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Einrichtung zur Entschlammung des Speisewassers von Dampfkesselanlagen
Die Heiz- und Kühlflächen sowie der gesamte Kreislauf einer Dampfkraftanlage, insbesondere
für hohe Drücke, müssen zur Erzielung günstiger Wärmeaustauschzahlen, zur Verhinderung
von Korrosionen und zur Erreichung langer Dauerbetriebszeiten von allen Verunreinigungen
freigehalten werden. Vor Inbetriebnahme einer Dampfanlage werden alle Anlageteile
gründlich gesäubert. Diese Säuberung kann aber nicht verhindern, daß im Laufe des
Betriebes durch Dampfspaltung, durch örtliche Verzunderung infolge Überhitzung und
durch Oxydation der Innenwand als Folge unvermeidlicher geringer Einbrüche von Luftsauerstoff
ständig bestimmte Mengen von Eisenoxyden entstehen.
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Zur Ausfällung von Resthärten im Speisewasserkreislauf, die z. B.
durch Undichtheiten der Oberflächen-Kondensatoren auftreten, wird das Speisewasser
mit kleinen Mengen Trinatrium-Phosphat geimpft. Auch hierdurch entsteht eine gewisse
Menge an Schlamm. Die aus feinkörnigen Eisenoxyden und feinen Körnchen unlöslicher
Salze bestehenden Schlammmengen führen zu einem Verschleiß der Maschinen und Rohrleitungen
und setzen sich auf den Turbinenschaufeln sowie in den toten Ecken von Behältern
und Apparaten ab, wo sie Anlaß zu Korrosionen und Wirkungsgradverschlechterungen
geben.
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Bei einer Vorrichtung in Dampfkesseln zum Abschäumen und Abschlammen
des Kesselwassers ist eine auf dem Kesselboden liegende Abschlammleitung bekannt,
die mit Löchern zum Abführen des Schlammes versehen ist. Der am Boden des Kessels
liegende Schlamm soll von dem im Kessel herrschenden Druck durch die Löcher in die
Abschlammleitung hineingedrückt und in dieser abgeführt werden. Diese Abschlammvorrichtung
muß druckfest ausgeführt werden, eine Filterung des Schlammes und damit eine Wiedergewinnung
des mit dem Schlamm abgeführten Kesselwassers und dessen Wärmeinhaltes ist nicht
vorgesehen.
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Die Filterung schlammhaltigen Kesselwassers ist bei einem Verfahren
zum Verhindern der Schlammablagerung im Verteiler eines Zwangumlaufkessels bekannt,
nach dem an den Stellen des Verteilers, an denen sich Stauräume bilden könnten,
eine Wasserströmung erzeugt werden soll, indem diese Stellen durch eine Rohrleitung
mit einer Stelle geringeren Druckes des Zwangkreislaufes verbunden werden. Auch
die nach diesem Verfahren betriebene Anlage steht unter dem vollen Kesseldruck.
Die erzeugte Wasserströmung bedingt eine ständige Strömungsbewegung am Boden der
Kesseltrommel, so daß ein Absetzen feinster Schlammteile im Kessel oder in der Trommel
verhindert wird.
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Bei einem Schlammfang für Speisewasserbehälter, insbesondere für Lokomotiven,
soll unterhalb der Abflußöffnung des Speisewasserbehälters ein mit einer Siebplatte
versehener kegelstumpfförmiger Kasten vorgesehen sein, in den ein Saugrohr, das
von einer Seite hinein und dann senkrecht nach oben geführt ist, mit einem Siebrohr
durch die Siebplatte in den Speisewasserbehälter hineinragt. Ferner soll ein Schlammventil
vorhanden sein. Dieser Schlammfang ist für den in neuzeitlichen Kraftanlagen anfallenden
Schlamm nicht geeignet, da dieser eine so feine Verteilung aufweist, daß er durch
die in diesem Schlammfang angeordneten Siebvorrichtungen hindurchgeht. Außerdem
wird bei der Entleerung des Trichters von Schlamm auch das Schlammwasser entfernt
und geht damit für den Speisewasserkreislauf verloren. Auch diese Anlage arbeitet
im Hochdruckgebiet, so daß die gesamte Reinigungsanlage für hohe Drücke und Temperaturen
und damit entsprechend teuer ausgelegt werden muß.
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Die obengenannten TNTachteile treffen in gleicher Weise für ein Verfahren
zur Verminderung des Abscheidens von Kesselstein in Dampfkesseln, insbesondere Lokomotivkesseln,
zu, nach dem das Wasser nach Erwärmung zwecks Ausscheidung von Kesselstein aus dem
Kessel einem Abscheider zugeführt und von diesem gereinigt wieder in den Kessel
zurückgeleitet wird. Auch hier befindet sich die Flüssigkeit in einem ständigen
Kreislauf und in Zonen erhöhter Strömungsgeschwindigkeit. Würde man diese Anlage
zur Filterung des bei modernen Kesselanlagen anfallenden feinen Schlammes heranziehen,
so würde sich dieser feine Schlamm in ständiger Bewegung befinden und sich überhaupt
nicht absetzen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zur Entschlammung des Speisewassers von Dampfkesselanlagen mit Filterung des durch
Dampfspaltung, Verzunderung und Oxydation entstehenden Eisenoxydschlammes undRückführung
des entschlammten Speisewassers in den Speisewasserbehälter. Die bei bekannten Anlagen
auftretenden Nachteile des Verlustes des im Schlamm enthaltenen Speisewassers und
der in diesem enthaltenen Wärme, ferner die hohe Strömungsgeschwindigkeit am Boden
des Speisewasserbehälters, die ein Absetzen des feinen Eisenoxydschlammes verhindert,
und die durch den hohen Kesseldruck zwangläufig bedingte druckfeste Ausführung der
Entschlammungsvorrichtungen werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der
Speisewasserbehälter auf seiner gesamten Bodenfläche mit muldenförmigen Schlammfangtrichtern
versehen ist, die über Rohrstutzen und einen gemeinsamen Sammler mit einer Pumpe
und einem Druckfilter verbunden sind. Ferner können am Boden des Speisewasserbehälters
mehrere gelochte Rohrstücke eingebaut sein, die über absperrbare Ventile mit der
Saugleitung in Verbindung stehen.
