DE1475775A1

DE1475775A1 - Sealing between rotating and stationary components, especially on the air connections of regenerative heat exchangers or air preheaters

Info

Publication number: DE1475775A1
Application number: DE19651475775
Authority: DE
Inventors: Jochen Magerfleisch
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1965-09-23
Filing date: 1965-09-23
Publication date: 1969-01-23

Description

A ' bdichtung zwisIchen umlaufenden und feststehenden Bauelementen, insbesondere an den Luftstutzen von Regenerativ-Wärmetauschern oder Luftvorwärmern, Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtun",-;,- zwischen um-,, laufenden und feststehenden Bauelementen, insbesondere an den Luftstutzen von'Regenerativ-Wärmetauschern oder Luftvorwärmern. A seal between rotating and stationary components, in particular on the air connections of regenerative heat exchangers or air preheaters. The invention relates to sealing between rotating and stationary components, in particular on the air connections of regenerative -Heat exchangers or air preheaters.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine wartungsfreie, nicht berührende, d.h. nicht schleifende, also eine Sperrgaadichtung zwischen den-festen und den sich bewegenden Bauelementen, insbesondere bei Wärmetaus,chern oder luftvorwärmern vorwiegend mit dem Ziel zu schaffen, das Gas höheren Druckes am Hindurchtre ten durch diese Bauelemente zu hindern.The object on which the invention is based is to provide a maintenance-free, Non-touching, i.e. non-dragging, i.e. a barrier gas seal between the fixed ones and the moving components, especially in the case of heat exchangers, chern or air preheaters primarily with the aim of creating the higher pressure gas at the penetration th to prevent these components.

Bei den bisher bekannten Luftvorwärmern sind die zentral gelegenen Dichtungen des oberen und des unteren Luftstutzens mittels auf Schleifwirkung b eruhender baulicher Maßnahmen verwirklicht worden. Derartige Dichtungen hatten aber, soweit sie sich an-den auf der sogenannten heißen Seiteliegend.en Stutzen befanden, den -,#',.,#achteil der baulichen Aufwendigkeit und den #--lan,("el, daß dafür nur besonders warm--Peste Dichtmaterialien verwendet werden konnten. Dichtungen dieser Art weisen neben dem Nachteil der Reibung zudem den kangel der Leckverluste auf, die vom Iviedium des höheren Druckes in dasdes niedrigeren Druckes übergehen.. Außerdem beueuten diese Leckverluste bei Heißseitendichtunge-n an Luftvor-%"iirm.ern zusätzliche -,#lärme-\,#erliiste" die aber in jedem, Falle zu vermeiden sind.In previously known air preheaters, the central seals of the upper and lower air horn by means has been achieved by abrasive action b eruhender structural measures. Such seals, however, had, as far as they were located on the so-called hot side connection, the -, # ',., # Disadvantage of the structural complexity and the # - lan, ("el, that for it only particularly warm - Pests of sealing materials could be used. Seals of this type have, in addition to the disadvantage of friction, the lack of leakage losses, which pass from the iviedium of the higher pressure to that of the lower pressure. iirm.ern additional -, # noise - \, # erliiste "which are to be avoided in every case.

