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Anlage zum Erhitzen brennbarer, unter hohem Druck stehender Gase Die
Erfindung betrifft eine Anlage zum Erhitzen brennbarer, unter hohem Druck stehender
Gase mit mehreren Regenerativerhitzern, die mit der Hauptsammelleitung für das erhitzte
Gas durch getrennte, absperrbare Leitungen verbunden sind. Die Anlage ist insbesondere
für Ölkrackanlägen bestimmt, bei denen erhebliche Mengen eines brennbaren Gases
bei einem Druck von etwa 4 kg/cm@ und darüber auf Temperaturen von etwa 780° C erhitzt
werden müssen.
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Während einer oder ein Teil der Erhitzer aufgeheizt wird, geben die
anderen Erhitzer ihre Wärme an das durchgeleitete brennbare Gas ab. Der jeweils
befeuerte Erhitzer muß dabei von der unter Druck stehenden Sammelleitung für das
heiße Gas sorgfältig abgesperrt werden, da bereits beim Hindurchtreten kleiner Mengen
des brennbaren Gases in den befeuerten Erhitzer Explosionen entstehen können.
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Die Aufgabe, ein genügend gasdichtes Ventil für diese Zwecke zu schaffen,
bereitet wegen der hohen Temperaturen und des Drukkes der erhitzten Gase Schwierigkeiten.
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Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten dadurch überwunden, daß
in den Verbindungsleitungen zwischen den Erhitzern und der Sammelleitung jeweils
zwei Ventile hintereinander angeordnet sind, wobei jeweils das dem Regenerativerhitzer
am nächsten liegende ein mit schwenkbaren Ventilscheiben und einem beweglichen,
gegen die Ventilscheiben anpreßbaren Ventilsitz versehenes Ventil (Drehbrillenventil)
ist und aus der Verbindungsleitung zwischen beiden Ventilen eine absperrbare Druckentlastungsleitung
herausgeführt ist.
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Drehbrillenventile mit schwenkbaren Ventilscheiben und beweglichen
Ventilsitzen sind an sich bekannt. Es ist für verschiedene Zwecke auch bereits vorgeschlagen
worden, zwei Ventile oder Schieber hintereinander anzuordnen, und man hat auch bereits
den zwischen den beiden Schiebern liegenden Raum mit der Außenluft verbunden.
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Durch die Anordnung eines Drehbrillenventils mil: schwenkbaren Ventilscheiben
in der beschriebenen Weise bei einer Anlage der genannten Art zum Erhitzen brennbarer,
unter hohem Druck stehender Gase wird erreicht; daß während des Aufheizens .eines
Regenerativerhitzers selbst bei Undichtsein des anderen, der Heißgassammelleitung
benachbarten Ventils die aus dem vor der Absperrvorrichtung befindlichen Teil der
Rohrleitung entweichenden heißen, brennbaren Gase, die unter erheblichem Druck stehen,
nicht in den
hinter der Absperrvorrichtung befindlichen Teil der
Gasleitung gelangen können, der zu dem unter niedrigem Druck stehenden Re= generativerhitzer
führt und von dem ersten Teil der Leitung unbedingt sicher abgesperrt werden muß,
sondern ins Freie treten. - Hier sind sie ungefährlicher, als wenn sie in den befeuerten
Erhitzer gelangen. Das andere, der Heißgassammelleitung benachbarte Ventil verhindert
ein Ausströmen der brennbaren Gase bei der Verstellung des Drehbrillenventils und
.die absperrbare Druckentlastungsleitung dient dazu, in den Raum der Gasleitung
zwischen beiden Ventilen bei geschlossenem Drehbrillenventil engedrungenesbrennbares
Gas herauszulassen, so daß auch ein in diesem Raum herrschender höherer Druck aufgehoben
wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt; Es zeigen: Abb. i einen -Regenerativerhitzer in Verbindung mit einer
Absperrvorrichtung gemäß der Erfindung, Abb. 2 eine teilweise geschnittene Aufsicht
auf das Drehbrillenventil, Ahb. 3 einen senkrechten Schnitt durch das Drehbrillenventil,
Abb. 4 einen Sch.nitt nach der Linie IV-IV in Abb. 2, Abb. 5 einen ähnlichen Schnitt
nach der Linie V-V in Abb. 2 und Abb. 6 schematisch die Anordnung hydraulischer
Zylinder mit Kolben, die den beweglichen eVentilsitz des Drehbrillenventils verstellen.
