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Verfahren zur Verhinderung von Anrostungen bei schmiedeeisernen Vorwärmern.
Schmiedeeiserne Abgasvorwärmer für Kesselanlagen leiden an dem Übelstand, daß die
Rohrwände starken Anfressungen und Anrostungen durch das vom Speisewasser mitgeführte
Gas, die mitgeführte Luft oder andere im Speisewasser enthaltene Fremdkörper ausgesetzt
sind. Man hat aus diesem Grunde schon zu Gußeisen als Material für die Vorwärmer
gegriffen. Aber gußeiserne Vorwärmer sind für hohe Betriebsdrücke von über 2o Atm.
nicht sehr geeignet. Die Verwendung von kupfernen Vorwärmerrohren scheitert an dem
verhältnismäßig hohen Preise dieses Rohrmaterials, und bei Nickelstahlrohren ergeben
sich außerdem noch Schwierigkeiten bei der Herstellung derselben.
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Gemäß der Erfindung werden nun die bei schmiedeeisernen Vorwärmern
auftretenden Anrostungen in der Weise verhindert, daß die im Wasser befindlichen,
zerstörende Wirkungen auf die Rohre des Vorwärmers ausübenden Fremdkörper von der
Wandung der Vorwärmerrohre dadurch ferngehalten werden, daß die in den Rohren des
Vorwärmers selbst befindliche Wassersäule auf mechanischem Wege in Erschütterungen
versetzt wird, wodurch die Fremdkörper von den Rohrwandungen weg in die Sammelgefäße
getrieben werden.
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Da das gereinigte Speisewasser aus dem Vorwärmer unmittelbar in den
Kessel übertritt, so hat es gar keine Gelegenheit, Fremdkörper nach der Reinigung
wieder aufzunehmen. Dieses wäre wohl der Fall, wenn das Speisewasser, wie es vorgeschlagen
ist, in einem besonderen Gefäß behandelt wird, ehe es in den Vorwärmer und Kessel
eintritt. Hier kann das Speisewasser auf dem '\Vege von diesem Behandlungsgefäß
nach dem Vorwärmer und Kessel wieder Luft, Gas und Fremdkörper aufnehmen. Das Verfahren
gemäß der Erfindung bietet also eine größere Sicherheit bei der Erreichung des erstrebten
Erfolges.
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Zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann man in der Weise
vorgehen, daß die Wassersäule in den Vorwärmerrohren unmittelbar oder mittelbar
in Erschütterungen versetzt wird. Im ersteren Falle können z. B. innerhalb der Vorwärmerrohre,
und zwar an den Eintrittsstellen des Wassers in diese Rohre, Einsätze mit engen
Austrittsöffnungen vorgesehen sein, durch welche dem Speisewasser ein große Ausflußgeschwindigkeit
erteilt wird. Durch diese hohe Austrittsgesch«vindigkeit werden die sich etwa ausscheidenden
Fremdkörper im Kern der aufsteigenden Wassersäule gehalten und in der Wassersäule
Erschütterungen hervorgerufen, welche ein Festsetzen der Fremdkörper an den Rohrwänden
verhindern, diese Fremdkörper vielmehr zwingen, schnell nach oben in die Sammelgefäße
aufzusteigen. Die Anordnung der düsenförmigen Einsätze innerhalb der Vorwärmerrohre
selbst, und nicht etwa in einem mehr oder weniger großen Abstand vor denselben,
ist von wesentlicher Bedeutung, da die Einsätze nur in diesem Falle ihren Zweck
vollkommen erfüllen können. Die Erschütterung der Wassersäule in den Vorwärmerrohren
auf mittelbarem Wege wird erfindungsgemäß dadurch hervorgerufen, daß den das Wasser
enthaltenden Vorwärmerrohren auf mechanischem Wege stark schwingende Bewegungen
erteilt werden, was z. B. von Hand oder auch selbsttätig mittels einer geeigneten
Klopfvorrichtung geschehen kann.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
Abb. i zeigt die eine Ausführungsform in einem senkrechten
Schnitt durch einen Teil eines Vorwärmers; die zweite Ausführungsform ist in Abb.
a bis 4. dargestellt. Abb. 2 ist eine Vorderansicht, Abb. 3 eine Seitenansicht,
Abb. a ein Schnitt nach Linie A-A der Abb. 2.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i besteht der Vorwärmer aus
geraden, schmiedeeisernen Rohren a mit einem unteren zy-
lindrischen
Verteilgefäß b und einem oberen zylindrischen Sammelbehälter c. Die Vorwärmerrohre
a sind zur Vermeidung von Anfressungen und Anrostungen mit Einsätzen dl aus zweckmäßig
rostsicherem Material versehen, die im unteren Teile der Rohre a vorgesehen sind,
wo also das kalte Speisewasser aus dem Behälter b in die Rohre a eintritt und wo
erfahrungsgemäß die Anfressungen und Anrostungen am stärksten sich bemerkbar machen.
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Der Einsatz dl ist nach oben hin düsenartig verjüngt und besitzt eine
in der Mitte des Rohres a, liegende, verhältnismäßig enge Auslaßöffnung f, so daß
der in das Rohrstück dl eintretende Wasserstrahl gezwungen wird, mit großer Geschwindigkeit
aus der öifnung f auszuströmen. Die sich etwa bildenden Gas- und Luftblasen können
sich also wegen der großen Geschwindigkeit des austretenden Wasserstrahles und der
dadurch in der Wassermasse des Rohres a hervorgerufenen starken Erschütterungen
nicht an den Wänden des Rohres a festsetzen, sie werden vielmehr von dem schnell
aufsteigenden Wasserstrahl in den Sammelbehälter c mitgerissen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. a bis ,1 enthält der Vorwärmer
wieder gerade, schmiedeeiserne Rohre a, die zu vier Gruppen geordnet sind und am
oberen Ende in einen gemeinsamen zylindrischen Sammler c einmünden, während an dem
unteren Ende jede Rohrgruppe für sich in eine besondere Verteilkammer b1 eingeführt
ist. Hier ist zur Hervorrufung von Erschütterungen in der die Vorwärmerrohre ausfüllenden
Wassermasse zwecks Verhinderung des Ansetzens der Gas- und Luftblasen an den Rohrwänden
eine Klopfvorrichtung vorgesehen, welche in bestimmten Zeitabschnitten das ganze
Rohrsystem in schwingende Bewegungen versetzt, und zwar indem es auf den unteren
Teil des Vorwärmers einwirkt, wo das kalte Speisewasser zugeführt wird. Diese Klopfvorrichtung
besteht aus einer Anzahl von auf einer gemeinsamen Welle g schwingbar gelagerten
Winkelhebeln, deren einer auf die Verteilkammer b1 einwirkende Arm als Hammer lt
ausgebildet ist, während die Enden der anderen Arme i durch von -einer gemeinsamen,
drehbaren Welle k gehaltene Knaggen oder Daumen Z gehoben werden, um dann unter
ihrem Eigengewicht gegen die Stirnflächen der Kammern b1 zu fallen. Die Welle k
kann dauernd oder absatzweise gedreht werden. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
wird sie z. B. durch Vermittlung eines Kegelradgetriebes m von der Welle
n des @Vanderrostes o der Kesselanlage angetrieben.