<B>Verfahren zur Verminderung störender</B> Wirkungen <B>in</B> thermischen <B>Anlagen, welche</B> durch Verbrennungsprodukte der Brennstoffe verursacht werden. 1)ie Erfindung .betrifft, ein Verfahren zur Verminderung störender Wirkungen in ther- inisehen Anlagen, welche durch Verbren nungsprodukte d'er Brennstoffe an den mit denn Verbrennungsgasen in Berührung kom menden Oberflächen verursacht werden.
In thermischen Anlagen, zum Beispiel in Dampfkesselanlagen, in 'Brennkraftmaschinen, in Gasturbinenanlagen., sowie in Heizungsanla gen werden oft. Brennstoffe verwendet, welche einen verhältnismässig hohen Gehalt an Vana- dium sowie andern aschebildenden Bestand teilen, wie beispielsweise Natrium, aufweisen. Bei Überschreitung einer gewissen Höhe der Verbrennungstemperatur können besonders die im Brennstoff enthaltenen Beimengungen anorganischer Art in Form von schmelzenden Verbindungen auftreten, welche Ablagerungen verursachen.
So kann Vanadium-Pentoxyd entstehen, welches einen Schmelzpunkt von 697 C aufweist Lind, fähig ist., auf den mit den Verbrennungsgasen in Berührung kom menden Oberflächen Ablagerungen zu bilden. Diese Ablagerungen wirken sich in mancher lei Hinsicht. störend auf den Betrieb der ther mischen Anlagen aus. Einerseits verändern sie die Strömungswege der Verbrennungs gase, was sich insbesondere in Gasturbinen schädlich auswirkt. So können die Turbinen schaufelungen innert kurzer Betriebszeit.
Ver schmutzungen solchen Ausmasses aufweisen, dass die Schluckfähigkeit der 'Turbine sowie die Strömunäsverhältnisse in den einzelnen Sehaufelkanälen sich unzulässig vermindern und daher die Leistung der Turbine und ihr 'WirkungsgTad empfindlich absinken. Ferner können beispielsweise Ablagerungen an den Rohrleitungen der Überhitzer von Dampf erzeugern eine Verminderung der Wärmeab- gabe der Verbrennungsgase an den zu erhit- <RTI
ID="0001.0039"> zenden, Dampf bewirken.
Derartige Ablagerungen von Vanadium- Pentoxy d sind aber auch in hohem Mass korro sionsgefährlich. 'So ist es bis heute trotz Ver wendung hochwertiger Stähle für die Schau felungen von Gasturbinen nicht gelungen, bei Verbrennung gewisser Schweröle Korro sionen am Schaufelmaterial zu verhindern.
Korrosionsgefährliche Vanadiiunverbindiin- gen treten insbesondere bei Verbrennung va nadiumhaltiger Brennstoffe in verstärktem Masse auf, wenn höhere Verbrennungsdrücke angewendet werden. Diese Erscheinung ist darauf zurückzuführen, dass bei erhöhten Temperaturen und Verbrennungsdrücken der Partialdruck der Vanadiumverbindungen in den Verbrennungsgasen derart. ansteigt, dass diese Verbindungen kondensieren und in eine klebrige Asche -übergeführt werden,
welche auf den mit dem Verbrennungsgas in Berüh rung kommenden Oberflächen feste Ablage rungen bildet und zugleich als Klebemittel für weitere feste Aschenbestandteile wirken kann.
Neben. den Vanadiumverbin.dungen können auch andere Verbrennungsprodukte, insbeson dere aschebildende Produkte wie Natriumver-
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bin < lungen, <SEP> infol--e <SEP> ihres <SEP> niedrigen <SEP> Schmelz punktes <SEP> Ablagerungen <SEP> verursachen, <SEP> welche
<tb> den <SEP> Betrieb <SEP> der <SEP> Anlage <SEP> störend <SEP> beeinflussen.
<tb> Ferner <SEP> können <SEP> versehiedenü <SEP> Eutekti#ka <SEP> anor ganischer <SEP> Bestandteile <SEP> als <SEP> Asche <SEP> auftreten,
<tb> -elche <SEP> einen <SEP> besonders <SEP> niedrigen <SEP> 'Schmelz punkt <SEP> besitzen.
<tb> Die <SEP> genannten <SEP> Ablagerungen <SEP> von <SEP> Vana diumv <SEP> erbind-ungen <SEP> sind <SEP> sehr <SEP> hart <SEP> und <SEP> v <SEP> erur saehen <SEP> mühsame <SEP> Arbeit, <SEP> um <SEP> sie <SEP> zu <SEP> entfernen.
<tb> Gewöhnlich <SEP> lassen <SEP> sie <SEP> sieh <SEP> nur <SEP> auf <SEP> meelia nisehe <SEP> Weise <SEP> abtragen, <SEP> wobei <SEP> die <SEP> Oberfläche
<tb> der <SEP> betroffenen <SEP> Bauteile <SEP> meistens <SEP> beschädigt
<tb> wird.
<SEP> Die <SEP> durch <SEP> die <SEP> Ablagern <SEP> n-en <SEP> verur sachten <SEP> Korrosionen <SEP> greifen <SEP> in <SEP> die <SEP> Tiefe <SEP> des
<tb> Baustoffes, <SEP> so <SEP> dass <SEP> zieht <SEP> nur <SEP> die <SEP> Form <SEP> der
<tb> Oberfläche, <SEP> sondern <SEP> auch <SEP> das <SEP> Gefüge <SEP> des
<tb> Balistoffes <SEP> in <SEP> der <SEP> Tiefe <SEP> nachteilig <SEP> verändert
<tb> wird. <SEP> Diese <SEP> Veränderungen <SEP> können <SEP> bis <SEP> auf
<tb> mehrere <SEP> Millimeter <SEP> Tiefe <SEP> naeligewiesen <SEP> wer den;
<SEP> sie <SEP> verursachen <SEP> beispielsweise <SEP> Rohrbrüche
<tb> in <SEP> Dampfkesselanlagen.
