DE3815864A1 - Apparatus for dividing a gas flow loaded with solid material - Google Patents

Apparatus for dividing a gas flow loaded with solid material

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Heribert Dipl Ing Martens
Werner Dipl Ing Brosowski
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G53/00—Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
    • B65G53/34—Details
    • B65G53/52—Adaptations of pipes or tubes
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  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

The invention relates to an apparatus for dividing a gas flow loaded with fine-grained solid material into a plurality of partial flows, containing a distributor pot, the interior of which is free of fittings, in which the entire cross-section of all of the gas outlet connections corresponds approximately to the cross-section of the gas inlet connections and at least some of the gas outlet connections project inwards by an adjustable amount beyond the peripheral wall of the distributor pot. Such an apparatus is distinguished by a very uniform division, free of streaks, of the gas flow loaded with solid material.

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.The invention relates to a device (ent speaking the preamble of claim 1) Distribution of one with fine-grained solid (at for example coal dust) loaded gas stream in several partial streams.

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 befeuert, 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.In many applications, the up gift, one loaded with fine-grained solid Gas flow evenly split up into several partial flows share. For example, the boilers in Coal-fired power plants fired over numerous burners, being different burners from a single Mill are supplied. The aim is to Coal dust flow and the air flow after the mill distribute evenly across all burners.

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 Kohleverteilung auf die einzelnen Verbraucher.To solve this problem is in practice generally the outgoing pipeline over adjustable flaps, partitions or knives Splits. However, since after the mill a thin stream, i.e. a low level of coal dust in the air there are always streaks of solid. Depending on the location of these strands, this results in its a very different coal distribution on individual consumers.

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.There are also various distribution pots known (see, for example, DE-Z communications from VGB, issue 54 (June 1958), p. 151 and GB-A-15 46 929), the however, also not an even division of the solid on the individual partial flows ge  ensure.

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.The invention is therefore based on the object a device according to the preamble of Claim 1 so that the solid completely even and streak-free on the one individual sub-streams is divided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the kenn Drawing features of claim 1 solved. Appropriate configurations of the invention are Subject of the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigenAn embodiment of the invention is in the Illustrated drawing. Show it

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die er­ findungsgemäße Vorrichtung, Fig. 1 is a vertical section through the device according to he invention,

Fig. 2 ein (in Fig. 1 nicht dargestelltes) Detail des Anschlusses der abgehen­ den Leitungen. Fig. 2 is a (not shown in Fig. 1) detail of the connection of the outgoing lines.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufteilung eines mit feinkörnigem Feststoff beladenen Gas­ stromes in mehrere Teilströme enthält einen verti­ kal angeordneten, rotationssymmetrischen Vertei­ lertopf 1, der aus einem zylindrischen oberen Teil 2 und einem sich trichterförmig nach unten ver­ jüngenden unteren Teil 3 besteht.The device according to the invention for dividing a gas stream laden with fine-grained solids into a plurality of partial streams contains a vertically arranged, rotationally symmetrical distribution bowl 1 which consists of a cylindrical upper part 2 and a funnel-shaped downward ver lower part 3 .

An der unteren Stirnseite ist der Verteilertopf 1 mit einem koaxial zur Achse des Verteilertopfes angeordneten Gaseintrittsanschluß 4 versehen. An der Umfangswandung des zylindrischen oberen Tei­ les 2 sind mehrere (beim dargestellten Ausführungs­ beispiel vier) symmetrisch über den Umfang ver­ teilte Gasaustrittsanschlüsse 5 vorgesehen. Die konstruktive Ausbildung dieser Gasaustrittsan­ schlüsse 5 wird im einzelnen anhand von Fig. 2 er­ läutert.At the lower end face, the distributor pot 1 is provided with a gas inlet connection 4 arranged coaxially to the axis of the distributor pot. On the circumferential wall of the cylindrical upper part 2 Les several (in the illustrated embodiment, four example) symmetrically distributed over the circumference gas outlet connections 5 are provided. The structural design of these gas outlet connections 5 is explained in detail with reference to FIG. 2.

