Einrichtung an Dampfkesseln zur Erwärmung des Speisewassers, Verstärkung der Wasserzirkulation und Abführung der Unreinigkeiten. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an Dampfkesseln zur Erhitzung des Speise wassers, Verstärkung des Wasserumlaufes im Kessel und Ausscheidung der Unreinigkeiten, bei welcher das Speisewasser durch eine im Kessel angeordnete Vorrichtung zum Mischen mit einem zu seiner Erhitzung dienenden heissen Medium, vorteilhaft Kesselwasser oder Dampf, geleitet wird.
Die so erhaltene Mi schung wird allenfalls unter Zusatz eines Kesselsteinlösernittels, durch ein der Misch vorrichtung angeschlossenes Ausscheidungs rohr geleitet, dessen Austrittsende ungefähr gegen ein über dem Ablassventil angeordnetes Fangblech gerichtet ist.
Die Abb. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung schematisch an einem Flammenrohrkessel, während Abb. 2 eine be sondere Ausführungsart des Ausscheidungs rohres darstellt. Abb. 3 und 4 zeigen bei spielsweise Ausführungsarten einer Wasser- und Dampfzuführung zum Mischapparat im grösseren Massatabe.
Das Wasser wird durch die Speiseleitung a (Abb. 1) in den Kessel und zur Mischvor- richtung b geführt. Bei besonders langen Kesseln und stark ölhaltigem oder schäumen dem Wasser (Kondensat, Seewasser u. dergl.) können mehrere dieser Vorrichtungen in Ab ständen hintereinander angeordnet werden, um den ganzen Wasserspiegel rein zu halten. Das der Mischvorrichtung b zufliessende Wasser wird am Wasserspiegel durch ein Leitbleoh d entnommen, welches mit einem Schwimmer e ausgerüstet ist.
Bei dem in den Abbildungen gezeigten Beispiel ist das Zeitblech d als Trichter ausgeführt, wodurch ein gleich mässiges Absaugen der Unreinigkeiten von allen Seiten des Wasserspiegels erfolgt. Der Einlauftrichter d, welcher auf dem Saug stutzen r geführt ist, wird durch den Schwim mer e dauernd in einem bestimmten Abstand unter den Wasserspiegel gehalten. Die Weiter führung des Wassers erfolgt durch ein Aus scheidungsrohr t', dessen Austrittsende y in mehrere Zweige geteilt sein kann (Abb. 2), zum Kesselboden, oder zu den Stellen des Kessels mit geringem Wasserumlauf.
Die Austrittsöffnung des Rohrendes g nach Abb.1 ist zum Beispiel rund oder schlitzförmig aus- gebildet, so dass das Wasser dem zur Ver fügung stehenden Raum entsprechend ent weder als Strahl oder fächerartig austritt. Der Austritt ist ungefähr gegen das Ablass- ventil 7c gerichtet, über welchem durch ein Fangblech i eine Schlammsammelkammer mit ruhender Wasserschicht gebildet ist.
Bei langen Kesseln werden zweckmässig mehrere Austrittsöffnungen hintereinander angebracht (Abb. 2), um den Wasserumlauf an verschie denen Stellen zu verstärken.
Das durch die Mischvorrichtung b ge drückte Speisewasser wird hierin, sowie in dem langen Ausscheidungsrohr f mit Wasser aus dem heissesten Bereich des Kessels ver mischt und kann nur stark erhitzt zum Austrittsende g gelangen. Das der Mischvor richtung b durch die Leitbleche cl zufliessende, am Wasserspiegel entnommene Wasser zieht den auf der Oberfläche schwimmenden sehaum- artigen Schlamm und ebenso etwa vorhan denes<B>01</B> mit in die Mischvorrichtung.
Hierin und im Ausscheidungsrohr wird der Schlamm von den daran haftenden Dampfbläschen ge trennt, wodurch er schwerer als Wasser wird und nicht wieder aufsteigen kann, während das Öl irn Rohr f in enge Berührung mit den Schlammteilchen gebracht wird und mit diesen eine käsige Masse bildet, die ebenfalls schwerer als Wasser ist und somit sinkt. Da hierdurch die Bildung einer Öldecke sicher verhindert wird, bildet diese Vorrichtung gleichzeitig eine Sicherheit gegen Siedeverzug.
