DE19533908A1

DE19533908A1 - Rohrwanddurchführung für eine Rußbläserlanze

Info

Publication number: DE19533908A1
Application number: DE19533908A
Authority: DE
Inventors: Juergen Robert Dr Ing Heering; Klaus Dipl Ing Koehnen
Original assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Current assignee: MG Technologies AG
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: DE19533908C2; EP0763702B1; DE59604944D1; ES2146819T3; EP0763702A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrwanddurchführung mit einer verschiebbaren Gleitplatte für eine Rußbläserlanze in einem Mittel- und Hochdruckgasraum eines Abhitzekessels.

Rußbläserlanzen werden in der Regel bei Mitteldruck-/ Hochdruck-Synthesegaskühlern bzw. Abhitzekesseln zum Reinigen der inneren, senkrechten Kesselrohrwände eingesetzt, um die Kesselrohre von Ablagerungen in Form von Ruß und anderen festen Partikeln des Synthesegases, beispielsweise bei einer Kohledruckvergasungsanlage, zu reinigen.

Am Rohrkäfig ist für eine jede Rußbläserlanze eine Rohrwandöffnung vorgesehen. Die in diesem Bereich mit dem Rohrkäfig gasdicht verschweißten Rußbläserkästen dichten den gasseitigen Hochtemperaturraum gegenüber dem Druckmantel des Abhitzekessels ab.

Der gasseitig hochgespannte Abhitzekessel besteht aus einem gasdicht geschweißten Rohrkäfig mit zusätzlich eingebrachten Rohrkühlflächen, um dem Synthesegas die fühlbare Wärme zu entziehen und es damit abzukühlen. Rohrkäfig und Kühlflächen sind gemeinsam in einen Druckmantel eingebracht, der für die gasseitige Druckbelastung ausgelegt ist. Druckgefäß und Kühlsystem sind mechanisch miteinander verbunden.

Die in den Abhitzekessel eingesteckten Rußbläser durchdringen zuerst die Wand des äußeren Druckbehälters, danach auch den inneren Rohrkäfig, wobei der Anflanschstutzen des Druckmantels den Fixpunkt für die Rußbläserlanze darstellt.

Aufgrund der mechanischen Verbindung von äußerem Druck mantel und innerem Rohrkäfig wird der Durchtrittspunkt der Rußbläserlanze durch den Rohrkäfig wegen der unterschiedlichen Temperaturen als Gleitpunkt ausgeführt.

Bekannt sind Rußbläserkästen an Rohrwanddurchführungen eines Synthesegaskühlers, die von der Anmelderin für die Synthesegasanlage Ruhr (SAR) bei der Ruhrchemie in Oberhausen-Holten geliefert wurden.

Dieser Rußbläserkasten besteht aus horizontal angeord neten Halteblechen und aus vertikal angeordneten Führungsblechen mit einer Langlochöffnung und einem dazwischen angeordneten Gleitblech mit runder Öffnung für die Durchführung der Rußbläserlanze sowie einer darauf angeschweißten Hülse, die einen größeren Innen durchmesser als die Öffnung des Gleitbleches aufweist.

Innerhalb der Hülse wird um die Rußbläserlanze eine ringförmige Packung angeordnet, auf die eine Distanz hülse geschoben wird, die mittels einer Ringfeder auf die Packung einen Druck ausübt, um eine Abdichtung des inneren und äußeren Gasraumes in dem Synthesegaskühler zu erreichen.

Die ungeschützte Gleitplatte ist auf der Innenseite hohen Temperaturen ausgesetzt, die zu erhöhtem Ver schleiß durch Hochtemperaturkorrosion und durch Ver formungen aufgrund von Wärmespannungen führen, die ein Verschieben der Gleitplatte beeinträchtigen, obwohl die abgeknickten Rohre innerhalb der Rohrdurchführung mit einer ff-Stampfmasse ausgekleidet sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine temperatur-, druck- und verschiebegerechte Rohrwand durchführung für einen Rußbläser zu schaffen, die eine Gasdichtigkeit bei gleichzeitiger Verschiebemöglich keit sowie Schutz gegen hohe Temperaturen des Zwischenraumes und somit der Druckmantelwand des Abhitzekessels gewährleistet.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die kennzeich nenden Merkmale von Anspruch 1. Die Unteransprüche beschreiben eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.