Um diese Nachteile äusz.uschalten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, zwischen die beiden Bauelemente Sperrgas in der beise und in solcher Richtung hineinzudrUcken,- daß durch Injektorwirkung dieses Sperrgases das Gas höheren Druckes, also die Verbrannungsluft, am Hindurchtreten durch den von den Bauelementen gebildeten Spalt gehindert wird. Zur Durchführung dieses Vorschlages wird ferner erfindungsgemäß das Sperrgas in einen Ringraum geführt, dessen innere Wand den Gasverteiler- bzw. Verbrennungsluftstutzen umgi-bt und dessen restliche -,Jandung von dem feststehenden Verbrennungsluft-Ein- bzw. Austrittsstutzen gebildet ist. flierbei liefert in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Wandung des Gas-5 verteiler- bzw. Verbrennungsluftstutzens mit der Wandung des Hingraumes und des Luft-Ein- bzw. Austrittsstutzens einen besonderen Expansionsraum mit düsenartiger Offnung für den Eintritt des Sperrgases. Diese düsenartige Öffnung fär de'n Durchtritt.des Sperrgases kann nach einem weiteren Vorschlag durch eine Anzahl am Ui--qfang an,-leordneter oder Runddüsen gebilL(et -verden.In order to switch off these disadvantages, it is proposed according to the invention, to push sealing gas between the two components in this direction and in such a direction, that through the injector effect of this sealing gas the gas of higher pressure, i.e. the combustion air, is prevented from passing through the gap formed by the components. To implement this proposal, the sealing gas is also according to the invention in out an annular space, the inner wall of which the gas distributor or combustion air nozzle Surrounded and its remaining -, Jandung from the fixed combustion air inlet or outlet nozzle is formed. flierbei delivers in a further embodiment of the Invention, the wall of the gas distributor or combustion air nozzle with the Wall of the entrance space and the air inlet or outlet nozzle a special one Expansion space with a nozzle-like opening for the entry of the sealing gas. This jet-like Opening for the passage of the sealing gas can be made according to a further suggestion by a number of nozzles arranged at the beginning, arranged or round nozzles (et -verden.

Vleitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und 'der Zeic;li-n-L:Lng.Further details of the invention emerge from the following Description and 'the Zeic; li-n-L: Lng.

In der Zeichmin.-# ist die 2r:Cin#tun&, beispielsweise in schematischen Darstellungen wiedergegeben, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch einen Luft-\lror#,i.-3-rmer und Pig. 2 eine Einzelheit dieses Ausführuni,--sbeispiels in Darstellung. Bei dem in Pig. 1 dargestellten luftvorwärmer ist mit 1 der feststehende Verbrennungsluft-Sfintrittsstutzen und mit 2 der ebenfalls feststehende'Luft-Austrittsstutzen benannt. Mit ulid 4 sind die umlaufenden Stutzen für die Zuführung bzw. fOr die Ableitung der Verbrennungsluft bezeichnet. Zwici sehen diesen umlaufenden Stutzen 3 und 4 befindet sich die feststehende Wärme-Speichermasse 5, an deren Gehäuse 6 sich -die Außen-viandungen, 7 und 8 für die Zuleitung bzw. fUx die Ableitung der Rauchgase anschließen. Das Rauchgas tritt somit.bei 9 ein, -Lun bei 10 den Luftvorwärmer zu verlassen. Die so gebildeten, die umlaufenden Lufteintritts- und -Austrittsstutzen 3 und 4 umgebenden Rauchgasräume s-ind mit 11 und 12 benannt. Bei 13 ist der Hingraum für das, Sperrgas angedeutet" das bei 14 dem-kaiten Verbrennunbl»s--. luftstrom entnommen um über- ein Dru(;kluftgebläse, -15-und eine Leitun-u 16 dem abzudichtenden Bereich des Zuftvorzugeführt zu -werden. Von der Leitung 16 geht je eine weitere Leitung 17 bzw. 18 ab, deren jede-eine druckr.egelnde Einrichtung 19 aufweist und in den Raum 13 einmündet. Derabzudichteride Spalt ist bei 20 angedeute-u.In the drawing min .- # the 2r: Cin # do & is reproduced, for example, in schematic representations, namely shows: FIG. 1 a partial longitudinal section through an Luft- \ lror #, i.-3-rmer and Pig. 2 a detail of this execution example in illustration. The one in Pig. 1 the air preheater shown is labeled 1 with the fixed combustion air inlet nozzle and 2 with the also fixed air outlet nozzle. The circumferential nozzles for the supply or discharge of the combustion air are designated with ulid 4. Between these circumferential nozzles 3 and 4 is the fixed heat storage mass 5, to the housing 6 of which the outer walls, 7 and 8 for the supply line and fUx for the discharge of the flue gases are connected. The flue gas thus enters at 9 , -Lun to leave the air preheater at 10. The smoke gas spaces formed in this way and surrounding the circumferential air inlet and outlet nozzles 3 and 4 are named 11 and 12. At 13 , the space for the "sealing gas" is indicated, "which at 14, the air flow is removed from the air flow to be sealed off via a pressure air blower, -15 - and a duct 16 to the area of the air supply to be sealed - be. from the line 16 depending on a further line exits 17 and 18 respectively, each of which has a-druckr.egelnde device 19 and opens into the space 13. Derabzudichteride gap u is at 20-interpret.

