DE3509543A1 - Arrangement for introducing cleaned smoke gases into the cooling air flow of a cooling tower - Google Patents
Arrangement for introducing cleaned smoke gases into the cooling air flow of a cooling towerInfo
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Abstract
Description
3 * 35095Λ33 * 35095Λ3
Saarbergwerke Aktiengesellschaft 15. März 1985Saarbergwerke Aktiengesellschaft March 15, 1985
Le/Kö/P 85/01Le / Kö / P 85/01
Anordnung zum Einleiten gereinigter Rauchgase in den Kühl luftstrom eines KlihlturmesArrangement for introducing cleaned flue gases into the cooling air flow of a cooling tower
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einleiten gereinigter, vorzugsweise naßgereinigter Rauchgase in den Kühl luftstrom eines Kühlturmes aus mehreren, mit einer zentralen Rauchgaszuführung verbundenen und innerhalb des Kühlturmes oberhalb der Wärmeaustauschzone angeordneten Gasauslaßrohren.The invention relates to an arrangement for introducing cleaned, preferably wet-cleaned flue gases into the Cooling air flow of a cooling tower from several, connected to a central flue gas supply and within of the cooling tower arranged above the heat exchange zone.
Die Einhaltung der in den Richtlinien zum Betreiben von Großfeuerungsaniagen festgelegten Grenzwerte für die Schadstoffkonzentrationen der in die Atmosphäre eingeleiteten Rauchgase kann in der Regel nur durch die Be-Compliance with the limit values for the Concentrations of pollutants in the smoke gases introduced into the atmosphere can generally only be reduced by
...Il... Il
■ V- ■ V-
handlung des gesamten aus der Feuerung kommenden Rauchgasstromes in einer Naßwäsche unter Zugabe von geeigneten Absorptionsmitteln erreicht werden. Das gereinigte Rauchgas verläßt die Naßwäsche mit einer Temperatur von ca. 40° bis 60° C und muß daher vor seiner Einleitung in einen Kamin auf ca. 80 bis 120 C wieder aufgeheizt werden. Diese Aufheizung ist, auch in Anbetracht der z. B. in einem Kraftwerk anfallenden großen Rauchgasmengen, sehr aufwendig und teuer.treatment of the entire flue gas stream coming from the furnace in a wet scrubber with the addition of suitable ones Absorbents can be achieved. The cleaned flue gas leaves the wet wash at a temperature of approx. 40 ° to 60 ° C and must therefore be reheated to approx. 80 to 120 ° C before it is introduced into a chimney will. This heating is, also in view of the z. B. large amounts of flue gas occurring in a power plant, very complex and expensive.
Zur Vermeidung der Wiederaufheizung von in Kraftwerken anfallenden Rauchgasen wurde daher schon vorgeschlagen, die gereinigten Rauchgase in den Klihlluftstrom des Kühlturmes oberhalb der Wärmeaustauschzonen einzuleiten und die aufwärts strömende Kühlluft als Transportmedium zur Einleitung der gereinigten Rauchgase in die Atmosphäre zu benutzen. Dadurch kann auf die aufwendige Wiederaufheizung der Rauchgase verzichtet werden. Bei neu zu bauenden Kraftwerken kann darüber hinaus auf den Bau eines Kamines verzichtet werden. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist die zusätzliche Verdünnung der Rauchgase und somit auch der enthaltenen Restschadstoffkonzentration. Voraussetzung ist jedoch eine gute und gleichmäßige Vermischung der eingeleiteten Rauchgase mit der aufwärtssteigenden Kühlluft.To avoid re-heating of those occurring in power plants Flue gases has therefore already been proposed to be cleaned Flue gases in the Klihlluftstrom of the cooling tower above the Initiate heat exchange zones and the upward flowing cooling air as a transport medium to initiate the to use purified smoke gases in the atmosphere. This can lead to the laborious reheating of the Flue gases are dispensed with. In the case of new power plants to be built, a chimney can also be built be waived. Another advantage of this process is the additional dilution of the flue gases and thus also the contained residual pollutant concentration. A prerequisite, however, is good and even mixing of the smoke gases introduced with the rising gases Cooling air.
