DE1945976A1

DE1945976A1 - Device for extracting very hot gases from furnaces for the purpose of gas analysis

Info

Publication number: DE1945976A1
Application number: DE19691945976
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl-Phys Berthold
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1969-09-11
Filing date: 1969-09-11
Publication date: 1971-03-25

Description

"Vorrichtung zur Entnahme sehr heißer Gase aus Feuerungen zum Zwecke der Gasanalyse" Zur Entnahme sehr heißer Gase aus Feuerungen zum Zwecke der Gasanalyse werden vorzugsweise Entnahmevorrichtungen mit einem um das Gasentnahmerohr angeordneten Kühiwassersystem benutzt, in dem das Kühlmittel einen geschlossenen Kreislauf vollführt, wobei der entstehende Wasserdampf in einer angeschlossenen Kondensationseinrichtung kondensiert und das Kondensat von dort in das Kühl system zurückfließt. Durch den im geschlossenen Kühlsystem herrschenden Uberdruck kann die Kühlwirkung des serdampfenden Wassers auch bei Temperaturen oberhalb des normalen Siedepunktes ausgenutzt werden. "Device for the extraction of very hot gases from furnaces for the purpose the gas analysis "For the extraction of very hot gases from furnaces for the purpose of gas analysis sampling devices are preferably arranged with a around the gas sampling tube Uses a cooling water system in which the coolant performs a closed circuit, the resulting water vapor in a connected condensation device condenses and the condensate flows back from there into the cooling system. Through the The excess pressure prevailing in the closed cooling system can reduce the cooling effect of the steaming Water can also be used at temperatures above the normal boiling point.

Je höher die Gastemperatur und je gröber die Eintauchtiefe der Entnahmevorrichtung in dem Feuerungeraum ist, useo schwierigor wird das Problem der Wärleableitung durch das Kühlmittel. Besonders gefährdet ist der vordere Teil der Entnahmevorrichtung, wenn das Kühlwasser diesen Teil infolge Verdampfung nicht lehr erreicht. Da die Kühlwirkung des Wasserdampfes sehr viel geringer ist als die des in Dampf übergehenden Wassers, kann die Temperatur auf einen unzulässigen Wert ansteigen und die Entnahmevorrichtung durch Reißen der Schweißnähte oder Abbrand zerstört werden.The higher the gas temperature and the coarser the immersion depth of the extraction device in the furnace room is so difficult to useor the problem of heat dissipation becomes through the coolant. The front part of the removal device is particularly at risk, if the cooling water does not fully reach this part due to evaporation. Since the Cooling effect of the water vapor is much lower than that of the water that turns into steam, the temperature can rise to an impermissible value and the removal device is destroyed by tearing of the weld seams or burning will.

In der Zeitschrift Stahl und Eisen 88(1968)18, Seite 999, Bild 1 und Bild 2, sind zwei Ausführungen von Entnahmevorrichtungen für sehr heiße Gase mit Wasser-Wasserdampfkühlun dargestellt. Die Ausführung nach Bild 2 ist insofern etwas günstiger, als das Kondensat durch zwei besondere Rohre, die in wärmeleitendem Kontakt mit dem Gasentnahmerohr und dem äußeren Kühlmantelrohr stehen, in den vorderen Teil der Entnahmevorrichtung geleitet wird. Bei entsprechender Zulaufhöhe des Kondensates ergibt sich dadurch ein besserer Umlauf des Kühlmittels Allerdings ist nach wie vor eine vorzeitige Verdampfung des in den Zuführungsrohren nach vorne geleiteten Kondensates möglich, da diese in wärmeleitendem Kontakt mit dem äußeren der Ofenatmosphäre ausgesstzten KWhlmantelrohr stehen.In the magazine Stahl and Eisen 88 (1968) 18, page 999, Fig. 1 and Fig. 2, are two versions of extraction devices for very hot gases with Water-steam cooling shown. The design according to Figure 2 is something in this respect Cheaper than the condensate through two special pipes that are in thermal contact with the gas sampling pipe and the outer cooling jacket pipe are in the front part the removal device is passed. With the corresponding inlet height of the condensate This results in a better circulation of the coolant. However, it is still like against premature evaporation of the forward in the supply pipes Condensate is possible because it is in thermally conductive contact with the outside of the furnace atmosphere exposed KWhellmantelrohr.

Bei einer anderen Entnahmevorrichtung, die zwei Kühlaantelrohre aufweist, wird das Kondensat in den äußeren Zwischenraum eingeleitet und der Dampf im Raum zwischen dem Entnahmerohr und dem inneren Kühlmantel, der im vorderen Teil durchbrochen ist, zur Kondensationseinrich'tung zurückgeführte Bei dieser Entnahmevorrichtung ist zwar ebenfalls ein bsseror Umlauf des Küh1titte1s gewährleistet, Jedoch ist das im äußeren Kühlmantel fließende Kondensat wie bei den anderen bekannten Vorrichtungen ebenfalls der unnittelbaren Ofenhitze ausgesetzt und unterliegt damit einer schnellen und vorzeitigen Verdampfung.In another extraction device, which has two cooling jacket tubes, the condensate is fed into the outer space and the steam into the room between the extraction tube and the inner cooling jacket, which is perforated in the front part is returned to the condensation facility in this extraction device is also a bsseror Circulation of the coolant guaranteed, However, the condensate flowing in the outer cooling jacket is like the other known ones Devices also exposed to the direct furnace heat and is therefore subject to it rapid and premature evaporation.

