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Vorrichtung zum hydraulischen Abfördern von Asche, Schlacke, Flugasche,
Staub und sonstigen Verbrennungsrückständen aus Feuerungen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum hydraulischen Abfördern von Asche, Schlacke, Flugasche,
Staub und sonstigen Verbrennungsrückständen aus Feuerungen, bei der sowohl die spezifisch
schweren Asche- und Schlacketeile als auch die spezifisch leichte Flugasche und
der Staub einem gemeinsamen Sammelbehälter zugeführt werden, dessen unterer Teil
mit Wasser gefüllt ist, und als einheitliches Gemisch aus diesem Sammelbehälter
abgezogen werden.
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Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die beispielsweise
den Kesselanlagen von Kraftwerken das gleichzeitige Abfördern schwerer Asche- und
Schlacketeile einerseits und leichter Flugasche und Staub andererseits ermöglicht.
Asche und Schlacke sollen dabei auf hydraulische Weise von den Aschebunkern der
Kesselanlage und die Flugasche und der Staub pneumatisch von den Flugasche-und Staubfiltern
der Anlage abgezogen und einem gemeinsamen Sammelbehälter zugeführt werden, dessen
unterer Teil mit Wasser gefüllt ist. Aus diesem gemeinsamen Sammelbehälter soll
dann ein einheitliches Gemisch von Wasser mit Asche, Schlacke, Flugasche, Staub
usw. abgezogen werden.
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Es ist bereits bekannt, Asche in Form von großen, festen Teilen, die
als Bodenasche oder Schlacke anfallen und meist über ein Mahlwerk vom Feuerraum
eines Ofens oder einer Kesselfeuerung in einen Aschebunker laufen, hydraulisch von
diesem Aschebunker zu einem Schacht, Standrohr oder Sammelkessel zu leiten.
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Es ist auch bekannt, die zerkleinerte Asche und Schlacke aus einem
Aschebunker pneumatisch zu einem Schacht oder Standrohr zu fördern, in welchem sie
durch herabrieselndes Wasser gelöscht werden, und dann von dort das Gemisch von
Wasser mit Asche und Schlacke gemeinsam wegzufördern.
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Ferner ist es bekannt, Asche und Schlacke über Mahlwerke zu leiten
und pneumatisch zu einem Sammelkessel zu fördern, der in Art eines Zyklons ausgebildet
ist und von Zeit zu Zeit an seinem unteren Auslaß geöffnet wird, um die angesammelten
Asche-und Schlacketeile über einen rohrförmigen Unterteil des Sammelkessels und
einen Wassertrog abzuziehen.
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Schließlich ist es auch bekannt, Asche in Form feinen, trockenen Staubes,
wie er mit den Abgasen aus der Brennkammer ausgetragen und in den Entstaubungskammern
und Filtern gesammelt wird, pneumatisch über eine Leitung zu einem Zyklonabscheider
zu befördern. Die Vereinigung der beiden Fraktionen von abzufördernden Feststoffen
hat sich aber bisher noch nicht durchführen lassen, da bei dem Fördern und Behandeln
der Bodenasche und Schlacke völlig andere technische Bedingungen als bei dem Fördern
und Behandeln von Flugasche und Staub auftreten.
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Beim pneumatischen Fördern unterscheiden sich nämlich die notwendigen
Bedingungen bezüglich des Druckes und der Strömungsgeschwindigkeit der fördernden
Luft für Asche- und Schlacketeile einerseits und Flugasche und Staub andererseits
sehr erheblich voneinander, so daß die Vereinigung der beiden pneumatisch geförderten
Fraktionen in einem gemeinsamen Sammelbehälter nicht möglich war. Auch bei dem hydraulischen
Abziehen der Asche- und Schlacketeile war die Vereinigung der beiden Fraktionen
in einem gemeinsamen Sammelbehälter bisher aus den folgenden, näher erläuterten
Gründen nicht möglich.
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Bei der hydraulischen Fördervorrichtung für die Asche- und Schlacketeile
besaß nämlich bisher der Sammelbehälter an den Seitenwandungen Zu- und Abfiußeinrichtungen,
die ein schnelles Entfernen des mit der Asche eintretenden Wassers erlaubten. Würde
man feine Asche in das Wasser eines solchen Sammelbehälters führen, so würde sie
mit dem Wasser
ausströmen und sehr bald die Ausflußrohrleitung
verstopfen.