Da zur Erwärmung des Speisewassers mindestens die gleiche Menge heissen Kessel wassers vorn Wasserspiegel mit zum Rohr f' und zu der kältesten ruhenden Wasserschicht des Kessels gelangt, so erfolgt hier ein starker Auftrieb, während das Kesselwasser dauernd nachgereinigt wird, da der ganze Kesselinhalt täglich wieder durch die Vorrichtung geführt wird.
Kesselsteinlösemittel,wie Soda usw., welche in bekannter Weise mit dem Speisewasser eingeführt werden, müssen, um volle Wirkung zu erreichen, im Überschuss gegeben werden, wodurch, abgesehen von den höheren Kosten, besonders an Stellen mit geringem Umlauf, Übersättigung mit den bekannten Folgen ein tritt. Bei Verwendung der, gezeichneten Vor richtung wird die Sodalösung in der Misch vorrichtung, sowie im Rohr f gleichmässig im Wasser verteilt und kommt schon hier voll zur Wirkung, da das Wasser gleichzeitig stark erhitzt wird.
Hierdurch wird der Soda verbrauch bedeutend geringer als bei der bisher gebräuchlichen unmittelbaren Einfüh rung in das Kesselwasser, und als weiterer Vorteil kommt hinzu, dass die Kesselstein bildner bereits im Rohr f ausgeschieden und sofort dem Abschlammventil zugeführt werden, ohne erst in den obern Kesselraum zu ge langen. Bei den bekannten Vorrichtungen zur ,'inführung von Sodalauge mit dem Speise wasser durch kurze Rohre, worin eine Aus scheidung nicht erfolgen kann, kommt die Sololauge erst im Kessel selbst zur Wirkung, und es lagern sich die Ausscheidungen an allen Kesselstellen ab, so dass nur ein ge ringer Teil davon durch Abschlämmen ent fernt werden kann.
Wird das Speisewasser, wie jetzt gebräueh- lich, in die oberste Wasserschicht eingeführt, so wird, da hier gleioh eine starke Erwär mung erfolgt; der kohlensaure Kalk ausge schieden, welcher besonders in der Nähe der Speiserohrmündung starke, ausgedehnte Stein ablagerungen bildet, die oft das Ausglühen oder Einbeulen der Flammrohre oder Heiz- röhren zur Folge haben.
Bei der Einrichtung der beschriebenen Art werden die bereits im Rohr f ausgeschiedenen Kesselsteinbildner durch die Wasserströmung mit nach unten gerissen und in die durch das Fangblech z gebildete Sammelkammer getrieben, gelangen also überhaupt nicht in den obern Wasser raum des Kessels.
In der Mischvorrichtung sind schräge oder schraubenförmige Leitstege h angeordnet, wo durch das zuströmende heisse Kesselwasser in drehende beziehungsweise wirbelnde Be wegung versetzt wird. Hierdurch wird nicht nur die weitere V6'ärmeaufnahme an der Rohr wand erhöht und ein Ansetzen von Kessel stein im Rohr f verhindert, sondern die Aus scheidung erfolgt auch bedeutend schneller und in grobkörniger verdichteter Form, so d:if. ein Aufwirbeln der ausgeschiedenen Be- sta dteile vom Kesselboden nicht zu befürch ten ist.
Die kohlensauren Salze werden bereits bei zirka<B>100'</B> C aus dem Wasser ausge schieden, während zur Ausscheidung der schwefelsauren Salze eine höhere Temperatur erforderlich ist. Bei Kesseln mit höherem Druck erreicht das Wasser in der Mischvor richtung .die erforderliche Temperatur ohne weiteres und ist der Zusatz eines Kesselstein lösemittels nicht nötig, wenn die Wasserhärte nicht überwiegend auf schwefelsaure Salze zurückzuführen ist. Bei Kesseln mit ge ringerem Druck kann die erforderliche Er hitzung des Speisewassers durch Zuführung von Kesselwasser zur Mischvorrichtung je doch nicht immer mit Sicherheit erreicht werden. Es ist dann zweckmässig, Kessel dampf mit in den Saugraum der Mischvor richtung einzuführen, wie beispielsweise in Abb. 3 dargestellt.