Die Erfindung bezweckt, eine verbesserte Gasentnahmevorrichtung der erwähnten Art mit geschlosssenem Wasser-Wasserdampfkreislauf zu schaffen, die bei noch höheren Temperaturen und größeren Eintauchtiefen als bisher verwendbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Entnahme sehr heißer Gase aus Feuerungen zum Zwecke der Gasanalyse mit einem um das Gasentnahmerohr angeordneten Kühlwassersystem, bei dem der entstehende Wasserdampf in einer angeschlossenen Kondensationseinrichtung kondensiert und das Kondensat von dort in das Kühlsystem zurückfließt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Kondensates bis zum feuerungsseitigen Ende der Entnahmevorrichtung durch ein innerhalb des äußeren Kühlmantelrohres des Kühlsystems angeordnetes, dieses nicht berührendes Rohrsystem erfolgt und für die Rückführung des in Dampf übergehenden Kondensates zur Kondensationseinrichtung der um dieses Rohrsystem befindliche Raum innerhalb des äußeren Mantelrohres dient.The invention aims to provide an improved gas sampling device of mentioned type with closed water-steam cycle to create the even higher temperatures and greater immersion depths than before can be used. The inventive device for removing very hot gases from furnaces for Purposes of gas analysis with a cooling water system arranged around the gas sampling pipe, in which the resulting water vapor in a connected condensation device condenses and the condensate flows back from there into the cooling system, is thereby characterized in that the condensate is fed to the furnace end the extraction device through an inside the outer cooling jacket tube of the cooling system arranged, this non-touching pipe system takes place and for the return of the condensate passing over into steam to the condensation device around this Pipe system located space within the outer jacket pipe is used.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß bei Verwendung von zwei um das Gasentnahmerohr angeordneten Kühlmantelrohren das Kondensat im Raus zwischen dei Entnahmerohr und dem inneren Kühlmantelrohr bis sui~feuerungsseitigen Ende der Entnahmevorrichtung geführt ist und für die Rückführung des in Dampf übergehenden Kühlwassers zur Kondensationseinrichtung der Raum zwischen dem inneren und äußeren Kühlmantelrohr dient.Another embodiment of the invention is that when using of two arranged around the gas sampling tube Cooling jacket tubes that Condensate in the space between the extraction pipe and the inner cooling jacket pipe up to the furnace side The end of the extraction device is guided and for the return of the vapor which is converted into steam Cooling water to the condensation device the space between the inner and outer Cooling jacket tube is used.

Das Kondensat muß in ausreichender Menge in die Spitze der Entnahmevorrichtung befördert werden, wobei in der Kondensatzuführungsleitung noch eine Umwälzpumpe für das Kühlmittel vorgesehen sein kann.A sufficient quantity of the condensate must be placed in the tip of the extraction device be conveyed, with a circulation pump in the condensate feed line can be provided for the coolant.

Die Erfindung beruht somit auf der Erkenntnis, daß die Zuführung des Kondensats in den vorderen Teil der Entnahmevorrichtung möglichst unter wärmeisolierenden Bedingungen erfolgen muß und dazu der entstehende Wasserdsmpf herangezogen werden kann.The invention is based on the knowledge that the supply of the Condensate in the front part of the extraction device as possible under heat-insulating Conditions must take place and the resulting water fume used can.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt: Pig. 1 eine Entnahmevorrichtung mit nur einem Kühlmantelrohr und Fig. 2 eine Entnahmevorrichtung mit zwei Kühliantelrohren.In the following the invention is illustrated with reference to the drawing Embodiments described in more detail. It shows: Pig. 1 a removal device with only one cooling jacket tube and FIG. 2 shows a removal device with two cooling tubes.

