DE3726492C1 - Stroemungskanal fuer die Rauchgase einer Rauchgasreinigungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungskanal für die zu be­ handelnden und/oder behandelten Rauchgase einer Rauchgasreinigungs­ anlage mit Strömungsleitelementen, insbesondere im Bereich eines Krümmers oder eines Knies, wobei die Strömungsleitelemente gebogene Strömungsleitflächen aufweisen. Insbesondere bezieht sich die Erfin­ dung auf einen Strömungskanal für die Rauchgase einer Rauchgas­ reinigungsanlage hinter einer Kesselfeuerung, insbesondere einer Kraftwerkskesselfeuerung. Solche Strömungskanäle bestehen regelmäßig aus Blech und besitzen zumeist einen rechteckigen oder quadratischen Strömungsquerschnitt. - Der Begriff Strömungskanal bezeichnet im Rahmen der Erfindung nicht lediglich eine Rohrleitung, sondern auch durchströmte Apparate und Apparateteile, insbesondere Eintrittsappa­ rate für das zu reinigende Gas und Austrittsapparate für das ge­ reinigte Gas von Waschtürmen für die nasse Rauchgasreinigung.

Bei der nassen Rauchgasreinigung von Rauchgasen hinter Kesselfeue­ rungen werden an die Strömungsleitelemente besondere Anforderungen gestellt. Einerseits müssen die Strömungsleitelemente in mechanischer Hinsicht in bezug auf die Dauerstandfestigkeit, auch unter Temperatur­ wechselbeanspruchungen, den Anforderungen gewachsen sein. Anderer­ seits müssen die Strömungsleitelemente den erheblichen chemischen und elektrochemischen Korrosionsbeanspruchungen wiederstehen, die auftreten, weil die zu reinigenden, aber auch die gereinigten Rauch­ gase korrosive Bestandteile mitführen. Hinzu kommen abrasive Bean­ spruchungen, weil die genannten Gase feinkörnige Feststoffe mitführen, die auch dazu neigen, sich auf den Strömungsleitflächen festzusetzen - was wiederum zur Bildung von korrosionsfördernden Mikroelementen führen kann. Endlich muß der Strömungswiderstand der Strömungs­ leitelemente ausreichend klein sein, wenn anders vermeidbare Energie­ verluste in Kauf genommen werden müssen.