In dem Abhitzekessel herrscht zwischen dem Gasraum innerhalb des Rohrkäfiges und dem vom Druckmantel und Rohrkäfig gebildeten Zwischenraum eine Druckdifferenz. Ein Eindringen von Heißgas aus dem inneren Gasraum in den Zwischenraum ist nicht statthaft, da es sonst zu unzulässig hohen Temperaturen am Außenmantel des Behälters kommt.

Erfindungsgemäß wird daher der gesamte Durchtritts bereich durch den Rohrkäfig mit einem Rußbläser kasten und einer Gleitplatte gasdicht gekapselt. Eine langlochförmige Durchtrittsöffnung des Ruß bläserkastens ist durch ein Gleitblech abgedeckt, das auf der Rußbläserlanze aufgesteckt ist. Als Hitze schutz wird an das rechteckige Gleitblech auf der Seite des Rußbläserkastens eine wärmeisolierende keramische Faserplatte angebracht. Die Faserplatte ist durch einen umlaufenden Rahmen eingefaßt und mit einem Kleber auf der mit Streckmetall belegten Stahlplatte befestigt.

Die permanente Anpressung der Gleitplatte an den Ruß bläserkasten erfolgt in bekannter Weise mit einer Druckfeder, die über eine Distanzhülse und einen Dicht ring die erforderliche Dichtkraft aufbringt. Ein Packungsring ist in die Hülse eingelegt und dichtet die Gleitplatte gegen die Rußbläserlanze ab.

Dadurch ist eine Bewegungsfreiheit in vertikaler und horizontaler Richtung bei gleichzeitiger Abdichtung des Gasraumes gegen den Innenraum gewährleistet. Die Gas dichtheit wird durch die Anpressung der Faserplatte an das Gehäuse erzielt. Bei abriebfestem Fasermatten material wird die Faserplatte mit Überstand zu dem Profilrahmen eingebaut. Ist das keramische Material weniger abriebfest, läßt man es mit dem Profilrahmen abschließen und sichert die Gasdichtheit zusätzlich durch hitzebeständige, elastische Schnüre ab.

Damit die Rußbläserlanze in den Gasraum eindringen kann, sind zwei Rohre des Rohrkäfigs im Lanzendurch trittsbereich ausgeknickt, um die Durchtrittsöffnung zu bilden. Im Bereich der ausgeknickten Rohre fehlt der Wärmeschutz, so daß die volle Temperaturbeaufschlagung, t < 1400°C, aus dem Gasraum vom Rußbläserkasten und dem Gleitblech aufgenommen werden muß. Da die vorgenannten Bauteile ungekühlt sind, müssen sie wärmeisoliert werden, weil sonst durch Hochtemperatur- Korrosion und Wärmeverformungen Schäden auftreten.

Der Wärmeschutz für den Rußbläserkasten erfolgt durch zwei Arten von Isoliermaterialien, einmal durch eine keramische Fasermatte (Wolle), die am Rußbläserkasten anliegt und zum anderen durch ff-Material, das zur Gasrauminnenseite angeordnet ist.

Das keramische Fasermaterial hat einen wesentlich geringen Wärmeleitwert als das ff-Material, so daß die Kombination beider Materialien einen optimalen Wärme schutz bietet. Zum Gasraum hin ist ff-Material in Form von Gieß- oder Spritzmasse erforderlich, da dieses Material gegen Flugstaub und heißer Schlacke beständig ist. Die ff-Masse wird schwimmend durch die ausge knickten Rohre und die daran aufgebrachten Anker gehalten.

Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß unter schiedliche Wärmedehnungen von ff-Material, Rußbläser kasten und Rohren sich nicht in Spannungserhöhungen bzw. Abbröckeln der ff-Masse umsetzen, sondern, daß eine freie Wärmeausdehnung gegeben ist. Dadurch werden Rißbildungen in der ff-Masse bzw. ein Abbröckeln von Teilen der ff-Masse vermieden.

Aus diesem Grunde sind auch die ausgeknickten Rohre mit einer Folie umwickelt, damit die Relativbewegungen kompensiert werden können.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Rußbläserkasten,

Fig. 2 einen Schnitt A-B (Längsschnitt) durch den Rußbläserkasten,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1 am oberen Bereich des Rußbläserkastens,

Fig. 4 einen Ausschnitt ähnlich wie Fig. 3, jedoch ohne elastische Schnur.

Wie in Fig. 1 dargestellt, herrscht zwischen dem Gasraum (1) und dem von Rohrkäfig (3) und Druckmantel (4) gebildeten Zwischenraum (2) eine erhebliche Temperatur- und eine geringe Druckdifferenz.

Damit die hohe Temperatur des Gasraumes nicht in den Zwischenraum gelangt, ist der gesamte Durchtritts bereich durch den Rußbläserkasten (5) wärmeisoliert und gasdicht gekapselt. Die langlochförmige Durchtritts öffnung (6) des Rußbläserkastens (5) ist durch ein Gleitblech (7) abgedeckt, das auf der Rußbläserlanze (8) aufgesteckt ist.

Das Gleitblech (7) weist auf der Seite des Rußbläser kastens (5) eine wärmeisolierende, keramische Faser platte (9) auf. Diese Faserplatte (9) ist durch einen umlaufenden Profilstahlrahmen (10) eingefaßt und mit einem wärmebeständigen Kleber (11) auf der mit Streck metall (12) belegten Gleitplatte (7) befestigt.

Die Anpressung der Gleitplatte (7) an den Rußbläser kasten (5) wird mit einer Druckfeder erzielt, die über eine Distanzhülse (14) und Dichtring (15) die erforder liche Dichtkraft aufbringt.

Ein Packungsring (15) ist in die Hülse (16) eingelegt und dichtet die Gleitplatte (7) gegen die Rußbläserlanze (8) ab. An die ausgeknickten Rohre (17) sind Anker (19) angebracht, ferner werden die Rohre (17) mit einem Folienmaterial (18) umwickelt, bevor eine keramische Fasermatte (20) und eine feuerfeste Gieß- bzw. Stampfmasse (21) eingebracht werden.

Entsprechend Fig. 2 sind im Durchtrittsbereich der Rußbläserlanze (8) zwei Rohre (17) des Rohrkäfigs (3) ausgebogen, so daß die volle Temperaturbeaufschlagung vom Rußbläserkasten (5) und dem Gleitblech (7) aufge nommen wird. Da die vorgenannten Bauteile (5, 7) ungekühlt sind, müssen sie wärmeisoliert werden.

Daher wird der Rußbläserkasten (5) innen durch zwei Arten von Isoliermaterialien geschützt, einmal durch eine keramische Fasermatte (Wolle) (20), die am Ruß bläserkasten (5) anliegt, und einem ff-Material (21), das zur Gasraumseite angeordnet ist. Die ff-Masse wird schwimmend durch die ausgeknickten Rohre (17) und die daran aufgebrachten Anker (19) gehalten.

Ferner sind die ausgeknickten Rohre (17) mit einer Folie (18) umwickelt, damit die Relativbewegungen kompensiert werden können.