<tb> Da <SEP> es <SEP> bis <SEP> heute <SEP> zieht <SEP> gelungen <SEP> ist, <SEP> Vana dium <SEP> und <SEP> andere, <SEP> störende <SEP> Wirkungen <SEP> verur saehend'e <SEP> Aschenbestandteile <SEP> aus <SEP> dem <SEP> Brenn stoff <SEP> vor <SEP> dessen <SEP> Verbrennung <SEP> auf <SEP> teehniseh
<tb> nutzbringende <SEP> Weise <SEP> zu <SEP> entfernen, <SEP> wurde
<tb> bereits <SEP> versucht, <SEP> mit- <SEP> Hilfe <SEP> von <SEP> Kalziumver bindungen <SEP> diese <SEP> sehädliehen <SEP> Verbrennungs produkte <SEP> zu <SEP> beeinflussen.
<SEP> Diese <SEP> Anstrengun gen <SEP> haben <SEP> indessen <SEP> zieht <SEP> zu <SEP> den <SEP> gewünschten
<tb> Erfolgen <SEP> geführt.
<tb> Vorliegende <SEP> Erfindung <SEP> ermöglicht, <SEP> die <SEP> -e sehilderten <SEP> störenden <SEP> Wirkungen <SEP> zu <SEP> vermin dern. <SEP> Die <SEP> Erfindung <SEP> ist <SEP> d'adureh <SEP> gekennzeich net, <SEP> dass <SEP> dafür <SEP> Sorge <SEP> getragen <SEP> wird, <SEP> dass
<tb> ein <SEP> auf <SEP> die <SEP> störenden <SEP> Verbrennunasproclukte
<tb> einwirkender <SEP> Stoff <SEP> aus <SEP> ltia-nesium\oder <SEP> einer
<tb> Magnesiumverbindung <SEP> zugegen <SEP> ist. <SEP> 'So <SEP> ist <SEP> es
<tb> möglich, <SEP> durch <SEP> Zugabe <SEP> von <SEP> 1lao@nesiumoxyd
<tb> oder <SEP> hlagnesiumkarbonat <SEP> zu <SEP> an <SEP> der <SEP> Verbren nung <SEP> teilnehmenden <SEP> Medien <SEP> bzw.
<SEP> zu <SEP> den <SEP> Ver brennungsprodukten <SEP> die <SEP> gefährlielien <SEP> Vana diumv <SEP> erbindungen <SEP> in <SEP> einen <SEP> Vanadium <SEP> und
<tb> Magnesium <SEP> enthaltenden <SEP> Stoff <SEP> überzuführen,
<tb> welcher <SEP> selbst <SEP> bei <SEP> den <SEP> höchsten <SEP> heute <SEP> üblichen
<tb> Verbrennungstemperaturen <SEP> und <SEP> -di-üeken <SEP> als
<tb> lockere <SEP> und <SEP> pulverartige <SEP> Asche <SEP> anfällt, <SEP> die
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weder <SEP> Korrosionen <SEP> noch <SEP> Ablagerun <SEP> gei:
<SEP> verur sacht.
<tb> Durch <SEP> die <SEP> Zugabe <SEP> von <SEP> JIa@@nesium <SEP> oder
<tb> Ma\niesiuniverbind,ungen <SEP> könnenbeispielsweise
<tb> die <SEP> Vanadiumverbin.dun,,;-eii <SEP> in <SEP> feste <SEP> ehe niiselie <SEP> V <SEP> erbinduno-en <SEP> mit <SEP> deina@nesiun <SEP> i
<tb> übergeführt <SEP> werden, <SEP> welche <SEP> die <SEP> störenden
<tb> I#',rseliein.uzi@-,en <SEP> nicht <SEP> mehr <SEP> v <SEP> erursaehen. <SEP> Es
<tb> ist. <SEP> aber <SEP> auell <SEP> mögliell, <SEP> dal.1) <SEP> die <SEP> Manesium verbindungen <SEP> als <SEP> Lösungsmittel <SEP> in <SEP> Erseliei nung <SEP> treten, <SEP> in <SEP> denen <SEP> die <SEP> sehädliehen <SEP> Ver brennungsprodukte <SEP> zur <SEP> Auflösung <SEP> gelangen.
<tb> Es <SEP> entsteht <SEP> dann <SEP> eine <SEP> Art <SEP> feste <SEP> Lösun;
-, <SEP> welche
<tb> weder <SEP> Korrosionen <SEP> noch <SEP> Ablagerungen <SEP> bewirkt.
<tb> Magnesium <SEP> oder <SEP> die <SEP> Verbindungen <SEP> des
<tb> Magnesiums <SEP> können <SEP> vorteilhaft <SEP> dem <SEP> Brenn stoff <SEP> vor <SEP> dessen <SEP> Verbrennung <SEP> zugegeben. <SEP> wer den. <SEP> Diese <SEP> Arbeitsweise <SEP> eignet <SEP> sieh <SEP> insbeson dere <SEP> bei <SEP> der <SEP> Verbrennunw <SEP> fliissi--er <SEP> Brenn stoffe, <SEP> von <SEP> denen <SEP> sieh <SEP> speziell <SEP> die <SEP> für <SEP> Gas turbinenprozesse <SEP> besonders <SEP> wirtsehaftliehen
<tb> Schweröle <SEP> gewisser <SEP> Provenienz <SEP> dureli <SEP> einen
<tb> hohen <SEP> Gehalt. <SEP> an <SEP> Vanadiuni <SEP> auszeichnen.
