is therefore a method and a Device available to provide, the cleaning also large and simple and safe surfaces in closed rooms, such as. Boiler plants, allow. The solution This object is a method for cleaning surfaces of Cavities in heat exchangers, Steam generators and incinerators by combustion of an explosive gas mixture, in which a container for receiving the gas mixture through a first, closable end a tube is inserted into the interior of this tube, a second open End of the pipe nearby a surface to be cleaned is positioned and the gas mixture by means of an ignition device is exploded.
Dadurch, daß das explosive Gasgemisch sich in einem abgeschlossenen Volumen befindet, kann es gefahrlos hantiert und an den gewünschten Ort gebracht und dann gezündet werden, ohne daß es notwendig ist, eine in Betrieb befindliche Anlage auszuschalten.Thereby, that this explosive gas mixture is in a closed volume can handled it safely and brought it to the desired location and then ignited be without it it is necessary to switch off an operating system.
Beispielsweise kann das vorab gefüllte Behältnis mit dem Gasgemisch in unmittelbare Nähe der Verschmutzungen an den Oberflächen gebracht werden. Die Zündung kann dann beispielsweise durch einen elektrischen Funken im Inneren des Behältnisses herbeigeführt werden. Alternativ kann die Zündung von selbst erfolgen, wenn an dem Ort der Verschmutzung eine relativ hohe Temperatur herrscht, wie beispielsweise im Abgasstrom einer Müllverbrennungsanlage mit Temperaturen von ca. 700°C bis 800°C, so daß das Behältnismaterial sich unter den hohen Temperaturen zersetzt oder schmilzt mit darauf folgender Explosion des Gasgemisches unter dem Einfluß der hohen Temperatur.For example can the pre-filled container with the gas mixture in the immediate vicinity of the pollution to the surfaces to be brought. The ignition can then, for example, by an electric spark inside of the container brought become. Alternatively, the ignition done by itself, if at the place of pollution a relative high temperature prevails, such as in the exhaust stream of a waste incineration plant with temperatures of about 700 ° C up to 800 ° C, so that container material decomposes or melts with it under the high temperatures next explosion of the gas mixture under the influence of the high Temperature.
Die Zündung des explosionsfähigen Gasgemisches kann jedoch auch entfernt von dem Ort der Verschmutzung oder Verunreinigung erfolgen. Hierzu wird das Behältnis in einem Rohr vorgelegt und durch einen elektrischen Funken, beispielsweise erzeugt durch eine Zündkerze, gezündet und über das Rohr die Druckwelle an den Ort der Verunreinigung geleitet.However, the ignition of the explosive gas mixture can also be removed from the location of Pollution or contamination occur. For this purpose, the container is placed in a tube and ignited by an electric spark, for example, generated by a spark plug, and passed over the pipe, the pressure wave to the location of the contamination.
In beiden Fällen bewirkt die Detonationswelle, daß die Verunreinigungen und Verschmutzungen von den Oberflächen abspringen, absplittern bzw. abbröseln. In Abhängigkeit von dem Gegenstand, der die zu reinigenden Oberflächen enthält, können die Verunreinigungen anschließend durch Klopfen, Schütteln, Absaugen oder, wie im Fall von Müllverbrennungsanlagen, einen Gasstrom entfernt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich daher zur Reinigung von Oberflächen im Inneren verschiedenartigster Gegenstände, ist jedoch besonders geeignet für großdimensionierte Flächen. Für die Reinigung von Rohrinnenwänden können beide Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. Ist der Hohlraum zu klein, um eine Gasblase einzuführen, so wird vorzugsweise die Detonation in den Hohlraum geleitet. Bei sehr großflächigen Hohlräumen, insbesondere bei den Innenseiten der Abgasrohre von Dampferzeugern oder Wärmetauschern in der Verfahrenstechnik, der Metallverarbeitung so wie bei der thermischen Behandlung und Verwertung von Abfällen, bei denen der Hohlraum an verschiede nen Stellen zugänglich ist, können Gasblasen nacheinander an verschiedenen Stellen des Hohlraums zur Explosion gebracht werden. Vorzugsweise wird hier jedoch ebenfalls die Detonation von außen in den Innenraum geleitet. Dies ist noch sicherer, da die Explosion nicht am Ort der Verunreinigung, bei dem hohe Temperaturen herrschen können, durchgeführt wird und daher besser zu kontrollieren ist. Daneben ist es auch nicht notwendig, eine mit der Reinigungsstelle verbundene und in Betrieb befindliche Anlage, wie beispielsweise eine Müllverbrennungsanlage, außer Betrieb zu nehmen.In both cases causes the detonation wave that the impurities and Dirt from the surfaces Jump off, splinter or crumble. Dependent on of the article containing the surfaces to be cleaned, the Impurities afterwards by knocking, shaking, Suction or, as in the case of waste incineration plants, a gas stream are removed. The inventive method Therefore, it is suitable for cleaning surfaces on the inside of various kinds objects is however particularly suitable for oversized Surfaces. For the Cleaning of interior pipe walls can both variants of the method according to the invention are used. If the cavity is too small to introduce a gas bubble, so Preferably, the detonation is conducted into the cavity. At very large-scale cavities, in particular on the insides of the exhaust pipes of steam generators or heat exchangers in process engineering, metalworking as well as thermal treatment and recovery of waste, where the cavity accessible at various locations is, can Gas bubbles successively at different points of the cavity to Be brought explosion. Preferably, however, is also here the detonation from the outside directed into the interior. This is even safer because of the explosion not at the place of contamination, where high temperatures prevail can, is carried out and therefore better to control. Besides, it is not necessary, one connected to the cleaning station and in operation plant, such as a waste incineration plant out of service to take.