Bei einer bekannten Anlage dieser Art erfolgt die Einleitung der Rauchgase in den Kühl luftstrom des Kühlturmes durch oberhalb der Wärmeaustauschzone im Bereich des Kühlturmzentrums angeordnete kaminartige Gasauslaßrohre, die mit einer zentralen Rauchgaszuführung verbunden sind. Die Endbereiche der Gasauslaßrohre sind abgewinkelt, so, daß der Rauchgasstrahl eine radial in den Kühlturmquerschnitt gerichtet Strömungskomponente, die unerläßlich für eine Durchmischung der Kühlluft ist, erhält. Zur Verbesserung der Rauchgasverteilung im Kühl luftstrom sind unmittelbar hinter dem Austrittsquerschnitt der Gasauslaßrohre diese im wesentlichen auf der Strahloberseite verlängernde, sich zum Ende hin verbreiternde und spiralartig verwundene Leitbleche angeordnet, die zu einer Verwirbelung des eingeleiteten Rauchgasstrahles und damit zu einer intensiveren Vermischung mit der aufwärtsströmenden Kühlluft beitragen sollen. Diese Leitbleche, die in ihrem Endbereich nahezu normal zur Strömungsrichtung der Kühlluft sind, wirken sich jedoch nachteilig auf die Kühl 1uftstörmung selbst aus. Zumindest eine Teil der aufwärtsströmenden Kühlluft wird umgelenkt und auch zusätzlich verwirbelt. Der damit für den Kühlluftstrom insgesamt verbundene Energieverlust führt letztendlich zu einer verringerten Austrittsgeschwindigkeit und in direkter Folge zu einer geringeren Steighöhe und verschlechtert Ausbreitung des amIn a known system of this type, the flue gases are introduced into the cooling air flow of the cooling tower through chimney-like gas outlet pipes arranged above the heat exchange zone in the area of the cooling tower center, which are connected to a central flue gas supply. The end portions of the gas outlet pipes are angled so that that the flue gas jet is a flow component directed radially into the cooling tower cross section, which is essential for a thorough mixing of the cooling air is obtained. To improve the flue gas distribution in the cooling air flow are immediately behind the outlet cross-section of the Gas outlet tubes these essentially on the top of the jet lengthening, widening towards the end and spirally twisted baffles arranged to a swirling of the introduced smoke gas jet and thus contribute to a more intensive mixing with the upward-flowing cooling air. These baffles, which in their end area are almost normal to the direction of flow of the cooling air, however, have an effect detrimental to the cooling air disturbance itself. At least Part of the cooling air flowing upwards is deflected and also swirled. The one with it for the total energy loss associated with the cooling air flow ultimately leads to a reduced exit speed and as a direct consequence to a lower rise and worsen the spread of the am
Kühlturmkopf austretenden Mischschwadens, was sich insbesondere bei austauscharmen Wetterlagen nachteilig auswirkt.Cooling tower head emerging mixed swath, which is particularly disadvantageous in poor weather conditions affects.
