DE1804531C3 - Vorrichtung zur Entlüftung von Wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung hetrifft eine Vorrichtung zur Entlüftung von Wasser, bei der über einem unter Atmosphärendruck gehaltenen Spr^:cherbehälter für entlüftetes Wasser eine mit dem Behälter durch eine Speiseleitung verbundene Entlüitun^skammer angeordnet ist und die Kammer "einen Einlaß für zu entlüftendes Wasser, eine Pumpeinrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes in der Kammer sowie Mittel zum Aufheizen des eingelassenen Wassers aufweist.

Eine solche Vorrichtung ist in der USA.-Patentschrift 2 809 711 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird der Speicherbehälter unter Atmosphärendruck gehalten, und die Speiseleitung vermittelt einen barometrischen Abschluß zwischen der Entlüftungskammer und dem Speicherbehälter. Die Entlüftung des Wassers erfolgt dabei in der Entlüftungskamrner oberhalb des Speicherbehälters bei einem Druck, der um einiges über dem atmosphärischen Druck liegt; der Übertritt des entlüfteten Wassers in den Speicherbehälter erfolgt über eine Standröhre, die dem Wasser einen ausreichenden Abkühlungseffekt vermitteln muß, damit in dem unter atmosphärischem Druck stehenden Speicherbehälter das Wasser nicht zu sieden beginnt.

Eine Vorrichtung zur Entgasung von Kessclspeisewasser mit einer Entgasungs- oder Entlüftungskammer, die über einem Speicherbehälter angeordnet ist und wobei eine untere Entlüftungskammcr mit dem Speicherbehälter über eine Leitung verbunden ist, kann auch der österreichischen Patentschrift 156 493 entnommen werden. Schließlich ist er aus A. Splittgerber, »Wasseraufbereitung im Dampfkraftbctrieb«, 1954, S. 150 bis 160, bekannt, bei der mechanischen Wasserentgasung sowohl im Unterdruckgebiet als auch im Überdruckgebiet zu arbeiten; ein Arbeiten der Entlüftungskammcr im Unteidruckgebiel ist auch noch der britischen Patentschrift 884 221 zu entnehmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders wirkungsvolle Entlüftung von Kesselspeisewasser zu bewirken. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung zur Entlüftung von Wasser und besteht erfindungsgemäß darin, daß die Speiseleitung einen barometrischen Abschluß zwischen der unter Unterdruck stehenden Entlüftungs&amraer und dem Speicherbehälter bildet. Erfindungsgemäß steht also die Entlöftungskaminer unter Unterdruck, so daß eine besonders wirkungsvolle Entlüftung erzielt werden kann, wobei die Verbindungsleitung zwischen der Enüüf- rungskammer und deiu Speicherbehälter für einen

»5 barometrischen Abschluß zwischen beiden sorgt, da der Speicherbehälter unter Atmosphärendruck gehalten Kt

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist weiterhin am Boden der Entlüftungskarnnic.- ;::m Aufsammeln des Wassers ein flacher Trog ausgebildet, dem eine Einrichtung zum Zuführen von Dampf zugeordnet ist, der das im Trog gesammelte Wasser aufheizt.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise

a5 des Annicldungsgegenstandes an Hand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. ! in einer Seitenansicht eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Entlüftung von Wasser in teilweise schematischer Darstellung, wobei einige der Komponenten teilweise im Schnitt gezeigt sind, und

Fig. 2 die Anschlußstelle der Speiseleitung zwischen Speicherbehälter und Entlüftungskammcr in vergrößerter Darstellung.

F i g. I zeigt eine zylindrische
mer 1 mit waagerechter Achse,
Speicherbehälter 2 angeordnet ist,
Abzug 3 zur Atmosphäre entlüftet ist. Eine Speiseleitung 4 verläuft vom Boden der bntlüftungskanimer in den Speicherbehälter und bildet einen barometrischen Abschluß. Aus dem Speicherbehälter wird über einen Auslaß 5 eine nicht gezeigte Kesselspeisepumpe versorgt. Durch einen nicht gezeigten Einlaß wird während des Betriebes, z. ß. beim Heizen, anfallendes Kondensat in den Speicherbehälter zurückgeführt. Der Zweck der Zufuhr aus der Entlüftungskammer ist der, die Verluste des Spciscwassers aufzubereiten, die durch Verluste im Kessel entstehen.