- -Der in der Abb. i dargestellte Regenerativerhitzer io ist durch eine Leitung
12 mit der nicht dargestellten Hauptsammelleitung für -das erhitzte Gas, durch eine
ein Ventil 16 enthaltende Leitung 15 mit einer Hauptsammelleitung 14 für das kalte
Gas sowie durch eine Leitung 18, in der .sich ein Ventil 2i befindet, mit dem Schornstein2o
verbunden. Die Leitung 15 ist durch die Leitung 18 mit dem Erhitzer
venbunaen.
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In der zu der Heißgashauptleitung führenden Verbindungsleitung 12
sind ein Wasser: gekühlter Schieber A und ein Dreh#brillenventil B mit zwei Drehbrillen
25 und a5', die aus einer Verschlußscheibe und einem Gegengewicht bestehen, hintereinander
angeordnet, wobei das Drehbrillenventil dem Regenerativerhitzer benachbart ist.
Die Drehbrille 25 besteht aus einem Hebel-27, dessen Achse in einem Kugellager 28
drehbar ist, einer wassergekühlten Blindscheibe 29 und einem Gegengewicht 3o am
anderen Ende des Hebels 27. Die Drehbrille 25' ist von ähnlicher Bauart, nur mit
dem Unterschied, daß ihre Verschlußschei.be 29' in der Mitte eine Öffnung aufweist.
Diese Scheibe 29 ist mit einer feuerfesten Auskleidung 31 versehen, wie aus den
Abb. 3 und 5 hervorgeht. Die mit der COfnung versehene Verschlußscheibe 29' ist
gleichfalls wassergekühlt und weist einen Hohlraum 32 (Abb. 3) auf, .der mit nachgiebigen
Schlauchleitungen 34 und 35 (Abb. 5) in Verbindung steht. Um einen gasdichten Sitz
des Ventils zu ermöglichen, sind am Umfang der Ventilscheibe 29' auf beiden Seiten
Nuten 36 und 37 vorgesehen. Ähnliche Nuten, von denen die Nut 36' in den Abb. 4
und 5' dargestellt ist, finden sich an der Blindscheibe 29. Ein axial verschieblicher
Ventilsitz 38 (Ab-b- 3), der mit den Nuten 37 und 37' in Eingriff gebracht werden
kann, ist auf dem Leitungsrohr 12 selbst vorgesehen und fest mit einem auf das Hauptrohr
aufgesetzten Ring 4o verbunden.
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Der Ring 40 kann auf dem Leitungsrohr in Achsrichtung vor- und zurückbewegt
werden, um einen dichten Abschluß gegenüber den Verschlußscheiben 29 und 29' zu
ermöglichen oder diese Verbindung zu lösen, wenn die Verschlußscheiben verschwenkt
werden sollen. Zur axialen Verschiebung des Ringes 4o auf dem Leitungsrohr sind
hydraulische Zylinder 42 (Abb. 2) vorgesehen, die ebenfalls an dem Leitungsrohr
befestigt sind. In jedem Zylinder ist ein Kolben 44, der durch eine Stange 45 mit
dem Ring 4o verbunden ist, so daß dieser durch Betätigung der hydraulichen Zylinder
42 vor- und zurückgeschoben werden kann. IJm einen gasdichten Abschluß zwischen
dem Ring 4o und dem Hauptrohr zu erzielen, ist der Ring 4o mit einer Packung 47
und einem Stopfring 48 versehen, der durch Schrauben 49 gegen die Packung 47 gedrückt
wird.
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Auf der dem Ring 40 abgewandten Seite des Schlitzes der Gasleitung,
in den .die Ventilscheiben eingelassen werden, ist ein Ventilsitz 57 (Abb. 3) vorgesehen,
der in die Nut 36 bzw. 36' der Verschlußscheiben eingreift. Dieser Ventilsitz 57
ist fest angeordnet; jedoch sind die. Verschlußscheiben so ausgebildet, daß sie
eine geringe Bewegung in axialer Richtung vollführen können. Die Drehbrille 25 mit
der Verschlußscheibe 29 sitzt auf einer Welle 53, die in Lagern 54, 55 und 56 (Abb.
2) geführt ist. Zwischen dem Lager 54 und der Verschlußscheibe ist eine Feder 58
vorgesehen, die das Bestreben hat, die Verschlußscheibe vom Ventilsitz 57 abzuheben.
Gleiche Teile, die mit den gleichen, jedoch mit einem Index versehenen Bezugsziffern
bezeichnet sind, sind für die Drehbrille 25' vorgesehen. Um die Verschlußscheiben
auf den Ventilsitzen unabhängig von den hydraulischen Zylindern 42 festhalten zu
können, sind zwei Bolzen vorgesehen, von denen der Bolzen 6o in der Abb. 3 dargestellt.
ist.
