DE19548238C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beheizung einer Isolatorkammer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beheizung wenigstens einer Isolatornische oder Isolatorkam­ mer eines Elektrofilters gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 an­ gegebenen Merkmalen. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6.

Aus dem deutschen Patent gemäß DE 33 08 265 A1 ist eine derartige Vorrich­ tung mit einer Isolatorkammer, welche auch als Isolatornische bezeichnet wird, bekannt, in welcher über Isolatoren das Sprühsystem eines Vertikal-Elektroab­ scheiders abgefangen ist. Die Isolatorkammer ist auf eine Gehäusedecke an­ geordnet, durch deren Öffnung eine Tragsäule für das Sprühsystem hin­ durchgeführt ist. Die Tragsäule bildet die Stromzuführung und mittels des oder der Stützisolatoren erfolgt die elektrische Trennung und Isolation bezüglich des Gehäuses. Derartige Elektrofilter oder Elektroabscheider können als Naß- oder Trockenfilter ebenso ausgebildet sein, wie eine vertikale oder horizontale Bau­ weise aufweisen. Auch für die Isolatoren sind unterschiedliche Bauformen be­ kannt, wobei hier vor allem auf Durchführungsisolatoren und Stützisolatoren hingewiesen sei. Für die Beheizung der Isolatorkammer können Heizpatronen direkt eingebaut sein, ölgefüllte Kammern mit eingebautem Elektroheizstab an die Isolatorkammer angebaut sein oder es können Spülluftventilatoren mit Heiz­ register im Luftstrom oder vergleichbare Ausführungsformen vorgesehen sein. Bei den heute üblichen Elektrofiltern der genannten Art liegt die Wärmeleistung im Bereich zwischen 2-4 KW. Ferner besteht die Notwendigkeit der Beheizung von Isolatorenkammern im Hinblick auf Feuchtigkeit, welche zur Zerstörung der Isolatoren und somit zum Ausfall der gesamten Emissionsminderungsanlage führen kann. Weiterhin besteht die Problematik, daß durch Schmutz und/oder Feuchtigkeitseinwirkung an den Isolatoren aus dem Abluft-, Abgas- oder Rauch­ gasraum es gleichfalls zu Hochspannungsüberschlägen kommen kann, welche den Ausfall der Anlage zur Folge haben können.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, welches eine kostengünstige, wirtschaftliche Beheizung des oder der Isolatoren und/oder der Isolatorkammer oder Isolatornische ermöglicht. Ferner sollen Wartungsintervalle verlängert und die Funktionssicherheit bei vertretbarem wirtschaftlichem Aufwand vergrößert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten Art durch die im Patent­ anspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst. Bei einer Vorrich­ tung zur Durchführung des Verfahrens erfolgt die Lösung gemäß den kennzeich­ nenden Merkmalen des Patentanspruchs 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen 2 bis 5 bzw. 7 bis 11 zu entnehmen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in effektiver und wirtschaftlicher Weise die Beheizung der Isolatorkammer, in welche als Spülluft nach Möglich­ keit Abluft eines Raumes, wie zum Beispiel Abluft eines Maschinenraumes ein­ geleitet wird, wobei die Abluft durch einen einfachen filternden Abscheider mittels eines Ventilators angesaugt wird. Im Rahmen der Erfindung kann be­ darfsweise auch Außenluft oder Reingas, wobei auf dessen Güte abzustellen ist, zum Einsatz gelangen. Desweiteren kann der Luftstrom über ein vorzugsweise elektrisches Heizregister geleitet und aufgeheizt werden. Gemäß einer wesentli­ chen Ausgestaltung ist für die zugeführte Spülluft eine Rohrleitung vorgesehen, welche zumindest teilweise durch den von der Abluft oder den Abgas durch­ strömbaren Raum der Emissionsminderungsanlage führt. Desweiteren ist in zweckmäßiger Weise unter dem Dach des Filters eine Verteilung der Rohrleitung vorgesehen, über welche der Luftstrom den auf der Außenseite des Filterdaches angeordneten Isolatorenkammern zugeführt wird. Da die Rohrleitung für die Spülluft durch den Abluft-Abgasraum des Filters geführt wird, erfolgt dort in besonders zweckmäßiger Weise eine zusätzliche Erwärmung der Spülluft, zumal die Abluft- oder Abgasströme regelmäßig höhere, oftmals weit höhere, Tempera­ turen im Vergleich mit der Außenluft aufweisen. Desweiteren entfallen insoweit zusätzliche Maßnahmen zur Wärmeisolation, welche bei Führung der Leitungen außerhalb des Elektrofilters zur Vermeidung von Wärmeverlusten notwendig sind.