In Fi-. 2 sind wieder die Wand. 2 und 4 der Luft-Austrittsseit-e des-Lu.ftvorwärmers erkennbar, von denen, und zwar iiisbesonüere von der weitergeführten Wand 21der a bzudichtende Spalt 20 unter Schaffung des Ringraumes 13 für die Sammlung des Sperrgases gebildet wird. Das vor dem Eintrittin den Zuftvorwärmer bei 14 (v-gl. Fig. 1) entnommene, aus VerbTennungsluft bestehende Sperrgas, wird also mittels der Leitungen 16 und 17 dem Hingraum 13 zugeführt und strömt von diesem aus durch Schlitzdüsen oder en-- zueinander angeordnete Runddüsen 21 in einen Expanslonsraum 22, in welchem zugleich der Spalt 20 endet. Hierbei hat dieses Sperrgas die gleiche Bewegungsrichtung wie die innerhalb des- Stutzens 4 strömende und die Wärme-Speichermasse verlas-sende Heißluft und schließt sich-bei 23 diesem Heißluftstrom an, wobei das Sperrgas nicht nur das Austrete-Q der Verbreimuns#*sluft durch den Spalt 20 verhindert-, sondern zusätzlich auf das an der Außenseite des Stutzens 4 anwesende Rauchgas eine saugende Injektorwi,rk.i#ng ausübt. Das vor dem luftvorvTärmer entnommene Sperrgas-,ka.nn.,insofern mit hoher Gesch#,rindigkeit aus den Düsen 21 austreten, als die abzusperrende Verbrennun-i#,slu-L-t wegen des Vorherigen Fassierens des Luftvorwärmers einen nennenswerten Druckabfall erlitten hat.In Fi-. 2 are the wall again. 2 and 4 of the air outlet side of the air preheater can be seen, of which, namely iiisbesonüere from the continued wall 21, the sealing gap 20 is formed, creating the annular space 13 for the collection of the sealing gas. The sealing gas, which is made up of combined air and which is taken from the combustion air before entering the air preheater at 14 (cf. Fig. 1) , is thus fed to the inlet space 13 by means of lines 16 and 17 and flows from there through slot nozzles or round nozzles arranged in relation to one another 21 into an expansion space 22 in which the gap 20 ends at the same time. Here, this sealing gas has the same direction of movement as the hot air flowing inside the nozzle 4 and leaving the heat storage mass and joins this hot air flow at 23 , the sealing gas not only passing through the air Gap 20 prevents, but also exerts a sucking injectorwi, rk.i # ng on the smoke gas present on the outside of the connection 4. The sealing gas removed from the air preheater in front of the air preheater to the extent that it emerges from the nozzles 21 at high speed, as the combustion to be shut off has suffered a significant drop in pressure because the air preheater was previously used.

Es' liegt auch im Rahmen der Erfindung, die Auslegung des Spaltes 20 zwischen den,gegeneinander zu dichtenden Bauteilen und die Injektorwirkung so zu wählen, daß nur weniL Sperrgas erforderlich wird und möglichst weni,-- Rauchgas mit in die erwärmte Verbrennungsluft geschleust wird. Zu diesem Zweck ist vor der Zuführung des Sperrgases in den Ringraum 13 eine druckregelnde, leicht bedienbare und leicht verstellbare Einrichtung beliebiger Art einzuschalten. Es ist ferner möglich, diese erfindungsgemäße Dichtung des Spaltes 20 mit einer bei 24 vorgesehenen Labyrinthdichtung zu kombinieren, um dem Rauchgas den Durchtritt aus dem Raum 11 zur Verbrennungsluftseite hin zu erschweren. It is also within the scope of the invention to choose the design of the gap 20 between the components to be sealed against each other and the injector effect so that only a small amount of sealing gas is required and as little flue gas as possible is passed into the heated combustion air. For this purpose, before the sealing gas is fed into the annular space 13, a pressure-regulating, easily operated and easily adjustable device of any type must be switched on. It is also possible to combine this inventive seal of the gap 20 with a labyrinth seal provided at 24 in order to make it more difficult for the flue gas to pass from the space 11 to the combustion air side.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann durch einen kleinen zwischen die Entnahmestelle 14 des Sperrgases und die Sperrgaaleitung 16 geschaltetes Druckgebläse verbessert bzw. so erweitert werden, daß auch an der Dichtung des Luftstutzens auf der kalten Seite ein Überdruck des Sperrgases gegenüber der abzudichtenden Verbrennungsluft bewirkt wird und somit diese Dichtseite auch nach dem vorher beschriebenen Injektionsprinzip arbeitet.The arrangement according to the invention can be improved or expanded by a small pressure fan connected between the extraction point 14 of the sealing gas and the blocking gas line 16 so that an overpressure of the sealing gas against the combustion air to be sealed is also produced at the seal of the air connection on the cold side, and thus this Sealing side also works according to the injection principle described above.

