DE3815863A1

DE3815863A1 - Vorrichtung zur aufteilung eines mit feststoff beladenen gasstromes

Info

Publication number: DE3815863A1
Application number: DE19883815863
Authority: DE
Inventors: Georg Dr Ing Unland
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1988-05-09
Publication date: 1989-11-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (ent sprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) zur Aufteilung eines mit feinkörnigem Feststoff (bei spielsweise Kohlenstaub) beladenen Gasstromes in mehrere Teilströme.

In vielen Anwendungsfällen stellt sich die Auf gabe, einen mit feinkörnigem Feststoff beladenen Gasstrom gleichmäßig in mehrere Teilströme aufzu teilen. So werden beispielsweise die Kessel in Kohlekraftwerken über zahlreiche Brenner gefeuert, wobei verschiedene Brenner von einer einzigen Mühle versorgt werden. Dabei wird angestrebt, den Kohlenstaubstrom und den Luftstrom nach der Mühle gleichmäßig auf alle Brenner zu verteilen.

Zur Lösung dieses Problems wird in der Praxis im allgemeinen die abgehende Rohrleitung über einstellbare Klappen, Trennwände oder Messer ge teilt. Da jedoch nach der Mühle ein Dünnstrom, d.h. eine geringe Kohlenstaubbeladung der Luft vorliegt, treten immer Feststoffsträhnen auf. Je nach Lage dieser Strähnen ergibt sich infolge dessen eine sehr unterschiedliche Kohlenverteilung auf die einzelnen Verbraucher.

Es sind ferner bereits verschiedene Verteilertöpfe bekannt (vgl. etwa DE-Z-Mitteilungen der VGB, Heft 54 (Juni 1958), S. 151 sowie GB-A-15 46 929), die jedoch gleichfalls keine gleichmäßige Aufteilung des Feststoffes auf die einzelnen Teilströme ge währleisten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß der Feststoff völlig gleichmäßig und strähnenfrei auf die ein zelnen Teilströme aufgeteilt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufteilung eines mit feinkörnigem Feststoff (z.B. Kohlen staub) beladenen Gasstromes (z.B. Luft) in mehrere Teilströme enthält einen vertikal ange ordneten, rotationssymmetrischen Verteilertopf 1, der aus einem zylindrischen oberen Teil 2 und einem sich trichterförmig nach unten ver jüngenden unteren Teil 3 besteht.

An der unteren Stirnseite ist der Verteilertopf 1 mit einem koaxial zur Achse des Verteilertopfes angeordneten Gaseintrittsanschluß 4 versehen. An der oberen Stirnseite des Verteilertopfes 1 sind wenigstens zwei symmetrisch zur Achse des Verteilertopfes angeordnete Gasaustrittsan schlüsse 5 angeordnet.

Koaxial zur Achse des Verteilertopfes 1 ist mit Abstand unterhalb der Gasaustrittsanschlüsse 5 ein Prallelement 6 vorgesehen, dessen Prallfläche 6 a quer zur Achse des Verteilertopfes liegt und dessen Oberseite 6 b als Kegel ausgebildet ist. Der Winkel α, den dieser Kegel mit der Horizontalen bildet, ist größer als der Schüttwinkel des Fest stoffes.

Das Prallelement 6 bildet mit der Umfangswandung des Verteilertopfes 1 einen Ringspalt 7.

Zwischen dem Gaseintrittsanschluß 4 und dem Prall element 6 ist koaxial zur Achse des Verteiler topfes ein Rohr 8 angeordnet, dessen Querschnitt kleiner als die Prallfläche 6 a des Prallelementes 6 ist.

Die Länge und Anordnung dieses Rohres 8 sind so gewählt, daß sich einerseits am unteren Ende des Rohres ein Ringspalt 9 mit der Umfangswand des Verteilertopfes 1 und andererseits am oberen Ende des Rohres ein Ringspalt 10 zwischen dem Rohr 8 und dem Prallelement 6 ergibt.

Im Bereich des Gaseintrittsanschlusses 4 ist ein als Klappe oder Blende ausgebildetes Einstell organ 11 angeordnet.

Die mit den Gasaustrittsanschlüssen 5 verbundenen abgehenden Leitungen verlaufen zunächst auf steigend, wobei im aufsteigenden Teil dieser Lei tungen jeweils ein als Klappe oder Blende ausge bildetes Einstellorgan 12 angeordnet ist.

Das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser d ₁ des Gaseintrittsanschlusses 4 und dem Innendurch messer d ₃ des oberen zylindrischen Teiles 2 des Verteilertopfes 1 liegt zweckmäßig zwischen 1 : 3 und 1 : 5.

Das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser d ₁ des Gaseintrittsanschlusses 4 und dem Innendurch messer d ₂ des Rohres 8 liegt zweckmäßig zwischen 1 : 1 und 1 : 3, vorzugsweise bei etwa 1 : 1,5.

Das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser d ₃ und der Höhe 1 des oberen zylindrischen Teiles 2 liegt zweckmäßig zwischen 1 : 2 und 1 : 5.

Der Gesamtquerschnitt aller Gasaustrittsanschlüsse 5 entspricht etwa dem Querschnitt des Gaseintritts anschlusses 4.

Im Betrieb wird die Gasgeschwindigkeit im Gasein trittsanschluß 4 und in den Gasaustrittsanschlüs sen 5 zwischen 10 und 30 m/s, vorzugsweise zwischen 18 und 22 m/s gewählt.