Die Rußbläserlanze (8) ist in bekannter Weise an einem Flansch (25) mittels Befestigungs- (26) und Dichtele menten (27) am Stutzen (4.1) des Druckmantels (4) befestigt. Eine Druckfeder (13) drückt auf eine Distanzhülse (14) mit in einer Hülse (16) angeordneten Dichtung (15) und stellt damit die Gasdichtigkeit durch die Gleitplatte (7) zwischen dem inneren Gasraum (1) und dem Ringspalt (2) zwischen Rohrkäfig (3) und Druck mantel (4) des Synthesegaskühlers sicher.

Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß bei Verwendung von abriebfestem Faserplattenmaterial die Faserplatte (9) mit Überstand zu dem Profilstahlrahmen (10) eingebaut wird. Ist das keramische Material weniger abriebfest, läßt man es mit der Profilstahlhöhe (10) abschließen und sichert die Gasdichtheit zusätzlich durch hitzebeständige, elastische Schnüre (24) ab. Die Schnur (24) wird zwischen dem Führungs- (22) und Halteblech (23) des Rußbläserkastens (5) und dem Profilrahmen (10) eingebracht.

Entsprechend Fig. 4 erfolgt die Abdichtung der Gasräume ausschließlich durch die an dem Gleitblech (7) mit einem Kleber (11) und Streckmetall (12) befestigten keramischen Faserplatte (9), die auf das Blech (5) des Rußbläserkastens drückt. Die keramische Faserplatte (9) ist stärker als der Profilrahmen (10) ausgebildet.

Die Faserplatte (9) gleitet an der Innenseite des Führungsbleches (22), das über ein Seitenblech (23) mit dem Blech (5) verbunden ist.

Bezugszeichenliste

1 Gasraum
2 Ringspalt
3 Rohrkäfig
4 Druckmantel
4.1 Stutzen
5 Rußbläserkasten
6 Langlochöffnungen
7 Gleitblech
8 Rußbläserlanze
9 Keramische Faserplatte
10 Umlaufender Profilstahl
11 Kleber
12 Streckmetall
13 Druckfeder
14 Distanzhülse
15 Dichtring
16 Hülse
17 Ausgeknicktes Rohr
18 Folienmaterial
19 Anker
20 Keramische Fasermatte (Glaswolle)
21 ff-Material
22 Führungsblech
23 Halteblech
24 Temperaturbeständige Schnur
25 Flansch
26 Befestigungselemente
27 Dichtungsring

Claims

1. Rohrwanddurchführung mit einer verschiebbaren Gleitplatte für eine Rußbläserlanze in einem Mittel- oder Hochdruckgasraum eines Abhitze kessels, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gleitplatte (7) und Langlochöffnung (6) des Rußbläserkastens (5) eine in einem Rahmen (10) eingefaßte keramische Faserplatte (9) angeordnet ist.

2. Rohrwanddurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Faserplatte (9) mittels Kleber (11) an der mit Streckmetall (12) belegten Gleitplatte (7) befestigt ist.

3. Rohrwanddurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Faserplatte (9) einen Überstand zum Rahmen (10) aufweist.

4. Rohrwanddurchführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Faserplatte (9) die gleiche Höhe wie der Rahmen (10) aufweist und daß die Abdichtung des Rußbläserkastens (5) zusätzlich durch eine feuerfeste Schnur (24) erfolgt.

5. Rohrwanddurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgeknickten Rohre (17) mit Ankern (19) versehen sind.

6. Rohrwanddurchführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die geknickten Rohre (17) mit einer Folie (18) umwickelt sind und teilweise mit einer keramischen Glaswolle (20) sowie mit ff-Material (21) umgeben sind.

7. Rohrwanddurchführung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Glaswolle (20) an der Innenseite des Rußbläserkastens (5) anliegt.

8. Rohrwanddurchführung nach den Ansprüchen 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß das ff-Material (21) im Rußbläserkasten (5) schwimmend angeordnet ist.

9. Rohrwanddurchführung nach den Ansprüchen 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß das ff-Material (21) an der Innenseite des Rußbläserkastens (5) unterhalb der Langloch öffnung (6) nach außen hin abgeschrägt ist.