SE465425B - Magnetseparator foer matarvatten - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 465 425 tellt i tyska anläggningar men har inte blivit allmänt antagna. Även om således olika försök och undersökningar har gjorts för att få fram en antikorrosiv effekt i drä- neringsledningarna har ännu ingen praktisk tillämpbar metod blivit utvecklad och för närvarande är det omöjligt att förhindra att järn upplöses i rörledningarna. Vidare har man inte försökt sig på att avlägsna järnoxiderna i rören.

Huvudändamálet med föreliggande uppfinning är därför att få fram en anordning för att avlägsna järnoxider så att dessa effektivt avskiljes från matarvattnet i en kraftan- läggning och därmed att förhindra avlagring av järnoxider i rör och på vattenväggar och på så vis förbättra anlägg- ningens driftsegenskaper.

För detta ändamål har man undersökt järnförekomsten i matarvattnet och kondensvattnet samt järnets egenskaper vid högre temperaturer och det upptäcktes därvid att syn- nerligen god effekt kan uppnås om järnoxiderna fångas upp och avlägsnas från systemet. Pá denna princip har uppfinningen baserats. Enligt uppfinningen placeras per- manentmagneter i en luftavskiljartank omedelbart i när- heten av högtrycksförvärmarna. Därvid kommer magneterna att attrahera alla järnoxider som därefter kan avlägsnas varvid avlagring av oxiderna på andra ställen kan redu- ceras till ett minimum. .

Uppfinningen skall för övrigt närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar där Fig l visar en schematisk avbildning av ett värmekraft- verk i vilket uppfinningen kan tillämpas, ' Fig 2 visar ett diagram över resultaten av omfattande vattenanalyser i en sådan anläggning, É Fig 3 visar en anordning med permanentmagneter i en dräneringsbehâllare, 10 15 20 25 30 35 3 465 425 Fig 4 visar ett snitt i anordningen enligt Fig 3, Fig 5 visar ett snitt genom en annan utformning av en anordning med permanentmagneter, Fig 6 visar ett snitt genom ännu en utformning av en anordning med permanentmagneter, Fig 7 visar ett snitt enligt linjen VII-VII' i Fig 6, Fig 8 år en perspektivisk avbildning av anordningen enligt Fig 6, Fig 9 visar en utformning av anordningen enligt upp- finningen och Fig 10 är det diagram som visar resultaten som uppnås genom föreliggande uppfinning.

Som nämnts har man undersökt jârnförekomsten på olika ställen i vattnet i en kraftanläggning och fått fram de ställen där denna förekomst påtagligt ökar för att komma underfund med på vilka ställen anordningar för att fånga upp och avlägsna järnet bäst kan placeras för att uppnå optimal effekt.

Fig l visar en värmekraftanläggning där matarvatten till- föres kokaren 14 från kondensorn 2 och kondensvattenbe- hållaren 3 genom en kondensledning 4, en kondensvattenpump 5, en avsaltningsanordning 6, en tryckstegringspump 7, lågtrycksvärmare 8A-C, en luftseparator 9 med tillhörande 'vattentank 10, matarvattenledning ll, matarpump 12, hög- trycksvärmare 13A-C och därifrån till kokaren 14. I denna bildas ånga som går genom ángledningen 15 och driver tur- binen l och går tillbaka till kondensorn 2.

Numren 16A-C anger dräneringsledningar från lågtrycksvär- marna medan numren l7A-C anger dräneringsledningar från högtrycksvärmarna. Nummer 18 är en dräneringspump och numren 19A-F anger uttagsångledningar från turbinen. 10 15 20 25 30 35 465 425 4 För att få reda på förekomsten av järn i vattnet i an- läggningen har gjorts omfattande analyser av vattnet i olika anläggningar och på olika ställen och resultaten redovisas i Fig 2. Det framgår härav att järnhalten har reducerats till ett lågt värde vid utgången från avsalt- ningsanordningen 6 varefter den ökar till utgången från luftseparatorn 9. Därefter reduceras järnhalten åter i kokaren 14. Av denna anledning analyserades vattnet som dränerades från högtrycksvärmarna till luftseparatorn och man konstaterade en hög järnkoncentration i detta vatten. Att järnhalten i vattnet reduceras i avsaltnings- anordningen 6 hjälper således föga, enär en stor järnmängd tillföres luftseparatorn 9 från dräneringen från högtrycks- värmarna. Denna järnmängd förs genom rören i högtrycks- värmarna l3A-C, genom huvudflödesmätaren och kokarens matarventiler och in i kokaren 14 och avsättes i form av järnoxid litet överallt på vägen. Det tycks därför vara klart att förekomsten av järnoxid beror på korrosion i dräneringskretsen för högtrycksvärmarna. Följaktligen bör största effekt uppnås om järnoxiderna fångas upp och avlägsnas i denna dräneringskrets eller strax nedanför i luftseparatorns vattentank l0.