<SEP> Da bei <SEP> kann <SEP> fein <SEP> gemahlenes <SEP> Magnesiumozyd
<tb> dem <SEP> zu <SEP> verbrennenden <SEP> Schweröl <SEP> zugegeben
<tb> werden, <SEP> wobei <SEP> ein <SEP> Teil <SEP> in <SEP> Suspension <SEP> und <SEP> ein
<tb> anderer <SEP> Teil <SEP> in <SEP> gelöster <SEP> Form <SEP> im <SEP> Öl <SEP> vorhan den <SEP> sein <SEP> kann. <SEP> Fein <SEP> gemahlenes <SEP> Magnesiuni oxy <SEP> d <SEP> kann <SEP> aber <SEP> auch <SEP> einem <SEP> andein <SEP> der <SEP> an
<tb> der <SEP> Verbrennun;, <SEP> teilnehmenden <SEP> --Medien <SEP> zu gegeben <SEP> werden, <SEP> beispielsweise <SEP> der <SEP> Verbren nungsluft <SEP> oder <SEP> im <SEP> I'bersehuss <SEP> zugeführter
<tb> Kühlluft. <SEP> Ferner <SEP> kann <SEP> Ma;
@nesiuni <SEP> oder <SEP> Ver bindungen <SEP> desselben <SEP> den <SEP> bei <SEP> der <SEP> Verbrennung
<tb> entstehenden <SEP> Verbrennungsgasen <SEP> zugegeben
<tb> werden. <SEP> In <SEP> allen <SEP> Fällen, <SEP> wo <SEP> die <SEP> Zugabe <SEP> an
<tb> ein <SEP> gasförmiges <SEP> Medium <SEP> eHolgt, <SEP> empfiehlt
<tb> es <SEP> sieh, <SEP> Magnesium <SEP> oder <SEP> eine <SEP> Verbindung
<tb> desselben <SEP> im <SEP> betreffenden <SEP> llediuni <SEP> zu <SEP> zerstäu ben. <SEP> Es <SEP> wäre <SEP> auch <SEP> möglieli, <SEP> einem <SEP> flüssigen
<tb> oder <SEP> gasförmigen <SEP> Träger <SEP> Magnesium <SEP> oder
<tb> Verbindun;
-en <SEP> desselben <SEP> beizumischen <SEP> und
<tb> das <SEP> entstehende <SEP> Produkt <SEP> an <SEP> einer <SEP> geeigneten
<tb> Stelle <SEP> des <SEP> thermischen <SEP> Prozesses <SEP> zuzugeben.
<tb> beispielsweise <SEP> in <SEP> den <SEP> Verbrennungsaasen <SEP> zu
<tb> zerstäuben.
<tb> Gewisse <SEP> Verbindunf-en <SEP> des <SEP> lIagnesiums,
<tb> beispielsweise <SEP> das <SEP> OZ@-cl <SEP> oder <SEP> Karbonat, <SEP> kön-
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neu <SEP> vor <SEP> der <SEP> Zu;-abe <SEP> in <SEP> ö11öslieheVerbindun-en
<tb> wie <SEP> Oleat, <SEP> Naphtenat <SEP> oder <SEP> Acetat <SEP> über @-eführt <SEP> und <SEP> beispielsweise <SEP> einem <SEP> flüssigen
<tb> Brennstoff <SEP> vor <SEP> dessen <SEP> Verbrennung <SEP> zuge aeben <SEP> werden.
<tb> Die <SEP> geschilderten <SEP> störenden, <SEP> Wirkungen <SEP> ge ,#,:
<SEP> isser <SEP> Verbrennungsprodukte, <SEP> insbesondere
<tb> der <SEP> Verbindungen <SEP> des <SEP> Vanadiums, <SEP> können
<tb> aber <SEP> auch <SEP> dadurch <SEP> zumindest <SEP> vermindert
<tb> werden, <SEP> dass <SEP> man <SEP> Magnesium <SEP> oder <SEP> Verbin dingen <SEP> desselben <SEP> als <SEP> Bestandteil <SEP> der <SEP> gefähr deten <SEP> Oberflächen <SEP> verwendet, <SEP> welche <SEP> mit <SEP> den
<tb> Verbrennungsgasen <SEP> in <SEP> Berührung <SEP> kommen.
<tb> Polehe <SEP> Oberflächen <SEP> können <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Schicht
<tb> versehen <SEP> werden, <SEP> welche <SEP> Magnesium <SEP> oder
<tb> Verbindungen <SEP> desselben <SEP> enthält. <SEP> Eine <SEP> andere
<tb> Ausfühuaingsform <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> sieht <SEP> vor,
<tb> "olehe <SEP> gefährdeten <SEP> Oberflächen <SEP> mit.
<SEP> magne siumhaltigen <SEP> Verbindungen <SEP> oder <SEP> Lösungen <SEP> zu
<tb> tränken, <SEP> insbesondere <SEP> die <SEP> Oberfläche <SEP> von <SEP> ge sinterten <SEP> Metallen <SEP> oder <SEP> porösen <SEP> keramischen
<tb> Werkstoffen. <SEP> Vorteilhaft <SEP> kann <SEP> diesen, <SEP> Lösun gen <SEP> ein <SEP> geeignetes <SEP> Bindemittel <SEP> beigemischt
<tb> werden, <SEP> zum <SEP> Beispiel <SEP> feuerfester <SEP> Zement.
<tb> Zweckmässig <SEP> kann <SEP> man <SEP> auch <SEP> Bauteile, <SEP> deren
<tb> Oberflächen <SEP> mit <SEP> den <SEP> Verbrennungsgasen <SEP> in
<tb> Berührung <SEP> kommen, <SEP> aus <SEP> Metall <SEP> herstellen,
<tb> welches <SEP> Magnesium <SEP> als <SEP> Legierungsbestandteil
<tb> enthält.
<SEP> Derartige <SEP> Massnahmen <SEP> zum <SEP> Schutz
<tb> der <SEP> Oberfläche <SEP> können <SEP> selbstverständlich <SEP> ge meinsam <SEP> mit. <SEP> der <SEP> Zugabe <SEP> von <SEP> Magnesium
<tb> oder <SEP> Verbindungen <SEP> desselben <SEP> zum <SEP> Brennstoff
<tb> oder <SEP> zii <SEP> den <SEP> Verbrennungsgasen <SEP> erfolgen..