Hierbei ist in der Mitte des Einlauftrichters d ein Dampfzuführungs- rohr an angebracht, dessen Querschnitt der jeweilig erforderlichen Dampfzusatzmenge ent sprechend gewählt wird. Bei Nieder-Dampf- anlagen ist die Wassertemperatur so gering, dass die zur Ausscheidung der Steinbildner erforderliche Erwärmung des zugespeisten Wassers hierdurch ausgeschlossen ist.
Da in solchen Anlagen ölhaltiges oder stark schäu mendes Wasser nicht verwendet wird, er übrigt sich auch ein Absaugen des Wasser spiegels; weshalb in diesem Falle zweckmässig kein Einlauftrichter zur Anwendung kommt, Abb. 4, sondern der Dampf wird direkt durch den Saugstutzen r in die Mischvorrichtung geleitet.
Bei Verwendung von Kesselsteinlösemit- teln ist es mit den bekannten Zusatzvorrich tungen nicht möglich, dem Speisewasser das Lösemittel immer im richtigen Verhältnis zuzuführen. Wird beispielsweise mit einer Kolbenpumpe andauernd gespeist, so ist die Wassergeschwindigkeit im Speiserohr gering und deshalb in der Zeiteinheit nur ein kleiner Zusatz des Lösemittels erforderlich, während beine Speisen durch. einen Iejektor in der selben Zeiteinheit grosse Wassermengen -mit entsprechend grosser Geschwindigkeit durch das Speiserohr strömen, so dass der erforder liche Zusatz bedeutend grösser sein muss.
Im Saugraum der Mischvorrichtung L entsteht nun durch die Düsenwirkung ein Unterdruck, welcher bei grösserer Wassergeschwindigkeit grösser und bei geringerer Wassergeschwindig keit kleiner ist. Wird nun das Lösemittel (Sodalauge etc.) in diesen Saugraum geleitet, so wird hiervon immer eine der veränder lichen Wassergeschwindigkeit, bezw. Wasser menge genau entsprechende Menge angesaugt, ohne dass ein Nachstellen des Regulierventils am Laugenbehälter erforderlich wird, wenn es einmal für die Wasserzusammensetzung passend eingestellt ist.
Die Laugenleitung n ist nach Abb. 3 dabei unmittelbar an den Sang raum der Mischvorrichtung b angeschlossen, oder nach Abb. 4 an eine besondere Saug düse p, welche der Mischvorrichtung b vor geschaltet ist.
Equipment on steam boilers to heat the feed water, increase water circulation and remove impurities. The invention relates to a device on steam boilers for heating the feed water, increasing the water circulation in the boiler and eliminating the impurities, in which the feed water is passed through a device arranged in the boiler for mixing with a hot medium used for its heating, advantageously boiler water or steam becomes.
The mixture obtained in this way is passed, if necessary with the addition of a scale dissolver, through a discharge pipe connected to the mixing device, the outlet end of which is directed approximately towards a catch plate arranged above the drain valve.
Fig. 1 shows an embodiment of the new device schematically on a flame tube boiler, while Fig. 2 is a special embodiment of the excretion tube. Fig. 3 and 4 show, for example, embodiments of a water and steam supply to the mixer on a larger scale.
The water is fed through the feed line a (Fig. 1) into the boiler and to the mixing device b. In the case of particularly long boilers and water with a high content of oil or foaming (condensate, seawater, etc.), several of these devices can be arranged one behind the other in order to keep the entire water level clean. The water flowing into the mixing device b is withdrawn at the water level through a Leitbleoh d, which is equipped with a float e.
In the example shown in the figures, the time plate d is designed as a funnel, which means that the impurities are sucked off evenly from all sides of the water level. The inlet funnel d, which is guided on the suction nozzle r, is kept constantly at a certain distance below the water level by the float e. The water continues through a separation pipe t ', the outlet end y of which can be divided into several branches (Fig. 2), to the boiler bottom, or to the points of the boiler with little water circulation.
The outlet opening of the pipe end g according to Fig. 1 is, for example, round or slit-shaped, so that the water exits either as a jet or in a fan-like manner, depending on the space available. The outlet is directed approximately towards the drainage valve 7c, above which a sludge collecting chamber with a static water layer is formed by a catch plate i.
In the case of long boilers, it is advisable to install several outlet openings one behind the other (Fig. 2) in order to increase the water circulation at various points.