Die in die Ofenwand 1 mit naeh unten geneigter Spitze ingesetzte Gasentnahmevorrichtung der Fig.1 weist einen konzentrisch um das Gasentnahmerohr 2 angeordneten Kühlmantel 3 auf. Das durch die Gasentnahmsöffnung 4 angesaugte Rauchgas verläßt die Vorrichtung außerhalb der Feuerung nach Passieren des Filters 5 durch den Rohrstutzen 6 zur Weiterleitung zum Gasanalysegerät. Die durch Temperaturschwankungen bedingten Längenänderungen des Entnahmerohres 2 werden durch das elastische Zwischenstück 7 aufgefangen. Eine mit dem Kühlmantel 3 verbundene Leitung 8 führt zu einer oberhalb der Vorrichtung befindlichen Kondensationseinrichtung 9, die z.3. aus einem getrennten Kühlwasserkreislauf gespeist wird (nicht dargestellt). In dieser Kondensationseinrichtung kondensiert der im Kühimantel 3 und insbesondere an der Spitze der Entnahmevorrichtung aus dem eingefüllten Wasservorrat entstehende Wasserdampf, der nach oben durch die Rohrleitung 8 zur Kondensationseinrichtung strömt. Das in der Kondensationseinrichtung anfallende Kondensat fließt durch die Falleitung 10 und gelangt unterhalb des Kühlmantels über die Leitung 11, in die noch eine Pumpe 12 eingeschaltet ist, zurück in das Kühlsystem, indem es durch das Zuführungsrohr 13 in die Spitze der Entnahmevorrichtung geleitet uird. Zur Druckkontrolle dient ein Manometer 14.The gas extraction device inserted into the furnace wall 1 with the tip inclined at the bottom the Fig.1 has a concentric arranged around the gas sampling pipe 2 Cooling jacket 3 on. The flue gas sucked in through the gas extraction opening 4 leaves the device outside the furnace after passing the filter 5 through the pipe socket 6 for forwarding to the gas analyzer. Those caused by temperature fluctuations Changes in length of the extraction tube 2 are made by the elastic intermediate piece 7 caught. A line 8 connected to the cooling jacket 3 leads to an above the device located condensation device 9, the z.3. from a separate Cooling water circuit is fed (not shown). In this condensation facility condenses in the cooling jacket 3 and in particular at the tip of the removal device water vapor arising from the filled water supply, which flows upwards through the Pipeline 8 flows to the condensation device. That in the condensation device Accumulating condensate flows through the downpipe 10 and reaches below the cooling jacket Via the line 11, in which a pump 12 is still switched on, back into the Cooling system by placing it through the supply pipe 13 in the tip of the extraction device directed. A pressure gauge 14 is used to check the pressure.

Das Zuführungsrohr 13 hat keine Berührung mit dem Mantelrohr 3, um die isolierende Wirkung des zwischen beiden Rohren nach hinten strömenden Wasserdampfes für die Zuführung des Kondensates in die besonders gefährdete Spit@e der Entnahmevorrichtung nutzbar zu machen. Anstelle eines Zuführungsrohres innerhalb des Kühlmantels können auch mehrere vorne sehen sein. Die Zuführungsrohre können auch mit abstand vom Entnahmerohr 2 gefuhrt sein.The feed pipe 13 has no contact with the jacket pipe 3 to the insulating effect of the water vapor flowing backwards between the two pipes for feeding the Condensate in the particularly endangered Spit @ e to make the extraction device usable. Instead of a feed pipe inside of the cooling jacket can also be seen several in front. The supply pipes can also be guided at a distance from the extraction tube 2.

Bei der Entnahmevorrichtung nach Fig. 2, die zwei konzentrische Kühlmantelrohre 15 und 16 aufweist, fließt das Kondensat im Raum zwischen dem Entnahmerohr 17 und dem inneren Kühlmantel rohr 15 nach vorne in die Spitze der Entnahmevorrichtung, während für die Zurückleitung des Wasserdampfes in die Kondensationseinrichtung der Raum zwischen den beiden KUhlmantelrohren dient. Es ergibt sich die gleiche vorteilhafte KWhlwirkung wie bei der Entnahmevorrichtung nach Fig. 1.In the removal device according to FIG. 2, the two concentric cooling jacket tubes 15 and 16, the condensate flows in the space between the extraction pipe 17 and the inner cooling jacket tube 15 forward into the tip of the extraction device, while for the return of the water vapor into the condensation device the space between the two KUhlmantelrohren is used. It turns out the same advantageous cooling effect as with the extraction device according to FIG. 1.

Claims

1. Device for the extraction of very hot gases from furnaces for the purpose the gas analysis with a cooling water system arranged, among other things, the gas sampling pipe that of the resulting water vapor in a connected condensation device condenses and the condensate flows back from there into the cooling system, characterized in that that the supply of the condensate to the fire-side end of the extraction device by one arranged inside the outer cooling jacket tube of the cooling system, this non-contacting pipe system takes place and for the recirculation of the steam which is converted into steam Condensate to the condensation device of the space around this pipe system is used within the outer jacket tube.

2. Gas sampling device according to claim 1, characterized in that that when using two concentrically arranged cooling tubes around the gas sampling tube (15, 16) the condensate in the space between the extraction pipe (17) and the inner cooling jacket pipe (15) out to the furnace end of the extraction device and for the return of the cooling water, which turns into steam, to the condensation device the space between the inner (15) and outer cooling jacket tube (16) is used.

3. Gas sampling device according to claim 1 or 2, characterized by a pump (12) in the condensate line (10, 11) for circulating the coolant.

4. Gas sampling device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that in the extraction pipe (2, 17) there is a to accommodate changes in length serving elastic intermediate piece (7) is located.

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