Die Decke 6 des Verteilertopfes 1 ist rotations­ symmetrisch zur Achse des Verteilertopfes ausge­ bildet und nach oben gewölbt.The ceiling 6 of the pot 1 is rotationally symmetrical to the axis of the pot forms and curved upwards.

Der Innenraum des Verteilertopfes 1 ist von jeg­ lichen Einbauten frei. Lediglich die Gasaustritts­ anschlüsse 5 stehen - wie anhand von Fig. 2 noch erläutert wird - um ein einstellbares Maß über die Umfangswandung des Verteilertopfes nach innen vor.The interior of the distribution pot 1 is free of any fittings. Only the gas outlet connections 5 project - as will be explained with reference to FIG. 2 - by an adjustable amount over the circumferential wall of the distributor pot inwards.

Der Gaseintrittsanschluß 4 besitzt einen Innen­ durchmesser d 1, die Gasaustrittsanschlüsse 5 einen Innendurchmesser d 2 und der zylindrische obere Teil 2 des Verteilertopfes einen Innendurchmesser d 3. Die Gesamthöhe des zylindrischen oberen Teiles 2 ist mit H bezeichnet, der Abstand der Gasein­ trittsanschlüsse 5 von der unteren bzw. oberen Kante des zylindrischen oberen Teiles 2 mit h 1 bzw. h 2.The gas inlet connection 4 has an inner diameter d 1 , the gas outlet connections 5 have an inner diameter d 2 and the cylindrical upper part 2 of the distributor pot has an inner diameter d 3 . The total height of the cylindrical upper part 2 is denoted by H , the distance of the gas inlet connections 5 from the lower or upper edge of the cylindrical upper part 2 with h 1 and h 2 .

Das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser d 3 und der Höhe H des zylindrischen oberen Teiles liegt zweckmäßig zwischen 0,5 und 2, vorzugsweise zwischen 0,9 und 1,1.The ratio between the inner diameter d 3 and the height H of the cylindrical upper part is advantageously between 0.5 and 2, preferably between 0.9 and 1.1.

Der Gesamtquerschnitt aller Gasaustrittsanschlüsse 5 entspricht zweckmäßig etwa dem Querschnitt des Gaseintrittsanschlusses 4. Die Gasgeschwindigkeit wird im Betrieb so gewählt, daß sie im Gasein­ trittsanschluß und in den Gasaustrittsanschlüssen zwischen 10 und 30 m/s, vorzugsweise zwischen 18 und 22 m/s liegt.The total cross section of all gas outlet connections 5 suitably corresponds approximately to the cross section of the gas inlet connection 4 . The gas velocity is selected during operation so that it is in the gas inlet connection and in the gas outlet connections between 10 and 30 m / s, preferably between 18 and 22 m / s.

Die Gasaustrittsanschlüsse 5 sind bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel etwa auf mittlerer Höhe des zylindrischen oberen Teiles 2 angeordnet (so daß also h 1 = h 2). Die Höhe h 1 oder die Höhe h 2 kann jedoch im Extremfall gleich Null werden.The gas outlet connections 5 are arranged in the Darge presented embodiment approximately at the middle height of the cylindrical upper part 2 (so that h 1 = h 2 ). In extreme cases, however, the height h 1 or the height h 2 can become zero.

Das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser d 3 des zylindrischen oberen Teiles und dem Innen­ durchmesser d 1 des Gaseintrittsanschlusses 4 liegt zweckmäßig zwischen 2 und 4, vorzugsweise zwischen 2,8 und 3,2.The ratio between the inner diameter d 3 of the cylindrical upper part and the inner diameter d 1 of the gas inlet port 4 is advantageously between 2 and 4, preferably between 2.8 and 3.2.

Der Winkel α zwischen der Wand des trichterförmigen unteren Teiles 3 und der Horizontalen soll größer als der Schüttwinkel des Feststoffes sein. Für Kohle liegt er vorzugsweise bei etwa 60°.The angle α between the wall of the funnel-shaped lower part 3 and the horizontal should be greater than the angle of repose of the solid. For coal, it is preferably around 60 °.

