-
Die
Erfindung bezieht sich auf einen als Vorabscheider einzusetzenden
Tropfenabscheider aus rohrförmigen
Prallkörpern,
der in Kombination mit konventionellen Lamellenabscheidern zur Abscheidung
von Tropfen aus Rauchgasströmen
in einer Rauchgasentschwefelung eingesetzt wird. Rauchgase aus fossil
befeuerten thermischen Kraftwerken werden vorwiegend nach dem asswaschverfahren entschwefelt.
-
lch
(Suspensionslösung)
besprüht
und das im Rauchgas befindliche SO2 in den Sprühtropfen dieser Suspensionslösung gebunden
und dann in Calziumsulfitdihydrat (Gips) umgewandelt. Die kleineren
dieser Sprühtropfen
werden durch den Gasstrom mitgeführt.
-
Es
ist die Aufgabe des Tropfenabscheidersystems, diese im Rauchgasstrommitgeführten Tropfen
abzufangen und in den Wäscherkreislauf
zurückzuführen. Andernfalls
kommt es in den nachgeschalteten Komponenten (Wärmetauscher, Rauchgaskanäle, Nassgebläse, Schornstein
usw.) zu Anbackungen und infolge zu Korrosion und Druckverlusterhöhung. Die
Folge sind Leistungsminderung des Kraftwerks (Druckverlusterhöhung verursacht
erhöhten Stromeigenverbrauch
und ggf. auch eine Reduzierung der Erzeugung) und Wartungskosten
(Sanierung von Korrosionsstellen und Reinigungskosten zur Entfernung
der Anbackungen).
-
Das
Tropfenabscheidersystem trennt die Tropfen vom Gasstrom, indem es
den Rauchgasstrom umlenkt. Dabei werden die Tropfen Zentrifugalkräften ausgesetzt
und können
dem Rauchgas in seinem Weg nicht folgen, sondern prallen auf die
Strömungswiderstände, die
die Umlenkung des Rauchgasstroms verursachen. Die Tropfen werden
dadurch auf diesen „Prallkörpern" abgeschieden und
damit aus dem Rauchgasstrom entfernt. Sie werden dann durch die
Schwerkraft wieder nach unten in den Waschkreislauf zurückgeführt.
-
Moderne
Tropfenabscheider werden dabei im Wäscherkopf oben – vor dem
Austritt in die Rauchgaskanäle – installiert.
Sie werden daher von einem vertikal nach oben strömenden Rauchgas
beaufschlagt.
-
Die
Feststoffe in den Suspensionstropfen – Flugasche, Kalkstein und
Gips – lagern
sich dabei auch auf diesen Prallkörpern ab und bilden Anbackungen.
Deshalb werden die Tropfenabscheider mit Waschsystemen ausgerüstet, mit
denen während des
Betriebs die Anbackungen wieder entfernt werden können. Diese
Waschsysteme werden regelmäßig eingeschaltet.
Es kann sowohl anströmseitig
als auch abströmseitig
gewaschen werden – es
kann also ein Tropfenabscheider zwei Waschsysteme haben.
-
Die
Tropfenabscheidersysteme sind üblicherweise
zweistufig bis dreistufig ausgelegt und jede Stufe ist mit ein bis
zwei Waschsystemen ausgerüstet.
Die Betriebserfahrung zeigt, dass ein einstufiges Abscheidersystem
grundsätzlich
nicht ausreichend ist, um die Tropfen sicher aus dem Rauchgas zu
entfernen. Auch zweistufige Tropfenabscheider (Grobabscheider und
Feinabscheider) entlassen noch eine erhebliche Menge an Tropfen
mit Feststoffen mit dem Rauchgas. Viele moderne Tropfenabscheidersysteme
sind deshalb dreistufig ausgelegt (Grobabscheider, Feinabscheider
und Feinstabscheider).
-
Die
Tropfenabscheider sind dabei traditionell als plattenartige und
gebogene Umlenkkörper
konfiguriert. Diese plattenartigen, gebogenen und starr aufgehängten Umlenkkörper werden
so konfiguriert, dass Kanäle
gebildet werden, durch die das Rauchgas fließt. Das Ziel dieser Konfiguration
ist, einerseits eine starke Umlenkung des Rauchgases zu verursachen
und andererseits die „Versperrung" des Rauchgaswegs
durch Strömungswiderstände zu minimieren.
Die Prallkörper
oder Umlenkbleche werden allgemein Lamellen genannt – und die
Abscheider entsprechend Lamellenabscheider. Die gängigen Lamellenabscheider
der verschiedenen Hersteller unterscheiden sich nur aufgrund ihrer
Geometrie, der Lamellenabstände
und der Umlenkung.