Die Vorteile der neuen Dichtung liegen nicht nur in der Wartungsfreihei t. sondern auch in dem Ausschluß jeglichen Verschleißes. Außerdem kann die Dichtwirkung so einreguliertv.Terdeng - daß nur sehr geringe, wenig erwärmte Sperrgasmengen zur Verbrennungszone des nachgeschalteten Kessels gelangen, und daß sich keine Wärmeverluste durch schon erwärmte Leckluft einstellen. Schließlich können die in die Verbrennungs" luft übertretenden Hauch,;ase ebenfalls gering gehalten'-also überwaclit weraen, so daß keine Beeinträchtigung der Verbrennung im Kessel stattfinden kann. Die erfindungsgemäße Abdichtung ist immer dann anwendbar, wenn von einem Gas höheren Druckes kein Überströmen zum Gas niedrigeren Druckes erfolgen, ein umgekehrter Fall aber zugestanden, d.h. ermöglicht werden-soll.The advantages of the new seal do not only lie in the fact that it is maintenance-free. but also in the exclusion of any wear and tear. In addition, the sealing effect can be as einreguliertv.Terdeng - that only very small, little heated sealing gas amounts reach the combustion zone downstream of the boiler, and that set no heat losses already heated air leakage. Finally, the breath "ase" which escapes into the combustion air can also be kept low, ie, overaclit, so that there can be no impairment of the combustion in the boiler Gas at lower pressure take place, but the reverse case is allowed, ie should be made possible.

Claims

Pat e n t ans, 1. Sealing between circumferential and fixed structural elements, in particular on the air sockets of regeneration heaters or air preheaters, characterized by the fact that between the Both components sealing gas in such a way and in the direction shown above .-. Is that by injector effect of the sealing gas the gas.hö.heren.-pressure (combustion air) through the passage formed by the components Gap (20) is prevented.

2. Seal according to claim 1, characterized in that the sealing gas is guided into a Hingraum (13) , the inner wall (21) of the circumferential gas distributor or combustion air nozzle (4) surrounds and the remaining wall of the stationary combustion air inlet respectively. Outlet nozzle (1 or 2) is formed. 3. Seal according to claim 1 and 2, characterized in that the wall (3 or 4) of the gas distributor or combustion air nozzle with the wall (1 or 2) of the annular space (13) and the air inlet or # Outlet nozzle provides an expansion space (22) with a nozzle-like opening (21) for the entry of the sealing gas. 4. * Seal according to claim 1 to 39, characterized in -that the annular space (13) via a line (16, 17 or 18) compressed air is supplied as sealing gas, with a compressed air blower between the removal point (14) of the blocking element and the sealing gas line (15) is arranged. 5. Seal according to claim 1 to 4, characterized in that the nozzle-like opening (21) for the passage of the sealing gas is formed by a number of slot dunes or RunddÜaen arranged on the circumference. 6. A seal according to claim 1 to 5, characterized in that the ratio of the design is chosen the gap (20) for Injektorwirküng of the barrier gas so that little Spertgan needed and little Rauohgas is eingeaaugt into the combustion air, -wozu a pressure regulating device ( 19) is installed in each of the lines (17s 18) , 7. seal according to claim 1 to 69, characterized # that the gap (20) between the wall or the Ganverteiler. Combustion air nozzle (3 bow, 4) and the neighboring wall the annular space (13) is also provided with a labyrinth seal (24).