Im Bereich des Gaseintrittsanschlusses 4 ist ein als Klappe oder Blende ausgebildetes Einstell­ organ 7 vorgesehen.In the area of the gas inlet connection 4 , an adjusting member 7 designed as a flap or diaphragm is provided.

Die mit den Gasaustrittsanschlüssen 5 verbundenen abgehenden Leitungen 8 verlaufen zunächst auf­ steigend, wobei im aufsteigenden Teil dieser Leitungen als Klappen oder Blenden ausgebildete Einstellorgane 9 angeordnet sind.The outgoing lines 8 connected to the gas outlet connections 5 initially run in an increasing manner, with adjustment members 9 designed as flaps or screens being arranged in the ascending part of these lines.

Wie Fig. 2 veranschaulicht, werden die Gasaustritts­ anschlüsse 5 durch Rohrstutzen gebildet, die in einstellbarer axialer Lage mittels abgedichteter Klemmvorrichtungen 10 bzw. 11 einerseits am Ver­ teilertopf 1 und andererseits an einer abgehenden Leitung 8 festgeklemmt werden können.As illustrated in FIG. 2, the gas outlet connections 5 are formed by pipe sockets which can be clamped in an adjustable axial position by means of sealed clamping devices 10 and 11 on the one hand on the distributor pot 1 and on the other hand on an outgoing line 8 .

Die beiden Klemmvorrichtungen 10 und 11 enthalten je zwei Ringflansche 12 bzw. 13, die über Schrau­ ben 14 in axialer Richtung verspannt werden können, wobei ein Dichtungselement 15 in radialer Richtung gegen den äußeren Umfang des Gasaustrittsanschlus­ ses 5 gepreßt wird.The two clamping devices 10 and 11 each contain two ring flanges 12 and 13 , respectively, which can be braced in the axial direction via screw ben 14 , a sealing element 15 being pressed in the radial direction against the outer circumference of the gas outlet connection 5 .

Der Gasaustrittsanschluß 5 ist mit einem Bund 16 versehen, über den bei gelösten Klemmvorrichtungen 10 und 11 eine axiale Verstellung des Gasaustritts­ anschlusses 5 erfolgen kann, so daß das Mündungs­ ende 5 a des Gasaustrittsanschlusses 5 mehr oder weniger weit in den Innenraum des Verteilertopfes 1 hineinragt.The gas outlet connection 5 is provided with a collar 16 , via the loosened clamping devices 10 and 11, an axial adjustment of the gas outlet connection 5 can take place, so that the mouth end 5 a of the gas outlet connection 5 protrudes more or less far into the interior of the distributor pot 1 .

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt:The function of the device according to the invention is as follows:

Der Feststoff, beispielsweise Kohle, wird durch einen Gasstrom, beispielsweise Luft, über den Gaseintrittsanschluß 4 dem Verteilertopf 1 zuge­ führt. In dieser ankommenden Strömung treten im allgemeinen Feststoff-Strähnen auf.The solid, for example coal, is fed through a gas flow, for example air, via the gas inlet connection 4 to the distributor pot 1 . Strands of solids generally appear in this incoming flow.

Bei Eintritt in den Verteilertopf 1 tritt eine starke Verzögerung der Strömung ein. Der sich axial im Verteilertopf 1 nach oben bewegende Gas­ strom wird an der gewölbten Decke 6 umgelenkt und bewegt sich - wie durch die gestrichelten Strö­ mungslinien 17 angedeutet - nahe der Umfangswand nach unten. Es ergibt sich auf diese Weise ein schlaufenförmiges Strömungsbild mit einer sehr wirksamen Vergleichmäßigung des Feststoffes im Gasstrom. Im Verteilertopf 1 wird somit eine gleichmäßige Feststoff-Luft-Suspension erreicht. Die dann durch die Gasaustrittsanschlüsse 5 ab­ gehende Strömung (Pfeile 18) enthält keine Fest­ stoffsträhnen mehr, sondern zeigt eine gleichmäßige spezifische Beladung des Gases mit Feststoff.When entering the distributor pot 1 there is a strong deceleration of the flow. The gas stream moving axially upwards in the distributor pot 1 is deflected on the curved ceiling 6 and moves - as indicated by the dashed flow lines 17 - near the peripheral wall downwards. This results in a loop-like flow pattern with a very effective homogenization of the solid in the gas stream. A uniform solid-air suspension is thus achieved in the distribution pot 1 . The then through the gas outlet connections 5 from going flow (arrows 18 ) no longer contains solid material strands, but shows a uniform specific loading of the gas with solid.

