DE19533908A1 - Pipe wall bushing for a soot blower lance - Google Patents
Pipe wall bushing for a soot blower lanceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rohrwanddurchführung mit einer verschiebbaren Gleitplatte für eine Rußbläserlanze in einem Mittel- und Hochdruckgasraum eines Abhitzekessels.The invention relates to a pipe wall bushing a sliding sliding plate for one Sootblower lance in a medium and high pressure gas chamber a waste heat boiler.
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.Sootblower lances are usually used for medium pressure / High pressure synthesis gas coolers or waste heat boilers for Cleaning the inner, vertical boiler tube walls used to shape the boiler tubes from deposits of soot and other solid particles of the synthesis gas, for example in a coal pressure gasification plant clean.
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.There is one for each sootblower lance on the tube cage Pipe wall opening provided. The in this area with soot blower boxes welded gas-tight to the pipe cage seal off the gas-side high-temperature room the pressure jacket of the waste heat boiler.
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.The waste heat boiler, which is high on the gas side, consists of a gas-tight welded tube cage with additional introduced pipe cooling surfaces to the synthesis gas extract sensible heat and use it to cool it. Pipe cage and cooling surfaces are in one Pressure jacket introduced for the gas side Pressure load is designed. Pressure vessel and cooling system are mechanically connected.
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. The sootblower inserted in the waste heat boiler first penetrate the wall of the outer Pressure vessel, then the inner tube cage, the flange connection of the pressure jacket Represents fixed point for the sootblower lance.
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.Due to the mechanical connection of external pressure jacket and inner tube cage becomes the point of passage the sootblower lance through the tube cage because of the different temperatures as a floating point executed.
Bekannt sind Rußbläserkästen an Rohrwanddurchführungen eines Synthesegaskühlers, die von der Anmelderin für die Synthesegasanlage Ruhr (SAR) bei der Ruhrchemie in Oberhausen-Holten geliefert wurden.Soot blower boxes on pipe wall bushings are known of a synthesis gas cooler, by the applicant for the synthesis gas plant Ruhr (SAR) at Ruhrchemie in Oberhausen-Holten were delivered.
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.This soot blower box consists of horizontally arranged Neten retaining plates and from vertically arranged Guide plates with an elongated hole opening and one intermediate sliding plate with a round opening for the implementation of the sootblower lance and one welded sleeve, which has a larger interior diameter than the opening of the sliding plate.
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.Inside the sleeve is around the sootblower lance ring-shaped packing arranged at a distance sleeve is pushed on by means of a ring spring the pack exerts pressure to seal the inner and outer gas space in the synthesis gas cooler to reach.
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.The unprotected slide plate is on the inside exposed to high temperatures, which leads to increased ver wear due to high temperature corrosion and ver formations due to thermal stresses lead to a Moving the slide plate adversely affect the kinked pipes inside the pipe duct a FF ramming compound are lined.
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.The object of the invention is therefore a temperature, pressure and displacement-compatible pipe wall implementation for a sootblower to create a Gastightness with simultaneous displacement possible protection and protection against high temperatures of the Gap and thus the pressure jacket wall of the Waste heat boiler guaranteed.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die kennzeich nenden Merkmale von Anspruch 1. Die Unteransprüche beschreiben eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.The problem is solved by the flag nenden features of claim 1. The subclaims describe an advantageous embodiment of the Invention.
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.In the waste heat boiler there is between the gas space inside the tube cage and that of the pressure jacket and Pipe cage formed a space pressure difference. Penetration of hot gas from the inner gas space the space in between is not allowed, otherwise it will impermissibly high temperatures on the outer jacket of the Container comes.
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.The entire passage is therefore according to the invention area through the pipe cage with a soot blower box and a sliding plate sealed gas-tight. A slot-shaped passage opening of the soot blower case is covered by a sliding plate that is attached to the sootblower lance. As heat Protection is attached to the rectangular sliding plate on the side the sootblower box is a heat-insulating ceramic Fiberboard attached. The fiberboard is through one encircled frame and with an adhesive the steel plate covered with expanded metal.
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. The permanent pressure of the slide plate on the soot blower box is done in a known manner with a Compression spring, which has a spacer sleeve and a sealing ring applies the required sealing force. On Packing ring is inserted in the sleeve and seals the Slide plate against the sootblower lance.
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.This gives freedom of movement in vertical and horizontal direction while sealing the Guaranteed gas space against the interior. The gas tightness is achieved by pressing the fiberboard the housing achieved. With abrasion-resistant fiber mats The fiberboard becomes overhanging with the material Profile frame installed. Is the ceramic material less abrasion resistant, you leave it with the profile frame complete and additionally ensures gas tightness with heat-resistant, elastic cords.
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.So that the sootblower lance penetrate into the gas space two tubes of the tube cage are in the lance kicked out area to the passage opening form. This is missing in the area of the bent pipes Heat protection so that the full temperature exposure, t <1400 ° C, from the gas space from the soot blower box and the sliding plate must be included. Since the above-mentioned components are uncooled, they must be insulated because otherwise high-temperature Corrosion and heat distortion damage occur.
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.The sootblower box is protected by heat two types of insulation materials, one by one Ceramic fiber mat (wool) on the soot blower box and on the other hand through ff material, which is used for Gas space inside is arranged.
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. The ceramic fiber material has one essential lower thermal conductivity than the ff material, so that the Combination of both materials an optimal warmth offers protection. Ff material is in shape towards the gas space of casting or spraying compound required, as this Material resistant to flying dust and hot slag is. The ff mass is floating out through the kinked pipes and the anchors attached to them held.
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.The advantage of this design is that under different thermal expansions of ff material, sootblowers box and pipes are not in voltage increases or crumble the ff-mass implement, but that there is free thermal expansion. This will Cracking in the ff mass or crumbling off Avoid splitting the ff mass.