Das aufzubereitende Wasser wird aus der Hauptleitung über ein Regelventil 6 und eine Speiseleitung 7 zugeführt, durch die eine Düse 8 in einer Stirnwand der Kammer 1 versorgt wird. Das Regelventil 6 wird durch einen Druckfühler 19 geregelt, der mit einer flexiblen Membran versehen ist, die auf einer Seite durch den in dem Speicherbehälter herrschenden Druck und die auf der anderen Seite durch einen Bezugsdruck beaufschlagt wird, und zwar in diesem Fall durch den Druck des Wassers der Hauptleitung. Die Stellung der Membran regelt die Einstellung des Ventils 6.

Das Wasser aus der Düse 8 wird feinverteilt in die Kammer eingesprüht. Von der anderen Stirnseite der Kammer aus wird durch einen Einlaß 9 Dampf eingcblasen. Die zugeführte Dampfmenge wird, abhängig von dem in der Kammer 1 herrschenden Druck, durch ein Ventil 10 geregelt, das in eine Dampfzufuhrleitung 11 eingebaut ist. Ein mit einer

Entlüftungskam-

die über einem

der über

i 804531

Membran versebener Fühler 12 derselben Art wie der DruckfUhlei 19 Ist mit der Kammer gekoppelt lind steuert das Ventil 10 so, daß der Druck in der Kammer praktisch konstant gehalten wird. Der Pruckfühler 12 erlaubt die Zufuhr von Dampf, ab- s bängig von dem in der Entlüftungskammer herrschenden Druck, der auf den Druck des Wassers in der Hauptleitung bezogen ist. Dieses Regelsystem arbeitet als einfaches Proportionalsystem. Es kann jedoch auch ein doppeltes System mit einer Rückstellung auf einen festen Regelpunkt verwendet werden.

Der Druck in der Kammer 1 wird während des Betriebes durch einen Dampf ejektor 13 im Bereich von etwa 5 bis 12,5 cm Hg unter dem Atmosphärendruck gehalten, wobei der Ejektor 13 an einen Dampfeinlaß 14 angeschlossen ist und über eine Abführleitung 15 Dampf und Luft aus der Kammer 1 abzieht. Die Leitung 15 ist in der Nähe der Düse 3 für den Einlaß des Wassers an die Kammer ingeschlossen. Am Auslaß des Ejektors 13 sind eine Dämpfungseinrichtung und ein Kondensator 16 vorgesehen.

Das durch die Düse 8 eingesprüht. Wasser vermischt sich mit dem Dampf aus dem Einlaß 9, wobei das Wasser und der Dampf in entgegengesetzten Richtungen strömen. Durch die Lage der Abführleitung 15 wird sichergestellt, daß ein degenstrom entsteht, d. h., der Dampf bewegt sich von rechts nach links, während sich das Wasser von links nach rechts bewegt. Hierdurch wird ein ausgezeichneter Wärmeaustausch erreicht. Das eintretende Wasser wird durch den Dampf auf eine Temperatur von etwa 93ⁿ C erwärmt. Die genaue erforderliche Temperatur hängt von dem verwendeten Druck ab. da die Temperatur des Wassers praktisch auf die Temperatur gesteigert werden soll, die einen Dampfdruck ergibt, der gleich dem Druck in der Entlüftungskammer ist. Unter diesen Bedingungen wird dem Wasser Luft entzogen, worauf das Wasser durch die Speiseleitung 4 in den Speicherbehälter abströmt.

Um eine gute Erwärmung des Wassers zu gewährleisten, ist die Speiseleitung so angeordnet, daß sie in die Entlüftungskammer am Boden etwa 4 cm hineinragt. Hierdurch entsteht am Boden der Kammer ein Trog 17, der mit teilweise entlüftetem Wasser gefüllt ist. Dieses Wasser wird durch den eintretenden Dampf weiterhin erwärmt. Es können ferner Mittel vorgesehen werden, um das in dem Trog gesammelte Wasser i\< waschen, z. B. eine mit Löchern versehene Platte, die über dem Boden der Kammer innerhalb des Troges verläuft. In F i g. 2 ist eine derartige Platte 21 dargestellt, die einen Raum 21 am Boden der Kammer abgrenzt, in den Dampf aus einer Zufuhrleitung 23 eingeblasen wird. Der Dampf strömt in Form von Blasen durch das Wasser in dem Trog nach oben und erwärmt es. Diese Art der Erwärmung durch Waschen des Wassers kann zusätzlich zu der oben beschriebenen Erwärmung des Wassers durchgeführt werden, oder sie kann diese ersetzen, so daß das Wasser nur durch den Dampf aus der Leitung 23 erwärmt wird.

Um einen guten Wärmeaustausch zu gewährleisten, ist femer in der Kammer 1 ein Satz von Leitblechen 18, Z. B. aus Wellblech oder Streckmetall, vorgesehen. Diese Lcitbleche erlauben den Durchtritt von Dampf und Wasser, wodurch eine gute Erwärmung des Wassers erreichbar ist.