In der Isolatorenkammer wird der Isolator von der erwärmten Spülluft umspült und durch definierte Öffnungen, insbesondere in Form von Schlitzen oder Boh­ rungen in einer Tragplatte des Isolators, wird in zweckmäßiger Weise die Spülluft gezielt über den unteren Teil des Isolators mit einem Schutzrohr in den Abluft- oder Abgasraum des Elektrofilters geleitet. Der Durchmesser sowie die Ausbil­ dung des Schutzrohres ist hierbei von besonderer Bedeutung, damit die durch die Spülluft erzeugte Sperre ein Eindringen von Abluft oder Abgasen oder dem Filterraum der Emissionsminderungsanlage wirkungsvoll verhindern kann.

Desweiteren wird die Spülluft in einer zweckmäßigen Ausgestaltung im Bereich der Isolatorkammer, welche einen Anschluß des Hochspannungsleiters über ein Schutzrohr aufweist, dazu verwendet, mit einem definierten Teilstrom der Spül­ luft die genannte Zuführung kondensationsfrei zu erhalten. Somit werden Span­ nungsüberschläge und Kurzschlüsse auch in diesem Bereich funktionssicher verhindert.

In zweckmäßiger Weise wird ferner beim Unterschreiten der Temperatur der Spülluft unter einen vorgegebenen Grenzwert ein Wärmetauscher zugeschaltet, welcher vorzugsweise als Luft-Wasser-Wärmetauscher ausgebildet ist. Die erfor­ derliche Energie wird in zweckmäßiger Weise aus Teilen der Emis­ sionsminderungsanlage, insbesondere bei einer naßarbeitenden Anlage aus dem Absorbenzkreislauf, ausgekoppelt. Je nach Ausbildung des Systems der Emis­ sionsminderungsanlage können auch Luft-Luft-Wärmetauscher zum Einsatz gelangen.

In einer anderen Ausgestaltung wird zur Vermeidung von Kondensationen beim Anfahren der Emissionsminderungsanlage eine Elektroheizung in an sich bekann­ ter Ausführungsform vorgesehen, welche nach Erreichen einer vorgebbaren Betriebstemperatur automatisch ausgeschaltet wird, wobei nachfolgend der auto­ therme Betrieb der Spülluft gewährleistet ist. Eine solche Elektroheizung gelangt in zweckmäßiger Weise ferner als Stand-by-Aggregat zum Einsatz.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung als seitliche Ansicht eines Vertikal-Elektro­ filters mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 vergrößert einen Schnitt durch die eine Isolatorkammer aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Schnittlinie III gemäß Fig. 2.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Vertikal-Elektrofilter mit einem Gehäuse 2, auf dessen Decke 4 zwei Isola­ torkammern 6 angeordnet sind. Der Elektrofilter enthält in bekannter Weise ein an einem Tragrahmen 8 aufgehängtes Sprühsystem 10, wobei der Tragrahmen 8 mittels Trägern 12 und Isolatoren 14, 15 in der jeweiligen Isolatorkammer 6 abgefangen ist. Die beiden Isolatoren 14, 15 sind jeweils an einer Tragplatte 16 innerhalb der zugehörigen Isolatorkammer 6 befestigt. Ferner sind die Isolatoren als Durchführungsisolatoren für den jeweiligen Träger 12 ausgebildet, welcher am oberen Ende des Isolators 14 mittels eines Befestigungselements 18 verankert ist. Die Tragplatte 16 trägt mit ihrem radial innenliegenden Bereich den Isolator 14, oder 15 und ist mit ihrem Außenrand 20 an der Decke 4, und zwar in einem vorgegebenen Abstand oberhalb derselben, befestigt. Die Isolatorkammer 6 enthält oben eine Durchführung 22 für eine elektrische Hochspannungsleitung 24, welche innerhalb der Isolatorkammer 6 mit dem Träger 12 elektrisch ver­ bunden ist, wodurch der elektrische Anschluß des Sprühsystems 10 über den Tragrahmen 8 und den Träger 12 realisiert ist. Die elektrische Leitung 24 ist außerhalb der Isolatorkammer 6 von einer hohlen, rohrförmigen Schutzleitung 26 umgeben, wobei zwischen der Hochspannungsleitung 24 und der diese umgebene Schutzleitung 26 ein hinreichend großer Abstand bzw. Hohlraum 28 vorhanden ist.