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Andererseits wurden bisher für das Abscheiden von Flugasche und Staub
Zyklonabscheider mit verhältnismäßig großem Volumen verwendet, um ein kontinuierliches
Strömen des trockenen Staubes aus den Filtern in den Abscheider zu bewirken. Dabei
müssen bei derartigen Anlagen vor allem die Leitungen trocken gehalten werden, damit
kein Staub an ihnen festhaftet und den Durchgang durch die Leitungen teilweise oder
völlig verschließt. Außerdem müssen die bekannten zyklonartigen Staubabscheider
zu ihrem Entleeren geöffnet werden, so daß das in ihnen beim Betrieb aufrechterhaltene
Vakuum zusammenbricht. Die bekannten Staubabscheider können daher nur im unterbrochenen
Betrieb eingesetzt werden, so daß sie auch aus diesem Grund sich nicht als gemeinsamer
Sammelbehälter für die pneumatisch zugeführten leichten Teile, wie Flugasche und
Staub, und die hydraulisch zugeführten schweren Teile, wie Asche und Schlacke, eignen.
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Durch die Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß
die pneumatisch betriebene Förderleitung für die spezifisch leichten Fraktionen
(Flugasche, Staub) und die hydraulisch betriebene Förderleitung für die spezifisch
schweren Fraktionen (Asche, Schlacke) beide oberhalb des automatisch innerhalb eines
bestimmten Bereiches gehaltenen Wasserspiegels in den gemeinsamen Sammelbehälter
einmünden.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich durch einen einwandfreien,
ununterbrochenen Betrieb aus. Sie ist in ihrem Aufbau wesentlich einfacher und übersichtlicher,
als die bisher bekannten Abscheide- und Abförderanlagen. Es genügt jetzt eine einzige
Rohrleitung und eine einzige Pumpe, um beide Arten von Asche zu einem Abfallplatz,
beispielsweise einer Halde, zu befördern. Das gleichzeitige Fördern beider Arten
von Asche in den Abscheider sowie die gleichzeitige Entfernung der Aschearten aus
dem Abscheider setzen Zeit- und Arbeitsaufwand des Bedienungspersonals herab. Die
Verwendung einer einzigen Rohrleitung für beide Arten von Asche und Wasser hat den
bedeutenden Vorteil, daß sich die Staubasche beim gemeinsamen Durchströmen eines
Rohres bei hoher Geschwindigkeit mit dem Wasser mischt und einen Schlamm oder eine
Aufschlämmung bildet, die die Bodenasche oder Schlacke suspendiert und mitträgt,
ohne daß sie an das Rohr anstößt. Durch die Erfindung wird daher der Verschleiß
der Abförderrohrleitung wesentlich herabgesetzt. Andererseits neigt der Staub bei
den bisher bekannten Anlagen dazu, sich in kesselsteinartigen Krusten an der Innenfläche
der Rohrleitungen zu sammeln. Durch das gemeinsame Abführen von Grober Asche und
Staub kommt es jetzt nicht mehr in solchem Maß zu Krustenbildungen.
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Zweckmäßig wird der gemeinsame Sammelbehälter als Zyklon ausgebildet,
in welchen sowohl die pneumatisch betriebene Förderleitung für die spezifisch leichten
Fraktionen als auch die hydraulisch betriebene Förderleitung für die spezifisch
schweren Fraktionen tangential einmünden.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann zur
Förderung der spezifisch leichten Fraktionen in dem oberen Teil des gemeinsamen
Sammelbehälters durch eine Pumpe oder einen Ventilator ein entsprechender Unterdruck
erzeugt werden, während zur Förderung der spezifisch schweren Fraktionen mittels
einer Flüssigkeit ein die Strömungsgeschwindigkeit dieser Flüssigkeit regelndes
Ventil vorgesehen sein kann, das durch Schwankungen des Differenzdruckes zwischen
einem oberen und einem unteren Wasserstand in dem Sammelbehälter gesteuert wird.
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Zur Feststellung der Schwankungen des Differenzdruckes ist eine Einrichtung
vorgesehen, die den Differenzdruck zwischen einer Stelle oberhalb des Wasserspiegels
und einer Stelle unterhalb des Wasserspiegels in dem gemeinsamen Sammelbehälter
erfühlt und das Ventil in Abhängigkeit von Änderungen dieses Differenzdruckes steuert.
