DE4340195A1 - Geschweißtes rotierendes Ringkanalsegment für Kohlenstaubmühlen mit austauschbaren Leitschaufeln und einstellbarer Kanalöffnungsfläche - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Kohlenstaub­ mühlen zum Pulverisieren von Kohle und insbesondere auf eine neue und gebrauchsfähige Konstruktion eines Rotationskanalsegmentes für derartige Staubmühlen, die eine austauschbare bzw. entfernbare Leitschaufelkonstruktion in dem geschweißten Rotationskanalsegment aufweist.

Ein Typ bekannter Kohlenstaubmühlen oder Staubmühlen ist eine lang­ sam laufende Staubmühle des Walz- und Drehtyps, die drei Mahlwalzen mit großem Durchmesser verwendet, um die Kohle zu brechen. Primär­ luft tritt in die Staubmühle durch eine radiale Einlaßleitung ein, bewegt sich in einen Niedriggeschwindigkeits-Luftsammler und wird dann be­ schleunigt und durch eine Reihe von stationären Kanälen in einem Ring ausgerichtet, der die Mahlzone umgibt. An dem Auslaß des Kanals werden die Kohlenstaubpartikel durch den Hochgeschwindigkeits-Luftstrom mitgerissen. Die Geschwindigkeit der Luft wird dann in dem Staubmüh­ lenhauptgehäuse reduziert, was bewirkt, daß die größeren Partikel direkt zu der Mahlzone zum weiteren Brechen zurückgeführt werden, während die kleineren Partikel hochgetragen werden durch den Klassierer zum Endklassier-Sieben.

Ein großer Anteil des Primärluft-Druckverlustes tritt auf infolge von Verlusten über dem Rotationskanal. In einigen bekannten Staubmühlen kann der Primärluft-Druckverlust etwa 40% höher sein als bei anderen Mühlen, die unterschiedliche Konstruktionen des Rotationskanals beinhal­ ten. Infolge dieses höheren Druckverlustes wird mehr Ventilationsleistung benötigt, um die Mühle zu betreiben. Das führt zu einem großen Lei­ stungsnachteil nur wegen der Kanalkonstruktion.

Eine bekannte Konstruktion, die in den Fig. 1 und 2 veranschaulicht ist, ist eine modifizierte Version der früheren Stationärkanalkonstruktion der frühen achtziger Jahre. Diese Konstruktion weist eine Kanalanordnung für eine Staubmühle mit einem festen Gehäuse 6 mit einer zentralen Achse auf. Ein Mahltisch 16 dreht sich um die Mittelachse zum Pulverisieren von Partikeln, insbesondere von Kohle, in einer konventionellen Art. Der Mahltisch 16 rotiert in der durch den Pfeil in Fig. 2 angegebenen Richtung. Zu einem Einlaßsammler 21 zugeführte Luft wandert nach oben durch einen Kanalraum, der zwischen einer äußeren Kanalwand 22 und einer inneren Kanalwand 24 vorgesehen ist. Der Kanalraum ist weiterhin in einzelne Kanalöffnungen 10 durch Leitschaufeln 12 unterteilt, die in einer umfangsmäßig beabstandeten Art um die vertikale Achse der Staubmühle verteilt sind. Diese Konstruktion besteht aus zweiundvierzig Kanalöffnungen 10, die aus vierzehn separaten Gußteilen aufgebaut sind, die an der Oberseite und der Unterseite eines Mahltisches 16 montiert sind. Der Kanal ist in die einzelnen Öffnungen 10 durch die Verwen­ dung von Strömungsleitschaufeln 12 unterteilt. Die Leitschaufeln erstrec­ ken sich voll dem Kanaleinlaß 10a zu dem Kanalauslaß 10b und sind unter einem Winkel 14 von 30° von der Horizontalen und einem Winkel 18 von 15° von der Vertikalen in Richtung auf eine Mahlzone 20 einge­ baut. Die äußere Kanalwand 22 ist stationär, während der Rest des Kanals einschließlich seine innere Wand 24 und die Leitschaufel 12 mit dem Mahltisch 16 gedreht wird. Der Luftstrom wird anfänglich durch eine Tränentropfenform 12a an der Führungskante der Leitschaufel 12 ausgerichtet und wird beschleunigt, um ein gleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil über einer Tragflächenform 12b an einem Abschnitt der oberen Oberfläche zu fördern. Der Mahltisch 16 dreht sich innerhalb eines Gehäuses 6 um eine vertikale Achse. Eine Wand 22 wird in dem Gehäuse getragen, und das Gehäuse schließt eine Zone 20 ein. Die Funktion der Leitschaufel, die Strömung durch den Kanal zu beschleuni­ gen und auszurichten, ist in dem U.S.-Patent 4,264,041 beschrieben.

