DE4007080A1 - Vorrichtung zum einbringen und zerstaeuben von foerderbaren medien, insbesondere in feuerungsraeume - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Einbrin­ gen und Zerstäuben von förderbaren Medien, insbesondere Flüssigkeiten, in heiße Räume, insbesondere in Rauchgaszüge und/oder Feuerungsräume von Dampfkesselanlagen.

Um insbesondere brennbare Materialien an bestimmte Stellen in gewünschte Zonen in Feuerungsräume einbringen zu können, z. B. um in Rauchgaszüge oder Feuerungsräume von Dampfkessel­ anlagen mit fossiler Feuerung an bestimmten Stellen Zusatz­ brennstoffe oder Industrieabfälle einzuleiten, muß ein ver­ gleichsweise hoher Aufwand betrieben werden. Derartige In­ jektionslanzen müssen sehr hohen Temperaturen widerstehen. Regelmäßig können sie nur kurzfristig eingebracht werden, um dann alsbald wieder aus dem Feuerungsraum entfernt wer­ den zu müssen oder sie werden zerstört. Eine andere Möglich­ keit des Einsatzes derartiger Einrichtungen ist es auch, Ammoniakwasser oder Harnstoff in entsprechende Temperaturzo­ nen einleiten zu können, um Stickstoffemission zu reduzie­ ren.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Lösung, mit der ein gezieltes Einbringen in heiße Räume von förder­ baren Medien möglich ist, dabei soll es insbesondere und vor allem auch möglich sein, recht grobkörnige, mit Fest­ stoffen beladene Flüssigkeiten oder Gase verbrennen zu kön­ nen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Vorrichtung von einem Innenrohr mit am freien Ende ange­ ordneter Glattlochdüse und einem das Innenrohr umgebenden Zerstäubergasrohr gebildet ist.

Die Erfindung hat den besonderen Vorteil, daß das Innenrohr durch eine Außenmantelkühlung durch das Zerstäubergas ther­ misch vergleichsweise gering belastet ist. Das außen strö­ mende Zerstäubergas kühlt dabei auch die Innenfläche des Au­ ßenrohres. Das gegen große Wärmezufuhr abgeschirmte Innen­ rohr übernimmt Stützfunktion für das Außenrohr, so daß die­ ses vergleichsweise thermisch hoch belastbar ist.

Ein ganz besonderer Vorteil besteht darin, daß durch die Konstruktion durch das Innenrohr auch vergleichsweise grobe Partikel gefördert werden können, da nicht zwingend in der Zerstäuberdüsenöffnung eine Querschnittsverringerung vorgesehen sein muß.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das freie Ende des In­ nenrohres mit einer mit Düsenschlitzen versehenen Turbulenz­ hülse ausgebildet ist, wobei zusätzlich vorgesehen sein kann, daß das außen umgebende Zerstäubergasrohr mit einer mit einem Spannring versehenen Vorschweißhülse ausgerüstet ist. Dies macht die Konstruktion vergleichsweise einfach, es können auch Verschleißteile vergleichsweise rasch ausge­ wechselt werden, das Innenrohr stützt über den Spannring mit Verschleißhülse das Außenrohr, Dichtungsringe entfal­ len, um nur einige der erreichbaren Vorteile anzugeben.

Zum besseren Abstützen des Innenrohres bzw. des äußeren Zer­ stäubergasrohres am Innenrohr, sieht die Erfindung vor, daß die Vorschweißhülse mit einer Ringlochscheibe bzw. mit ei­ ner Anzahl von Loch-Stützringen ausgebildet ist, die vom Zerstäubergas durchspült werden.

Zweckmäßig ist es, wenn wenigstens das Zerstäubergasrohr aus einem thermisch hochbelastbaren Material gefertigt ist, wie oben schon ausgeführt, bedarf es einer solchen Material­ wahl grundsätzlich beim Innenrohr an sich nicht.

Eine wesentliche weitere Ausgestaltung der Erfindung be­ steht darüber hinaus darin, daß der Innendurchmesser der Turbulenzhülse, der Innendurchmesser der Düsenöffnung der Glattlochdüse und der Innendurchmesser des Innenrohres gleich ausgebildet sind.

Für feststoffbeladene Flüssigkeiten oder Gase bedeutet dies, daß der Querschnitt des Innenrohres selbst in der Dü­ senspitze nicht verjüngt wird, so daß die Feststoffe ohne weiteres in heiße Verbrennungszonen ausgeblasen werden kön­ nen.

Als Beispiel seien hier folgende Daten angegeben:

Bei einer Feuerraumtemperatur von ca. 1100°C wird das In­ nenrohr mit 50 l/h eines NH₃-Wassergemisches mit einem Druck von 2 bar beaufschlagt. Das Außenrohr wird mit 70 m³/h Luft mit einem Druck von 4 bar beaufschlagt und durch die Turbulenzhülse hindurchgeblasen.

