DD270751A1

DD270751A1 - ARRANGEMENT FOR THE PROTECTION OF HEAT EXCHANGERS

Info

Publication number: DD270751A1
Application number: DD31490088A
Authority: DD
Inventors: Guenter Materne; Guenter Heidan; Guenter Strauss; Joachim Wacks; Rudolf Neumann
Original assignee: Schwarze Pumpe Gas Veb
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1989-08-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schutz von Waermetauschern den Schutz des Eintrittsbereiches von Roehrenwaermetauschern, insbesondere in Kraftwerken. Dadurch soll die Betriebszeit der Waermetauscher erhoeht werden. Aufgabe der Erfindung ist, den Eintrittswirbel des Gases im Waermetauscher zu beseitigen und damit lokale Taupunktunterschreitungen der Rauchgase verbunden mit lokaler Saeurekorrosion zu vermeiden. Die Loesung beinhaltet ein Durchstecken der Heizflaechenrohre durch den Lochboden bzw. ein Vornhalten von Leithuelsen fuer die einzelnen Heizflaechenrohre auf dem Lochboden des Waermetauschers. Damit wird eine Beruhigung der Gasstroemung im Einlaufgebiet verbunden mit einer Vergleichmaessigung des Waermeueberganges und einer Absenkung der Rauchgasendtemperatur erreicht. Durch Modifikation der durchgestreckten Laenge der Heizflaechenrohre bzw. der Laenge der Leithuelsen kann eine Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen erfolgen.The invention relates to an arrangement for the protection of heat exchangers, the protection of the inlet region of tubular heat exchangers, especially in power plants. This should increase the operating time of the heat exchangers. The object of the invention is to eliminate the entrance vortex of the gas in the heat exchanger and thus avoid local dew point of the flue gases associated with local acid corrosion. The solution includes a Durchsteckcken the Heizflaechenrohre through the hole bottom or a Vorvorhalten Leithuelsen for each Heizflaechenrohre on the hole bottom of the heat exchanger. Thus, a calming of the gas flow in the inlet area is combined with a Vergleichmaessigung the Waermeueberganges and a reduction of the flue gas end temperature achieved. By modification of the elongated length of the Heizflaechenrohre or the length of Leithuelsen can be made to adapt to the respective operating conditions.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft den Schutz von korrosion*- und verschleißgefährdeten Rohren in den Eintrittsbereichen von Wärmetauschern insbesondere in Kraftwerken.The invention relates to the protection of corrosion-prone and wear-prone pipes in the entry areas of heat exchangers, especially in power plants.

Characteristic of the known state of the art

Für Dampfkessel neuerer Bauart werden vorwiegend Röhrenluftvorwärmer liegender Bauart eingesetzt. Diese Bauform hat gegenüber den Ptattenluftvorwärmem sowohl technisch-technologische, wie auch fertigung«- und instandhaltungstechnische Vorteile. Die Rohrbereiche am Eintritt der Kaltluft sind derart gefährdet, daß es rauchgasseitig durch Säurekorrosion zur Abtragung der Rohrwandungen bis zum Durchbruch kommt, wodurch eine weitere Schädigung der Anlagen eingeleitet wird.For steam boilers of recent design predominantly tube air preheater lying type are used. This design has over the Ptattenluftvorwärmem both technical-technological, as well as manufacturing «- and maintenance technical advantages. The pipe sections at the inlet of the cold air are so endangered that it comes on the flue gas side by acid corrosion to remove the pipe walls to breakthrough, causing further damage to the equipment is initiated.

Durch das Stromungsverhalten von Luft oder Rauchgas aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen bei der Einströmung in Rohre von Wärmetauschern, die in einen Lochboden eingeschweißt sind, entsteht ein Eintrittswirbel, der den Wärmeübergang bzw. Verschleiß in diesem Bereich stark erhöht und zu Schäden durch Korrosion und Erosion führt.Due to the flow behavior of air or flue gas from the combustion of fossil fuels in the inflow into tubes of heat exchangers, which are welded into a perforated bottom, creates an entrance vortex, which greatly increases the heat transfer or wear in this area and damage due to corrosion and erosion leads.