Durch Einstellung des Maßes, um das die einzelnen Gasaustrittsanschlüsse 5 über die Umfangswand des Verteilertopfes 1 nach innen vorstehen, kann die aus dem Verteilertopf 1 abströmende Feststoffmenge noch im Betrieb beeinflußt werden. Wie Versuche zeigten, bekommt bei einer Kohlenstaubverteilung der Gasaustrittsanschluß 5 die geringste Kohlen­ menge, der am weitesten in den Verteilertopf 1 hineinragt. Durch die in Fig. 2 veranschaulichte Einstellmöglichkeit ist somit noch im Betrieb eine Feinoptimierung möglich.By adjusting the degree to which the individual gas outlet terminals 5 protrude beyond the peripheral wall of the distributor pot 1 inward can the flowing out of the distributor head 1 solid amount be influenced even during operation. As experiments have shown, with a coal dust distribution, the gas outlet connection 5 gets the smallest amount of coal that protrudes furthest into the distributor pot 1 . The setting option illustrated in FIG. 2 thus enables fine optimization during operation.

Die in den abgehenden Leitungen 8 vorgesehenen Einstellorgane 9 gestatten auch bei unterschied­ lich langen abgehenden Leitungen die Einstellung eines gleichmäßigen Druckniveaus, was Voraus­ setzung dafür ist, daß alle Verbraucher mit gleicher Luftmenge beaufschlagt werden. Die Anord­ nung der Einstellorgane 9 im aufsteigenden Teil dieser abgehenden Leitungen 8 verhindert bei einem plötzlichen Stillstand der Kohlenmahlanlage Kohle­ ablagerungen in diesen Leitungen.The provided in the outgoing lines 8 setting members 9 allow even with different Lich long outgoing lines the setting of a uniform pressure level, which is a prerequisite for that all consumers are charged with the same amount of air. The arrangement of the adjusting members 9 in the ascending part of these outgoing lines 8 prevents coal deposits in these lines when the coal grinding plant comes to a sudden standstill.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Aufteilung eines mit feinkörni­ gem Feststoff beladenen Gasstromes in mehrere Teilströme, enthaltend einen vertikal angeord­ neten rotationssymmetrischen Verteilertopf (1), der aus einem zylindrischen oberen Teil (2) und einem sich trichterförmig nach unten verjüngen­ den unteren Teil (3) besteht und an seiner unteren Stirnseite mit einem koaxial zur Achse des Verteilertopfes angeordneten Gaseintritts­ anschluß (4) und an seiner Umfangswandung mit wenigstens zwei auf gleicher Höhe einander gegenüberliegend und symmetrisch über den Um­ fang verteilten Gasaustrittsanschlüssen (5) versehen ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) der Innenraum des Verteilertopfes (1) ist von Einbauten frei;
  • b) der Gesamtquerschnitt aller Gasaustrittsan­ schlüsse (5) entspricht etwa dem Querschnitt des Gaseintrittsanschlusses (4),
  • c) zumindest einige Gasaustrittsanschlüsse (5) stehen um ein einstellbares Maß über die Umfangswandung des Verteilertopfes (1) nach innen vor.
1. Apparatus for dividing a gas stream laden with fine grain solids into a plurality of partial streams, comprising a vertically arranged rotationally symmetrical distributor pot ( 1 ) which consists of a cylindrical upper part ( 2 ) and a funnel-shaped downward tapering of the lower part ( 3 ) and is provided on its lower end face with a gas inlet connection ( 4 ) arranged coaxially to the axis of the distributor pot, and on its peripheral wall with at least two gas outlet connections ( 5 ) distributed opposite and symmetrical about the circumference, characterized by the following features:
  • a) the interior of the distribution pot ( 1 ) is free of internals;
  • b) the total cross section of all gas outlet connections ( 5 ) corresponds approximately to the cross section of the gas inlet connection ( 4 ),