Weiterer zugehöriger existierender Stand der Technik, der sich auf Konstruktionen von Kanälen von Staubmühlen bezieht, ist U.S.-Patent 2,275,595 (Schwartz ′595); U.S.-Patent 2,378,681 (Bailey, et al. ′681); U.S.- Patent 2,473,514 (Ebersole, ′514); und U.S.-Patent 2,545,254 (Bice ′254), U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/858,255 und 07/882,733; von denen alle der Babcock & Wilcox Company gehören. Schwartz ′595 offenbart gekrümmte Ringkanäle, die aus dem Kanal austretende Spülluft in die Richtung der Mahlelemente bläst. Bailey et al. ′681 offenbart eine Konstruktion für eine konstante Geschwindigkeit durch den Kanal. Ebersole ′541 offenbart einen einstellbaren Kanal, und Bice ′254 offenbart eine exzentrische Kanalkonstruktion zur Luftverteilung.

Der Rotationskanal ist aus vierzehn einzelnen Segmenten aufgebaut. Jedes Segment schließt die Leitschaufel 12, die Tragfläche 12b und eine innere Wand 24 ein, die aus einem einzigen Stück gegossen sind. In den meisten Fällen verschleißen nur die Leitschaufeln und erfordern einen Ersatz während der Anlageninstandhaltung. Infolge des gegenwärtigen Herstellungsentwurfs rotierender Kanäle muß das gesamte Kanalsegment ersetzt werden anstelle nur der verschlissenen Fläche. Das führt zu einer zeitaufwendigeren Instandhaltungsperiode, die dem Kunden auferlegt wird.

Der einstückige Entwurf gegenwärtiger Rotationskanalsegmente führt zu einer komplizierteren Neuinstallation.

Die vorliegende Erfindung schließt eine verbesserte Rotationskanalkon­ struktion ein, die eine Konstruktion einer austauschbaren Leitschaufel in dem geschweißten Rotationskanalsegment aufweist. Diese Konstruktion einer austauschbaren Leitschaufel in dem geschweißten Rotationskanalseg­ ment wird erreicht, indem zuerst Kohlenstoffstahl in einzelnen Teilen bearbeitet wird, der dann am Ort geschweißt wird. Die Kanalleitschaufel wird durch Gießen hergestellt und wird modifiziert, um ein Montieren an dem geschweißten Kanalsegment zu erlauben. Die gegossene Kanalleit­ schaufel wird dann an den Segmenten mit Bolzen befestigt, wenn erst alle Größenmodifikationen an der Leitschaufel, falls welche erforderlich sind, ausgeführt sind.

Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Schweißkonstruktion eines Rotations­ kanals mit der Fähigkeit bereitzustellen, einzelne Leitschaufelsegmente auszutauschen bzw. zu ersetzen und anzubringen, so daß verschlissene oder beschädigte Leitschaufeln auf einer individuellen Basis nach Erfor­ dernis ersetzt werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Konstruktion eines ge­ schweißten Rotationskanals zu schaffen, der es zuläßt, daß verschiedene Leitschaufelkonstruktionen installiert werden, um die Größen den spezifi­ schen Kundenbedürfnissen anzupassen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren bereit­ zustellen, um eine genauere Strömungsfläche zuzulassen, da nur die Leitschaufeln durch Gießen hergestellt werden. Somit werden Größen­ fehler; die dem Gießen von großen Segmenten inhärent sind, infolge der leichteren Form- und Gießkonstruktion und der Verwendung von be­ arbeiteten Kohlenstoffstahlsegmenten reduziert werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein geschweißtes Segment eines Rotationskanals zu schaffen, das weiter den Vorteil des Merkmals der Druckreduzierung ausnutzt, den man bei gegossenen Rotationskanälen findet, jedoch bei niedrigeren Herstellungskosten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen geschweißten Rotationskanal zu schaffen, der gegossene austauschbare Leitschaufelsegmente verwenden kann, die weiterhin Abmessungsfehler reduzieren und die Kosteneffektivi­ tät erhöhen.