Für das erfindungsgemäße Verfahren können Gasgemische eingesetzt werden, die beispielsweise nur aus den reinen Gasen Acetylen und Sauerstoff bestehen. Ein Gemisch aus 1,0 bis 1,4 Volumenanteile Sauerstoff zu 1 Volumenanteil Acetylen, wie es beim Autogenschweißen verwendet wird, wird bevorzugt. Acetylen-Luft-Gemische sind ebenfalls verwendbar.For the inventive method can Gas mixtures are used, for example, only from the pure Gases acetylene and oxygen exist. A mixture of 1.0 to 1.4 volume percent oxygen to 1 volume percent acetylene, as is at the autogenous welding is used is preferred. Acetylene-air mixtures are also usable.
Das Behältnis kann aus beliebigen Materialien gefertigt sein, die eine genügend große Elastizität zum Befüllen des Gasgemisches aufweisen, ausreichend widerstandsfähig gegen die jeweiligen Umgebungstemperaturen sind und eine ausreichend geringe Gaspermeabilität aufweisen. Besonders geeignet sind hierfür Kunststoffolien. Für die Verfahrensvariante, bei der das Behältnis am Ort der Verunreinigung zur Explosion gebracht wird, ist selbst bei Umgebungstemperaturen von ca. 800°C eine Polyethylenfolie einsetzbar, vorzugsweise mit einer Dicke von 50 bis 150 μm, insbesondere etwa 100 μm. Durch eine derartige Polyethylenfolie wird auch bei hohen Temperaturen, wie beispielsweise 800°C, ein Zeitraum von einigen Sekunden zur Verfügung gestellt, in dem die Gasblase an dem gewünschten Ort plaziert werden kann, bevor die Ummantelung schmilzt und es zur Zündung des Gasgemisches kommt. Auch hier ist es daher nicht erforderlich, eine Anlage, die in Betrieb ist, auszuschalten.The container can be made of any materials that have enough elasticity to fill the Have gas mixture, sufficiently resistant to the ambient temperatures are and have a sufficiently low gas permeability. Particularly suitable are for this Plastic films. For the variant of the method in which the container at the place of contamination is exploded even at ambient temperatures from about 800 ° C a polyethylene film can be used, preferably with a thickness of 50 up to 150 μm, in particular about 100 microns. By such a polyethylene film is also at high temperatures, such as 800 ° C, a period of a few seconds provided in which the gas bubble at the desired Place can be placed before the jacket melts and it to the ignition the gas mixture comes. Again, it is not necessary to switch off a system that is in operation.