<tb> Das <SEP> Vorhandensein <SEP> von <SEP> lIag <SEP> nesium <SEP> in <SEP> den
<tb> gefährdeten <SEP> Oberflächen <SEP> bewirkt <SEP> die <SEP> Bildung
<tb> einer <SEP> Sehutzsehieht, <SEP> welche <SEP> sich <SEP> allenfalls
<tb> mit. <SEP> einem <SEP> der <SEP> schädlichen <SEP> Verbrennungspro dukte, <SEP> insbesondere <SEP> mit. <SEP> Verbindungen <SEP> des
<tb> Vanadiums, <SEP> chemisch <SEP> verbinden <SEP> kann.
<SEP> Da durch <SEP> wird <SEP> das <SEP> Gefüge <SEP> der <SEP> Oberfläche <SEP> der art <SEP> verändert, <SEP> dass <SEP> Ablagerungen <SEP> und <SEP> Korro sionserscheinungen <SEP> verhindert <SEP> werden <SEP> können.
<tb> Versuche <SEP> im <SEP> Laboratorium <SEP> haben <SEP> gezeigt,
<tb> class <SEP> bei <SEP> entsprechenden <SEP> Betriebsbedinb <SEP> ingen
<tb> die <SEP> schädlichen <SEP> Verbindungen <SEP> des <SEP> Vanadiums
<tb> derart <SEP> mit <SEP> dem <SEP> zugegebenen <SEP> Magnesium <SEP> oder
<tb> Verbindungen <SEP> desselben <SEP> zur <SEP> Reaktion <SEP> ge bracht <SEP> werden <SEP> können, <SEP> dass <SEP> eine <SEP> chemische
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Verbindung <SEP> entsteht. <SEP> So <SEP> wurden <SEP> v <SEP> ersuehs iveise <SEP> gleiche
<tb> von.
<SEP> Vanadium Pentoxyd <SEP> und <SEP> Magnesiumoxyd <SEP> auf <SEP> eine
<tb> Platte <SEP> aus <SEP> hochwertigem <SEP> Stahl, <SEP> welcher <SEP> sich
<tb> zur <SEP> Herstellung <SEP> von <SEP> Gasturbinenschaufeln
<tb> eignet, <SEP> gebracht <SEP> und <SEP> das <SEP> Ganze <SEP> in <SEP> einem
<tb> Ofen <SEP> auf <SEP> 850 <SEP> C <SEP> während <SEP> einiger <SEP> Zeit. <SEP> erhitzt.
<tb> -Nach <SEP> Erkalten <SEP> zeigte <SEP> sich <SEP> auf <SEP> der <SEP> Stahl platte <SEP> ein <SEP> lockerer, <SEP> pulverartiger <SEP> Rückstand,
<tb> dessen <SEP> Feinstruktur <SEP> einer <SEP> röntgenographischen
<tb> Untersuchung <SEP> unterzogen <SEP> wurde.
<SEP> In <SEP> einem
<tb> andern <SEP> Versuch <SEP> wurde <SEP> ,Schweröl <SEP> mit <SEP> einem
<tb> hohen <SEP> Gehalt <SEP> an <SEP> Vanadium <SEP> unter <SEP> erhöhtem
<tb> Druck <SEP> verbrannt <SEP> und <SEP> die <SEP> Verbrennungsgase
<tb> auf <SEP> eine <SEP> Stahlplatte <SEP> gleicher <SEP> Zusammen setzung <SEP> wie <SEP> im <SEP> vorhin <SEP> geschilderten. <SEP> Versuch
<tb> aufprallen <SEP> gelassen. <SEP> Dem <SEP> Schweröl <SEP> wurde <SEP> vor
<tb> seiner <SEP> Verbrennung <SEP> 3lagn.esiumoleat <SEP> zuge geben. <SEP> Nach <SEP> einem <SEP> Dauerversuch <SEP> von <SEP> längerer
<tb> Zeit <SEP> wurde <SEP> die <SEP> Platte <SEP> auf <SEP> Ablagerungen <SEP> und
<tb> Korrosionserscheinungen, <SEP> untersucht.
<SEP> Es <SEP> zeig ten <SEP> sich <SEP> Spuren <SEP> einer <SEP> lockeren, <SEP> pulverartigen
<tb> Ablagerung, <SEP> welche <SEP> sich <SEP> leicht. <SEP> von <SEP> der <SEP> Stahl platte <SEP> lösen <SEP> liess. <SEP> Auch <SEP> diese <SEP> Rückstände <SEP> wur den <SEP> einer <SEP> röntgenographischen <SEP> LTntersuehung
<tb> unterzogen. <SEP> Dabei <SEP> zeigte <SEP> sich, <SEP> dass <SEP> die <SEP> Fein struktur <SEP> beider <SEP> untersuchter <SEP> Ablagerungen
<tb> denselben <SEP> Aufbau <SEP> von <SEP> deutlichem <SEP> Spinell charakter <SEP> zeigten. <SEP> Diese <SEP> Art <SEP> von <SEP> Kristallstruk tur <SEP> ist <SEP> charakteristisch <SEP> für <SEP> feuerfeste <SEP> und
<tb> chemisch <SEP> inaktive <SEP> Substanzen <SEP> mit.
<SEP> ausgeprägt
<tb> hohem <SEP> Schmelzpunkt.
<tb> Praktische <SEP> Versuche <SEP> haben <SEP> gezeigt, <SEP> dass
<tb> besonders <SEP> gute <SEP> Resultate <SEP> durch <SEP> die <SEP> Zugabe
<tb> einer <SEP> Menge <SEP> Magnesiumoxyd, <SEP> von <SEP> 50 <SEP> bis
<tb> 300 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> des <SEP> im <SEP> verwendeten
<tb> Brennstoff <SEP> enthaltenen <SEP> Vanadiums <SEP> erzielt
<tb> werden <SEP> können.