Darüber hinaus kann es, da der Rauchgasstrahl durch die Leitbleche relativ weit radial geführt wird, zum Auftreffen des unverdünnten Rauchgases auf die Kühlturmwand und dort infolge der Restschadstoffkonzentration zur Bildung von Säuretröpfchen kommen. Zur Vermeidung von Korrossionsschäden an der Kühl turmwand ist daher ein aufwendiger, teuerer Schutzüberzug unbedingt erforderlich. In addition, since the smoke gas jet is guided relatively far radially through the baffles, it can strike of the undiluted flue gas on the cooling tower wall and there due to the residual pollutant concentration to Formation of acid droplets occur. To avoid corrosion damage to the cooling tower wall, a complex, expensive protective coating is absolutely necessary.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Anordnung zur Einleitung gereinigter Rauchgase in den Kühlluftstrom eines Kühlturmes anzugeben, die bei zumindest gleichgutem Durchmischungsgrad eine weitgehende verlustfreie Einleitung der gereinigten Rauchgase in den Kühlluftstrom ermöglicht. Darüber hinaus soll das Auftreffen unverdünnter Rauchgasstrahlen auf die Kühlturmwand vermieden werden.The object of the present invention is to provide an improved arrangement for introducing purified flue gases into indicate the cooling air flow of a cooling tower, which at At least an equally good degree of mixing, a largely loss-free introduction of the cleaned flue gases in the cooling air flow. In addition, should the impact of undiluted flue gas jets on the cooling tower wall can be avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Gasauslaßrohren im Bereich des Austrittsquerschnittes Rotoren vorgesehen sind.This object is achieved according to the invention in that in the gas outlet pipes in the area of the outlet cross-section Rotors are provided.
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Beim Durchströmen der Rotoren wird den austretenden Rauchgasstrahlen eine zusätzliche Rotationsbewegung aufgezwungen, die infolge der Verwirbelung am Strahlrand zu einer sehr guten Vermischung mit der aufwärtsströmenden Kühlluft führt, andererseits aber die Aufwärtsbewegung der Kühlluft selbst nicht behindert.When flowing through the rotors, the exiting smoke gas jets are given an additional rotational movement imposed as a result of the turbulence at the edge of the jet leads to very good mixing with the cooling air flowing upwards, but on the other hand the upward movement the cooling air itself is not obstructed.
Durch den Wegfall der radialen Führung des Rauchgasstrahles durch die Leitbleche wird auch, neben der Vergrößerung des absoluten Weges des einzelnen Rauchgasteilchens infolge der aufgezwungenen zusätzlichen Kreisbewegung, der freie Weg des Rauchgasstrahles vergrößert, so daß die Gefahr, daß unverdünntes Rauchgas auf die Kühlturmwand auftrifft, beträchtlich vermindert wird.By eliminating the radial guidance of the flue gas jet through the baffles, in addition to the Enlargement of the absolute path of the individual smoke gas particles as a result of the forced additional Circular movement, the free path of the smoke gas jet increases, so that the risk of undiluted smoke gas impinging on the cooling tower wall is considerably reduced.
Im einfachsten Fall können die Rotoren freilaufend, d. h. nur vom durchströmenden Rauchgas angetrieben, betrieben werden. Es wird dann dem Rauchgasstrom weder zusätzlich Energie zugeführt noch -abgesehen von den Rei bungsverlusten des Rotors - entzogen. Die Drehzahl des Rotors und auch die Intensität der Drallbewegung hängt dann ausschließlich von der Ausbildung des Rotors, z. B. der Profilierung und der Einstellung der Rotorblätter und der Geschwindigkeit der Rauchgasströmung ab.In the simplest case, the rotors can run freely, i. H. driven only by the flue gas flowing through will. There is then neither additional energy supplied to the flue gas flow - apart from the rice Exercise losses of the rotor - withdrawn. The speed of the rotor and also the intensity of the swirl movement depends then exclusively from the training of the rotor, z. B. the profiling and the setting of the rotor blades and the speed of the flue gas flow.
Vorzugsweise weisen die Rotoren jedoch Regel antriebe
auf. über die Änderung der Drehzahl können dann sowohl Axialgeschwindigkeit als auch Drallgeschwindigkeit des
austretenden Rauchgasstromes beeinflußt und ggf. geänderten Betriebsbedingungen des Kühlturmes angepaßt werden.