Die bisher bekannten technischen Lösungen bestehen sowohl in technologischen Schaltungen zum Schutz dieser Bereiche, wie auch in der Abdeckung der gefährdeten Rohre. So wird z. B. in der sogenannten Kaltluftumgebung der Vorwärmer kaltluftseitig umfahren, bis genügend Wärme zur Vorwärmung bereitstehtThe hitherto known technical solutions exist both in technological circuits for the protection of these areas, as well as in the cover of the endangered pipes. So z. B. in the so-called cold air surrounding the preheater cold air side, until sufficient heat is available for preheating

Bei der Heißluftrückführung wird ein Teilstrom erwärmter Luft in die Saugleitung der Kaltluftzuführung zurückgeführt, um das Temperaturniveau der Kaltluft am Eintritt anzuheben.In the hot air return, a partial stream of heated air is returned to the suction line of the cold air supply to raise the temperature level of the cold air at the inlet.

Eine weitere technische Lösung ist das Einschieben von distanzierten Rohren in den Einlaufbereich, wodurch eine zusätzliche Lufthülle zwischen den Rohren geschaffen wird.Another technical solution is the insertion of distanced pipes in the inlet area, creating an additional air envelope between the pipes is created.

Durch Ausfüllen der Eintrittsbereiche auf der wärmegebenden Seite des Vorwärmers mit Beton wird der gefährdete Bereich gegen den Eintritt des Korrosionsmediums nach einem anderen Verfahren geschützt.By filling the entry areas on the heat-emitting side of the preheater with concrete, the endangered area is protected against entry of the corrosive medium by another method.

Die genannten Verfahren sind gekennzeichnet durch negative Veränderungen der Ökonomie des Wärmetauschers oder durch Verlagerung der Schädigung in Richtung des strömenden Mediums.The methods mentioned are characterized by negative changes in the economics of the heat exchanger or by shifting the damage in the direction of the flowing medium.

In DD-WP 233170 ist eine Vorrichtung zur Minderung des rauchgasseitigen Verschleißes der Rohre enthalten, wobei auf die oberen drei Rohrreihen Halbschalen aufgeschweißt werden. Diese Vorrichtung erfordert einen hohen fertigungstechnischen Aufwand. Weiterhin kommt es infolge der Querschnittsveränderungen nach dem Aufsetzen der Schutzschalen zur Verwirbelung und Strahlablenkung des Gases und damit zu erhöhtem erosiven Verschleiß an den nachfolgenden Rohrteilen.In DD-WP 233170 a device for reducing the flue gas side wear of the tubes is included, being welded to the upper three rows of tubes half shells. This device requires a high manufacturing effort. Furthermore, it comes as a result of cross-sectional changes after placing the protective shells for swirling and beam deflection of the gas and thus increased erosive wear of the subsequent pipe parts.

In DE-AS 3236054 ist eine Einrichtung dargestellt, welche die Anbringung von Gittern verschiedener Ausführung für die Rauchgasentwicklung zum Schutz von Wärmetauscherrohren gegen abrasiven Verschleiß vorsieht. Die Anordnung von Leitgittern auf Heizflächenrohren setzt voraus, daß die anschließenden Rohrbereiche stoßfrei und mit einer kaum realisierbaren Meßgenauigkeit ausgeführt sind. Aufgrund der relativ groben Bauweise der Kesselbauteile kommt es zur Strahlablenkung und zu ungewollten Verwirbelungen des Mediums.In DE-AS 3236054 a device is shown, which provides the attachment of gratings of different design for the flue gas development for the protection of heat exchanger tubes against abrasive wear. The arrangement of guide rails on Heizflächenrohren requires that the subsequent pipe sections are smooth and executed with a hardly realizable accuracy. Due to the relatively coarse design of the boiler components, it comes to the beam deflection and unwanted turbulence of the medium.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Betriebszeit von Wärmetauschern zu erhöhen.The aim of the invention is to increase the operating time of heat exchangers.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, den bei der Einströmung entstehenden Gaswirbel im gefährdeten Eintrittsbereich von Wärmetauschern zu beseitigen und damit lokale Taupunktunterschreitungen der Rauchgase und Säurekorrosion in diesem Bereich zu vermeiden.The object of the invention is to eliminate the gas vortex created during the inflow in the vulnerable inlet region of heat exchangers and thus to avoid local dew point undershooting of the flue gases and acid corrosion in this area.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, indem die Heizflächenrohre durch den Lochboden des Wärmetauschers gesteckt oder zusätzliche Leithülsen mit gleichen Strömungsbedingungen wie die anschießenden Heizflächenrohre und mit gleicher Wandstärke und gleichem Durchmesser bündig und zentrisch auf dem Lochboden den eigentlichen Heizflächenrohren vorgeschaltet werden. Durch diese Gestaltung wird ein wirbelfreies Anströmen des Vorwärmers bewirkt und der Wärmeübergang an der Gesamtlänge der Heizflächenrohre vergleichmäßigt. Die Abmessung der Leithülsen ist der derAccording to the invention this is achieved by the Heizflächenrohre plugged through the hole bottom of the heat exchanger or additional Leithülsen with the same flow conditions as the anschießenden Heizflächenrohre and with the same wall thickness and the same diameter flush and centered on the hole bottom the actual Heizflächenrohren. By this design, a vortex-free flow of the preheater is effected and made uniform the heat transfer to the total length of Heizflächenrohre. The dimension of the guide tubes is the

