清洗容器和设备的内部空间的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及清洗容器和设备的内部空间的领域。本发明涉及借助爆破技术除去容器和设备的内部空间中的沉积物的方法和清洗装置。该清洗装置尤其被设计用于实施根据本发明的方法。
[0002]该方法和装置特别用于清洗被污染的和结渣的内壁上有结块的容器和设备尤其是焚化设备。
【背景技术】
[0003]例如垃圾焚化装置或一般的燃烧锅炉的受热表面一般都会遇到大量污染物。所述污染物具有无机成分并且一般因为灰烬颗粒沉积于壁上而出现。在高烟气温度范围内的涂层多半是很坚硬的，因为它们熔化或熔后保持粘附在壁上，或者被低温熔化或凝结的物质在其凝固于较冷的锅炉壁时粘合在一起。这样的涂层只能困难地借助已知的清洗方法不充分地除去。这导致锅炉必须定期停止且变冷以便清洗。因为这样的锅炉通常具有极大尺寸，故为此通常需要在炉内安装脚手架。此外，这需要中断运行几天或几周，这还让清洗人员感到很不适且不健康，因为会出现大量灰尘污垢。伴随设备运行中断地多半必然出现的是损坏容器材料本身，这是由较大温度变化导致的。除了考虑清洗和维修成本外，设备停机因为生产或收入损失而也是一项重要的成本因素。
[0004]设备停机时所采用的传统清洗方法例如是锅炉敲打以及使用蒸汽射流器、射流喷水器/吹灰器和喷砂。
[0005]另外，知道了以下清洗方法，在这里，冷的或处于运行中的热锅炉借助引入和点燃炸药包被清洗。文件EP1067349所述的方法中，冷却的炸药包借助受冷喷枪被置于被污染的受热面附近，炸药在此被引爆。通过爆炸冲击以及冲击波所产生的壁振动，受热面结块被爆裂开。相比于传统清洗方法，利用这种方法可显著缩短清洗时间。利用必需的安全防范措施，可以在焚化炉运行时或容器还灼热的状态下进行清洗。因此，可以通过这种方式在数小时内清洗容器而未中断运行，传统清洗方法为此会需要数天。
[0006]EP1067349所述方法的缺点是需要炸药。除去炸药的高成本，例如在炸药储存方面还必投入巨额安全花费以避免意外事故或盗窃。此外，将炸药送入灼热容器需要绝对可靠有效的冷却系统以防止炸药过早引爆。
[0007]另一种清洗方法由EP1362213B1公开，其同样利用爆炸发生机构。但根据这种方法，代替炸药地将用可爆炸的气态混合物充胀的容器罩安置在清洗喷枪的端部上。该清洗喷枪连同空的容器壳被送入锅炉室且安放在待清洗位置附近。随后，用可爆炸的气态混合物充胀该容器罩。通过点燃容器罩内的气态混合物产生爆炸，爆炸冲击波导致锅炉壁上的积垢脱离。借助爆炸，容器罩被撕碎且被烧掉。因此它是耗材。
[0008]相比于上述的利用炸药的爆炸技术，这种方法和相关装置的优点是该方法利于操作。因此，包含氧气和可燃气体的气态混合物的初始成分与炸药相比是廉价的。此外，不同于炸药，所述气体的采购和处理不需要特批和资格，因此未受过相应培训的任何人都能实施该方法
[0009]此外还有一个优点，初始成分通过单独的供给管路被送给清洗喷枪，因此，在起爆前不久才在清洗喷枪中产生危险的可爆炸的气体混合物。即，相比于炸药，处理气体混合物的单独成分确实不太危险，因为它们至多是可燃的，但不会爆炸。
[0010]相关方法的缺点是容器罩的处理相对麻烦。因此，对于每个清洗过程，都必须将一个容器罩安装到清洗装置的出口孔上。此过程也是相当耗时的，因为单独清洗程序各自要求相当多的时间。
[0011]此外，填充过程也比较缓慢。这是由于爆炸混合物只能以相对低的填充速度被加入容器罩中，以便容器罩能可控展开膨胀而不会出现损坏。即如果爆炸混合物以高速被加入容器罩中，则容器罩通过所产生的真空而收缩，没有膨胀。此外，该容器罩的一些层在内侧被剥离。
[0012]另外，膨胀的容器罩不能被插入狭窄区域，例如在存在管束情况下。就是说，爆炸混合物不能被现场送入待清洗的狭窄区域并在那里引爆。相反，爆炸混合物仅能从区域外被引爆，其中，透入狭窄区域的冲击波导致有限的清洗效果。