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Eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung wird im folgenden
an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die schematische Darstellung
einer gemäß der Erfindung ausgeführten Vorrichtung, wie sie bei einer Doppelkesselfeuerung
eines Kraftwerkes Anwendung findet, F i g. 2 die schematische Seitenansicht eines
Teiles der Vorrichtung nach F i g. 1, F i g. 3 in größerem Maßstab eine Seitenansicht
entsprechend der Linie III-III der F i g. 1, F i g. 4 einen lotrechten Schnitt durch
die Einrichtung zur Messung des Differenzdruckes in dem gemeinsamen Sammelbehälter.
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Nach F i g.1 sind die Kessel A und B mit Schlackekästen
1 und 2 versehen, die die Bodenasche oder Schlacke aufnehmen, und mit Staubbehältern
3 und 4,
in denen die Flug- oder Staubasche gesammelt wird, die von
den aus der Brennkammer zu den Essen strömenden Gasen mitgeführt worden ist. Ein
Becken oder Sumpf 5 ist über eine Rohrleitung 6 und Abzweigungen 6 und 6 b mit den
Schlackekästen 1 und 2 verbunden, und zwar über eine Einrichtung 8, die die
aus den Schlackekästen entfernte Asche aufnimmt und hydraulisch über die Leitungen
zu dem Sammelbehälter 5 fördert.
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Von Luft durchströmte Mischventile 10 nehmen aus den Staubbehältern
3 und 4 den in diesen Behältern gesammelten Staub auf und geben ihn
in Leitungen 11 ab, die ebenfalls an den Sammelbehälter 5
angeschlossen
sind.
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Zur Erzeugung des Unterdruckes in dem Sammelbehälter kann eine Ejektorpumpe,
beispielsweise eine Flüssigkeitsstrahlpumpe, oder ein Gebläse verwendet werden.
Ein solches Gebläse ist mit seinem Ansaugstutzen mit dem oberen Teil des Sammelbehälters
5 verbunden und durch einen geeigneten Filter geschützt, der zwischen dem Ansaugstutzen
des Gebläses und dem Sammelbehälter 5 eingesetzt ist. Das Gebläse erzeugt an den
Ventilen 10 ein Vakuum von etwa 180 mm Ouecksilbersäule.
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Insbesondere aus den F i g. 2 und 3 ist ersichtlich, daß unter dem
Kessel oder Ofen A ein Aschekasten 1
angeordnet ist, der die Asche aufnimmt,
die normalerweise aus den Feuerstellen des Kessels ausfällt. Dieser Behälter weist
einen Schieber 20 auf, der automatisch betätigt werden kann. Gemäß der Zeichnung
wird er durch Flüssigkeitsdruck betätigt, der auf einen (nicht gezeigten) Kolben
eines Zylinders 21 ausgeübt wird, wobei die Kolbenstange 22
mit dem
Schieber 20 verbunden ist. Es kann ein Zusatzbehälter 23 vorgesehen sein,
der mit Mahlwerken 24 ausgerüstet ist, um die Schlacke so fein zu zermahlen,
daß sie durch eine Rohrleitung 6 von beispielsweise
20 cm Durchmesser
gefördert werden kann.
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Dem Zusatzbehälter 23 und, wenn gewünscht, auch dem Behälter 1 kann
Wasser zugeführt werden, das dazu dient, die Bodenasche oder Schlacke von dem Zusatzbehälter
23 durch ein Rohr 25 auszutragen.
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In F i g. 2 ist auch die Einrichtung 8 dargestellt, die die in dem
Zusatzbehälter 23 anfallende Bodenasche oder Schlacke zu dem Sammelbehälter 5 fördert.
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Diese Einrichtung besteht aus einer Wirbel- oder Spüleinrichtung,
die die Asche aus der Leitung 25 aufnimmt und in die Rohrleitung 6 abgibt. Die Einrichtung
8 weist eine Erweiterung 26 auf, in die das Rohr 25 mündet, und eine
Hochdruckwasserleitung 31, die vor oder unter dem Auslaßende des Rohres 25 in die
Erweiterung mündet. In der Rohrleitung 31 sitzt ein Ventil 32, das von einer Membraneinrichtung
33 gesteuert wird. Als Steuerimpuls dient die Druckdifferenz am Flüssigkeitsspiegel
im Sammelbehälter 5. Die zur Messung des Differenzdruckes benutzte Einrichtung wird
im folgenden beschrieben.