Föreliggande uppfinning bygger resultaten av sådana ana- lyser och undersökningar och kännetecknas av att magnet- don, företrädesvis permanentmagneter, placeras_i vatten- tanken 10 för att fånga upp järnoxiderna.

Olika exempel skall beskrivas under hänvisning till rit- ningarna. Enligt de jämförande exemplen I-III är magne- terna placerade i dräneringskretsen 17A-C medan exemplet IV visar magneterna placerade i vattentanken 10.

Exempel I.

En anordning användes enligt Fig 3 och 4. Avtappningsánga från turbinen 1 tas genom ledningen l9C till högtrycks- 10 15 20 25 30 35 5 465 425 värmaren l3A. Dräneringsvattnet härifrån samlas upp i behållaren Zl från ledningen l7C och förs in i luftsepa- ratorn 9 där det förenas med vattnet som kommer genom ledningen 20 från lågtrycksvärmarna 8A-C. Vattnet avluftas och förs till den första högtrycksvärmaren l3A genom tan- ken l0, ledningen ll och matarvattenpumpen l2. I dräne- ringsbehållaren 21 sitter permanentmagneter 22 och järn- oxider i dräneringsvattnet 31 fångas upp av magneterna.

Dessa kan tas ut från tanken 21 genom lucka 23 så att järnoxiderna kan avlägsnas.

Exempel II En annan utformning visas i Fig 5 som skiljer sig från Fig 4 genom att ett antal omagnetiska höljen 24 innehål- lande permanentmagneter 22 är placerade i den övre delen av behållaren 21. Järnoxiderna i dräneringsvattnet 31 fångas upp på utsidan av höljena 24 som kan plockas upp från ovansidan av behållaren 21 för rengöring med lämpliga mellanrum varefter de sätts tillbaka igen.

Exempel III Ännu en utformning har visats i Fig 6-8. En icke magnetisk cylinder 25 sitter på en vridbar axel 26 som är lodrät.

Inne i cylindern 25 sitter permanentmagneter 22. På cy- -lindern sitter längsgående vingar 27 som framgår av Fig 8. Dessa vingar är i kontakt med en del av innerväggarna i behållaren 21. På så vis kommer cylindern 25 med sina vingar 27 att dela upp behållaren 21 i en högra och vänst- ra del. Dräneringsvattnet 31 i den högra delen kommer därvid att avlagra sina järnoxider på den högra sidan av cylindern. När därefter cylindern vrids ett halvt varv kommer den smutsiga sidan av den att vända ut mot den slutna, vänstra delen av behållaren 21 och genom att öppna luckan 23 kan den rengöras. På så vis kan anordningen enligt denna utformning utnyttjas kontinuerligt utan att ge några driftsstopp i kraftanläggningen. 10 15 20 25 30 35 465 425 6 Exempel.IV Fig 9 visar en anordning enligt uppfinningen där perma- nentmagneter 22 är placerade i avluftarens vattentank 10. Matarvattenledningen 20 från lágtrycksvärmarna går till den övre delen av luftseparatorn 9 medan dränerings- ledningen l7C går till sidan av denna. Vattentanken 10 är uppdelad ungefär på mitten av en överflödsplàt 30 så att det uppstår två kamrar 28 och 29. I den vänstra delen 28 är ett antal permanentmagneter 22 placerade i bottnen och på sidan av denna del är placerat ett lock 23 för inspektion och rengöring av magneterna. Från kammaren 28 flyter vattnet över i den högra delen 29 och därifrån genom matarvattenpumpen till ledningen ll.

Det starkt järnhaltiga dräneringsvattnet från högtrycks- värmarna förenas med vattnet från lågtrycksvärmarna i luftseparatorn 9 där det avluftas varefter det går ned i den vänstra delen 28 av tanken l0. Här kommer magneterna 22 att attrahera järnoxiderna i vattnet och det renade vattnet flyter över plåten 30 in i kammaren 29.

Vid användningen av permanentmagneter får man räkna med att dessa åldras så att flödesintensiteten avtager med _tiden under vissa omständigheter. Denna åldring som är proportionell mot tidens logaritm har dock endast ringa betydelse i samband med föreliggande uppfinning. Den upp- står som en följd av strukturella förändringar i materia- let i samband med stötar, mekaniska påverkningar och vib- rationer och liknande. Det är fördelaktigt att använda permanentmagneter av ferrit-typ.

Temperaturen i dräneringsvattnet och matarvattnet i kam- maren 28 i tanken 10 ligger omkring 150 till l70°C. Följ- aktligen måste permanentmagneternas Curie-punkt (den punkt där magneterna förlorar sin magnetism) ligga högre än 10 15 20 25 30 35 7 465 425 denna vattentemperatur. Hos ferrit-magneterna ligger emel- lertid Curie-punkten vid 450°C vilket är långt över vat- tentemperaturen så att magneterna knappast kommer att påverkas vid denna användning.

