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Einrichtung pm Entsalzen von Hochdruckdampf Im Betrieb von, Hochdruckdampfanlagen
]hat' sich als Nachteil herausgestellt, daß aus dem Kesselwass-er Stoffe, insbesondere
Salze, von dem erzeugten Betriebsdampf mitgerissen werden-, die sich in den überl
Ützern, den Frischdampfrohrleitungen und. den damit betriebenen Dampfturbinen festsetzen
und dort Schwierigkeiten bereiten. Bei der Dampferzeugung wird bekanntlich immer
etwas Wasser in fein verteilt-er Form mitgerissen. Dieser Feuchtigkeitsgehalt des
Dampfes, enthält einesteils Feststoffe als kleinste Teilchen, die zwar mechanisch
mitgenommen werden, sichaber im! überhitzer oder in Wassera# scheidern ausscheiden
lassen. Andernteils sind im Dampf aber auch noch andere Stoffe enthalten, welche
aus dem Dampfkessel bei der Dampfbildung mit verdampfen. Diese Stoffe, meistens
Salze, strömen mit demüberhitzten Wasserdampf als Salzdampf oder als überhitztes
Gas weiter zur Dampfmaschine und können nicht duich, Wasserabscheider entfernt werden.
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Der im Betrieb von Dampfkraftmaschinen verwendete Betriebsdampf ist
also kein reiner Wasserdam,pf, sondern ein Wasserdampf-Salzdanipf-Gemisch. Diese
Salze scheiden sich aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand erst wieder als feste
Stoffe ab, wenn sie, lentsprechend abgekühlt -werden. Diese Abküh-
lung geschieht
gewöhnlich -ersi während der Expansion des Dampfes in der Turbine. Beim Durchströmen
der Schaufeln und Düs!en setzen sich, die Salze an den Schaufeln fest, we sie die
Düsen-. und Schaufelquerschhätte verstopfen und zu einer Leistungsriinderung
der Turbine Anlaß geben.
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Bisher hat man, sich im Betriebe dadurch geholfen, daß -man bei einer
Feststellung der Leistungsminderung die Turbine aus'dem Betriebe nahm und durch
reines Destillat die an den Schaufeln festgesetzten Salze auswusch.
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Eine solche Betriebsweise ist aber nur dort möglich, wo nach gewissen
kurzen Zeit, räumen Betriebspausen eingelegt werden können. In den Kraftbetrieben
verlangt man je-
doch, daß die im Gang befindlichen Turbinen 6ooo bis 8ooo
Stunden aushalten, ohne aus dem Betrieb genommen werden zu müssen.
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Man hat schon auf verschiedene Weise versucht, diese schädlichen Salze
zu entfernen. Es ist vorgeschlagen worden, den aus dem Kessel kommenden Sattdampf
durch Dampfwäscher zu leiten, die mit einem Speisewasser heschickt werden, welches
fast
salzfrei ist. Weiter hat man in die Kessel Wasserabscheider
eingebaut, um den Feuchtigkeitsgehalt des Dampfes auf einen Bruch,-teil eines Prozents
herabzusetzen in der Annahrne, daß, wenn der Wassergehalt gering ist, auch die mitgerissenen
Salze einen gerin-,gen Betrag ausmachen müssen. Ein voller 3
Erfolg ist aber
hiermit nicht zu verzeichnen gewesen.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen, Hochdruckdampf durch Abkühlen des-,aus
dem Dampferzeuger entnommenen und vorüberhitzten Dampfes zu #entsalzen. Zu diesem
Zweck wurde :eine aus Düse und Diffusor bestehende Entspannungs- und Verdichtungsvorrichtung
mit dazwischen angeordneter geeigneter Abscheidevorrichtung, z.B. einer Fan,-rinne
mit Sammelkanal zum Auffangen und Ableiten der ausfallenden Flüssigk#eit und der
Verunreinigungen, vorgesehen" aber auch 'hiermit ist ein Erfolg in der Praxis nicht
zu erzielen gewesen.
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Bei der vorliegenden Erfindung wirdebenfalls davon ausgegangen, den
vorüberhitzten Hochdruckdampf durch Abkühlen zu entsalzen, aber das angestrebte
Ziel wird nach dern nachfolgend beschriebenen Verfahren erreicht: Zum Entsalzen
des Hochdruckdampfes wird der aus dem Hochdruckdampferzeuger entnomme..ne und vorüberhitzte
Betriebsdampf unter Verwendung !eines zwischen zwei überhitzerheizflächengruppen
eingeschalteten Oberflächenkühlers derart abgekühlt, daß der Hochdruckdampf vor
Eintritt in den Oberflächenkühler nur schwach vorüberhitzt wird und während des
Betriebes die Temperatur des den Oberflächenkühler durchströmenden Kühlmittels dauernd
so weit unterhalb der Temperatur des gesättigten B,etriebsd?mpfes gehalten wird,
daß die Salzdämpfe kündensieren und sich die Salze an den Kühlflächen abscheiden.
