DE675536C - UEberzugsmasse zum Schutze von Waermeaustauschflaechen - Google Patents

Description

• Überzugsmasse zum Schutze von Wärmeaustauschflächen Es ist von jeher das Bestreben der Technik gewesen, die Leistung von Maschinen und Apparaten zu steigern. Bei Wärmeaustauschgeräten, insbesondere Dampfkesseln, suchte man dies in neuerer Zeit zunächst durch Erhöhung der Brenngeschwindigkeit zu erreichen. Hierbei stieg die Feuerraumtemperatur, so daß die feuerfesten Wände besonders bei gleichzeitigem Angriff flüssiger Schlacke rasch zerstört wurden. Man hat dann folgerichtig die Feuerraumwände durch wasser- - oder dampfdurchströmte Kühlflächen geschützt, bis schließlich der vollständig gekühlte Feuerraum entstand.
• Als man hierauf die Leistung weiter zu steigern versuchte, stieß man auf große Schwierigkeiten durch Asche und Schlacke. Die Feuerraumkühlung reichte nicht mehr aus, um die Flugschlacke vor der Berührung mit Heizflächen zur Erstarrung zu bringen: Verschmutzung, Ansinterungen, Verschlackung der Flächen und Verstopfung von Querschnitten waren die Folge. Man versuchte nun, die Schlacke flüssig abzuziehen, in dem richtigen Gedanken, daß dadurch starke und sperrige Ansatzbildungen vermieden werden könnten. Da hierzu eine weitere Temperatursteigerung erforderlich war, hielten die bisher üblichen Kühlflächen nicht mehr stand; Verformung und Risse infolge zu hoher Wärmebeanspruchung waren die Folge.
• Diese Zerstörungen bestanden nicht etwa in einer Verzunderung oder Anfressung der heizgasseitigen Rohroberfläche; denn solange eine einwandfreie Kühlung vom Rohrinnern her erfolgte, war die Heizfläche nicht gefährdet. Da das kühlende Mittel jedoch niemals völlig rein war, bildeten sich an der Innenseite der Rohre dünne Ansätze, die infolge ihrer gegenüber Metall sehr geringen M'ärmeleitfähigkeit zu einem Wärmestau und damit zu einer Überbitzung der metallischen `Wand führten.
• Auch 'bildete sich kein gleichmäßiger Schlakkenfilm, sondern unregelmäßig abschmelzende Ansätze, die vielerlei Betriebsstörungen veranlaßten und keinen ruhigen Betrieb zuließen. Außerdem hatten solche Ansätze eine stark wechselnde Wärmebelastung der Fläche zur Folge und führten zu sehr unerwünschten Spannungen der Baustoffe.
• Man versuchte, sich dadurch zu helfen, daß man die Rohre selbst wieder durch aufgeschraubte Bußeiserne Platten oder feuerfesten Baustoff vor der unmittelbaren Einwirkung der Flammen zu schützen suchte. Das gelang zwar, aber es entstanden dabei sehr teure und schwere Bauarten, die zudem infolge des schlechten Wärmedurchgangs höhere Leistungen kaum zuließen. Auch verursachten sie hohe Unterhaltungskosten, da die notwendige innige Berührung zwischen Rohr und Platte nicht immer gewährleistet war, so daß An- oder Abschmelzen die Folge war.
• Die vorliegende Erfindung beschreitet zur Überwindung dieser Schwierigkeiten einen neuen Weg. Sie schlägt vor, die im Feuerraum liegende Heizfläche feuerseitig ganz oder teilweise mit einer verhältnismäßig dünnen, aber fest haftenden Schutzschicht eines schlechter wärmeleitenden Stoffes zu überziehen. Diese Schutzschicht hat eine doppelte Aufgabe: i. den Wärmestrom so weit zu hemmen, daß eine gefährliche Beanspruchung der metallischen Heizfläche nicht eintritt, und zwar auch dann noch nicht, wenn sich an der Wasserseite der Rohre dünne Kesselsteinansätze bilden; 2. eine Schicht zu schaffen, auf der die Schlacke glatt und gleichmäßig ohne Gefahr für die Heizfläche ablaufen kann, ohne daß die Überzugsmasse selbst durch die Schlacke zerstört wird.
• Hierzu dient nach dem Vorschlag der vorliegenden Erfindung eine Überzugsmasse, die in bekannter Weise emailartig auf die Heizfläche aufgeschmolzen wird, so daß sich kein noch so schwacher Luftspalt zwischen ihr und der Heizfläche befindet. Ihre Zusammensetzung soll so sein, daß ihre Löslichkeit in der flüssigen Schlacke möglichst gering ist, so daß sie nicht durch Korrosion zerstört wird. Andererseits soll bei der gewählten Schichtstärke die Oberfläche so weit erweichen, daß die angewehte Flugasche oder -schlacke durch Klebwirkung festgehalten wird, so daß ein gleichmäßiger und glatt ablaufender Schlackenfilm hierdurch entsteht.
• Man kann diese Schutzschicht vor dem Zusammenbau der Heizflächenelemente herstellen oder nach der Aufstellung im fertigen Apparat aufbringen und durch die Einwirkung der Flamme während des Anheizens aufsintern. Je nach der Art der Heizflächen und der an die Schutzschicht gestellten Ansprüche kann das eine oder das andere Verfahren empfehlenswert sein.
• Es wurde gefunden, daß die Wahl feuerfesten Baustoffes für die Schutzschicht keineswegs notwendig ist. Denn diese wird so wirksam gekühlt, daß sie auch bei niedrigem Eigenschmelzpunkt nicht in Gefahr gerät, heruntergeschmolzen zu werden. Deshalb kann man in besonderen Fällen sogar dazu übergehen, die Zusammensetzung des Schutzstoffes derjenigen der Schlacke anzunähern, da hierdurch ihre Löslichkeit in der Schlacke gering wird.
• Die durch oberflächliche Erweichung erzielte Klebwirkung ermöglicht nicht nur die Bildung eines gleichmäßigen Schlackenfilms, sondern fördert auch in sehr erwünschter Weise die Abscheidung von Asche und Schlacke aus den Rauchgasen und mindert daher die Belästigung durch Flugaschenauswurf aus den Schornsteinen. Es ist bekannt, daß die verschiedenen Teile der Heizflächen eines Wärmeaustauschers oder Kessels einen oft stark voneinander abweichen-