Experiment.

Kemikaliet Fe3O4 och järnoxider från en högtrycksvärmare (också företrädesvis Fe304) suspenderas i vattenlöst am- moniak i en vattenbehållare och förhållandet mellan tiden och uppsamlad järnoxid med hjälp av permanentmagneter registreras såsom angivits i Fig lO.

Vid försöket användes en behållare med en Ba-ferrit magnet på 3 Koro-Gauss vilken behållare förbands med en annan behållare i vilken ammoniakvatten med pH-värdet 9,2 hade upplöst i sig järnoxider i en koncentration av l0 ppm.

Behållarna var förbundna medelst en pump och en flödes- mätare. I varje behållare fanns en ljuskälla på den ena sidan och en ljusmätare på den andra sidan och graden av avskiljning av oxider indikerades genom vätskans ge- nomskinlighet. Vätskans temperatur hölls på 90°C med hjälp av en värmekälla och en temperaturregulator och vätskan cirkulerades med en hastighet av 60 l/h.

Som framgår av Fig 10, kurvan A, som avser avskiljningen av kemikaliet Fe3O4 sker denna avskiljning upp till 100% inom ungefär 40 minuter. Kurvan B avser avskiljningen av järnoxider från vattnet i en högtrycksvärmare. Här sker avskiljningen upp till 100% redan inom omkring l5 minuter. Orsaken till att oxiderna från högtrycksvärmarnas vatten avskiljs så mycket snabbare än det rena kemikaliet anses vara att dessa järnoxider har bildats under hög temperatur och högt tryck vid korrosion av stålmaterial varvid små mängder av lätt magnetiserbart material (såsom nickel) ingår i Fe3O4 som en väsentlig komponent. 10 l5 20 25 30 465 42 8 De ovan nämnda exemplen I till IV har provats i en kraft- anläggning enligt Fig 1 och järnkoncentrationen har upp- mätts i de olika fallen och redovisas i Tabell l. I de jämförande exemplen I till III har koncentrationen mätts vid utgången frán dräneringsbehållaren 21 och i exemplet IV enligt uppfinningen har koncentrationen mätts vid utgången från vattentanken lO. Vidare har järnkoncentrationen mätts vid en anläggning utan några magneter för järnavskiljning (kontrollexempel). Tiden för experimentet var 2 timmar.

Tabell l Exempel Nr. Järnkoncentration (ppb) efter 2 timmar; I l - 5 II l - 3 III l - 3 IV 0,2 - l Kontrollexempel 5 - 18 Av resultaten i Tabell l framgår klart att järnkoncent- rationen har reducerats drastiskt, särskilt i exempel IV och att det just är permanentmagneterna som har fångat upp oxiderna.

På så vis har uppfinningens verkan klart redovisats, så att en klar förbättring av anläggningens egenskaper kan förväntas genom uppfinningen.

Claims (1)

1. l0 15 20 25 30 35 9 465 425 PATENTKRAV ll En anordning för att avlägsna järnoxider frán vatten i ett matarvatten- och kondensvattensystem i en vär- mekraftanläggning där systemet omfattar en kokare (14) för alstring av ånga, en turbin (l) ansluten till kokaren och aktiverad av ångan, en kondensor (2) för kondensering av ángan operativt förbunden med turbinen, en avsaltningsanordning (6) för av- saltning av kondensvattnet mottaget från kondensorn, lágtrycksvärmare (8A-C) för uppvärmning av det kon- denserade vattnet erhållet från avsaltningsanord- ningen, en luftseparator (9) för separering av luft från det kondenserade vattnet, med tillhörande vat- tentank (10) för det kondenserade vattnet taget från luftseparatorn, vilken tank är uppdelad ungefär på mitten av en från botten utgående vertikal överström- ningsplàt i, med avseende på strömningsriktningen, en första (28) och en andra kammare (29), högtrycks- värmare (l3A-C) för uppvärmning av det kondenserade vattnet erhållet från luftseparatorvattentanken, en dräneringsledning för matning av dräneringsvattnet från högtrycksvärmarna till luftseparatorn och an- ordningar för vätskekomunicering mellan kokaren, turbinen, kondensorn, avsaltningsanordningen, låg- trycksvärmaren, luftseparatorn, luftseparatorvatten- tanken och högtrycksvärmarna, U k ä n n e t e c k n a d därav, att ett antal per- manentmagneter (22) för avlägsnande av järnoxider är anordnade vid bottendelen av den första vatten- kammaren (28). En anordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda vatten- kammares (28) uppströmssida är placerad för att mot- taga vatten från luftseparatorn.