<SEP> Beim <SEP> Betrieb <SEP> thermischer <SEP> An lagen, <SEP> insbesondere <SEP> von <SEP> Gasturbinenanlagen,
<tb> in <SEP> welchen <SEP> einem <SEP> der <SEP> an <SEP> der <SEP> Verbrennung
<tb> teilnehmenden <SEP> Medium <SEP> eine <SEP> solche <SEP> Menge
<tb> Magnesiumoxyd <SEP> zugegeben <SEP> wurde, <SEP> zeigten <SEP> sieh
<tb> auch <SEP> im <SEP> Dauerbetrieb <SEP> weder <SEP> störende <SEP> Ablage rungen <SEP> noch <SEP> die <SEP> Betriebssicherheit <SEP> gefähr=
<tb> dende <SEP> Korrosionserscheinungen;
. <SEP> Eine <SEP> Unter suchung <SEP> der <SEP> von <SEP> den <SEP> Verbrennungsgasen <SEP> mit geführten <SEP> Bestandteile <SEP> ergab, <SEP> dass <SEP> die <SEP> beson ders <SEP> schädlichen <SEP> Verbindungen <SEP> des <SEP> Vana- dien 1s vollständig verschwunden waren und in eine Magnesium enthaltende Verbindung übergeführt wurden, welche sieh nur in lok- kerer, pulverisierter Form nachweisen liess und deren Schmelzpunkt. über den höchsten Oberflächentemperaturen der gefährdeten Bauteile lag.
In gewissen Fällen empfiehlt sich die di rekte Verwendung von Magnesium, welches vorteilhaft in der Verbrennungszone zerstäubt wird. Die dann erfolgende Verbrennung des Magnesiums zu Magnesiumoxyd bewirkt eine Beschleunigung des Verbrennungsvorganges und gewährleistet zugleich, die geschilderten störenden Wirkungen gewisser Verbrennungs produkte zii vermindern.
Die Zugabe von Magnesium oder Verbin dungen desselben hat sich auch in allen jenen Fällen als vorteilhaft erwiesen, in denen der zu verbrennende Brennstoff einen erhöhten Gehalt, an Natrium aufweist. Auch dieses Ele ment fördert. Ablagerungs- und Korrosions- erscheinun.gen an den mit dien Verbrennungs gasen in Berührung kommenden Oberflächen; diese nachteilige Wirkung kann durch das erfindungsgemässe Verfahren weitgehend aus geschaltet werden.
Ferner ergab die Verwendung einer an dern magnesiumhaltigen Verbindung, nämlich die Zugabe von Dolomit 3-g, Ca (C03)2 zu einem der an der Verbrennung teilnehmenden Medien bzw. zu den Verbrennungsprodukten vorzügliche Resultate; auch durch die Zugabe dieser Verbindung können Ablagerungen und Korrosionserscheinungen verhindert werden.
<B> Processes for reducing disruptive </B> effects <B> in </B> thermal <B> systems, which </B> are caused by combustion products of the fuels. 1) The invention relates to a method for reducing disruptive effects in thermal systems which are caused by combustion products of the fuels on surfaces that come into contact with the combustion gases.
In thermal systems, for example in steam boiler systems, in 'internal combustion engines, in gas turbine systems., As well as in Heizungsanla conditions are often. Fuels are used which have a relatively high content of vanadium and other ash-forming constituents, such as sodium. If the combustion temperature exceeds a certain level, the inorganic admixtures contained in the fuel can occur in the form of melting compounds, which cause deposits.
Vanadium pentoxide, which has a melting point of 697 C and is capable of forming deposits on the surfaces that come into contact with the combustion gases, can be formed. These deposits affect each other in some ways. interfering with the operation of the thermal systems. On the one hand, they change the flow paths of the combustion gases, which is particularly harmful in gas turbines. This means that the turbine can be bladed within a short operating time.
Contaminations to such an extent that the ability of the turbine to swallow as well as the flow conditions in the individual Sehaufelkanal are reduced impermissibly and therefore the output of the turbine and its efficiency decrease significantly. Furthermore, for example, deposits on the pipelines of the superheaters of steam generators can reduce the heat dissipation of the combustion gases to the room to be heated
ID = "0001.0039"> shimmer, produce steam.
Such deposits of vanadium pentoxy d are also very dangerous to corrosion. 'Even today, despite the use of high-quality steels for the blades of gas turbines, it has not been possible to prevent corrosion on the blade material when certain heavy oils are burned.
Corrosion-endangering vanadium compounds occur to a greater extent especially when burning fuels containing vanadium when higher combustion pressures are used. This phenomenon is due to the fact that at elevated temperatures and combustion pressures the partial pressure of the vanadium compounds in the combustion gases is so high. increases, that these compounds condense and are converted into a sticky ash,
which forms solid deposits on the surfaces that come into contact with the combustion gas and can also act as an adhesive for other solid ash components.
Next. The vanadium compounds can also contain other combustion products, in particular ash-forming products such as sodium
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bin <lungen, <SEP> infol - e <SEP> of their <SEP> low <SEP> melting point <SEP> cause <SEP> deposits, <SEP> which
<tb> interfering with <SEP> operation <SEP> of the <SEP> system <SEP>.
<tb> Furthermore <SEP> <SEP> can occur differently <SEP> Eutecti # ka <SEP> inorganic <SEP> components <SEP> as <SEP> ash <SEP>,
<tb> -which <SEP> have a <SEP> particularly <SEP> low <SEP> 'melting point <SEP>.
<tb> The <SEP> named <SEP> deposits <SEP> from <SEP> Vana diumv <SEP> bindings <SEP> are <SEP> very <SEP> hard <SEP> and <SEP> v <SEP> he just saw <SEP> tedious <SEP> work, <SEP> to <SEP> remove them <SEP> to <SEP>.