Heizflächenrohre angepaßt, so daß eine homogene stoßfreie Strömung gewährleistet wird. Durch Variierung der Länge der Leithülsen bzw. der durchgesteckten Teile der Heizflächenrohre anhand des zu erwartenden Schadensbildes ist eine Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen möglich.Heizflächenrohre adapted so that a homogeneous shock-free flow is ensured. By varying the length of the guide sleeves or the inserted parts of Heizflächenrohre on the basis of the expected damage pattern adaptation to the respective operating conditions is possible.

Die Erfindung ist an stehenden und liegenden Röhrenwärmeaustauschern mit unterschiedlicher Zielstellung zur Korrosionsverhinderung bzw. Verschleißverlagerung anwendbar.The invention is applicable to stationary and horizontal tubular heat exchangers with different objectives for preventing corrosion or wear displacement.

Ausfühningtoeispiel

Die Erfindung soll an einem Beispiel erläutert werden. Dazu ist die erfindungsgemäße Anordnung in einer Zeichnung dargestellt Auf den Lochboden 1 ist die Leithülse 3 zentrisch zum Heizflächenrohr 2 aufgesetzt und in einer vorgewählten Montage- und Schweißfolge 4 montiert. Durch die geänderte Anströmung wird der Eintrittswirbel des Mediums vor dem Eintritt in das zu schützende Heizflächenrohr 2 so beruhigt, daß sich die gewollten Wärmeübergangs- und Verschleißbedingungen einstellen. Durch die Modifizierung der Leithülsenlänge oder der Heizrohrlänge in den einzelnen Bereichen kann eine Anpassung des Schutzes an die unterschiedlich gefährdeten Heizflächenbereiche erfolgen, wodurch die zur Zeit durch Abdeckung unwirksame Heizfläche genutzt werden kann.The invention will be explained by way of example. For this purpose, the arrangement according to the invention is shown in a drawing on the hole bottom 1, the guide sleeve 3 is placed centrally to Heizflächenrohr 2 and mounted in a preselected assembly and welding sequence 4. Due to the changed flow of the entrance vortex of the medium is so calmed before entering the Heizflächenrohr to be protected 2 that set the desired heat transfer and wear conditions. By modifying the Leithülsenlänge or the heating tube length in the individual areas of the protection can be adapted to the differently vulnerable Heizflächenbereiche, whereby the currently ineffective cover by heating surface can be used.

Claims

Claim:

1. Arrangement for the protection of heat exchangers, characterized in that the Heizflächenrohre plugged through the hole bottom of the heat exchanger or guide sleeves with the same diameter and the same turning power and the same flow conditions as the subsequent Heizflächenrohre on the hole bottom are flush and centered.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the length of the plugged through the hole bottom of the heat exchanger Heizflächenrohre or the length of the guide sleeves is modified according to the expected specific damage pattern and according to the specific flow conditions.