Insbesondere aber kann dadurch die Wurfweite des austretenden Rauchgasstrahles beeinflußt und so eingestellt
werden, daß ein für eine gleichmäßige Verteilung der Rauchgase im Kühl luftstrom ausreichend große radiale
Wegstrecke verfügbar ist, andererseits aber sichergestellt ist, daß der Rauchgasstrahl nicht auf die Kühlturmwand
auftreffen kann. Die Drehzahlen der Rotoren
können, z.B. über einen Prozessrechner gemeinsam oder auch einzeln abhängig von einer oder mehreren repräsentativen
Führungsgrößen, z.B. der Austrittsgeschwindigkeit des Kühlturmschwadens, der Verteilung der Schadstoffkonzentration
oder der Temperatur im Austrittsquerschnitt des Kühlturmes geregelt werden. Durch eine zusätzliche
überwachung des Säuregrades an oder nahe der Kühlturmwand wird dabei sichergestellt, daß die Wurfweite
des Rauchgasstrahles begrenzt bleibt, und daß kein unverdünntes Rauchgas auf die Kühlturmwand auftrifft.
Zur weiteren Optimierung der Rauchgasverteilung kann es
darüber hinaus zweckmäßig sein, die Gasauslaßrohre in
ihrem Endbereich abwinkelbar auszubilden, so daß neben der Regelung von Axial- und Drallgeschwindigkeit überHowever, the rotors preferably have control drives
on. By changing the speed, both the axial speed and the swirl speed of the exiting flue gas flow can then be influenced and, if necessary, adapted to changed operating conditions of the cooling tower. In particular, however, the throw of the exiting smoke gas jet can be influenced and adjusted so that a sufficiently large radial path is available for a uniform distribution of the smoke gases in the cooling air flow, but on the other hand it is ensured that the smoke gas jet cannot hit the cooling tower wall. The speeds of the rotors
can, for example, be controlled jointly or individually via a process computer depending on one or more representative reference variables, e.g. the exit speed of the cooling tower swath, the distribution of the pollutant concentration or the temperature in the exit cross-section of the cooling tower. Additional monitoring of the degree of acidity on or near the cooling tower wall ensures that the throw of the flue gas jet remains limited and that no undiluted flue gas hits the cooling tower wall. To further optimize the flue gas distribution, it can also be expedient to design the end of the gas outlet pipes so that they can be angled so that, in addition to regulating the axial and swirl speeds, over
die Rotordrehzahl auch der Austrittswinkel des Rauchgas strahles gegenüber der Vertikalen geändert werden kannthe rotor speed also the exit angle of the flue gas beam can be changed relative to the vertical
Weitere Erläuterungen sind dem in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.Further explanations can be found in the exemplary embodiment shown schematically in the figure.
Die Wärmeaustauschzone 2 eines in der Figur bespielhaft dargestellten Kühlturmes 1 wird von der seitlich einströmenden Kühlluft 3 quer durchströmt. Die dort erwärmte Kühlluft steigt im Kühlturm 1 nach oben und wird am Kühlturmkopf 10 in die Atmosphäre abgegeben.The heat exchange zone 2 of a cooling tower 1 shown as an example in the figure is from the side flowing in Cooling air 3 flows through it transversely. The cooling air heated there rises in the cooling tower 1 and is at the cooling tower head 10 released into the atmosphere.
Die gereinigten Rauchgase werden über eine zentrale Rauchgaszuführung 4 und eine Ringleitung 5 zu den einzelnen Gasauslaßrohren 6 geführt und oberhalb der Wärmeaustauschzone 2 der im Kühlturm 1 aufwärtsströmenden Kühlluft zugemischt.The cleaned flue gases are via a central flue gas supply 4 and a ring line 5 to the individual Gas outlet pipes 6 out and above the heat exchange zone 2 in the cooling tower 1 flowing upwards Mixing in cooling air.