Erkennbar wird das flüssige Medium unter vergleichsweise ge­ ringem Druck innen durch das Rohr geleitet und durch eine hochturbulente Zerstäuberzone hindurchgeführt, vermischt und in den heißen Raum eingeblasen. Dabei wird das innere Rohr durch das äußere Rohr und das strömende Zerstäubergas gegen große Wärmezufuhr abgeschirmt. Restwärme, die das In­ nenrohr beaufschlagt, wird dem im Inneren strömenden Ein­ satzmedium zugeführt und in den Feuerraum ausgeblasen.

Erkennbar werden sehr gute Festigkeitseigenschaften der Vor­ richtung mit den erwähnten Maßnahmen erzielt, so daß die Vorrichtung in jedem beliebigen Winkel die Außenwand des heißen Raumes durchdringend einbaubar ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Vorrichtung sowie in

Fig. 2 andeutungsweise eine vereinfachte Wiedergabe eines Einbaues der Vorrichtung.

Die allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung wird, wie in Fig. 2 dargestellt, als Beispiel in eine Dampfkesselwand 2 eingebaut, wobei die Dampfkesselwand 2 mit einer Isolierung 3 versehen ist, die Siederohre 4 sollen in Fig. 2 aufgebo­ gen angedeutet wiedergegeben sein.

Über einen Zuführstutzen 5 wird beispielsweise ein NH₃-Was­ sergemisch zugeführt, über einen Stutzen 6 Luft.

Die Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem Innen­ rohr 7, umgeben von einem äußeren Zerstäubergasrohr 8, wo­ bei das Innenrohr 7 mit dem Stutzen 5 ausgerüstet ist, das Zerstäubergasrohr 8 mit dem Zuführstutzen 6.

Über eine Schweißnaht 9 ist eine Vorschweißhülse 10 mit In­ nengewinde 11 am Rohr 8 angeschweißt, wobei in das Innenge­ winde 11 eine Glattlochdüse 12 eingeschraubt ist.

Die Vorschweißhülse 10 weist noch einen mehrfach durchbohr­ ten Spannring bzw. eine Lochscheibe 13 auf, auf die sich zum freien Ende hinweisend eine mit Zähnen 14 versehene Tur­ bulenzhülse 15 abstützt, die beim Einschrauben der Glatt­ lochdüse 12 gegen den Anschlagring 13 verspannt wird.

Erkennbar ist der Innendurchmesser der entsprechenden Boh­ rungen der Glattlochhülse 12, der Turbulenzhülse 15 und des Innenrohres 7 auf dem gesamten Querschnitt gleich, so daß ein diese Elemente durchströmendes Medium keinerlei zusätz­ lichen Widerstand überwinden muß.

Erkennbar ist die feste Verbindung des Innenrohres 7 mit dem Außenrohr 8 nur durch den mit beiden Rohren verschweiß­ ten Boden 16. Bei Inbetriebnahme des Systemes gleitet wegen der größeren Längenausdehnung des Außenrohres 8 gegenüber dem Innenrohr 7 die Turbulenzhülse 15 auf dem Innenrohr 7 nach vorne, so daß der Spalt 17 entsteht. Dadurch baut sich keine Spannung auf.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Er­ findung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So ist die Erfindung insbesonde­ re nicht auf dargestellte Wandstärken, Durchmesser und spe­ ziellen Gestaltungen der Düsen beschränkt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Einbringen und Zerstäuben von förderbaren Medien, insbesondere Flüssigkeiten, in heiße Räume, insbe­ sondere in Rauchgaszüge und/oder Feuerungsräume von Dampf­ kesselanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß sie von einem Innenrohr (7) mit am freien Ende angeord­ neter Glattlochdüse (12) und einem das Innenrohr (7) umge­ benden Zerstäubergasrohr (8) gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Innenrohres (7) mit einer mit Düsen­ schlitzen (14) versehenen Turbulenzhülse (15) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das außen umgebende Zerstäubergasrohr (8) mit einer mit einem Spannring (13) versehenen Vorschweißhülse (10) ausge­ rüstet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschweißhülse (10) mit einer Ringlochscheibe zum Abstützen des Außenrohres am Außenmantel des Innenrohres ausgerüstet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubergasrohr (8) auf der Strömungsgesamtlänge mit einer Anzahl von Loch-Stützringen ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Zerstäubergasrohr (8) aus einem ther­ misch hochbelastbaren Material gefertigt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Turbulenzhülse (15), der Innen­ durchmesser der Düsenöffnung der Glattlochdüse (12) und der Innendurchmesser des Innenrohres (7) gleich sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung unterschiedlicher Ausdehnung der Rohre ohne Spannungsaufbau die Turbulenzhülse (15) auf dem Innen­ rohr (7) gleitend gelagert ist.