Dieser Bolzen geht durch -den Ring 40 hindurch und ist mit
einer Mutter 62 mit Gegenmutter versehen, die beide mit Gewinde auf dem Bolzen 6o
sitzen und den Ring 4o festhalten. Der obere Haltestab 65 (Abb. 3), der mit einer
Schraubenmutter 63 zum Andrükken des Ringes 4o an die eingesetzte Ventilscheibe
versehen ist, kann um die Achse 66 seitwärts geschwenkt werden, um das Verstellen
der Verschlußscheiben nicht zu verhindern.
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Zur Betätigung der Zylinder 42 sind Leitungen 68 für die Druckflüssigkeit
vorgesehen (Abb. 6), die von einem einzigen Dreiwegehahn 69 abhängig sind, durch
den alle Kolben gemeinsam bewegt werden können. Um das Gas, das durch das Ventil
A hindurchtritt, wenn die Verschlußscheiben geschwenkt werden, ableiten zu können,
ist eine Leitung 7 1 vorgesehen. Vor dem Ausschwenken einer der Verschlußscheiben
aus der Gasleitung ist es erforderlich, die Muttern 62 und 63, die den Ring q.o
in Eingriff mit der Ventilscheibe halten, zu lösen und dann den Ring 4o durch die
hydraulischen Zylinder4z zurückzuziehen. Wenn dies geschehen ist, treten die Federn
58 oder 58' in Wirksamkeit, die die entsprechende Verschlußscheibe von dem Sitz
57 abheben, wodurch das Schwenken der Verschlußscheibe um ihre Achse ermöglicht
wird.
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Beim Arbeiten mit der Anlage kann es sich darum handeln, einen das
brennbare Gas aufheizenden Erhitzer von der Heißgassammelleitung abzuschalten und
einen frisch beheizten Erhitzer anzuschalten. Der heißgeblasene Erhitzer steht unter
atmosphärischem Druck. Die Ventile A und B in der Verbindungsleitung dieses Erhitzers
mit der Heißgassammelleitung waren während ,des Heißblasens geschlossen. Infolge
des Durchleckens von Verbrennungsgasen aus der Heißgassammelleitung ist in dem Raum
zwischen diesen Ventilen ein Druck entstanden. Das Ventil in der Leitung
71 wird nun geöffnet, wodurch der Druck aufgehoben wird, und dann der Ventilsitz
37 durch Lösen der Muttern 62 und 63 und geeignete Verstellung .des Regler-_ hahnes
69 gelöst. Die Verschlußscheibe 29 wird dann gegen die Scheibe 29' ausgewechselt,
und die Ventilsitze werden wieder dicht geschlossen. Da zu beiden Seiten der Verschlußscheibe
im Augenblick des öffnens atmosphärischer Druck herrscht, kann keine beachtliche
Menge Gas durch die von der Verschlußscheibe eingenommene öffnung während ihrer
Bewegung entweichen. Der Erhitzer, der eingeschaltet werden soll, wird dann von
Verbrennungsgasen befreit und auf den Druck gebracht, der in der Heißgassammelleitung
herrscht, wobei das Ventil A geschlossen bleibt. Dieses Ventil wird dann geöffnet,
und es kann heißes Gas unter Druck aus dem Erhitzer in die Heißgassammelleitung
strömen. Der abgekühlte Erhitzer, der vorher kaltgeblasen würde, wird nun von der
Heißgassammelleitung abgeschaltet. Dies erfolgt durch Schließen des entsprechenden
äußeren Ventils A, während das zugehörige Ventil B zunächst offen bleibt. Der auf
dem Erhitzer lastende Druck wird dann aufgehoben und (der Erhitzer durch Wasserdampf
oder neutrales .Gas von Restgasen befreit. Der Erhitzer steht nun unter Atmosphärendruck,
und eine geringe Menge Gas leckt durch das Ventil A hindurch. Dieses Gas kann jedoch
durch Benutzung der Leitung 71 aus dem Raum zwischen den Ventilen entfernt werden.
Wenn dies erfolgt ist, wird der Ventilsitz 38 abgehoben und die Blindverschlußscheibe
29 in .die Gasleitung eingebracht. Da die Gasleitung zu beiden Seiten dieser Verschlußscheibe
unter Atmosphärendruck steht, tritt ein wesentliches Hin-durchlecken von Gas durch
die Öffnung in der Leitung, in der die Verschlußscheibe sitzt, während des Ventilwechsels
nicht ein. Der Ventilsitz 38 wird dann gegen die geschlossene Ventilscheibe 29 gebracht.