Das durch uie Düse 8 zugefUhrte aufzubereitende Wasser wird abhängig von der Füllhöhe in dem Speicherbehälter 2 geregelt. Ein DniekfUhlerl9 Ut an den Speicherbehälter angeschlossen, um den Wasserdruck in der Nähe seines Bodens zu messen. Das Ventile wird abhängig von dem Druckfühler 19 so geregelt, daß die Menge des zugeführten Aufbereitungswassers ausreicht, den durch den Druckfühler 19 gemessenen Druck konstant zu halten. Hierdurch wird ein konstanter Wasserspiegel Ki deni Speicherbehälter erreicht.

Durch die oben beschriebene Vorrichtung kann der Sauerstoffgehalt des eintretenden Wassers auf weniger als 0,5 Teile je Million reduziert werden. Wenn diese Reduktion für irgendeinen Kessel nicht ausreicht, kann ein chemisches Reinigungsmittel für Sauerstoff, wie z. B. Natriumsulfid, zugegeben werden, wie schematisch durch den Pfeil 20 angedeutet ist. Die notwendige Menge dieses Mittels ist jedoch beträchtlich kleiner als die Menge, die ohne Entlüfiungskammer notwendig wäre, und sie ist jedenfalls zu gering, als daß sie irgendwelche merklichen Schäden infolge einei Aöolatterung des Kesselmantels hervorrufen konnte.

Mit einer Entlüftuncskammer der oben beschriebenen Art, die einen Durchmesser von 90 cn; und eine Länge von 1 SO cm hatte, wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Menge des zugeführten

Wassers 4,5 tr"·

Temperatur des zugeführten Wassers ... K) C

Speisedruck des
Dampfes 9,5 kg/cm-'

Unterdruck der Fnt-

iüftungskamnier . . 75 mm Hg

Temperatur des entlüfteten Wassers . . 93' C

Sauerstoffkonzentration a) zugeführtes Wasser nicht

gemessen, jedoch Sättigung angenommen, d.h. etwa
7.7 ml/l
b) entlüftetes Wasser 0,21 ml/1

Die Höhe der Entlüftungskammer über dem oberen Ende des Speicherbehälters betrug in diesem Beispiel 2,25 m. Diese Höhe hängt jedoch von der Höhe des verwendeten Unterdrucks ab, und sie kann mehr oder weniger kleiner als der oben angegebene Wert sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich somit besonders dann, wenn eine billige Entlüftung erwünscht ist, zur Verwendung mit einem Hilligen Speicherbehälter, der nicht mit einem höheren oder niedrigeren Druck gegenüber dem verwendeten Unterdruck betrieben werden muß. Die Vorrichtung kann relativ klein gebaut werden und eignet sich daher für Kleinanlagen, die in Form von transportablen Kesselsystemen vertrieben werden. Ferner können vorgefertigte Einheiten hergestellt werden, die aus einem Speicherbehälter und einer auf diesem monliertcn Entlüftungskammer bestehen und die als Einheit an den Betriebsort transportiert werden können.

An Stelle des Dampfes kann durch den Ejektor 13 Druckluft eingeblasen werden. Es kann ferner

Dampf verwendet werden, um die Zerstäubung des aus der Düse 8 austretenden Wassers zu unterstützen. Als Bezugsdruck für die Diuckfühler 12 und 19 kunn an Stelle des Wassers aus der Hauptleitung Druckluft verwendet werden.

Schließlich können der Dampf und die Luft an der Decke der Kammer 1 mit Hilfe von Saugeinrichtungen abgezogen werden, zweckmäßigerweise wird jedoch die Auslaßleitung in der Nähe der Düse 5 angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Entlüftung von Wasser, bei der über einem unter Atmosphärendruck gehaltenen Speicherbehälter für entlüftetes Wasser eine mit dem Bebälter durch eine Speiseleitung verbundene Entlüftungskammer angeordnet ist und die Kammer einen Einlaß für zu entlüftendes Wasser, eine Pumpeinrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes in der Kammer sowie Mittel zum Aufheizen des eingelassenen Wassers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (4) einen barometrischen Abschluß zwischen der unter Unterdruck stehenden Entlüftungskammer (1) und dem Speicherbehälter (2) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden der Entlüftungskammer (1) zum Aufsammeln des Wassers ein flacher Trog (Ϊ7) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trog (17) eine Einrichtung (21, 22, 23) zum Zuführen von Dampf zugeordnet ist.