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Der Sammelbehälter 5 ist in F i g. 2 und 3 dargestellt. In der gezeigten
Form besteht dieser Sammelbehälter aus einem zylindrischen Teil 46 mit lotrechter
Achse und einem nach unten sich verjüngenden Bodenteil 45, wobei eine Rohrleitung
47 von einer Öffnung im Bodenteil 45 zu einer Zentrifugalpumpe 48 führt,
die in ein Auslaßrohr 49 fördert. Die Pumpe 48 befördert das Gemisch
aus Wasser und Schlacke aus dem Sammelbehälter 5 zu irgendeiner geeigneten Ablagerungsstelle.
Der Antriebsmotor der Pumpe 48 ist bei 50 angedeutet. Er ist normalerweise
ein Elektromotor, der über einen Schalter 50a an das Netz angeschlossen ist.
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Nach F i g. 3 ist der Sammelbehälter 5 mit seinem unteren Teil in
einem Behälter oder einer Grube 51
angeordnet. Flüssigkeit, die sich gegebenenfalls
in der Grube ansammelt, kann durch eine Ausflußleitung 52 in einen geeigneten Auffangbehälter
fließen. Nach der Zeichnung ist zu diesem Zweck ein überlaufgraben 53 vorgesehen,
der zu dem Abwasserbehälter der Anlage führt.
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Die Hauptrohrleitung 6 für Bodenasche oder Schlacke mündet in den
Sammelbehälter 5 durch die Seitenwandung 46 oberhalb des Wasserspiegels,
der mit 55 bezeichnet ist. Vorzugsweise mündet das Rohr 6 tangential in den Sammelbehälter
5. Zum Schutz gegen Verschleiß ist die Innenfläche der Wand 46 in der Austrittszone
des Rohres 6 vorzugsweise mit irgendeinem geeigneten Mittel, beispielsweise
einem Metallband 56, versehen. Dem Inneren des Sammelbehälters 5 kann über eine
Rohrleitung 57 mit Regelventil 58 Wasser zugeführt werden, wobei die Wasserzufuhr
in Abhängigkeit von dem Wasserstand in dem Sammelbehälter 5 geregelt wird.
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Auf dem Sammelbehälter 5 ist ein Zyklonabscheider 60 bekannter Art
angeordnet. Wie gezeigt, hat dieser koaxial eine innere zylindrische Wandung 61.
Durch die Leitung 11 strömender Staub oder feine Asche tritt tangential in
den Zwischenraum zwischen der Außenwand des Abscheiders 60 und der Wandung 6.1 ein.
Die Trägerluft für diese feinen Feststoffe verläßt den Abscheider durch die Rohrleitung
62. Der größte Teil des Staubes und der feinen Feststoffe bewegen sich nach unten
und sammeln sich in dem Wasser des Sammelbehälters 5. Die Rohrleitung 62 führt zu
einer Flüssigkeitsstrahlpumpe 63 und einer Rohrleitung 64, die mit einem Ventil
65 versehen ist, welches dazu dient, den Zustrom von Druckmedium zu der Strahlpumpe
zu steuern, die in dem Sammelbehälter 5 ein Vakuum erzeugt. Das Ventil 65 kann mittels
eines Schalters 66 elektrisch betätigt werden.
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In F i g. 2 und im einzelnen in F i g. 4 ist eine allgemein mit 75
bezeichnete, auf eine Druckdifferenz ansprechende Einrichtung dargestellt. Diese
Einrichtung 75 enthält ein Gehäuse 76 mit drei Kammern. Die äußere Kammer 77 wird
teilweise von Bälgen 78 und 79 mit diesen verbundene Platten 80 und
81 abgeschlossen. Die zweite Kammer 82 befindet sich innerhalb des
Balges 78 und wird teilweise von Balg 78, Platte 80 und Balg
83 gebildet. Die dritte Kammer 84 wird zum Teil vom Balg
79 und der Platte 81
begrenzt, die mit dem einen Ende des Balges 79
verbunden ist. Die Kammer 77 ist über einen Kanal 86 und ein Rohr 87 etwas
unterhalb des vorbestimmten Wasserstandes mit dem Inneren des Sammelbehälters 5
verbunden. Die zweite Kammer 82 ist über einen Kanal 88 mit dem Rohr
89 verbunden, das etwas oberhalb des vorbestimmten Wasserstandes in den Sammelbehälter
5 einmündet.