Die verschiedenen Merkmale der Neuheit, die die Erfindung kennzeich­ nen, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt und bilden einen Teil dieser Offenbarung. Zum besseren Verständnis der Erfindung, ihrer Betriebsvorteile und spezifischen Ziele, die durch ihre Anwendung erreicht werden, wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen sowie auf den Beschreibungsteil, in dem die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht sind.

In der Zeichnung sind:

Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht der Kanalfläche einer bekann­ ten luftgespülten Staubmühle oder Mühle;

Fig. 2 eine vertikale Aufrißansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 eine vertikale Schnittansicht der Kanalfläche gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Teildraufsicht eines Kanalsegmentes;

Fig. 5 eine Seitenschnittansicht entlang der Linien 3-3 von Fig. 4;

Fig. 6 eine Seitenschnittansicht einer Einlaßkonturplatte einer inneren Wand;

Fig. 7 eine Seitenschnittansicht einer Einlaßkonturplatte einer äußeren Wand;

Fig. 8 eine Vorderaufrißansicht einer äußeren Wand;

Fig. 9 eine Seitenschnittansicht einer Strebe für die äußere Wand;

Fig. 10 eine Seitenaufrißansicht einer Längsträger-Abdeckanordnung;

Fig. 11 eine Teildraufsicht eines Spalteinstellsegmentes;

Fig. 12 eine Draufsicht einer Trageschelle;

Fig. 13 eine Seitenansicht einer gegossenen Leitschaufel; und

Fig. 14 eine Seitenansicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 3 mit den angebrachten gegossenen Leitschaufeln (Fig. 13).

In Fig. 3 weist die darin ausgebildete Erfindung eine austauschbare Kanalanordnung für eine Staubmühle mit einem festen Gehäuse 6 mit einer zentralen Achse auf. Die austauschbare Kanalkonstruktion besteht aus einem Kanalsegment, das im allgemeinen mit 30 bezeichnet ist, das eine Anzahl von einzelnen Teilen aufweist, die zusammen angebracht oder geschweißt sind. Derartige Teile könnten aus Kohlenstoffstahl herge­ stellt sein, der leicht zu schweißen ist. Das Kanalsegment 30 hat eine innere Traverse 24 und eine äußere Traverse 35, die parallel vonein­ ander beabstandet sind. Die innere Traverse 24 und die äußere Traverse 35 sind in Position durch eine Vielzahl von Rippen 33 befestigt. Das Kanalsegment 30 ist mit Befestigungsvorrichtungen und/oder durch Schweißen an dem Mahltisch 16 montiert.

Das austauschbare Kanalsegment 30 kann hintereinander verwendet werden durch Montieren jedes Segmentes 30 um die Achse des Gehäu­ ses 6 der Staubmühle.

Die äußere Wand 48 ist ebenfalls austauschbar. Die Strebe 47 ist an dem Gehäuse 6 befestigt und gewährleistet eine Abstützung für die äußere Wand 48. Eine Strömungskonturplatte 49 der äußeren Wand bildet einen Einlaßkegel um die Achse der Staubmühle. Die Strömungs­ konturplatte 49 der äußeren Wand ist um einen Winkel von etwa 70° gegenüber dem Gehäuse 6 der Staubmühle geneigt.

Eine Strömungskonturplatte 46 der inneren Wand ist auch vorgesehen und ist austauschbar infolgedessen, daß sie an die innere Traverse 24 geschweißt ist. Die Strömungskonturplatte 46 der inneren Wand bildet auch einen Einlaßkegel der inneren Wand um die Achse der Staubmühle und ist um einen Winkel von etwa 45° gegen das Gehäuse 6 geneigt.

Eine im allgemeinen mit 50 bezeichnete Längsträger-Abdeckanordnung ist zwischen dem Gehäuse 6 und der äußeren Wand 48 vorgesehen. Die Längsträger-Abdeckanordnung 50 ist abgestützt und um einen Winkel von etwa 45° an sowohl dem Gehäuse 6 als auch der äußeren Wand 48 geneigt.

Fig. 10 zeigt, daß die Längsträger-Abdeckanordnung 50 aus einer Spann­ platte 54 besteht, die zwischen dem Gehäuse 6 und der äußeren Wand 48 geneigt ist und eine Vielzahl von abrasionsbeständigem Material 52 enthält, um die Kanalfläche zu schützen. Ein Spannträger 56 ist eine Platte, die sich von der Spannplatte 54 zu einem Stützlängsträger 58 erstreckt. Der Stützlängsträger 58 ist horizontal innerhalb der Staubmühle bis zu der Oberkante der äußeren Wand 48 angeordnet. Ein Knoten­ blech 59 fügt eine weitere Abstützung dem Stützlängsträger 58 zu und ist direkt unter dem Stützlängsträger 58 angeordnet.

Fig. 5 ist eine Seitenschnittansicht des Kanalsegmentes 30 entlang der Linie 3-3 von Fig. 4. Das Kanalsegment 30 ist an dem Mahltisch 16 durch Verwendung von Schraubenöffnungen 84 montiert, die in das Kanalsegment 30 gebohrt sind. Das Kanalsegment 30 kann eine Vielzahl von gegossenen Leitschaufeln 80 (Fig. 13) tragen, die auf dem Kanalseg­ ment 30 durch Verwenden von Kappenschrauben 82 montiert sind. Die Kappenschrauben 82 sind in die Schraubenöffnungen 84 eingepaßt, die durchgebohrt sind.

Fig. 5 zeigt, daß die Schraubenöffnungen in die Rippen 33 des Kanalseg­ mentes 30 gebohrt sein können. Schließlich sind die Leitschaufeln 80 (Fig. 13 und 14) in den Rippen 33 durch Verwenden der Kappenschrau­ ben 82 befestigt, die in die Schraubenöffnung 84 eingepaßt sind.

Eine Spaltdichtung 40 ist entlang der Oberkante der äußeren Traverse 35 (Fig. 3) vorgesehen, um die Sammlerströmung abzudichten. Die Spaltdich­ tung 40 entlang der Längsträger-Abdeckanordnung 50 schafft sowohl eine Dichtung für die Luftsammlerströmung als auch eine verschleißbeständige Oberfläche innerhalb der Staubmühle 6.

Fig. 12 zeigt eine Tragschelle 44 für das Kanalsegment.

Fig. 13 und 14 zeigen, daß die gegossenen Leitschaufeln 80 in Verbin­ dung mit den Kappenschrauben 82 es zulassen, daß die Leitschaufeln 80 bei Verschleiß leicht neu installiert werden können.

Schamotte 70, wie z. B. Kaowool® ist in den Spalten oder Hohlräumen vorgesehen, die in den Gebieten hinter der äußeren Wand 48 belassen sind. Die Schamotte 70 wird verwendet, um zu verhindern, daß Kohle­ partikel sich sammeln und eine potentielle Feuergefahr bilden.

Während spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind im Detail, um die Anwendung der Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen, wird klar sein, daß die Erfindung anders ausgeführt sein kann, ohne von derartigen Prinzipien abzuweichen.