  • c) at least some gas outlet connections ( 5 ) project inwards by an adjustable amount over the circumferential wall of the distributor pot ( 1 ).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser (d 3) und der Höhe (H) des zylindrischen oberen Teiles (2) zwischen 0,5 und 2, vorzugsweise zwischen 0,9 und 1,1 liegt.2. Device according to claim 1, characterized in that the ratio between the inner diameter ( d 3 ) and the height ( H ) of the cylindrical upper part ( 2 ) between 0.5 and 2, preferably between 0.9 and 1.1 lies. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser (d 3) des zylindrischen oberen Teiles (2) und dem Innendurchmesser (d 1) des Gaseintrittsanschlusses (4) zwischen 2 und 4, vorzugsweise zwischen 2,8 und 3,2 liegt.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the ratio between the inner diameter ( d 3 ) of the cylindrical upper part ( 2 ) and the inner diameter ( d 1 ) of the gas inlet connection ( 4 ) between 2 and 4, preferably between 2.8 and 3.2 is. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Winkel α zwischen der Wand des trichterförmigen unteren Teiles (3) und der Horizontalen größer als der Schüttwinkel des Feststoffes ist, für Kohle vorzugsweise bei etwa 60° liegt.4. The device according to claim 1, characterized in that the angle α between the wall of the funnel-shaped lower part ( 3 ) and the horizontal is greater than the angle of repose of the solid, for coal is preferably about 60 °. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Bereich des Gaseintrittsan­ schlusses (4) ein als Klappe oder Blende aus­ gebildetes Einstellorgan (7) angeordnet ist.5. The device according to claim 1, characterized in that in the region of the gas inlet connection ( 4 ) is arranged as a flap or diaphragm formed adjusting member ( 7 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gasaustrittsanschlüsse (5) durch mit einem Bund (16) versehene Rohrstutzen gebildet werden, die in einstellbarer axialer Lage mittels abgedichteter Klemmvorrichtungen (10 bzw. 11) einerseits am Verteilertopf (1) und andererseits an einer abgehenden Leitung (8) festklemmbar sind.6. The device according to claim 1, characterized in that the gas outlet connections ( 5 ) are formed by a collar ( 16 ) provided pipe socket, which in adjustable axial position by means of sealed clamping devices ( 10 and 11 ) on the one hand on the distributor pot ( 1 ) and on the other hand can be clamped to an outgoing line ( 8 ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit den Gasaustrittsan­ schlüssen (5) verbundenen abgehenden Leitungen (8) zunächst aufsteigend verlaufen. 7. The device according to claim 1, characterized in that the connections to the gas outlet connections ( 5 ) connected outgoing lines ( 8 ) initially run in ascending order. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im aufsteigenden Teil der ab­ gehenden Leitungen (8) als Klappen oder Blenden ausgebildete Einstellorgane (9) angeordnet sind.8. The device according to claim 7, characterized in that in the rising part of the outgoing lines ( 8 ) formed as flaps or panels adjusting members ( 9 ) are arranged. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Decke (6) des Verteiler­ topfes (1) rotationssymmetrisch zur Achse des Verteilertopfes ausgebildet und nach oben ge­ wölbt ist.9. The device according to claim 1, characterized in that the ceiling ( 6 ) of the distributor pot ( 1 ) is rotationally symmetrical to the axis of the distributor pot and is arched upwards. 10. 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.10. A method of operating a device according to claim 1, characterized in that the gas velocity in the gas inlet connection ( 4 ) and in the gas outlet connections ( 5 ) is between 10 and 30 m / s, preferably between 18 and 22 m / s.
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