Die die Reinigung bewirkende Detonationswelle nimmt relativ rasch über eine Wegstrecke von einigen Metern ab. Bei großflächigen Hohlräumen muß daher im Abstand von ca. 1 bis 2 Metern jeweils ein Gasgemisch zur Zündung gebracht werden, in Abhängigkeit vom Verunreinigungsgrad gegebenenfalls auch jeweils mehrfach. Das Volumen des Behältnisses ist daher relativ unabhängig von der zu reinigenden Oberfläche. Üblicherweise ist das Volumen des Behältnisses 5 bis 10 Liter für eine zu reinigende Fläche von ca. 1 bis 4 m2, insbesondere etwa 3 m2, und für eine kleinere Fläche entsprechend geringer.The detonation wave causing the cleaning decreases relatively quickly over a distance of a few meters. In large-scale cavities, therefore, a gas mixture must be brought to the ignition at a distance of about 1 to 2 meters, depending on the degree of contamination optionally also several times. The volume of the container is therefore relatively independent of the surface to be cleaned. Usually, the volume of the container is 5 to 10 liters for a surface to be cleaned of about 1 to 4 m 2 , in particular about 3 m 2 , and correspondingly smaller for a smaller area.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Rohr, das ein verschließbares und ein offenes Ende hat, und mit einer Zündeinrichtung und mit einer Gaseinfülleinrichtung, die beide durch das verschließbare Ende in das Innere des Rohres einführbar sind. Das Rohr, das beispielsweise ein Stahlrohr sein kann, jedoch auch aus einem anderen Material gefertigt sein kann, das ausreichend stabil ist, um die entstehenden Drücke auszuhalten, und einen Durchmesser von beispielsweise 50-200 mm, insbesondere 100-120 mm und besonders bevorzugt ca. 114 mm hat, weist an seinem offenen Ende vorzugsweise einen Flansch auf. Dieser kann mit einem Aufsatz verbunden werden, der das eine Ende des Rohres abschließt. (Alternativ kann das verschließbare Ende des Rohres auch durch einen Schraubverschluß verschlossen werden.) Dieser Aufsatz kann integriert eine Zündeinrichtung sowie eine Gaseinfülleinrichtung enthalten. Wird auf die rohrseitige Seite des Aufsatzes das Behältnis, beispielsweise in Form einer Polyethylen-Gasblase, aufgesetzt und mit einem Dichtband gasdicht um die Zünd- und Gaseinfülleinrichtung verschlossen und der Aufsatz anschließend mit dem Flansch verbunden, beispielsweise verschraubt, so kann im nächsten Schritt durch die Gaseinfülleitung, die über eine Ventilsteuerung verfügt, entweder ein Acetylen und Sauerstoff enthaltendes Gasgemisch oder die beiden Gaskomponenten getrennt dem Behältnis zugeführt werden. Hierbei wird vorzugsweise ein im Volumen vordimensionierter Polyethylenfolienbehälter so weit gefüllt, daß ein leichter Überdruck entsteht. Das Rohr kann nun so positioniert werden, daß das offene Ende des Rohres sich in unmittelbarer Nachbarschaft der zu reinigenden Oberfläche befindet. Durch Zünden des Gasgemisches kann die Explosion ausgelöst und die Detonation über das Rohr an den Ort der Verunreinigung getragen werden. Um eine bessere Ausbreitung der Detonation zu erzielen, wird vorzugsweise am offenen Ende des Rohres ein Ablenkblech angeordnet, was den seitlichen Austritt der Druckwelle zur Folge hat. Es ist weiterhin bevorzugt an dem Rohr ein Schutzschild zu montieren, da dadurch die Sicherheit für den Bearbeiter noch weiter erhöht wird. Weiterhin kann ein Druckluftanschluß zur Spülung an dem Rohr vorgesehen sein. Die einströmende Druckluft führt zur Kühlung und verlängert daher den Zeitraum, der zur Positionierung des Rohres zur Verfügung steht.Another object of the invention is an apparatus for carrying out the method according to the invention with a tube which has a closable and an open end, and with an ignition device and with a Gaseinfülleinrichtung, both of which are inserted through the closable end in the interior of the tube. The tube, which may for example be a steel tube, but may also be made of another material which is sufficiently stable to withstand the resulting pressures, and a diameter of for example 50-200 mm, in particular 100-120 mm and more preferably approx 114 mm, preferably has a flange at its open end. This can be connected to an attachment, which terminates the one end of the tube. (Alternatively, the closable end of the tube may also be closed by a screw cap.) This attachment may integrally contain an ignition device as well as a gas filling device. If the container, for example in the form of a polyethylene gas bubble, placed on the tube side of the essay and gas-tight sealed with a sealing tape to the ignition and Gaseinfülleinrichtung and the essay then connected to the flange, for example screwed, then in the next step Gas inlet line, which has a valve control, either an acetylene and oxygen-containing gas mixture or the two gas components are fed separately to the container. In this case, preferably a volume-preformed polyethylene film container is filled so far that a slight overpressure arises. The tube can now be positioned so that the open end of the tube is in the immediate vicinity shaft of the surface to be cleaned. By igniting the gas mixture, the explosion can be triggered and the detonation can be carried over the pipe to the location of the contaminant. In order to achieve a better propagation of the detonation, a baffle is preferably arranged at the open end of the tube, which has the lateral exit of the pressure wave result. It is further preferred to mount a protective shield on the pipe, since this further increases the safety for the operator. Furthermore, a compressed air connection may be provided for flushing the pipe. The inflowing compressed air leads to cooling and therefore extends the time available for positioning the pipe.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Oberflächen in Hohlräumen, wie Rohre und Rohrwände von Dampferzeugern oder Wärmetauschern, sowie von Oberflächen in Müllverbrennungsanlagen.One Another object of the invention is the use of the device according to the invention for Cleaning of surfaces in cavities, like pipes and pipe walls of steam generators or heat exchangers, as well as surfaces in waste incineration plants.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.One embodiment is shown in the drawing and will be described in more detail below.
Es
zeigt
Zu
sehen ist zunächst
das Stahlrohr
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