<tb> Usually <SEP> let <SEP> you <SEP> see <SEP> only <SEP> in <SEP> meelia nisehe <SEP> way <SEP> <SEP> where <SEP> is the <SEP> surface
<tb> of the <SEP> affected <SEP> components <SEP> mostly <SEP> damaged
<tb> will.
<SEP> The <SEP> caused by <SEP> the <SEP> deposits <SEP> n-s <SEP> <SEP> corrosion <SEP> affect <SEP> in <SEP> the <SEP> depth <SEP> of
<tb> building material, <SEP> so <SEP> that <SEP> pulls <SEP> only <SEP> the <SEP> form <SEP> the
<tb> surface, <SEP> but <SEP> also <SEP> the <SEP> structure <SEP> of the
<tb> Balistoffes <SEP> in <SEP> the <SEP> depth <SEP> disadvantageously changed <SEP>
<tb> will. <SEP> These <SEP> changes <SEP> can <SEP> to <SEP> on
<tb> several <SEP> millimeters <SEP> depth <SEP> naelig pointed <SEP> are;
<SEP> they <SEP> cause <SEP> for example <SEP> pipe breaks
<tb> in <SEP> steam boiler systems.
<tb> Since <SEP> is pulling <SEP> to <SEP> today <SEP> <SEP> succeeded <SEP>, <SEP> Van dium <SEP> and <SEP> other, <SEP> disturbing <SEP> Effects <SEP> causing <SEP> ash components <SEP> from <SEP> the <SEP> fuel <SEP> before <SEP> its <SEP> combustion <SEP> on <SEP> teehniseh
<tb> Beneficial <SEP> way <SEP> to <SEP> remove <SEP> was
<tb> already tried <SEP> to <SEP> with <SEP> help <SEP> from <SEP> calcium compounds <SEP> to <SEP> influence these <SEP> very good <SEP> combustion products <SEP>.
<SEP> These <SEP> efforts <SEP> have <SEP> meanwhile <SEP> attracts <SEP> to <SEP> the <SEP> desired
<tb> Successes <SEP> led.
<tb> The present <SEP> invention <SEP> enables <SEP> to reduce the <SEP> -e illustrated <SEP> disruptive <SEP> effects <SEP> to <SEP>. <SEP> The <SEP> invention <SEP> is <SEP> d'adureh <SEP> marked, <SEP> that <SEP> <SEP> care <SEP> is taken <SEP>, <SEP> that
<tb> a <SEP> on <SEP> the <SEP> disruptive <SEP> combustion products
<tb> active <SEP> substance <SEP> from <SEP> ltia-nesium \ or <SEP> one
<tb> Magnesium compound <SEP> is present <SEP>. <SEP> 'So <SEP> is <SEP> it
<tb> possible, <SEP> by <SEP> addition <SEP> of <SEP> 1lao @ nesiumoxide
<tb> or <SEP> magnesium carbonate <SEP> to <SEP> at <SEP> of <SEP> combustion <SEP> participating <SEP> media <SEP> resp.
<SEP> for <SEP> the <SEP> combustion products <SEP> the <SEP> dangerous <SEP> Vana diumv <SEP> connections <SEP> in <SEP> a <SEP> vanadium <SEP> and
<tb> Magnesium <SEP> containing <SEP> substance <SEP>,
<tb> which <SEP> itself <SEP> at <SEP> the <SEP> highest <SEP> today <SEP> usual
<tb> Combustion temperatures <SEP> and <SEP> -di-üeken <SEP> as
<tb> loose <SEP> and <SEP> powder-like <SEP> ash <SEP> accumulates, <SEP> the
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neither <SEP> corrosion <SEP> nor <SEP> deposit <SEP> gei:
<SEP> causes.
<tb> With <SEP> the <SEP> addition <SEP> from <SEP> JIa @@ nesium <SEP> or
<tb> Ma \ niesiuniverbind, ungen <SEP> can for example
<tb> die <SEP> Vanadiumverbin.dun ,,; - eii <SEP> in <SEP> fixed <SEP> before niiselie <SEP> V <SEP> erbinduno-en <SEP> with <SEP> deina @ nesiun <SEP > i
<tb> transferred to <SEP>, <SEP> which <SEP> the <SEP> interfering
<tb> I # ', rseliein.uzi @ -, en <SEP> not <SEP> any more <SEP> v <SEP>. <SEP> It
<tb> is. <SEP> but <SEP> sometimes <SEP> possible, <SEP> since.1) <SEP> the <SEP> manesium compounds <SEP> as <SEP> solvent <SEP> enter <SEP> elimination <SEP> , <SEP> in <SEP> in which <SEP> the <SEP> sehädliehen <SEP> combustion products <SEP> reach <SEP> resolution <SEP>.
<tb> <SEP> results in <SEP> then <SEP> a <SEP> type <SEP> fixed <SEP> solution;
-, <SEP> which one
<tb> causes neither <SEP> corrosion <SEP> nor <SEP> deposits <SEP>.
<tb> Magnesium <SEP> or <SEP> the <SEP> connections <SEP> des
<tb> Magnesium <SEP> can <SEP> advantageously <SEP> added to the <SEP> fuel <SEP> before <SEP> its <SEP> combustion <SEP>. <SEP> will. <SEP> This <SEP> mode of operation <SEP> is suitable for <SEP> see <SEP> in particular <SEP> with <SEP> the <SEP> combustion and <SEP> flow <SEP> fuels, <SEP> from <SEP> to which <SEP> see <SEP> especially <SEP> the <SEP> for <SEP> gas turbine processes <SEP> especially <SEP> for commercial purposes
<tb> Heavy oils <SEP> of a certain <SEP> provenance <SEP> dureli <SEP> one
<tb> high <SEP> salary. Award <SEP> to <SEP> Vanadiuni <SEP>.