In die Isolatorkammer 6 mündet ferner eine Rohrleitung 30 für Spülluft. Diese Rohrleitung 30 führt auf kurzem Wege nach unten durch eine abgedichtete Öffnung 32 der Decke 4 hindurch in den Innenraum des Gehäuses 2 des Elek­ trofilters. Die Rohrleitung 30 verläuft somit im wesentlichen innerhalb des vom Abgas und/oder der Abluft durchströmten Innenraums 34 des Elektrofilters, wobei in zweckmäßiger Weise unterhalb der Decke 4 ein Verteiler 36 vorgesehen ist, über welchen die Versorgung der beiden Isolatorkammern 6 in der darge­ stellten Weise mit Spülluft 38 erfolgt, und welchem durch den innerhalb des Elektrofilters angeordneten Teil 40 der Rohrleitung zugeführt wird. Lediglich ein kurzes Anschlußstück 42 der Rohrleitung 30 ist außerhalb des Elektrofilters zwischen der Deckenöffnung 32 und dem Einlaß in die jeweilige Isolatorkammer 6 vorhanden. Aufgrund der Anordnung und Führung der Rohrleitung 30 im wesentlichen durch den Abluft- bzw. Abgasraum wird die Spülluft zusätzlich durch die Abluft bzw. das Abgas erwärmt, welche regelmäßig eine höhere Tem­ peratur aufweist als die in die Rohrleitung 30 eingespeiste Spülluft gemäß Pfeil 38. Da die Abluft- oder Abgasströme 44, welche durch einen Stutzen 46 in das Gehäuse 2 einströmen, oftmals erheblich höhere Temperaturen als die zugeführte Spülluft aufweisen, kann zumindest im stationären Betrieb der Emissionsminde­ rungsanlage ohne zusätzliche Energiezufuhr die Spülluft beim Eintritt in die Isolatorkammer 6 gemäß Pfeil 48 die geforderte Temperatur aufweisen.

Wie mit Pfeilen 50 angedeutet, strömt ein Teil der Spülluft aus der Isolatorkam­ mer 6 in den Innen- oder Abgasraum 34 des Elektrofilters. In der Isolatorkam­ mer oder Isolatorennische 6 wird der Isolator 14, 15 von der erwärmten Spülluft umspült. Durch die nachfolgend noch zu erläuternden Ausnehmungen, wie insbe­ sondere Schlitze oder Bohrungen in der Tragplatte 16 des Isolators 14, 15 wird die Spülluft gezielt über den unteren Teil des Innenraums 34 für die Abluft oder das Abgas geleitet, wobei der untere Teil des Isolators von einem Schutzrohr 52 umgeben ist. Der Durchmesser und die Ausbildung des Stutzenrohres oder Schutzrohres 52 ist dabei von besonderer Bedeutung, um durch die mittels der Spülluft erzeugten Sperre das Eindringen von Abluft oder Abgasen aus der Emis­ sionsminderungsanlage in die Isolatorkammer 6 wirkungsvoll zu verhindern.

Wie weiterhin mit Pfeilen 54 angedeutet, strömt ein anderer Teil der Spülluft durch den Hohlraum 28 der Schutzleitung 26 ab. Mit dem definierten Teilstrom 54 der Spülluft wird die elektrische Zuführung in besonders zweckmäßiger Weise kondensationsfrei gehalten und Spannungsüberschläge und Kurzschlüsse werden mit hoher Funktionssicherheit verhindert.