Aus diesem Grunde sind auch die ausgeknickten Rohre mit einer Folie umwickelt, damit die Relativbewegungen kompensiert werden können.For this reason, the kinked pipes are included wrapped in a film so that the relative movements can be compensated.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is based on an embodiment explained in more detail.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 einen Querschnitt durch den Rußbläserkasten, Fig. 1 shows a cross section through the Rußbläserkasten,
Fig. 2 einen Schnitt A-B (Längsschnitt) durch den Rußbläserkasten, Fig. 2 shows a section AB (longitudinal section) by the Rußbläserkasten,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1 am oberen Bereich des Rußbläserkastens, Fig. 3 shows a detail from Fig. 1 the upper portion of Rußbläserkastens,
Fig. 4 einen Ausschnitt ähnlich wie Fig. 3, jedoch ohne elastische Schnur. Fig. 4 shows a section similar to Fig. 3, but without an elastic cord.
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.As shown in Fig. 1, there is between the gas space (1) and the tube of the cage (3) and pressure shell (4) gap (2) formed a considerable temperature and a low pressure difference.
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.So that the high temperature of the gas space does not get into the space, the entire passage area is heat-insulated and gas-tight encapsulated by the soot blower box ( 5 ). The slot-shaped passage opening ( 6 ) of the soot blower box ( 5 ) is covered by a sliding plate ( 7 ) which is attached to the soot blower lance ( 8 ).
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.The sliding plate ( 7 ) on the side of the soot blower box ( 5 ) has a heat-insulating, ceramic fiber plate ( 9 ). This fiberboard ( 9 ) is bordered by a circumferential profile steel frame ( 10 ) and fastened with a heat-resistant adhesive ( 11 ) to the sliding plate ( 7 ) covered with expanded metal ( 12 ).
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.The pressure of the sliding plate ( 7 ) on the soot blower box ( 5 ) is achieved with a compression spring that applies the required sealing force via a spacer sleeve ( 14 ) and sealing ring ( 15 ).
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.A packing ring ( 15 ) is placed in the sleeve ( 16 ) and seals the sliding plate ( 7 ) against the soot blower lance ( 8 ). Anchors ( 19 ) are attached to the bent tubes ( 17 ), and the tubes ( 17 ) are wrapped with a film material ( 18 ) before a ceramic fiber mat ( 20 ) and a refractory casting or ramming compound ( 21 ) are introduced.
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.According to FIG. 2 are bent out of the tubular cage (3) in the passage region of the soot blower (8) two tubes (17), so that the full temperature loading of Rußbläserkasten (5) and the sliding plate (7) is taken up. Since the aforementioned components ( 5 , 7 ) are uncooled, they must be thermally insulated.
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.Therefore, the Rußbläserkasten (5) is protected on the inside by two kinds of insulating materials, once by a ceramic fiber mat (wool) (20), the blower box on carbon black (5) rests, and a refractory material (21) which is arranged to the gas chamber side . The ff mass is held floating by the bent tubes ( 17 ) and the anchors ( 19 ) attached to them.
Ferner sind die ausgeknickten Rohre (17) mit einer Folie (18) umwickelt, damit die Relativbewegungen kompensiert werden können.Furthermore, the bent tubes ( 17 ) are wrapped with a film ( 18 ) so that the relative movements can be compensated for.
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.The sootblower lance ( 8 ) is fixed in a known manner on a flange ( 25 ) by means of fastening ( 26 ) and Dichtele elements ( 27 ) on the nozzle ( 4.1 ) of the pressure jacket ( 4 ). A compression spring ( 13 ) presses on a spacer sleeve ( 14 ) with a seal ( 15 ) arranged in a sleeve ( 16 ) and thus provides the gas tightness through the sliding plate ( 7 ) between the inner gas space ( 1 ) and the annular gap ( 2 ) between the tube cage ( 3 ) and pressure jacket ( 4 ) of the synthesis gas cooler safely.
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.From Fig. 3 it can be seen that when using abrasion-resistant fiberboard material, the fiberboard ( 9 ) is installed with an overhang to the profile steel frame ( 10 ). If the ceramic material is less resistant to abrasion, it can be closed with the profile steel height ( 10 ) and the gas tightness is additionally ensured by heat-resistant, elastic cords ( 24 ). The cord ( 24 ) is inserted between the guide ( 22 ) and holding plate ( 23 ) of the soot blower box ( 5 ) and the profile frame ( 10 ).
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.According to FIG. 4, the sealing of the gas spaces is carried out exclusively by the attached to the sliding plate (7) with an adhesive (11) and expanded metal (12) ceramic fiber plate (9) which presses on the sheet (5) of Rußbläserkastens. The ceramic fiberboard ( 9 ) is stronger than the profile frame ( 10 ).
Die Faserplatte (9) gleitet an der Innenseite des Führungsbleches (22), das über ein Seitenblech (23) mit dem Blech (5) verbunden ist.The fiberboard ( 9 ) slides on the inside of the guide plate ( 22 ), which is connected to the plate ( 5 ) via a side plate ( 23 ).
BezugszeichenlisteReference list
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 1 gas room
2 annular gap
3 tube cage
4 pressure jacket
4.1 sockets
5 soot blower box
6 slotted holes
7 sliding plate
8 sootblower lance
9 Ceramic fibreboard
10 All-round profile steel
11 glue
12 expanded metal
13 compression spring
14 spacer sleeve
15 sealing ring
16 sleeve
17 Bent tube
18 foil material
19 anchors
20 Ceramic fiber mat (glass wool)
21 ff material
22 guide plate
23 holding plate
24 Temperature resistant cord
25 flange
26 fasteners
27 sealing ring
Claims (9)
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