Bei den (z. B. aus der DE 86 19 865 U1) bekannten Strömungskanälen des beschrie­ benen Aufbaus sowie der beschriebenen Zweckbestimmung bestehen die Strömungsleitelemente aus Blech. Wegen der korrosiven Beanspruchun­ gen wird mit hochwertigen austenitischen Chromblechen oder Chrom/ Nickel-Blechen gearbeitet. Die Standzeit ist nichtsdestoweniger unbe­ friedigend. Sie liegt häufig unter 2000 Betriebsstunden. Die Ober­ flächenrauhigkeit ist verhältnismäßig groß. Wegen der Oberflächen­ rauhigkeit ist der Strömungswiderstand störend groß, während darü­ ber hinaus die rauhe Oberfläche das Anwachsen von Feststoffteilchen aus den Gasen fördert. Darüber hinaus bilden sich korrodierend wirkende Spannungspotentiale zwischen den Strömungsleitelementen mit den verhältnismäßig edlen Legierungsbestandteilen und dem metalli­ schen Werkstoff der Strömungskanäle, die zumeist aus üblichem Bau­ stahl bestehen. Um die Standzeit zu verbessern, ist es bekannt, die Strömungsleitelemente mit Schutzschichten aus beispielsweise Polytetra­ fluoräthylen oder anderen Werkstoffen zu überziehen, jedoch erreicht man auf diese Weise aus den verschiedensten Gründen keine beacht­ liche Verbesserung der Standzeit der Strömungsleitelemente.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strömungskanal zu schaffen, bei dem die Strömungsleitelemente durch praktisch un­ begrenzte Standzeit und geringen Strömungswiderstand auszeichnen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Strömungs­ leitelemente als gebogene Glasscheiben selbsttragend ausgeführt sind. Es kann mit jedem für Flachglas üblichen Tafelglas gearbeitet werden, insbeson­ dere mit Floatgläsern (vergl. "Silikattechnik", 35, 1984, S. 200 bis 204, insbesondere Tabelle 3). Nach bevorzugter Ausführungsform sind die Glasscheiben in sich vorgespannt. In sich vorgespannt meint übliche, thermische oder chemische Vorspannung, die nach bewähr­ ten Methoden erzeugt wird (DE-PS 10 64 207, DE-AS 14 21 926; "Glas + Rah­ men", 21, 1983, S. 1133, "Silikattechnik", 38, 1987, S. 28 bis 30). Diese Vorspannung beeinflußt positiv das Verhalten der als Strömungs­ leitelemente eingesetzten Glasscheiben in bezug auf die mechanischen Beanspruchungen, die in Strömungskanälen für die zu behandelnden und/oder behandelten Rauchgase einer Rauchgasreinigungsanlage auf­ treten. Es versteht sich, daß die Glasscheiben an ihrem seitlichen Rand an den Wänden der Strömungskanäle gehalten sind, wozu sich die verschiedenen mechanischen Hilfsmittel anbieten, beispielsweise Einschübe, Auflagen u. dgl. In der Vorschrift, daß die Strömungs­ leitelemente als selbsttragende Glasscheiben ausgeführt bzw. angeord­ net sind, liegt eine Bemessungsangabe, insbesondere in bezug auf die Dicke der Glasscheiben. Überraschenderweise werden auch alle auftre­ tenden thermischen Beanspruchungen, insbesondere auch Temperatur­ wechselbeanspruchungen und die thermischen Beanspruchungen, die aus der Tatsache resultieren, daß die eingebauten Glasscheiben im Betrieb einer Rauchgasreinigungsanlage über ihre Fläche inhomogene Temperaturen aufweisen können, aufgenommen. Die Erfindung empfiehlt, die Glasscheiben im eingebauten Zustand quer zur Strömungsrichtung einer zusätzlichen mechanischen Druckvorspannung zu unterwerfen, die durch entsprechende Einbaumaßnahmen verwirklicht werden kann. Der Strömungswiderstand ist überraschend niedrig, wenn die Glas­ scheiben zumindest im Bereich der Strömungsleitflächen eine Ober­ flächenrauhigkeit von wenigen Tausendstelmillimetern aufweisen. Über­ raschenderweise besteht bei einer derartigen Einrichtung der Ober­ flächenrauhigkeit auch kaum die Gefahr des Anwachsens von Feststof­ fen aus den Rauchgasen.

Bei einem erfindungsgemäßen Strömungskanal können Glasscheiben, die die Strömungsleitelemente bilden, einzeln eingesetzt und erst beim Einsetzen strömungsspaltbildend zu einem Aggregat von Strömungs­ leitelementen zusammengebaut werden. Es versteht sich, daß die ein­ zelnen Glasscheiben auch einzeln austauschbar sein können. Eine be­ vorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich in montagetech­ nischer Hinsicht auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben strömungspaltbildend zu Strömungsleitelementpaketen zusammengefaßt und paketweise auswechselbar in den Strömungskanal eingebaut sind. In einem solchen Strömungsleitelementenpaket können alle Glasscheiben gleich groß oder auch mit zunehmendem Krümmungs­ radius größerwerdend ausgebildet sein, eine Auslegung, die nach Maßgabe von strömungstechnischen Gesichtspunkten erfolgt. Die Glas­ scheiben können auch zu Strömungsleitelementen gebogen sein, die ihrerseits einer besonderen aerodynamischen Profilierung folgen. Der Begriff Glasscheibe umfaßt im Rahmen der Erfindung auch sogenannte Verbundglasscheiben.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einem erfindungs­ gemäßen Strömungskanal die als Glasscheiben ausgeführten Strömungs­ leitelemente eine praktisch unbegrenzte Standzeit aufweist. Sie zeichnen sich darüber hinaus durch geringen Strömungswiderstand aus und zeigen kaum Anwachsungen von Feststoffteilchen, die die Gase mitführen. Sollten, insbesondere im Windschattenbereich, an den Strömungsleitelementen Anwachsungen auftreten, so können diese leicht abgewaschen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Strömungskanal mit eingebauten Strömungsleitelementen bei entfernter Seitenwand und

