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Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen salzarmen Hochdruckdampfes
aus salzhaltigem Speisewasser Eine wichtige Aufgabe in der heutigen Hochdruckdampferzeugung
ist die Herstellung salzarmen Hochdruckdampfes aus salzhaltigem, nur chemisch aufbereitetem
Speisewasser. Schon bei Kondensationsbetrieb, bei welchem nur .etwa 3 bis 50/6 Zusatzwasser
erforderlich sind, machen sieh oftmals Störungen dadurch bemerkbar, daß der Dampf
aus dem Kesselwasser im Wassergehalt des Dampfes befindliche gelöste Salze, wie
auch solche in Gasform, mitnimmt, die sich dann in der Turbine niederschlagen, dort
die Düsen- und Schaufelquerschnitte verengen und dann einen,schnellen Leistungsabfall
herbeiführen.
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Es ist bereits auf verschiedene Weise versucht worden, diese Salzmitnahme
zu verhindern. Beispielsweise hat man bei Hochdruckkesseln besondere zusätzliche
Auswaschtrommeln vorgesehen, die mit bestem salzfreien oder salzarmen Kondensat
beschickt werden, durch das man den frisch erzeugten Sattdampf .leitet: Die Kosten
einer Auswas chtrommel sind jedoch recht erheblich. Ferner besteht die Schwierigkeit,
daß sich der Dampf nur sehr schwer gleichmäßig über die ganze Wasseroberfläche verteilen
läß.t. Man hat auch schon vorgeschlagen, in der klesseltrommel von Frischwasser
benetzte Flächen zum Auswaschen des Dampfes anzuordnen. In. Kesselbetrieben, in
welchen recht viel Zusatzwasser erforderlich ist" oder in welchen der größte Teil
des Speisewassers nur als chemisch aufbereitetes Wasser zur Verfügung steht, sind
aber solche Waschverfahren nicht anwendbar.
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Um -reines, -salzarmes Speisewasser, für die Hochdruckkessel zu erhalten,
hat man auch
hinter der Vorschaltturbine einen Dampfumformer eingeschaltet,
in dem der Abdampf der Hochdruckturbine als Heizmittel dient und dabei niedergeschlagen
und dann wieder nach dem Kessel als salzarmes Speisewasser zurückgepumpt wird. Mittels
der Abdampfwärme der Hochdruckturbine wird also in dem Umformer im Niederdruckgebiet
Dampf aus chemisch aufbereitetem Speisewasser erzeugt, der weiter für Kraft- oder
Heizzwecke Verwendung findet. Ein solcher Betrieb ist aber verwickelt, und weiter
ist damit ein erheblicher Kraftverlust verbunden, wenn man nicht die Umformeranlage
mit besonders großen Heizflächen ausführen will, was wieder erhebliche zusätzliche
Kosten verursacht.
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Durch die Erfindung soll die schwierige Aufgabe, salzarmen Hochdruckdampf
aus salzhaltigem Speisewasser zu erzeugen, auf einfache Weise für Dampferzeuger
mit Verdampfungsbehältern gelöst werden, deren durch Wärmeaustauschelemehte oder
durch eingeleiteten Heißdampf mittelbar beheizter Wasserinhalt nicht in einen Umlauf
einbezogen ist. Die Erfindung besteht darin, daß das salzhaltige Speisewasser im
unteren Teil des Verdampfungsbehälters zugeführt und über dieser salzhaltigen Schicht
des Kesselwassers eine salzarme Schicht von Kondensat oder Destillat gelagert wird.
Die aus dem salzhaltigen Kesselwasser mit höherer Laugen> konzentration, also höherem
spezifischem Gewicht, aufsteigenden Dampfblasen müssen die salzarme Wasserschicht
aus Kondensat oder Destillat durchdringen, wo sie ihren Salzgehalt wieder abgeben.
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Bei einer bekannten Einrichtung zum Reinigen des .in Schnelldampferzeugern
erzeugten Dampfes, der in eine Waschtrommel eingeleitet wird, kann unter Umständen
die Waschflüssigkeit verdampft werden, nämlich dann, wenn der vom Dampferzeuger
kommende Dampf überhitzt ist. In diesem Falle durchdringt der zusätzlich aus der
Waschflüssigkeit erzeugte Dampf eine Schicht reinen Wassers. Ganz abgesehen davon,
daß der Wasserinhalt der Waschtrommel der bekannten Einrichtung in Umlauf gehalten
wird, um ihn in einer Zentrifuge immer wieder zu reinigen, besteht das Wesen der
Erfindung gerade darin, daß solche zusätzliche Vorrichtungen zum Waschen des Dampfes
vermieden sind.
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Nach der Erfindung kann unmittelbar in dem Hochdruckbehälter aus einem
Speisewasser, das beispielsweise aus 8o% chemisch aufbereitetem Wasser und 20% Kondensat
besteht, salzarmer Dampf erzeugt werden, der Turbinenversalzungen nicht mehr hervorruft.