  den ::@ durchgang aufweisen. Ganz beson-

  ders i s z. B. der Fall bei Kühlrohren, die

  an F , umwänden angebracht und daher

  nur einseitig von der Flamme angestrahlt werden. Hier hat man es in der Hand, durch absichtliche Stufung der Schichtstärke der Schutzschicht den Wärmedurchgang gleichmäßiger zu gestalten und dadurch Betriebssicherheit und Lebensdauer zu erhöhen.
• Um auch in diesem Fall das Ziel der Erfindung voll zu erreichen, kann man z. B. die Überzugsmasse so herstellen, daß ihr Hauptanteil hinreichend.feuerfest ist, um auch an den stärksten Stellen der Schicht nicht zu schmelzen, während ein kleiner Anteil leicht schmelzender Stoffe trotzdem dafür sorgt, daß die gewünschte Klebwirkung entsteht.
• Der durch diese Erfindung erzielte Fortschritt liegt in der Möglichkeit, die Feuerraumbelastung auf ein Vielfaches der heute zulässigen Werte zu steigern. Dadurch wird neben der Leistungssteigerung an vorhandenen Anlagen vor allem eine erhebliche Senkung der Kosten neuer Anlagen erreicht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Emailartig haftende Überzugsmasse zum Schutze der Heizgasseite metallischer Wärmeaustauschflächen, insbesondere an Dampfkesseln, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsmasse derart zusammengesetzt ist, daß ihre Löslichkeit in der von der Flamme abgesetzten flüssigen Flugschlacke möglichst gering ist und ihre Oberfläche bei der gewählten Schichtstärke im Betrieb so weit erweicht, daß die angewehte Flugasche oder Flugschlacke durch Klebwirkung festgehalten wird.
2. 2. Überzugsmasse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart zusammengesetzt ist, daß das Ansintern oder Aufschmelzen dieser Masse auf die Wärmeaustauschflächen durch die Einwirkung der Flamme im Betrieb selbst geschieht.
3. 3. Überzugsmasse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Heizflächen, die ungleichmäßig von der Flamme beaufschlagt werden, in verschiedener Stärke derart aufgebaut wird, daß der Wärmedurchgang überall gleichmäßig erfolgt.