In den Gasauslaßrohren 6 sind im Bereich des Auslaßquerschnittes 7 Rotoren 8 angeordnet, die dem ausströmenden Rauchgas eine zusätzliche Dral 1 strömung überlagern, die zu einer intensiven Vermischung der Rauchgase mit der aufsteigenden Kühlluft führt. Die Rotoren 8 weisen - in der Figur nicht dargestellte - Regel antriebe auf, die gemeinsam oder einzeln angesteuert werden können. DurchIn the gas outlet pipes 6 are in the area of the outlet cross-section 7 rotors 8 arranged, which superimpose an additional swirl 1 flow on the outflowing flue gas, the leads to an intensive mixing of the flue gases with the rising cooling air. The rotors 8 have - in the figure, not shown - usually drives on the can be controlled together or individually. By
•/ο-• / ο-
die Änderung der Drehzahlen der Rotoren 8 können die Axial- und Drallgeschwindigkeiten der Rauchgasströme unterschiedlichen Betriebszuständen des Kühlturmes 1 weitgehend angepaßt werden, wobei bei geeigneter Wahl der Führungsgröße und ggf. unter Zuhilfenahme eines Prozeßrechners die Wurfweite des Strahles, der Drallimpuls und somit die Verteilung der Rauchgase optimiert werden können, z.B. hinsichtlich des Profiles der Schadstoffkonzentration oder der Gasaustrittsgeschwindigkeit am Kühlturmkopf 10. Dabei kann durch eine weitere Oberwachung des Säuregrades an oder nahe der Kühlturmwand die Wurfweite des Rauchgasstrahles so begrenzt werden, daß keine unverdünnten Rauchgase bis zum Kühlturmwand vordringen können.the change in the speeds of the rotors 8 can affect the axial and swirl speeds of the flue gas flows different operating states of the cooling tower 1 be largely adapted, with a suitable choice of the reference variable and possibly with the aid of a Process computer optimizes the throw of the jet, the twist impulse and thus the distribution of the smoke gases e.g. with regard to the profile of the pollutant concentration or the gas exit speed at the cooling tower head 10. This can be done by further monitoring of the degree of acidity on or near the cooling tower wall, the throw of the smoke gas jet can be limited in such a way that that no undiluted flue gases can penetrate to the cooling tower wall.
Darüber hinaus sind die Endbereiche 9 der Gasauslaßrohre 6 gegenüber der vertikalen abwinkelbar, so daß mit dem Austrittswinkel öd des Rauchgasstrahles ein weiterer Parameter zur Optimierung der Rauchgaseinleitung und -verteilung zur Verfugung steht.In addition, the end regions 9 are the gas outlet pipes 6 can be angled in relation to the vertical one, so that with the exit angle öd of the smoke gas jet another Parameters for optimizing the flue gas introduction and distribution are available.
Im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Gasauslaßrohre 6 im wesentlichen senkrecht und im Bereich des Kühlturmzentrums angeordnet. Die Einleitung der Rauchgase kann natürlich auch über eine an oder nahe derIn the illustrated embodiment, the gas outlet pipes 6 arranged essentially vertically and in the area of the cooling tower center. The introduction of the smoke gases can of course also have an at or near the
• M- • M-
Kühlturmwand angeordnete Ringleitung und an diese angeschlossene Gasauslaßrohre erfolgen, wobei dann vorteilhafterweise die Gasauslaßrohre im wesentlichen horizontal angeordnet und ihre Endbereiche gegenüber der Horizontalen nach oben abwinkelbar sind.Cooling tower wall arranged ring line and connected to this Gas outlet pipes take place, the gas outlet pipes then advantageously being substantially horizontal arranged and their end regions can be angled upwards relative to the horizontal.
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3509543A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112113461A (en) * | 2020-09-01 | 2020-12-22 | 无锡幸运环保设备有限公司 | Rapid evaporative cooling device with automatic ash removal function |
-
1985
- 1985-03-16 DE DE19853509543 patent/DE3509543A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112113461A (en) * | 2020-09-01 | 2020-12-22 | 无锡幸运环保设备有限公司 | Rapid evaporative cooling device with automatic ash removal function |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |