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Vorrichtung zum Trennen der Reinigungsteilchen von Staub bei einer
mit Rauchgas beaufschlagten Wärmeaustausch-Vorrichtung, deren Heizfläche mittels
der fallenden Reinigungsteilchen gereinigt wird Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Trennen der Reinigungsteilchen von Staub bei einer mit Rauchgas
beaufschlagten Wärmeaustausch-Vorrichtung, deren Heizfläche mittels der fallenden
Reinigungsteilchen gereinigt wird.
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Bei Wärmeaustauschern, die Einrichtungen für die Reinigung der gasberührten
Heizflächen mittels Fallkörper aufweisen, ist es von großer Bedeutung, daß der durch
die Reinigungskörper von den Heizflächen entfernte Staub und andere von den Rauchgasen
mitgeführte Partikeln von den Reinigungsteilchen gesichtet werden, ehe diese einen
neuen Kreislauf durch den Wärmeaustauscher ausführen. Der ganze Staub muß also zweckmäßig
zusammen mit den Rauchgasen abgeführt werden, meistens um von diesen später abgeschieden
und gegebenenfalls aufs neue als Brennstoff verwendet zu werden.
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Falls jedoch die Rauchgase nach ihrem Ausströmen aus dem Wärmeaustauscher
eine so geringe Geschwindigkeit haben, daß die Staubteilchen in den Rauchgasen nicht
schwebend gehalten werden, wird jeweils eine nicht unerhebliche Staubmenge zusammen
mit den Reinigungsteilchen auf den Boden des Wärmeaustauschers fallen und in den
neuen Kreislauf der
Reinigungsteilchen "mit eingeführt werden. Dadurch
verschlechtert sich die Reinigungswirkung, die Staubmenge in. den zirkulierenden
Reinigungsteilchen wird sich fortlaufend vergrößern und der Wärmeaustausch entsprechend
darunter leiden. Die Vorteile, die mit dem beabsichtigten Reinigen der Heizflächen
verbunden sind, werden somit weitgehend verlorengehen.
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Es ist eine Anlage zum Abscheiden der Reinigungsteilchen aus dem Rauchgasstrom
bekannt, bei der unter der ganzen Fläche des Wärmeaustauschers, aus dem der Rauchgasstrom
mit den Reinigungsteilchen austritt, ein Trichtersystem angeordnet ist, das aus
einzelnen horizontal geteilten Trichtersegmenten besteht, die in, vertikalem Abstand
voneinander so angeordnet sind, daß auf die Trichterfiäche auffallende Reinigungsteilchen
zwangläufig im unteren Ende des Trichters in eine Förderschnecke zum Abfördern der
gesammelten Reinigungsteilchen geführt werden. Der Rauchgasstrom mit der Flugasche
tritt seitlich zwischen den Trichtersegmenten in den Fuchs aus, wo die Flugascheteilchen
in bekannter Weise abgeschieden werden. Diese bekannte Einrichtung eignet sich jedoch
nur für Wärmeaustauschanlagen, bei denen der Fuchs unmittelbar unter den zu reinigenden
Wärmeaustauscherflächen liegt, da die bei entsprechend geringem Abstand der einzelnen
Trichtersegmente übereinander im seitlich abströmenden Rauchgas auftretende Geschwindigkeitserhöhung,
durch die die Flugasche in den Fuchs mitgerissen wird, sofort außerhalb des Trichters
aufhört und die Flugasche sich in jedem Falle zu einem wesentlichen Teil im Fuchs
absetzt und von da auf bekannte Weise entfernt werden muß.
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Bei modernen Kesselanlagen, bei denen die Abscheidung der Flugasche
und des Flugkokses an einer nicht unter den Heizflächen liegenden Stelle erfolgen
soll, ist diese bekannte Anlage nicht verwendbar. Ferner sind die von den Reinigungsteilchen
getroffenen Trichterflächen infolge der großen kinetischen Energie der herabfallendenTeilchen
und der großen Härte dieser Teilchen einem großen Verschleiß unterworfen, und der
Austausch abgenutzter Trichterteile ist infolge ihrer Größe schwierig und kostspielig.
Auch ist eine sichere Trennung der Reinigungsteilchen von der Flugasche nicht gewährleistet,
da die Rauchgasgeschwindigkeit im Trichter und durch die Schlitze zwischen den einzelnen
Trichtersegmenten nicht wesentlich größer als die Rauchgasgeschwindigkeit im Wärmeaustauscher
selbst ist und durch die scharfe, nicht zwangläufig geführte Umlenkung des Rauchgasstromes
in die Schlitze Stauzonen entstehen, in denen sich auch Flugasche absetzt.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Abscheidevorrichtung
für die Reinigungsteilchen aus dem Rauchgasstrom zu schaffen, bei der die Trennung
zwischen Flugasche und Reinigungsteilchen wesentlich besser erfolgt als bei der
bekannten Vorrichtung, bei der ferner die Flugasche im Rauchgasstrom zur Abscheidung
an eine beliebige, weiter entfernt liegende Stelle gefördert werden kann und die
in ihrem Aufbau und ihren Abmessungen so klein und einfach ist, daß ein Austausch
verschlissener Teile ohne große Kosten und ohne wesentlichen Aufwand möglich ist.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Vorrichtung in ihrem unteren
Teil als trichterförmige Tasche mit einem unteren Auslaß für die Reinigungsteilchen
und einem seitlichen Auslaß für das Rauchgas mit der Flugasche an der Taschenoberkante
ausgebildet ist und ein den yAuslaß überdeckender, etwa parallel zu der unterhalb
des Auslasses liegenden Trichterwand in den Trichterraum hineinragender Leitschirm
vorgesehen ist.
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Diese erfindungsgemäße Vorrichtung wird in der Rauchgasleitung angeordnet,
durch die der konzentrierte Strom des Rauchgases mit Reinigungsteilchen und Flugasche
aus dem Wärmeaustauscher abgeführt wird. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
wird der Rauchgasstrom nicht in mehrere Richtungen zerteilt, sondern bleibt als
geschlossener Strom mit hoher Stromgeschwindigkeit erhalten. Der Rauchgasstrom strömt
durch die Tasche um den Leitschirm herum in den Rauchgasauslaß hinein, wobei durch
die hohe Geschwindigkeit eine große Zentrifugalkraft auf die im Rauchgasstrom schwebenden
Reinigungsteilchen ausgeübt wird. Die Reinigungsteilchen werden dadurch sicher in
den Sammelraum des Trichters über dem unteren Auslaß aus dem Rauchgasstrom ausgetragen,
während infolge derhohenStromgeschwindigkeit die auf die Flugascheteilchen übertragene
Zentrifugalkraft nicht groß genug ist, um diese Teilchen aus dem Rauchgasstrom auszutragen.
Die Flugascheteilchen werden mit den mit hoher Geschwindigkeit laminar weiterströmenden
Rauchgasstrom an eine beliebige Stelle fortgetragen, wo sie aus dem Rauchgasstrom
abgeschieden werden können.
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Eventuell mit dem Rauchgasstrom mitgeführte größere Verunreinigungen
in Form von Grießen, Brocken oder Schalen, die mit den Reinigungsteilchen zusammen
im Abscheider ausgeschieden werden und in, den Auslaß gelangen, werden entweder
auf bekannte Weise, z. B. durch ein hinter dem unteren Auslaß angeordnetes Schutzgitter,
von den Reinigungsteilchen getrennt und durch entsprechende Vorrichtungen entnommen,
oder sie werden auf dem Schutzgitter durch darauffallende Reinigungsteilchen zertrümmert
oder in den Fördereinrichtungen zerrieben, gelangen mit den Reinigungsteilchen erneut
in Umlauf und werden, da sie dann im wesentlichen staubförmig zerkleinert sind,
im zweiten Durchgang durch den Abscheider mit den Flugascheteilchen ausgetragen.
Die Beseitigung von Grießen, Brocken und Schalen gehört jedoch nicht zur Erfindung.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, die vereinfacht und im Vertikalschnitt
einen Teil eines Wärmeaustauschers darstellt.
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In der Zeichnung ist mit r der Wärmeaustauscher bezeichnet, durch
welchen die Rauchgase strömen und Reinigungsteilchen gegen eine trichterförmigeTasche
xr herunterfallen, an deren Boden eine Förderleitung 12 angeschlossen ist für die
Rückführung der Reinigungsteilchen mittels Förderluft zu einem neuen Kreislauf.
An einer Seite der Tasche zz ist ein Rauchgasauslaß 21 vorgesehen, durch welchen
die Rauchgase nach angeschlossenen Kanälen und Rauchgasgebläsen geleitet
werden.
Die Gase werden dabei von einem schräg angeordneten Leitschirm 2, dessen unteresEnde
mittels einer Stange 3 in den Wänden der Tasche ii befestigt ist, gezwungen, sukzessiv
ihre Geschwindigkeit zu steigern, und abgelenkt, um mit beibehaltener hoher Geschwindigkeit
durch den kauchgasauslaß 21 geführt zu werden, wobei die Drosselungs- und Durchströmungsquerschnitte
so gewählt sind, daß die Gasgeschwindigkeit hinreichend ist, um sowohl die durch
die Reinigungsteilchen losgeschlagenen Staubteilchen als auch übrige in den Rauchgasen
mitgebrachte Staubteilchen schwebend zu halten, während die fallenden Reinigungsteilchen
durch ihr höheres spezifisches Gewicht und beträchtlichere Größe gegen den Boden
der Tasche fallen und durch die Förderleitung 12 abgeführt werden.
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Der Leitschirm 2 wird etwa parallel mit der unter dem Gasauslaß 2i
befindlichen Wand 13 der Tasche ii angeordnet, wodurch gleichbleibende Durchströmungsquerschnitte
für die Gase geschaffen werden, für den Fall, daß die Seitenwände der Tasche parallel
sind, weil, wenn die Wände nach oben divergieren, die Durchströmungsquerschnitte
sukzessiv größer werden. Die Abmessungen werden natürlich in jedem Fall so angepaßt,
daß eine hinreichende Geschwindigkeit der Gase in jedem Querschnitt gesichert wird.
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Die Staubteilchen in den Rauchgasen bestehen hauptsächlich aus sehr
feinen Körnern, für welche die Geschwindigkeit, bei welcher sie vom Gas schwebend
gehalten werden, 8 bis io m/s beträgt. Als Größe der Reinigungsteilchen ist, wenn
Stahlsand verwendet wird, 3,5 bis 6 mm am geeignetsten; diese Teilchen haben eine
Schwebegeschwindigkeit von 2o bis 35 m/s.
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Die Geschwindigkeit der Rauchgase, wenn diese von dem eigentlichen
Wärmeaustauscher ausströmen, ist meistens nur 2 bis q. m/s. Dadurch, daß die Gasgeschwindigkeit
durch die drosselnde Wirkung des Leitschirms 2 sukzessiv erhöht wird und bei und
nach dem Ablenken um den unteren Rand des Leitschirms beibehalten wird, werden die
Staubteilchen in den Gasen und durch den Auslaß 21 mitgerissen, während die Reinigungsteilchen
in der Hauptsache senkrecht fallen und in die Förderleitung 12 eingeführt werden.
Ein Vorteil, wenn Stahlsand oder Stahlkugeln für die Reinigung der Heizflächen verwendet
werden, ist ihr gutes Prallvermögen, das die Reinigungswirkung erhöht. Um jedoch
die Reinigungsteilchen, wenn sie in die Tasche ii fallen, durch den Rauchgasauslaß
21 nicht ausprallen und auf diese Weise gegebenenfalls den Rauchgasen folgen zu
lassen, muß die Wand 14 in der Tasche ii eine solche Neigung zur Vertikalebene aufweisen,
daß die Teilchen. beim Aufprallen gegen diese Wand nicht durch den Rauchgasauslaß
21 hinausspringen, sondern auf irgendeineWand innerhalb der Tasche ii treffen.