The feed water pressed through the mixing device b is mixed with water from the hottest area of the boiler in this and in the long separation pipe f and can only reach the outlet end g when it is very heated. The water flowing into the mixing device b through the baffles cl and taken at the water level pulls the foam-like sludge floating on the surface and any existing <B> 01 </B> into the mixing device.
Here and in the discharge pipe the sludge is separated from the vapor bubbles adhering to it, whereby it becomes heavier than water and cannot rise again, while the oil in pipe f is brought into close contact with the sludge particles and forms a cheesy mass with them is also heavier than water and therefore sinks. Since this reliably prevents the formation of an oil blanket, this device also provides security against delayed boiling.
Since at least the same amount of hot boiler water at the water level reaches the pipe f 'and the coldest still water layer of the boiler to heat the feed water, there is strong buoyancy here, while the boiler water is continuously cleaned, as the entire boiler content is passed through every day the device is guided.
Scale solvents, such as soda, etc., which are introduced in a known manner with the feed water, must be added in excess in order to achieve their full effect, which, apart from the higher costs, especially in places with little circulation, oversaturation with the known consequences entry. When using the device shown, the soda solution is evenly distributed in the water in the mixing device and in the pipe f and is already fully effective here, as the water is heated strongly at the same time.
As a result, the soda consumption is significantly lower than with the direct introduction into the boiler water, which was customary up to now, and there is a further advantage that the scale formers are already eliminated in pipe f and immediately fed to the blow-down valve without first entering the upper boiler room long. In the known devices for, 'introduction of soda lye with the feed water through short pipes, in which a separation can not be made, the brine only comes into effect in the boiler itself, and the precipitates are deposited at all boiler points, so that only a small part of it can be removed by blowdown.
If the feed water, as is now customary, is introduced into the uppermost water layer, then, since a strong warming also takes place here; the carbonate of lime is precipitated, which forms strong, extensive stone deposits, especially near the mouth of the feeder, which often cause the flame tubes or heating tubes to burn out or dent.
In the device of the type described, the scale formers already excreted in the pipe f are torn down by the water flow and driven into the collecting chamber formed by the catch plate z, so they do not get into the upper water space of the boiler at all.
In the mixing device, inclined or helical guide webs h are arranged, where the incoming hot boiler water is set in rotating or swirling motion. This not only increases the further V6'heat absorption on the pipe wall and prevents scale build-up in the pipe, but also separates it out much faster and in a coarse-grained, compacted form, so d: if. there is no fear of whirling up the precipitated constituents from the boiler bottom.
The carbonic acid salts are already eliminated from the water at around <B> 100 '</B> C, while a higher temperature is required for the separation of the sulfuric acid salts. In boilers with higher pressure, the water in the mixing device easily reaches the required temperature and the addition of a scale solvent is not necessary if the water hardness is not primarily due to sulfuric acid salts. In the case of boilers with lower pressure, the required heating of the feed water by supplying boiler water to the mixing device cannot always be achieved with certainty. It is then appropriate to introduce boiler steam into the suction chamber of the mixing device, as shown in Fig. 3, for example.
In this case, a steam supply pipe is attached in the middle of the inlet funnel d, the cross section of which is selected in accordance with the required amount of steam added. In the case of low-steam systems, the water temperature is so low that the heating of the water fed in, which is necessary to remove the stone-forming agents, is excluded.
Since oil-containing or strongly foaming water is not used in such systems, it also leaves out a suction of the water level; which is why in this case it is advisable not to use an inlet funnel, Fig. 4, but instead the steam is fed directly through the suction port r into the mixing device.
When using scale dissolver, it is not possible with the known additional devices to always add the solvent to the feed water in the correct ratio. If, for example, a piston pump is used to feed continuously, the water velocity in the feed pipe is low and therefore only a small amount of solvent is required in the unit of time while the food is through. an ejector in the same time unit large amounts of water flow through the feed pipe at a correspondingly high speed, so that the required addition must be significantly greater.
In the suction chamber of the mixing device L, the nozzle effect creates a negative pressure which is greater at a higher water speed and lower at a lower water speed. If the solvent (soda lye, etc.) is now passed into this suction chamber, one of the changeable water speed will always be. The amount of water drawn in is exactly the same amount, without having to readjust the regulating valve on the tub, once it has been set appropriately for the water composition.
The liquor line n is connected directly to the singing chamber of the mixing device b according to Fig. 3, or according to Fig. 4 to a special suction nozzle p, which is connected to the mixing device b before.