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Da die Einrichtung zur Entschlammung des Speisewassers sich in Zonen
geringster Strömungsgeschwindigkeit befindet, kann der aus kleinsten Partikelchen
bestehende Schlamm ohne Störung auf die Bodenfläche absinken. Er wird in verschiedenen
Trichtern aufgefangen, so daß für den Fall, daß an einer Stelle eine besonders intensive
Abführung des Schlammes erforderlich sein sollte, die an diesen Stellen gelegenen
Ventile der Schlammwasserabzugsleitungen weiter geöffnet werden können, als die
Ventile für den Abzug der weniger mit Schlamm beaufschlagten Zonen. Da der Sammler
selbst drucklos ist, kann er entsprechend leicht ausgeführt werden. Die muldenförmigen
Schlammfangtrichter begünstigen die ungestörte Schlammablagerung. Da das sich im
Sammler absetzende Schlamm-Wasser-Gemisch träge ist und der geringe Druck im Speisewasserbehälter
nicht ausreicht, um es durch ein Filter zu drücken, ist eine Umwälzpumpe vorgesehen,
die das Schlamm-Wasser-Gemisch durch ein aus Metalldrahtsieben oder Platten aus
Mineralwolle bestehendes Druckfilter preßt. Das auf diese Weise gereinigte Speisewasser
wird dann dem Speisewasserkreislauf wieder zugeführt.
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Auf diese Weise wird die dem Gegenstand der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe der Erfassung des bei modernen Dampfkesselanlagen anfallenden feinsten Schlammes,
der Wiedergewinnung der in diesem enthaltenen Wärme und des im Schlamm noch enthaltenen
Speisewassers gelöst.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dar.
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Nach Fig. 1 sind im unteren Teil des Speisewasserbehälters 1 muldenförmige,
aus Blech bestehende Schlammfangtrichter 2 angeordnet, die zu Rohrstutzen 3 und
von dort in einen Sammler 4 führen. An diesem Sammler 4 ist ein Rohr 5 angeschlossen.
Das schlammhaltige Wasser wird kontinuierlich mittels der Pumpe 6 durch ein mit
Metallgaze ausgestattetes Druckfilter 7 und durch die Rohrleitung 8 wieder in den
Speisewasserbehälter 1 zurückgeführt. Wenn auf kontinuierlichen Dauerbetrieb Wert
gelegt wird, kann parallel zum Druckfilter 7 ein zweites Druckfilter 7 a oder eine
weitere Pumpe angeordnet werden. Die Schieber 9, 10 und 11 dienen zum Abschalten
der Pumpen oder der Druckfilter zwecks Reinigung und Überholung.
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In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform, aus Gründen der Vereinfachung
aber ohne muldenförmige Schlammfangtrichter, gezeigt. Hier wird der Schlamm aus
dem unteren Teil des Speisewasserbehälters 12 durch T-förmige Rohrstücke 13 abgezogen,
die über die Ventile 14 in eine Saugleitung 15 führen. Die im Inneren des Speisewasserbehälters
12 waagerecht liegenden Rohrstücke 13 sind mit Löchern versehen, die in der Rohrmitte,
d. h. in der Nähe der Ableitungsstelle des Schlammwassers in den senkrecht nach
unten führenden Stutzen, einen kleinen Durchmesser haben, während die weiter außen
befindlichen Löcher größere Durchmesser aufweisen. Dies ist wichtig, damit das schlammhaltige
Wasser an allen Stellen der Rohrstücke 13 gleichmäßig abgezogen wird. Das schlammhaltige
Wasser wird wieder durch die Pumpe 16 über das Druckfilter 17 in den Speisewasserbehälter
zurückgeführt. Meistens haben die Speisewasserbehälter noch einen aufgesetzten Mischvorwärmer-Entgaser.
In solchen Fällen führt man das Wasser am besten zwecks Nachentgasung in diesen
Entgaser zurück. Mit dieser Maßnahme ist der weitere Vorteil verbunden, daß das
Wasser im Kreislauf ständig nachentgast wird.
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Während des Betriebes können einzelne Stränge der Schlammwasserabzugleitungen
aus den Speisewasserbehältern abgesperrt werden, um an einer Stelle eine besonders
intensive Abführung des Schlammwassers zu erzielen. Die Ventile werden dann der
Reihe nach geöffnet und wieder geschlossen. Der Vorteil des Gegenstandes der Erfindung
besteht insbesondere darin, daß die geringen anfallenden Schlammmengen sofort aus
dem Kreislauf abgezogen und durch das Filter entfernt werden, so daß sich der Kreislauf
mit Eisenoxyden und Schlamm gar nicht erst anreichern kann.
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Der Gegenstand der Erfindung kann auch in bereits bestehende Anlagen
eingebaut werden.