Die zur Lösung der schwierigen Aufgabe anzuwendenden Mittel sind sehr einfach,-denn
man kann bekannte Bauarten verwenden. Es brauchen nur für jeden Teil des Speisewassers
gesonderte Speisewasserzuführungen vorgesehen werden, wobei der salzhaltige Teil
unten im Verdampfungsbehälter, der salzarme oder salzfreie Teil oben zugeführt wird.
Durch die Erfindung ist die betriebssichere Erzeugung eines salzarmen, für den Turbinenbetrieb
geeigneten Dampfes gewährleistet. Im einzelnen sei noch folgendes bemerkt: Das oben
einzuspeisende Kondensat oder Destillat soll zweckmäßig ungefähr die gleiche Temperatur
besitzen wie der erzeugte Saudampf, damit das eingespeiste Kondensat nicht schnell
nach unten sinkt und sich mit dem salzhaltigen Kesselinhalt mischt, sondern über
dem spezifisch schwereren, durch Eindickung entstandenen salzhaltigen Inhalt schwimmt.
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Man kann bei dem vorgeschlagenen neuen Verfahren in dem unteren Wasserinhalt
des Behälters eine starke -Laugenkonzentrationvon z, B. 3 bis 5° B6 'zulassen, so
daß die Abschlammverluste wesentlich geringer werden, als das sonst bisher im Betrieb
von Hochdruckkesseln üblich ist, was den Betrieb verbilligt. Je größer der Unterschied
des spezifischen Gewichtes des Kondensates und des salzhaltigen Kesselwassers ist,
um so geringer ist die Gefahr, daß sich das Kondensat mit dem anderen Wasser schnell
mischt.
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Bei hoher Laugenkonzentration im unteren Teil kann man sogar das Kondensat
um so viel kälter einführen, daß das spezifische Gewicht des. reinen Kondensates
und der salzhaltigen konzentriertenLaugeannähernd gleich ist. An der kälteren oberen
Schicht können sich dann nicht nur die im Wasser gelösten Salze ausscheiden, sondern
die in gasförmigem Zustand mitgeführten Salze können dann in der kühleren oberen
Schicht wieder in die feste Form übergeführt werden.
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Kondensat hat bekanntlich die gute Eigenschaft, daß es beim Verdampfungsvorgang
nicht schäumt; salzhaltige Lauge dagegen schäumt sehr stark und füllt oft den ganzen
Dmnpfraum des Verdampfungsbehälters aus, wodurch die Kessel spucken und erst recht
große Salzmengen mit dem Dampf fortführen. Die salzarme Kondensatschicht des Behälterinhalts
hat also noch den Vorteil, daß das Schäumen an der Oberfläche verhindert wird. Auch
aus diesem Grunde ist das Überlagern einer salzarmen Wasserschicht für die Dampferzeugung
von Vorteil.
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Um eine gute Schichtenbildung in den Verdampfungsbehältern zu erreichen,
ist es zweckmäßig, daß sowohl das Kondensat wie auch das salzhaltige Speisewasser
durch an sich bekannte Einrichtungen, wie Verteilungsrinnen oder Verteilungsrohre,
über die ganze Behälterlänge möglichst gleichmäßig verteilt werden, nur muß eben
die Ausmündung der
Speiseeinrichtung im Dampferzeuger entsprechend
ausgebildet sein, damit der durch die Erfindung beabsichtigte Zweck ,erreicht wird.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach
der Erfindung dargestellt.
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Fig. i zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch eine mittelbar beheizte
Kesseltrommel mit den erforderlichen Einrichtungen ztT Durchführung des Verfahrens.
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Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie II-II der Fig. i.
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In der mittelbar beheiztem Kesseltromüzel i sind haarnadelförmige
Heizrohre 2 angeordnet, die anstehende Sammelkörper 3 angeschlossen sind. Durch
Stutzen q. wird der Heizdampf zugeführt und das Heizdampe kondensat, das sich durch
die Wärmeabgabe an den Wasserinhalt der Kesseltrommel bildet, abgeführt.
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Erfindungsgemäß ist je eine Speisevorrichtung für das Speisen des
salzhaltigen und das Speisen des salzarmen Speisewassers vorgesehen. Das .salzhaltige
Speisewasser wird durch eine Pumpe §, eine mit den üblichen Ventilen ausgerüstete
Druckleitung 6 und ein im unteren Teil der Trommel liegendes Speiserohr 7 eingespeist.
Eine Speisepumpe 8 fördert durch eine mit den üblichen Ventilen ausgor üs.tete Rohrleitung
9 das salzarme Speisewasser in eine sich über die ganze Länge der Trommel erstreckende
Speiserinne io. Die beiden Pumpen 5, 8 erhalten das salzhaltige bzw. das salzarme
Speisewasser aus getrennt angeordneten (nicht dargestellten) Vorratsbehältern.
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Die Speisung wird so eingerichtet, daß in der Trommel über dem Wasserinhalta
aus salzhaltigem Speisewasser eine verhältnismäßig niedrige Schicht b aus salzarmem
Wasser vorhanden ist.