Mittels eines Ventilators 56 wird die eingeleitete Spülluft 38 über einen fil­ ternden Abscheider 58 angesaugt. Eingangsseitig wird dem Abscheider 58 Gas oder Luft 60 zugeführt, wobei grundsätzlich Außenluft zuführbar ist. Aufgrund der Anordnung der Rohrleitung 30 im wesentlichen innerhalb des Elektrofilters wird die Außenluft oder das Gas 60 von den warmen Abgasen erwärmt wird. Ferner kann im Rahmen der Erfindung als Spülluft Reingas oder Abluft zuge­ führt werden, welche in besonders zweckmäßiger Weise bereits vorerwärmt ist, und insbesondere Maschinenraumabluft ist. Dem Spülluft-Ventilator 56 ist eine Heizeinrichtung 62 nachgeschaltet, welche vorzugsweise elektrisch betrieben wird. Für die Temperaturüberwachung der in die Isolatorkammer 6 einströmenden Spülluft 48 ist ein Sensor 64 vorgesehen, welcher bedarfsweise die Heizeinrich­ tung 62, und zwar insbesondere während des Anfahrbetriebs, einschaltet und nach Erreichen eines vorgebbaren Grenzwertes ausschaltet. Im stationären Be­ trieb und bei hinreichend hohen Temperaturen des Abgases im Innenraum 34 ist die Heizeinrichtung 62 ausgeschaltet. Zusätzlich oder alternativ ist weiterhin ein Wärmetauscher 66 vorgesehen, welcher zweckmäßig als Luft-Wasser-Wärmetau­ scher ausgebildet ist. Desweiteren kann im Rahmen der Erfindung zusätzlich oder alternativ ein Luft-Luft-Wärmetauscher 68 vorgesehen sein. Mittels den Wärmetauschern 66 erfolgt eine Vorerwärmung der in die Rohrleitung 30 ein­ gespeisten Spülluft 46, so daß zumindest nach der Anfahrphase der Emis­ sionsminderungsanlage praktisch keine zusätzliche Energiezufuhr zur Erwärmung der Spülluft erforderlich ist und gleichwohl eine Vorerwärmung erfolgt.

Fig. 2 zeigt vergrößert die Isolatorkammer 6, welche mit einer Wärmedämm­ schicht 70 versehen ist. Der Isolator 14 ist mittels des Trägers 16, welcher in zweckmäßiger Weise hier als eine Tragplatte ausgebildet ist, über eine Konsole 72 auf der Decke 4 des Gehäuses des Elektrofilters gelagert. Von besonderer Bedeutung sind die bereits erwähnten Ausnehmungen 74 in dem Träger bzw. der Tragplatte 16. Bei der hier dargestellten Ausbildung als Tragplatte 16 sind die Ausnehmungen 74 in besonders zweckmäßiger Weise als Bohrungen oder Schlitze in der Tragplatte 16 ausgebildet. Enthält in alternativen Ausführung der Träger geeignete Profile oder Profilschienen, so können die Ausnehmungen 14 beispiels­ weise auch in einem zusätzlichen Lochblech oder ähnlichem angeordnet sein. Unabhängig von der jeweiligen Ausgestaltung strömt durch die Ausnehmungen 74 ein Teil der in die Isolatorkammer 6 eingeleiteten Spülluft 48 gemäß den Pfeilen 50 nach unten in den Innenraum 34 des Elektrofilters. Der außerhalb der Isola­ torkammer 6 befindliche untere Teil 76 des Isolators 14 ist von dem Schutzrohr 52 unter Bildung eines Ringraumes 78 umgeben. Der Teilstrom 50 der erwärmten Spülluft dient somit als Sperrluft und verhindert das Eindringen Partikeln, Gasen und insbesondere von Feuchtigkeit zum Isolator. Das Schutzrohr 52 ist insbeson­ dere hinsichtlich seiner Länge und seines Durchmessers unter Berücksichtigung der anliegenden elektrischen Spannung dahingehend dimensioniert, daß die in den Ringraum 78 eintretende Teil-Spülluft 52 als Sperrluft wirksam ist und ein unzulässiges oder unerwünschtes Eindringen von Abgas oder dergleichen aus dem Innenraum 34 in die Isolatorkammer 6 zuverlässig unterbindet.

In Fig. 3 sind die als Bohrungen ausgebildeten Ausnehmungen 74 der Tragplatte 16 gut zu erkennen. Durch Vorgabe der Anzahl sowie des Durchmessers der Bohrungen 74 oder allgemein der Ausnehmungen wird gezielt die Teilluft-Spül­ menge vorgegeben, um eine effektive und funktionssichere Absperrung bezüglich des Innenraumes des Elektrofilters sicherzustellen. Eine Abstimmung erfolgt ferner im Hinblick auf die andere Teil-Spülluft 54, welche durch den ringför­ migen Hohlraum 28 der Schutzleitung 26 abströmt, welche die elektrische Hoch­ spannungsleitung 24 umgibt.