Der über den Gaseintrittsanschluß 4 zuströmende, mit feinkörnigem Feststoff, z.B. Kohle, beladene Gasstrom erfährt beim Eintritt in den Verteiler topf 1 eine starke Verringerung seiner Geschwindig keit und steigt zunächst im Rohr 8 nach oben, bis er an der Prallfläche 6 a des Prallelementes 6 umge lenkt wird. Der größte Teil des Gasstromes bewegt sich in dem äußeren Ringspalt 13 zwischen dem Rohr 8 und der Innenwand des Verteilertopfes 1 wieder nach unten, wo er erneut in das Rohr 8 eintritt. Es bildet sich damit in dem Verteilertopf 1 ein ausgeprägter Blindkreislauf aus (Pfeile 14), wo durch eine gute Vergleichmäßigung der Feststoff verteilung im Gasstrom erreicht wird.

Ein Teilstrom dieser gleichmäßigen Feststoff-Gas- Suspension steigt in Richtung der Pfeile 15 durch den Ringspalt 7 nach oben und wird über die Gas austrittsanschlüsse 5 abgeführt.

Messungen haben ergeben, daß in einem Verteiler topf der vorstehend beschriebenen Art die im Blindkreislauf befindliche Gutmenge 3- bis 5mal so groß wie die ein- und austretende Gutmenge sein kann. Auf diese Weise wird auch in Fällen, in denen der Feststoff in ausgeprägten Strähnen zu strömt, eine hervorragende Vergleichmäßigung inner halb des Verteilertopfes und eine absolut strähnen freie Suspension in den Gasaustrittsanschlüssen 5 erreicht.

Die Einstellorgane 12 in den abgehenden Leitungen sind vorgesehen, um auch bei unterschiedlicher Länge dieser Leitungen ein gleichmäßiges Druck niveau und damit die Zuführung gleicher Luftmengen zu gewährleisten.

Bei einem etwaigen Ausfall der Förderluft (be dingt beispielsweise durch einen Stillstand der Kohlenmahlanlage) fällt das in den abgehenden Leitungen enthaltene Gut auf die kegelförmige Oberseite 6 b des Prallelementes 6 und wird durch diese nach unten abgeleitet, da der Winkel α größer als der Schüttwinkel des Gutes ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Aufteilung eines mit fein körnigem Feststoff beladenen Gasstromes in mehrere Teilströme, enthaltend einen vertikal angeordneten, rotationssymmetrischen Verteiler topf (1), der aus einem zylindrischen oberen Teil (2) und einem sich trichterförmig nach unten verjüngenden unteren Teil (3) besteht und an seiner unteren Stirnseite mit einem koaxial zur Achse des Verteilertopfes angeordneten Gas eintrittsanschluß (4) und im oberen Bereich mit wenigstens zwei symmetrisch zur Achse des Verteilertopfes angeordneten Gasaustrittsan schlüssen (5) versehen ist, wobei zwischen dem Gaseintrittsanschluß (4) und den Gasaustritts anschlüssen (5) im Innenraum des Verteiler topfes ein koaxial zur Achse des Verteiler topfes angeordnetes Prallelement (6) vorge sehen ist, dessen Prallfläche (6 a) quer zur Achse des Verteilertopfes liegt und mit der Um fangswandung des Verteilertopfes einen Ring spalt (7) bildet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Gasaustrittsanschlüsse (5) sind an der oberen Stirnseite des Verteilertopfes (1) angeordnet;
b) der Gesamtquerschnitt aller Gasaustritts anschlüsse (5) entspricht etwa dem Quer schnitt des Gaseintrittsanschlusses (4);
c) zwischen dem Gaseintrittsanschluß (4) und dem Prallelement (6) ist ein koaxial zur Achse des Verteilertopfes (1) angeordnetes Rohr (8) vorgesehen, dessen Querschnitt kleiner als die Prallfläche (6 a) des Prall elementes (6) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser (d ₁) des Gaseintrittsan schlusses (4) und dem Innendurchmesser (d ₃) des oberen zylindrischen Teiles (2) zwischen 1 : 3 und 1 : 5 liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Innen durchmesser (d ₁) des Gaseintrittsanschlusses (4) und dem Innendurchmesser (d ₂) des Rohres (8) zwischen 1 : 1 und 1 : 3, vorzugsweise bei etwa 1 : 1,5 liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser (d ₃) und der Höhe (1) des oberen zylindrischen Teiles (2) zwischen 1 : 2 und 1 : 5 liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Prallelement (6) an seiner Oberseite (6 b) als Kegel ausgebildet ist, dessen Winkel (α) mit der Horizontalen größer als der Schüttwinkel des Feststoffes ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß im Bereich des Gaseintrittsan schlusses (4) ein als Klappe oder Blende ausge bildetes Einstellorgan (11) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die mit den Gasaustrittsanschlüs sen (5) verbundenen abgehenden Leitungen zu nächst aufsteigend verlaufen und im aufsteigen den Teil dieser Leitungen ein als Klappe oder Blende ausgebildetes Einstellorgan (12) ange ordnet ist.

8. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasgeschwindigkeit im Gaseintrittsanschluß (4) und in den Gasaustrittsanschlüssen (5) zwischen 10 und 30 m/s, vorzugsweise zwischen 18 und 22 m/s liegt.