Fig. 2 in einem Vertikalschnitt eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellten Strömungskanäle 1 dienen für die Führung von zu behandelndem und/oder von behandeltem Rauchgas einer Rauchgasreinigungsanlage, die ihrerseits hinter einer Kessel­ feuerung, z. B. hinter einer Kraftwerkskesselfeuerung, angeordnet ist. Der Strömungskanal besitzt einen rechteckigen Strömungsquer­ schnitt und Strömungsleitelemente 2. Im Ausführungsbeispiel ist der Strömungskanal 1 als Krümmer oder Knie geführt und in diesem Be­ reich sind die Strömungsleitelemente (Glasscheiben 2) eingebaut. Sie weisen gebogene Strömungsleitfläche 3 auf.

Die Strömungsleitelemente sind als gebogene Glasscheiben 2 aus einem Glas der oben angegebenen Gruppe ausgeführt, und zwar selbst­ tragend ausgelegt und eingebaut. Die Glasscheiben 2 sind in sich vor­ gespannt, und zwar in der Art und Weise wie es bei Einscheiben- Sicherheitsglasscheiben üblich ist, die insbsondere als Kraftfahr­ zeugfensterscheiben eingesetzt werden. Zusätzlich sind die Glasschei­ ben 2 jedoch quer zur Strömungsrichtung einer mechanischen Druckvor­ spannung unterworfen, und zwar durch entsprechende Einbaumaßnah­ men. In der Fig. 2 verdeutlichen die Doppelpfeile 4 diese Druckvor­ spannung.

Aus Maßstabsgründen ist nicht erkennbar, daß die Glasscheiben 2 eine sehr geringe Obeflächenrauhigkeit aufweisen.

Im eingebauten Zustand bilden die Glasscheiben 2 des Ausführungsbei­ spiels ein Strömungsleitelementenpaket 5, jedoch strömungsspaltbildend. Die nicht gezeichneten Halterungen für die Glasscheiben 2 sind ent­ sprechend eingerichtet. In der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die einzelnen Glasscheiben 2 des Strömungsleitelementenpaketes 5 in Strö­ mungsrichtung unterschiedlich groß. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind alle Glasscheiben 2 des Strömungsleitelementenpaketes 5 gleich groß.

Claims (6)

1. Strömungskanal für die zu behandelnden und/oder die behandelten Rauchgase einer Rauchgasreinigungsanlage mit Strömungsleitelementen, insbesondere im Bereich eines Krümmers oder eines Knies, wobei die Strömungsleitelemente gebogene Strömungsleitflächen aufweisen, da­ durch gekennzeichnet, daß die Strömungs­ leitelemente als gebogene Glasscheiben (2) selbsttragend ausgeführt sind.

2. Strömungskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben (2) in sich vorgespannt sind.

3. Strömungskanal nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Glasscheiben (2) im eingebauten Zustand quer zur Strömungsrichtung einer mechanischen Druckvorspannung unter­ worfen sind.

4. Strömungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Glasscheiben (2) zumindest im Bereich der Strö­ mungsleitflächen (3) eine Oberflächenrauhigkeit von wenigen Tausend­ stelmillimetern aufweisen.

5. Strömungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Glasscheiben (2) strömungsspaltbildend zu Strömungsleitelementpaketen (5) zusammengefaßt sind und paketweise auswechselbar in den Strömungskanal (1) eingebaut sind.

6. Strömungskanal nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Glasscheiben (2) eines Strömungsleitelementpaketes (5) gleich groß sind.