DE962369C

DE962369C - Verfahren zum Schutz eines Gasverdichters gegen Stoerungen durch im Gas enthaltene Feuchtigkeit

Info

Publication number: DE962369C
Application number: DES35875D
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1946-07-30
Filing date: 1953-10-16
Publication date: 1957-04-18
Also published as: FR948688A; CH254065A

Description

AUSGEGEBEN AM 18. APRIL 1957

S 358751 al 27 c

Di© Erfindung besteht in der Anwendung· des Verfahrens, einem Gasverdichter gegen, Anfressung oder Verkrustung durch, Verunreinigungen zu schützen, welche in der im Gas enthaltenen Feuchtigkeit gelöst sind, indem das zu verdichtende Gas durch Mischung mit einem Teil des schon, verdichteten und dadurch erhitzten Gases getrocknet wird;, auf einen"Verdichter mit Zwischenkühlung, wobei der Großteil der im Zwischenkühler kondensierten Feuchtigkeit aus dem Gas aus·- geschieden. und· das zur Trocknung beizumischende verdichtete Gas vor dem Zwischenkühler entnommen und am Zwischenkühleraustritt beigemischt wird.

In vielen, Fällen treten nämlich bei derartigen Verdichtern Schwierigkeiten auf, weil das. angesaugte Arbeitsmittel schädliche Verunreinigungen enthält. Es handelt sich hierbei insbesondere um SO₂- und S O₃-haltige Rauchgase, beispielsweise um die Auspuffgase einer dem Verdichtersatz nachgeschalteten. Gasturbine, oder um die Abgase anderer industrieller Anlagen. In dem Kühler zwischen den beiden Teilverdichtern kondensiert ein Teil der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit. Dieses Kondenswasser vermag· die genannten Gase aufzulösen., so daß schließlich eine verdünnte Lösung von schwefliger Säure oder von· Schwefelsäuare entsteht¹. Die Säuren greifen die Metallteile

des Kühlers an und bilden, so Metallsulfate, die ebenfalls vom Wasser gelöst werden. Obwohl man sich bemüht, das Kondenswasser im Kühler oder gleich anschließend aus dem Gas abzuscheiden, wird doch, ein Teil säure- und salzhaltigen Wassers in Form feinverteilter Tröpfchen und als Nebel von dem Strom dies- gekühlten Arbeitsmittels- mitgenommen. Sobald, diese Flüssigkeitströpfchen in dein, nachgeschalteten Verdichterteil gelangen, ίο schlagen sie sich auf den Schaufeln, nieder, wobei die Säure das Metall angreifen kann. Wegen der mit der Verdichtung verbundenen Temperaturerhöhung verdampft das Wasser, so daß die Salze auf der Schaufeking zurückbleiben·. Damit verschlechtert sich der Wirkungsgrad, die Schaufeln beginnen zu korrodieren, und die angegriffenen Stellen können, schließlich zu Ermüdungsbrüchen führen.

Diese Nachteile werden: nun gemäß der Erfindung verhindert. Das Einführen von, nicht gekühltem, also heißem Arbeitsmittel in den, Strom des gekühlten, im Kühler und Abscheider teilweise vom Wasser befreiten: Arbeitsmittels hat zur Folge, daß die noch in dem Strom enthaltenen Tröpfchen vor dem Erreichen des zweiten Teilverdichters verdampfen, Auch die. Säuren gehen in den gasförmigen Zustand über und zerfallen bei ihrem geringen Partialdruck in die unschädlichen Bestandteile H₂ O und SO₂ bzw. SO₃. Die in den Wassertröpfeinen gelösten Salze kristallisieren aus, werden in Form eines feinen^ trockenen Staubes in dem Arbeitsmittel weiter mitgeführt ud durchströmen den. Verdichter ohne nachteilige Folgen. Es ist eine erwiesene Tatsache, daß sich trockener Staub kaum auf den Schaufeln absetzt, sondern daß eine Verschmutzung nur dann· eintritt, wenn die Schaufeloberfläche feucht ist,

Die Erfindung- hat gegenüber einem bekannten

Verfahren-, bei weichem hinter dem Verdichter ein Teil des verdichteten heißen Gases abgezweigt und dem zu. verdichtenden,- Gas vor dem Verdichter "zur Trocknung beigemischt wird, den. Vorteil, daß der heiße Gasteil nicht entspannt zu. werden braucht, also keine Energie des heißen Gasteils verlorengeht.

Es ist von Vorteil, die Menge des abzuzweigenden und beizumischenden Gases in Abhängigkeit von der Temperatur des Gases vor und nach, der Beimischung zu regeln.

Ein, Verdichter zur Ausführung dieses Verfahrens,, der aus zwei hinitereinanidergeschalteten Teilverdichtern mit einem zwischen, dieselben geschalteten Zwischenkühler besteht, ist gekennzeichnet durch eine dem Zwischenkühler nachgeschaltete WasserabscheidevO'rrichtung und, eine den Zwischenkühler und die Wasserabscheidevorrichtung umführende Leitung, welchei einem Teil des noch nicht gekühlten Arbeitsmittels, abzweigt und an einer Mischstelle in die von der Wasserab-Scheidevorrichtung zum n/achfolgenden, Teilverdichter führende Leitung führt. Insbesondere ist es vorteilhaft, daß hinter der Zuführstelle die vom Zwischenkühler zum narihgeschalteten Teilverdichter führende Leitung behälterartig aufgeweitet ist, weil dadurch eine innige Vermischung des· heißen mit dem zu trocknenden Gas erfolgen kann.

Die Zeichnung stellt einen, Verdichter mit Zwischenkühlung, dem eine Turbine zum Antrieb des Verdichters und eines Generators nachgeschaltet ist, als Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.