Bezugszeichenliste

2 Gehäuse
4 Decke
6 Isolatorkammer/Isolatornische
8 Tragrahmen
10 Sprühsystem
12 Träger von 10
14, 15 Isolator
16 Tragplatte/Träger von 14, 15
18 Befestigungselement
20 Außenrand von 16
22 Durchführung
24 elektrische Hochspannungsleitung
26 Schutzleitung
28 Hohlraum
30 Bohrleitung
32 Öffnung in 4
34 Innenraum von 2
36 Verteiler
38 Spülluft
40 Teil von 30 innerhalb 2
42 Anschlußstück
44 Abgas
48 Pfeil/Spülluft in 6 eingeleitet
50 Pfeil/Teil-Spülluft/Sperrluft
52 Schutzrohr
54 Pfeil/Teilstrom-Spülluft in 26
56 Ventilator
58 Abscheider
60 Gas
62 Heizeinrichtung
64 Temperatursensor
66, 68 Wärmetauscher
70 Isolationsschicht
72 Konsole
74 Ausnehmung
76 unterer Teil von 14
78 Ringraum in 52

Claims (11)

1. Verfahren zur Beheizung wenigstens einer Isolatornische oder Isolatorkam­ mer (6) eines Elektrofilters, wobei in die Nische oder Kammer Spülluft einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülluft vor der Einleitung in die Isola­ tornische oder Isolatorkammer (6) im Innenraum (34) des Elektrofilters (2) durch die Abluft oder das Abgas erwärmbar ist.

2. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülluft als Sperrluft zum Einsatz gelangt, mittels welcher Ablagerungen, insbe­ sondere von Feuchtigkeit oder Restpartikeln, auf den wenigstens einen Isolator (14, 15) und/oder in den Nischen oder Kammern (6) und/oder anderen Hoch­ spannungsteilen, insbesondere einer Hochspannungsleitung (24) und einer die­ selbe umgebenden Schutzleitung (26) vermieden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß insbeson­ dere mittels eines Ventilators (56) als Spülluft Außenluft oder Reingas oder Raumabluft, insbesondere eines Maschinenraumes, zur Verwendung gelangt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülluftleitung (30) zur Versorgung von wenigstens zwei Nischen oder Kam­ mern (6) vorgesehen ist, wobei eine Verteilung (36) innerhalb des Innenraums (34) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine insbesondere von der Temperatur der Spülluft abhängige Steuerung eine Heizung der Spülluft erfolgt und/oder daß die Spülluft mittels Wärmetauschern (66, 68), insbesondere vor Einleitung in den Innenraum (34) mittels der Rohrlei­ tung, erwärmbar ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Spülluft eine Rohrleitung (30) vorge­ sehen ist, welche zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses (2) im Innenraum (34) des von der Abluft oder dem Abgas durchströmten Elektrofilter (2) ange­ ordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrleitung (30) ein Ventilator (56) und/oder ein filternder Abscheider (58), vorzugsweise vor Eintritt der Rohrleitung (30) in den Innenraum (34), zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Decke (4) des Elektrofilters (2) eine Durchführung für die Rohrleitung (30) vorgesehen ist und daß nur ein kurzes Teilstück (40) außerhalb des Gehäuses (2) des Elektrofilters zwischen der Durchführung (32) und der Nische oder Kammer (6) vorhanden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise unterhalb der Decke (4) im Innenraum (34) eine Verteilung (36) der Rohrleitung (30) vorgesehen ist, wobei über die Verteilung (36) die Versor­ gung von wenigstens zwei Nischen oder Kammern (6) erfolgt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (14, 15) auf einem Träger (16) mit Ausnehmungen (74) angeordnet ist, durch welche ein Teilstrom (50) der Spülluft als Sperrluft in den Innenraum (34) mit der Abluft oder dem Abgas ausströmen kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger als Tragplatte (16) ausgebildet ist und die Ausnehmungen (74) als Bohrungen oder Schlitze in der Tragplatte (16) angeordnet sind.