Claims (15)

1. Austauschbare Kanalanordnung für eine Staubmühle, wobei die Kanalanordnung aufweist:
ein festes Gehäuse mit einer Achse, das einen Einlaßsammler für Luft in die Staubmühle und eine Mahlzone definiert, in der Luft in der Staubmühle pulverisierte Partikel aufnimmt und transportiert;
einen Mahltisch, der zur Rotation um die Achse in dem Gehäu­ se montiert ist;
ein Kanalsegment, das mit dem Mahltisch verbunden ist und in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Kanalsegment eine innere Tra­ verse und eine äußere Traverse aufweist, die parallel voneinander be­ abstandet sind;
eine äußere Wand, die an dem Gehäuse zwischen dem Mahl­ tisch und dem Gehäuse montiert ist, wobei die äußere Wand nach außen von dem Mahltisch beabstandet ist und einen Kanalraum dazwischen bildet;
eine Einlaßkonturplatte der inneren Wand, die zu der inneren Traverse geneigt und an sie montiert ist, und eine Einlaßkonturplatte einer äußeren Wand, die zu der äußeren Wand und dem Gehäuse geneigt und an sie bzw. es montiert ist, wobei die Einlaßkonturplatten der inneren Wand und der äußeren Wand als ein kanalisierender Ein­ laßsammler in dem Kanalraum wirken;
eine Längsträgerabdeckung, die zwischen der äußeren Wand und dem Gehäuse zum Schützen des Kanalsegmentes montiert ist, und eine Spaltdichtung, die an der äußeren Traverse zum Verhindern einer Samm­ lerströmung montiert ist; und
eine Vielzahl von Leitschaufeln, die demontierbar an dem Kanalsegment montiert sind und sich radial zwischen die innere und die äußere Traverse zum Unterteilen des Kanalraumes in eine Vielzahl von umfangsmäßig beabstandeten Kanalöffnungen zwischen der inneren und der äußeren Traverse erstrecken.

2. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 1, wobei das Kanalsegment eine Vielzahl von Segmenten beinhaltet, die verbunden und um die Achse des Gehäuses angeordnet sind.

3. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 1, wobei das Kanalsegment einen inneren Traversenabschnitt und einen äußeren Tra­ versenabschnitt aufweist, die parallel zueinander angeordnet und in Position durch eine Vielzahl von Rippen befestigt sind, die zwischen dem inneren Traversenabschnitt und dem äußeren Traversenabschnitt verbun­ den sind, wobei die Rippen senkrecht zu dem inneren Traversenabschnitt und dem äußeren Traversenabschnitt angeordnet sind.

4. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 3, wobei jede Rippe eine Öffnung durch sie hindurch zum Aufnehmen und Befestigen der Leitschaufeln aufweist.

5. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 4, wobei die Leitschaufeln an den Rippen durch Kappenschrauben befestigt sind.

6. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 3, wobei das Kanalsegment zwischen dem Mahltischabschnitt und dem äußeren Wand­ abschnitt montiert ist und an dem Mahltisch montiert ist.

7. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 3, wobei das Kanalsegment eine Reihe von Öffnungen durch es hindurch aufweist, die mit einer Reihe von vorher angeordneten Öffnungen ausgerichtet sind, die auf dem Mahltisch und den Leitschaufeln zum Montieren des Kanal­ segmentes an dem Mahltisch und zum Befestigen der demontierbar montierbaren Leitschaufeln geschraubt sind.

8. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 3, wobei das Kanalsegment einen breiten Bereich von etwa 2,54 bis 25,4 cm (1 bis 10 inch) aufweist.

9. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Längsträgerabdeckung eine Spannplatte aufweist, die auf einer geneigten Fläche zwischen dem Gehäuse und der äußeren Wand bei einem Winkel von etwa 45° angeordnet ist.

10. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 9, wobei die Spannplatte eine Vielzahl von abrasionsbeständigem Material aufweist, das an einer oberen Oberfläche der Spannplatte angeordnet ist.

11. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die äußere Wand mit dem Gehäuse durch eine Vielzahl von Stützstreben befestigt ist.

12. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 1, wobei das Kanalsegment aus Kohlenstoffstahl aufgebaut ist.

13. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 1, wobei das Kanalsegment durch Schweißen gebildet ist.

14. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Leitschaufeln gegossen sind.

15. Austauschbare Kanalanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Einlaßkonturplatte der inneren Wand um einen Winkel von etwa 45° gegen das Gehäuse geneigt ist und die Einlaßkonturplatte der äußeren Wand um einen Winkel von etwa 70° gegen das Gehäuse und die äußere Wand geneigt ist.