Der als Axialverdichter ausgebildete Niederdruckteilverdichter 1 saugt Luft, die in den meisten Fällen als Arbeitsmittel verwendet wird, aus der Atmosphäre an. Die teilweise verdichtete Luft strömt durch eine Leitung· 2 in den, Kühler 3 und dann durch die Wasserabscheiderschikanen 4. Anschließend wird das Arbeitsmittel durch eine Leitung 5 in den ebenfalls als Axialverdichter ausgebildeten Hoehdruckteilverdichter 6 und weiter in die Brennkammer 7 geführt. Das dort entstehende Verbrennungsgas treibt die Turbine 8, die einerseits mit den beiden, Teilverdichtem 1 und 6 und andererseits mit dem Generator 9 gekuppelt ist. In einer Mulde 10 wird das im Kühler 3 kondensierte und durch die Schikanen 4 abgeschiedene Wasser gesammelt und in, üblicher Weise durch den Kondenstopf 11 abgeleitet. Von der Leitung 2 aus führt eine Umgehungsleitung 12 zu einer Mischvofrichtang 13 in der Leitung 5.

Im Betrieb strömt ein Teil des den Niederdruckteilverdichter ι verlassenden Arbeitsmittels, ohne gekühlt zu werden, durch dieLeitungi2 und· dringt strahilförmig durch einzelne Öffnungen. 14 radial von außen in den gekühlten Hauptstrom des Arbeitsmittels ein. Die hierbei entstehende Vermischung wird noch dadurch, verbessert, daß die Mischvorrichtung 13 anschließend' an die Öffnungen 14 eine behälterartige Aufweitung 15 aufweist. In diesem Raum kann der ungekühlte Teil des Arbeitsmittels seine Wärme an den übrigen Teil abgeben, und den, im Arbeitsmittel noch enthaltenen Feuchtigkeitsrest verdampfen, so daß die Säure zerfällt und die Salze als unschädlicher, feiner trockener Staub durch die Schaufelung des zweiten Teilverdichters geführt werden.

Die Menge des nicht gekühlten, wieder beizumischenden Arbeitsmittels wird durch eine Riegeleinrichtung 16 in Abhängigkeit von der mittels zweier Thermometer 17 und 18 festgestellten Temperatur des Arbeitsmittels vor und nach der Beimischung bestimmt Diese Menge ist derart zu bemessen, daß der Sättigungspunkt der feuchten Luft infolge der Temperatursteigerung so weit erhöht wird, daß der noch in Tröpfchenform mitgeführte Rest des Wassers verdampfen kann. Die Regelung kann von Hand vorgenommen werden, da nicht mit plötzlichen starken Änderungen des Arbeitsmittelzustandes. zu rechnen ist. Die Regelung kann aber auch mittels bekannter Vorrichtungen automatisch erfolgen,. Außerdem genügt es in manchen Fällen:, lediglich den, Zustand des Arbeitsmittels nach der Beimischung als Regelgröße zu verwenden, beispielsweise wenn an dieser Stelle ein Hygrometer ingebaut wird.

Die Erfindung· ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Zusammenschaltung des Verdichters- mit einer Gasturbine wird zwar ein häufiger Verwendungszweck für diese Verdichter sein, sie können aber auch, in anderen. Fällen für sich allein verwendet und beispielsweise durch, einen Elektromotor oder eine Dampfturbine angetrieben werden. Im allgemeinen handelt es sich bei dem Verdichter um zwei

ίο einzelne hintereinandergeschaltete Teilverdichter Diese können getrennt angetrieben, direkt oder über ein Getriebe miteinander gekuppelt sein oder sogar auf der gleichen Welle sitzen und ein gemeinsames Gehäuse haben. Schließlich können auch die einzelnen, Teile der Anlage durch beliebige gleichwertige Teile ersetzt werden, beispielsweise die Wasserabscheiderschikanen 14 durch einen Zyklonabscheider oder die Axialteilverdichter durch Radialteilverdichter.

Claims

Patentansprüche:

i. Anwendung des Verfahrens·, einen Gasverdichter gegen. Anfressung oder Verkrustung durch Verunreinigungen-zu schützen, welche in der im Gas enthaltenen Feuchtigkeit gelöst sind, indem das. zu verdichtende Gas durch Mischung mit einem Teil des schon verdichteten und dadurch erhitzten Gases getrocknet wird, auf einen Verdichter mit Zwischenkühlung, wobei der Großteil der im Zwischenkühler kondensierten Feuchtigkeit aus dem Gas ausgeschieden und das zur Trocknung beizumischende verdichtete Gas vor dem Zwischenkühler entnommen und am Zwischenkühleraustritt beigemischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des entnommenen und beizumischenden· Gases in Abhängigkeit von, den Temperaturen, des. Gases vor und nach der Beimischung geregelt wird.
3. Verdichter zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit zwei hintereinandergeischaltaten Teilverdichtern, und einem zwischen dieselben geschalteten Zwischenkühler, gekennzeichnet durch eine dem Zwischenkühler nachgeschal teta Wasserabs chei devorrichtung und eine den Zwischenkühler und die Wasserabscheidevorrichitung umführende Leitung", welche einen, Teil des noch, nicht gekühltem Arbeitsmittels abzweigt und an, einer Mischstelle in die von der Wasserabscheidevorrichtung zum nachfolgendien Teilverdichter führende Leitung führt.
4. Verdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Zuführstelle die vom Zwischenkühler zum nachgeschalteten. Teilverdichter führende Leitung behälterartig aufgeweitet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerisch© Patentschrift Nr. 109 954.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 660/376 10.56 (609 863 4. 57)