[0013]此外，始终要考虑呈容器罩形式的耗材的补给。而且，耗材是额外的成本因素。因此，容器罩通常须手工制作，这相应是昂贵的。
[0014]另外，使用容器罩时会出现残留物，残留物不会因爆炸而完全烧掉。这些残留物可能不利于待清洗设备的操作。
【发明内容】
[0015]因此，本发明的目的是改变EP1362213B1所述的清洗装置及相应的方法，以获得有目的的乃至改善的清洗效果。特别是，爆炸物也应接近狭窄区域。
[0016]根据另一目的，该方法的实施不太麻烦且耗时少以及更经济。
[0017]根据另一目的，在执行清洗方法时应出现尽量少的残留物。
[0018]根据独立权利要求1和18的特征实现该目的。由从属权利要求书、说明书和附图中可以得到本发明的改进和特殊实施方式。此外，方法权利要求的特征可以适当地与装置权利要求组合，反之亦然。
[0019]关于本发明所述的清洗方法基于将爆炸混合物置于待清洗位置附近以便随后引爆混合物。
[0020]爆炸混合物至少在可爆炸状态下是气态的。
[0021 ] 根据第一变型，爆炸混合物可以由被输入清洗机构中的气态成分形成。即，所输入的气态成分已经形成可爆炸的气态混合物。
[0022]根据第二变型，爆炸混合物可由至少两种且尤其是两种被单独输入清洗机构中的气态成分形成。气态成分在清洗机构中在混合区内互相混合成可爆炸的气态混合物。该混合区尤其布置在压力供给管路之前或之中。
[0023]气态成分是指那些在容纳室中形成爆炸混合物时且尤其在已输入到清洗机构中时以气态形式存在的物质。但也被称为初始成分的气态成分可以在压力容器中在压力下处于液态。气态成分尤其可以是快速蒸发液。
[0024]尤其是，爆炸混合物包括燃料和氧化剂如氧气或含氧气体。燃料可以是液态或气态的。燃料例如可来自由可燃碳氢化合物如乙炔、乙烯、甲烷、乙烷、丙烷、苯/汽油、油等组成的组。因此，例如第一气态成分是燃料，第一气态成分是氧化剂。
[0025]特别是，爆炸混合物在清洗机构的容纳室中已准备好。
[0026]混合物尤其借助点燃机构被点燃以便引爆。
[0027]爆炸冲击波和由冲击波引起振动的表面如容器壁或管壁产生壁结块和结渣的爆裂，从而清洗该表面。
[0028]清洗所需的爆炸强度以及用于产生爆炸混合物所用的气态成分视积垢类型和受污容器的尺寸类型来定。爆炸计量和强度可以且最好选择成不会损坏设备。所用物质的最佳计量的可能性一方面降低清洗成本，另一方面降低设备和人员的损伤受害风险。
[0029]尤其是清洗机构包括压力供给管路，也称为供应管路，爆炸混合物经此被引导至排出口。
[0030]尤其是，压力供给管路形成闭合的压力供给通道，也称为供应通道。这能形成圆形截面，具有150mm (毫米)或更小、或者10mm或更小、或者60mm或更小、尤其55mm或更小的直径。此外，直径可以是20mm或更大，或者30mm或更大，尤其40mm或更大。
[0031]压力供给管路的长度可以是例如Im(米)或更多，或者2m或更多，或者3m或更多，或者4m或更多。
[0032]尤其是清洗机构包括排出装置，其包括排出口。尤其是该排出装置在流动方向上与压力供给管路相接地布置。
[0033]尤其是排出装置形成用于容纳至少一部分所输入的爆炸混合物的容纳室。尤其是压力供给管路和排出装置形成用于容纳至少一部分所输入的爆炸混合物的容纳室。
[0034]尤其是该容纳室通过该排出口对外敞开。
[0035]例如在容纳室且尤其在压力供给管路内，将爆炸混合物引爆。爆炸压力波通过排出口传播到设备或容器的内部空间。
[0036]这样的方法与相关装置例如可被用于清洗烟气净化设备中的催化器。经清洗机构的排出口离开的爆炸压力波此时作用于催化器并炸散积垢。
[0037]例如在爆炸混合物的点燃和爆炸期间，排出口对外敞开。
[0038]尤其是在爆炸混合物的点燃和爆炸期间，排出口对外敞开。尤其是在将炸药送入容纳室期间，排出口对外敞开。