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Ein Steuerventil 100 weist ein Rohr 101 für die Zuleitung
eines Druckmediums auf und ist über Rohr 102 mit dem Inneren der dritten Kammer
84 der druckempfindlichen Einrichtung 75 verbunden. Die Kammer 84 ist durch
ein Auslaßrohr 103 über ein Rohr 104 mit dem Inneren des Ventils
100 und über ein Rohr 105 mit der Membraneinrichtung 33 verbunden.
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Die Vorrichtungen nach F i g. 2, 3 und 4 arbeiten folgendermaßen:
Sollen Staub und Bodenasche oder Schlacke aus den Aschebehälter des Ofens
A oder B entfernt werden, so wird die Wasserstrahlpumpe 63 durch öffnen
des Ventils 65 in Betrieb gesetzt. Die Pumpe 63 saugt nun über die über dem Wasserstand
befindliche Leitung 62 Luft aus dem Sammelbehälter 5 ab. Ist der Druck in dem Sammelbehälter
bis zu einem vorbestimmten Wert verringert, werden die Staubventile 10 automatisch
und aufeinanderfolgend geöffnet, so daß Luft in die Staubkammer eines jeden Ventils
einströmt, dort den Staub mitnimmt und ihn zu dem Sammelbehälter 5 trägt. Praktisch
der gesamte Staub wird in dem Sammelbehälter 5 aus der Luft abgeschieden und sammelt
sich in dem Wasser in dessen unterem Teil.
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Genau oder ungefähr gleichzeitig mit der Betätigung der Wasserstrahlpumpe
63 wird ein Schalter 50a geschlossen, wodurch der die Pumpe 48 betätigende
Motor 50 angelassen wird. Die Pumpe 48 zieht nun Wasser aus dem Sammelbehälter 5
ab, so daß der Spiegel 55 fällt. Ist der Behälter 1, wie in F i g. 2 dargestellt,
mit einem Schieber 20 und Mahlwerken 24 versehen, so werden der Schieber
20 geöffnet und die Mahlwerke 24 automatisch oder von Hand in Gang gesetzt.
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Wenn der Wasserstand in dem Sammelbehälter 5 sinkt, bewirkt der Druck
in den Leitungen 87 und 89, daß die auf Druck ansprechende Einrichtung 75 über die
Rohrleitung 105 einen verstärkten Druck ausübt und dadurch das Ventil
32 öffnet, woraufhin Wasser unter starkem Druck in das Rohr 31 und von da
aus über Einrichtung 8 und Leitung 6 in den Sammelbehälter 5 strömt. Beim Durchströmen
der Einrichtung
8 nimmt das Wasser die Bodenasche oder Schlacke
aus dem Behälter 23 und dem Rohr 25 auf und fördert sie in den Sammelbehälter 5.
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Während der Staub und die Bodenasche oder Schlacke aus dem Aschekasten
entfernt werden, schwankt der Wasserspiegel in dem Sammelbehälters und das Ventil
32 spricht entsprechend an, so daß bei normalem Betrieb der Wasserspiegel zwischen
den Auslässen der Rohre 87 und 89 aufrechterhalten wird. Das Wasserstandssteuerventil
in der Leitung 57 arbeitet automatisch, derart, daß der Wasserspiegel nicht wesentlich
unter die Mündung des Rohres 87 fallen kann, während das Auslaßende des Rohres 89
so weit oben in das Innere des Sammelbehälters 5 einmündet, daß kein Wasser in die
druckempfindliche Einrichtung 75 fließen kann. Es ist ersichtlich, daß das Einlaßende
des Staubrohres 11 weit oberhalb des Wasserspiegels in dem Sammelbehälter 5 liegt,
so daß keine Gefahr besteht, daß Wasser in das Rohr 11 gelangt und es verstopft.
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Natürlich werden die verschiedenen Ventile 10 nur jeweils einzeln
automatisch betätigt. Sobald ein Ventil den gesamten Staub aus seinem Behälter abgesaugt
hat, erhöht sich infolge Eindringens von Luft in das Ventil der Luftdruck in dem
System, woraufhin das Auslaßende des Ventils automatisch geschlossen wird. Wenn
der Druck in dem System wieder bis auf einen vorbestimmten Wert verringert worden
ist, öffnet das nächste Ventil, und der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich.
Nachdem der Staub aus allen Ventilen 10 entfernt ist, wird die Blasvorrichtung 63
abgeschaltet.
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Wenn auch die gesamte Bodenasche oder Schlacke aus dem Behälter 23
entfernt ist, wird der Motor 50 angehalten.