<SEP> Since with <SEP>, <SEP> can <SEP> finely ground <SEP> Magnesiumozyd
<tb> added to the <SEP> to <SEP> burning <SEP> heavy fuel oil <SEP>
<tb>, <SEP> where <SEP> a <SEP> part <SEP> in <SEP> suspension <SEP> and <SEP>
<tb> other <SEP> part <SEP> in <SEP> dissolved <SEP> form <SEP> in <SEP> oil <SEP> which <SEP> can be <SEP>. <SEP> Fine <SEP> ground <SEP> Magnesiuni oxy <SEP> d <SEP> can <SEP> but <SEP> also <SEP> one <SEP> and one <SEP> the <SEP>
<tb> of the <SEP> combustion air; <SEP> participating <SEP> media <SEP> are given to <SEP>, <SEP> for example <SEP> of the <SEP> combustion air <SEP> or <SEP> in the <SEP> I overshoot <SEP> supplied
<tb> cooling air. <SEP> Furthermore <SEP> can <SEP> Ma;
@nesiuni <SEP> or <SEP> connections <SEP> of the same <SEP> the <SEP> with <SEP> of the <SEP> combustion
<tb> resulting <SEP> combustion gases <SEP> added
<tb> be. <SEP> In <SEP> all <SEP> cases, <SEP> where <SEP> gives the <SEP> addition <SEP>
<tb> a <SEP> gaseous <SEP> medium <SEP> follows, <SEP> recommends
<tb> it <SEP> see, <SEP> magnesium <SEP> or <SEP> a <SEP> connection
<tb> of the same <SEP> in the <SEP> relevant <SEP> llediuni <SEP> to <SEP> atomize. <SEP> <SEP> <SEP> would also be <SEP> possible, <SEP> a <SEP> liquid
<tb> or <SEP> gaseous <SEP> carrier <SEP> magnesium <SEP> or
<tb> connection;
-en <SEP> of the same <SEP> to add <SEP> and
<tb> the <SEP> resulting <SEP> product <SEP> to <SEP> a suitable <SEP>
<tb> Place <SEP> of the <SEP> thermal <SEP> process <SEP> to be added.
<tb> for example <SEP> in <SEP> the <SEP> combustion areas <SEP>
<tb> atomize.
<tb> Certain <SEP> connections <SEP> of the <SEP> lIagnesium,
<tb> for example <SEP> the <SEP> OZ @ -cl <SEP> or <SEP> carbonate, <SEP> can
EMI0003.0001
new <SEP> before <SEP> the <SEP> to; -abe <SEP> in <SEP> ö11öslieheVerbindun-en
<tb> like <SEP> oleate, <SEP> naphtenate <SEP> or <SEP> acetate <SEP> via @ -does <SEP> and <SEP> e.g. <SEP> a <SEP> liquid
<tb> Fuel <SEP> before <SEP> whose <SEP> combustion <SEP> is added <SEP>.
<tb> The <SEP> described <SEP> disruptive, <SEP> effects <SEP> ge, # ,:
<SEP> isser <SEP> combustion products, <SEP> in particular
<tb> of the <SEP> compounds <SEP> of the <SEP> vanadium, <SEP> can
<tb> but <SEP> also <SEP> thereby <SEP> at least <SEP> reduced
<tb>, <SEP> that <SEP> one <SEP> Magnesium <SEP> or <SEP> connect things <SEP> of the same <SEP> as <SEP> component <SEP> of the <SEP> endangered <SEP> Surfaces <SEP> used, <SEP> which <SEP> with <SEP> den
<tb> Combustion gases <SEP> come into <SEP> contact <SEP>.
<tb> Polehe <SEP> surfaces <SEP> can <SEP> with <SEP> a <SEP> layer
<tb> provided <SEP>, <SEP> which <SEP> magnesium <SEP> or
<tb> Contains <SEP> connections of the same <SEP>. <SEP> One <SEP> other
<tb> Embodiment <SEP> of the <SEP> invention <SEP> provides <SEP>,
<tb> "olehe <SEP> endangered <SEP> surfaces <SEP> with.
<SEP> magne sium-containing <SEP> compounds <SEP> or <SEP> solutions <SEP>
<tb> soak, <SEP> especially <SEP> the <SEP> surface <SEP> of <SEP> sintered <SEP> metals <SEP> or <SEP> porous <SEP> ceramic
<tb> materials. <SEP> <SEP> can advantageously <SEP> mixed with these <SEP> solutions <SEP> with a <SEP> suitable <SEP> binder <SEP>
<tb>, <SEP> for <SEP> example <SEP> refractory <SEP> cement.
<tb> Expediently <SEP> <SEP> one <SEP> can also <SEP> components, <SEP> their
<tb> surfaces <SEP> with <SEP> the <SEP> combustion gases <SEP> in
<tb> touch <SEP> come, make <SEP> from <SEP> metal <SEP>,
<tb> which <SEP> magnesium <SEP> as <SEP> alloy component
<tb> contains.
<SEP> Such <SEP> measures <SEP> for <SEP> protection
<tb> of the <SEP> surface <SEP> can of course <SEP> <SEP> together with <SEP>. <SEP> the <SEP> addition <SEP> of <SEP> magnesium
<tb> or <SEP> connections <SEP> of the same <SEP> to the <SEP> fuel
<tb> or <SEP> zii <SEP> the <SEP> combustion gases <SEP>.
<tb> The <SEP> presence <SEP> of <SEP> lIag <SEP> nesium <SEP> in <SEP> den
<tb> endangered <SEP> surfaces <SEP> causes <SEP> the <SEP> formation
<tb> a <SEP> eye protection, <SEP> which <SEP> <SEP> at best
<tb> with. <SEP> one <SEP> of the <SEP> harmful <SEP> combustion products, <SEP> in particular <SEP>. <SEP> connections <SEP> des
<tb> Vanadium, <SEP> can chemically combine <SEP> <SEP>.
<SEP> Since <SEP> changes <SEP> the <SEP> structure <SEP> of the <SEP> surface <SEP> of the type <SEP>, <SEP> that <SEP> deposits <SEP> and <SEP> Corrosion phenomena <SEP> prevented <SEP> can <SEP>.