[0039]尤其是在包括爆炸混合物送入和爆炸混合物点燃爆炸的完整清洗期间内，排出口是对外敞开的。尤其是排出口可以是无法关闭的。
[0040]爆炸混合物的总体积至少通过在容纳室中的爆炸混合物体积形成。
[0041]可选地，排出口可在将爆炸混合物送入容纳室时被关闭。排出口可以通过封盖被关闭。封盖例如是可安装的。封盖可以是柔性的或刚性的。封盖可以是塑料的。封盖可以是板状的。封盖可以被设计成通过爆炸混合物的爆炸被破坏，因此开放爆炸压力波经排出口向外的路径。爆炸混合物的总体积在此只通过在容纳室中的爆炸混合物体积形成。
[0042]根据本发明的另一方面，至少一部分所加入的爆炸混合物通过清洗机构的排出口被送入容器或设备的内部空间。此时，在内部空间里形成爆炸混合物的云团。该云团被引爆。
[0043]在此情况下，爆炸混合物的总体积包括在清洗机构的容纳室中的爆炸混合物体积和形成在清洗机构外的爆炸混合物的云团体积。
[0044]云团的特征尤其在于，其在内部空间里相对于环境气氛未通过物理手段或通过阻挡物如容器罩被界定。相反，云团边缘区域直接接触环境气氛。
[0045]爆炸混合物总体积在容纳室且尤其是压力供给管路中以可控方式通过点燃装置被点燃。
[0046]如果爆炸混合物的总体积包括云团，则云团连同容纳室内的体积也以可控方式通过点燃装置被引爆。
[0047]点燃装置的点燃有效部件尤其布置在清洗机构中。点燃装置的点燃有效部件例如布置在压力供给管路中或至少有效连接至压力供给管路。
[0048]例如在2秒或更短时间内产生或许包含云团在内的爆炸混合物的总体积。优选在I秒或更短、优选0.5秒或更短、优选0.2秒或更短或甚至0.1秒或更短的时间内产生该总体积。然而，还能在0.03秒或更短时间内产生该总体积。已经发现0.01-0.3秒时间可能是最优的。
[0049]尤其是上述时间包括将爆炸混合物送入容纳室。
[0050]尤其是上述时间从在以下还将描述的用于将至少一个气态成分送入清洗机构的压力供给管路的(多个)计量阀的打开直到关闭计量阀(多个)以结束来计算的。
[0051]尤其是，点燃和进而爆炸混合物的爆炸在控制技术方面与(多个)计量阀的闭的时刻协调。
[0052]尤其紧接在计量阀关闭后进行点燃。点燃尤其至多有很短的延迟。
[0053]尤其为了引入至少一个气态成分和点燃爆炸混合物的在(多个)计量阀打开之间的时隔因此也在上述时间中。
[0054]最后，尤其通过用于将至少一个气态成分送入清洗机构的(多个)计量阀的布置和开关能力在技术上决定了所述时间的下限。
[0055]至少一种气态成分通过至少一个计量阀尤其以如此高的速度被送入清洗机构中以形成爆炸混合物的总体积，即爆炸混合物在压力供给管路中形成压力波前，也被称为冲击波前。
[0056]压力波前在流向上看形成在压力波前之后的爆炸混合物与在压力波前之前的环境气氛之间的边界。
[0057]尤其是在流动方向上的压力波前后面的爆炸混合物具有正压。
[0058]该正压相当于实际压力和环境(气氛)压力之间的压差。所述正压可以是0.5巴或更高，或者I巴或更高，尤其是2巴或更高。该正压可以是2.5巴或更高，甚至是3巴或更尚。
[0059]尤其在上述正压条件下引起爆炸混合物点燃。
[0060]爆炸混合物的特征还在于相对于环境状况的高密度，因为其在压力波前的后面具有正压。这是由于从压力导管引入的压缩气体在点燃的时间点上还没有完全被释放在清洗机构中，而是仍然处于正压，从而被压缩。
[0061]这意味着，根据本发明的条件，大量爆炸混合物被送入清洗机构的每个体积单元，而传统的敞开的清洗系统，其气体输入相当缓慢，并且在形成爆炸混合物的期间但至少在点燃时刻，气体已被释放到环境压力。
[0062]在正压条件下并因此处于高密度的气态成分的引入允许在很短时间内供给大量爆炸混合物。即，本发明的方法允许将大量流体送入清洗机构并在很短时间内点燃该流体。