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Es ist an sich bekannt, zur Temperaturregelung von Heißdampf zwischen
zwei überhitzergruppen einen Oberflächenkühler einzuschalten. Der Zweck dieser Einrichtungen
ist aber, eine bestimmte Temperatur einzustellen und nicht die von dem Hochdruckdampf
mitgenommenen Salze auszuscheiden. Bei diesen Einrichtungen wird die Vorüberhitzung
bereits sehr hoch getrieben, um den vorüberhitzten Dampf bei größerer Leistung und
zu hoher überhitzung entsprechend abkühlen zu können. An die Verwendung einer solchen
Einrichtung zur Ausscheidung von Salzen aus dem Hochdruckdampf ist jedoch weder
gedacht noch sind entsprechende Einrichtungen vorgeschlagen worden. Erst bei Einhaltung
der erfindungsgemäß Ivorgeschla-,genen Betriebsbedingungen setzen sich die Salze
an der Kühlfläche des Oberflächenkühlers ähnlich wie Eiskristalle im Winter aus
dem Feuchtigkeitsgehalt der Luft an frei stehenden Gegenständ#en ab.
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Zweckmäßig muß dem züi entsalzenden Dampf eine gewisse Ruhemöglichkeit
gegeben werden, die das Anwachsen der abgeschiedenen Salzteilchen sichert. Eine
solche Wirkung läßt sich in einem Oberflächenkühler mit entsprechend großem Qu#erschnitt,
in welchem eine niedrige Darnpfgeschwindigkeit herrscht, leicht erreichen. Außerdem
bietet ein Oberfläche#nkühl,er in besonderem, Maßte die Mög-
lichkeit, einen
Abscheider unterzubringen, so daß die ausfallenden Salze auch leicht aufgefangen
und abgeführt werden können.
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Eine zweckmäßige Ausbildung der Einrichtung besteht darin, daß als
Kühltnittel für die Kühlflächen des Oberflächenheißdampfkühlers Zwischendampf verwendet
wird, dessen Temperatur mit Sicherheit unter der Temperatur des gesättigten Betriebsdampfes
liegen muß.
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Weiter läßt sieh auch als Kühlmittel das Speisewasser der Dampfkesselanlage
benutzen". und mvar wird man zweckmäßig das Wasser von dein Vorwärmer mit einer
Temperatur den Kühlflächen zuführen, die entsprechend unter der Sättigungstemperatur
des Betriebsdampfes liegt. Es ist dabei nicht ,notwendig, daß der gesamte Dampf
auf die Niederschlagstemperatur des Salzdampfes abgekühlt werden muß. Die Ausscheidung
findeteauch schon aus dem Dampf mit höherer Temperatur statt, wenn die Salzdämpfe
mit den kühlen Flächen in Berührung kommen. Eine vereinfachte Darstellung der Einrichtung
zeigt die Abbildung. a ist ein Hochdruckkessel. Der in diesem, erzeugte Betriebsdampf
wird durch die Dampfleitung b
zum Vorüberhitzer c geleitet, in, welchem dk
mitgerissen,en Flüssigkeitsteilchen und Salze völlig verdampft werden. Das trockne
Dampfgemisch wird dann dem Heißdampfkühlerd zugeführt und streicht dort an den Flächen!
vorbei, die durch den Zwischendampf der Turbineg -ei,-ühlt werden. Der gereinigte
Dampf wird dann nach Austritt aus dem Heiß-dampfkühler durch den Nachüberbitzere
geleitet und dort auf die, Betriebstemperatur des Hochdruckteiles der zweistufigen
Tur-ZD bine gebracht.
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Der Abdampf des Hochdruckteiles wird durch Leitung It durch die Kühlflächen
des Oberflächenkühlers geschickt, dann durch Leitung k nach der Niederdruckstufe
1 geführt. Von dieser tritt dann der Abdampf in den Kondensator m.
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Das an den Kühlflächen des Oberflächenkühlers abgeschiedene Salz wird
von Zeit zu Zeit dadurch entfernt, daß Sattdampf auf
diesen Kühlflächen
niedergeschlagen wird, wobei das Wasser die niedergeschlagenen Salze auflöst und
abspült. Diese ausgelaugten.Salze kann man dann durch die Ablaßleitung n aus dein
Dampfabscheider entfernen.