<tb> Tests <SEP> in the <SEP> laboratory <SEP> have shown <SEP>,
<tb> class <SEP> with <SEP> corresponding <SEP> operating conditions <SEP> in
<tb> the <SEP> harmful <SEP> compounds <SEP> of the <SEP> vanadium
<tb> like this <SEP> with <SEP> the <SEP> added <SEP> magnesium <SEP> or
<tb> Connections <SEP> of the same <SEP> to the <SEP> reaction <SEP> brought <SEP> can <SEP>, <SEP> that <SEP> a <SEP> chemical
EMI0003.0002
Connection <SEP> is established. <SEP> So <SEP> <SEP> v <SEP> were iveise <SEP> the same
<tb> of.
<SEP> vanadium pentoxide <SEP> and <SEP> magnesium oxide <SEP> on <SEP> one
<tb> Plate <SEP> made of <SEP> high quality <SEP> steel, <SEP> which <SEP> itself
<tb> for <SEP> production <SEP> of <SEP> gas turbine blades
<tb> is suitable, <SEP> brings <SEP> and <SEP> the <SEP> whole <SEP> in <SEP> one
<tb> Oven <SEP> on <SEP> 850 <SEP> C <SEP> for <SEP> some <SEP> time. <SEP> heated.
<tb> -After <SEP> cooling down <SEP> <SEP> showed <SEP> on <SEP> the <SEP> steel plate <SEP> a <SEP> loose, <SEP> powder-like <SEP> residue,
<tb> whose <SEP> fine structure <SEP> an <SEP> radiographic
<tb> Examination <SEP> has been subjected to <SEP>.
<SEP> In <SEP> a
<tb> another <SEP> attempt <SEP> was <SEP>, heavy fuel oil <SEP> with <SEP> one
<tb> high <SEP> content <SEP> of <SEP> vanadium <SEP> under <SEP> increased
<tb> Pressure <SEP> burns <SEP> and <SEP> the <SEP> combustion gases
<tb> on <SEP> a <SEP> steel plate <SEP> with the same <SEP> composition <SEP> as <SEP> in <SEP> previously described <SEP>. <SEP> try
<tb> bounce <SEP> relaxed. <SEP> <SEP> was preceded by <SEP> heavy fuel oil <SEP>
<tb> Add <SEP> 3lagn.esiumoleat <SEP> to its <SEP> combustion. <SEP> After <SEP> a <SEP> continuous attempt <SEP> by <SEP> longer
<tb> time <SEP> was <SEP> the <SEP> disk <SEP> on <SEP> deposits <SEP> and
<tb> Corrosion phenomena, <SEP> examined.
<SEP> <SEP> <SEP> showed <SEP> traces <SEP> of a <SEP> loose, <SEP> powder-like
<tb> deposit, <SEP> which <SEP> can <SEP> easily. <SEP> let <SEP> detach <SEP> from <SEP> the <SEP> steel plate <SEP>. <SEP> Also <SEP> these <SEP> residues <SEP> were the <SEP> of a <SEP> X-ray <SEP> L examination
<tb> subjected. <SEP> <SEP> showed <SEP>, <SEP> that <SEP> the <SEP> fine structure <SEP> of both <SEP> examined <SEP> deposits
<tb> showed the same <SEP> structure <SEP> of <SEP> clear <SEP> spinel character <SEP>. <SEP> This <SEP> type <SEP> of <SEP> crystal structure <SEP> is characteristic <SEP> for <SEP> refractory <SEP> and <SEP>
<tb> chemically <SEP> inactive <SEP> substances <SEP> with.
<SEP> pronounced
<tb> high <SEP> melting point.
<tb> Practical <SEP> experiments <SEP> have shown <SEP> that <SEP>
<tb> especially <SEP> good <SEP> results <SEP> through <SEP> the <SEP> addition
<tb> a <SEP> amount of <SEP> magnesium oxide, <SEP> from <SEP> 50 <SEP> to
<tb> 300 <SEP> Weight percent <SEP> of the <SEP> used in the <SEP>
<tb> fuel <SEP> contained <SEP> vanadium <SEP> achieved
<tb> will <SEP> can.
<SEP> When <SEP> operation of <SEP> thermal <SEP> systems, <SEP> especially <SEP> of <SEP> gas turbine systems,
<tb> in <SEP> which <SEP> a <SEP> the <SEP> to <SEP> the <SEP> combustion
<tb> participating <SEP> medium <SEP> a <SEP> such a <SEP> amount
<tb> Magnesium oxide <SEP> was added <SEP>, <SEP> showed <SEP> see
<tb> also <SEP> in <SEP> continuous operation <SEP> neither <SEP> disturbing <SEP> deposits <SEP> nor <SEP> the <SEP> operational safety <SEP> danger =
<tb> dende <SEP> signs of corrosion;
. <SEP> A <SEP> investigation <SEP> of the <SEP> of <SEP> the <SEP> combustion gases <SEP> with guided <SEP> components <SEP> showed <SEP> that <SEP> the <SEP> The particularly harmful <SEP> compounds <SEP> of the <SEP> Vanadien 1s had completely disappeared and were converted into a magnesium-containing compound, which could only be detected in loose, powdered form and its melting point. was above the highest surface temperatures of the components at risk.
In certain cases it is advisable to use magnesium directly, which is advantageously atomized in the combustion zone. The subsequent combustion of the magnesium to magnesium oxide accelerates the combustion process and at the same time ensures that the described disruptive effects of certain combustion products are reduced.
The addition of magnesium or its compounds has also proven to be advantageous in all those cases in which the fuel to be burned has an increased sodium content. This element is also beneficial. Appearances of deposits and corrosion on the surfaces that come into contact with the combustion gases; this disadvantageous effect can largely be switched off by the method according to the invention.
In addition, the use of a compound containing magnesium, namely the addition of dolomite 3-g, Ca (CO 3) 2 to one of the media involved in the combustion or to the combustion products, gave excellent results; Adding this compound can also prevent deposits and corrosion.