-
Die
Betriebserfahrung zeigt weiter, dass in vielen Anlagen die Waschsysteme
nicht in der Lage sind, den Tropfenabscheider im Betrieb völlig von
Anbackungen frei zu halten. Es setzt sich mit zunehmender Betriebsdauer
immer mehr Feststoff in den Kanälen
zwischen den Lamellen ab und die Durchtrittsbreite wird verengt.
Es kommt partiell zu Verstopfungen der Kanäle. Die Folge sind eine Erhöhung des Druckverlusts
(Minderung der Kraftwerksleistung) und zu einer Erhöhung der
Rauchgasgeschwindigkeit in den noch nicht verstopften Lamellenkanälen. Letzteres
führt zu
einer verstärkten
Ablagerungsneigung und einem beschleunigten Fortschreiten der Ablagerungen
bzw. Verstopfungen sowie irgendwann zu einem Versagen des Tropfenabscheiders.
Ab einer bestimmten Rauchgasgeschwindigkeit werden die zunächst abgeschiedenen
Tropfen nicht zurück
in den Wäscher
geführt,
sondern wieder in den Rauchgasstrom zurückgeführt (Mitriss).
-
Diese
Anbackungen treten insbesondere im sogenannten Grobabscheider zuerst
auf. Die Ursache ist, dass dieser Grobabscheider die Masse der mit
Feststoffen belasteten Tropfen abscheidet (> 90%) und entsprechenden Belastungen ausgesetzt ist.
-
Infolge
der Anbackungen versagt der Grobabscheider im Verlauf der Reisezeit
und der Feinabscheider übernimmt
zunehmend die Funktion des Grobabscheiders, bis auch er durch zu
viele Anbackungen versagt, bzw. der Druckverlust zu hoch wird.
-
Der
Schwerpunkt des Interesses ist daher immer weniger die Abscheideleistung
der Tropfenabscheider sondern zunehmend die Vermeidung von Verschmutzungen
und Anbackungen im Tropfenabscheidersystem. Das Ziel ist das Erreichen
einer langen Reisezeit bei möglichst
geringer Leistungsminderung.
-
Das
Konzept des Rollenabscheiders hat sich in den letzten Jahren als
eine besonders geeignete Bauform des Prallkörperabscheiders in Bezug auf
die Vermeidung von störenden
Anbackungen erwiesen. Die Geometrie der Rollen und Abstände der
Rollen führen
dazu, dass der Rollenabscheider eine deutlich geringere Neigung
zur Bildung von Anbackungen hat.
-
Deshalb
wurde in einer Anzahl von Anlagen inzwischen Rollenabscheider als
Ersatz von Lamellengrobabscheidern eingebaut. Noch häufiger wurde der
Rollenabscheider als Vorbau vor dem Lamellenabscheider und auf der
selben Stützkonstruktion
eingebaut. Dabei wird der Rollenabscheider üblicherweise durch den Flansch
in die Schiene der Stützkonstruktion
eingeschoben, an die Stelle des Lamellenabscheiders geschoben und
dann als Vorbau in Anströmrichtung
nach vorne geschoben. Danach wird der Lamellenabscheider ebenfalls
in der Schiene an seine Stelle geschoben und befindet sich dann hinter
dem Rollenabscheider. Ein Teil des Rollenabscheiders befindet sich
noch in der Schiene und hält den
Rollenabscheider in Position.
-
Ein
Nachteil dieser Konstruktion ist es, dass das Kraftwerkspersonal
während
Inspektionen oder zu Reparaturen nicht zwischen den beiden Abscheidern
gelangen und den Lamellenabscheider von vorne bzw. den Rollenabscheider
von hinten manuell abreinigen kann. Vielmehr muss der Lamellenabscheider
komplett aus der Schiene aus der REA hinaus gezogen (ausgebaut)
werden. Erst dann kann der Rollenabscheider von hinten bzw. der
Lamellenabscheider von vorne abgereinigt werden.
-
Es
ist offensichtlich, das ein Ausbau des Lamellenabscheiders zeitaufwendig
und kostspielig ist. Da die Stillstände oftmals sehr kurz sind,
steht die Zeit für
einen solchen Komplettausbau des Lamellenabscheiders häufig gar
nicht zur Verfügung.
Wenn der Tropfenabscheider gar der alleinige Verursacher eines Stillstands
ist (wegen starker Verschmutzung), dann ist das für das Kraftwerk
ein massives Problem, das wegen Produktionsausfall enorme Kosten
verursacht.
-
Ein
Ausbau wird zudem noch erschwert, wenn der Lamellenabscheider stark
verschmutzt ist. Einerseits wird der Ausbau erschwert und es kann sogar
zu Beschädigungen
der Abscheider oder der Gummierung kommen. Andererseits ist die
Abreinigung in der REA schneller und einfacher (einfachere Entsorgung
der ausgespülten
Rückstände, einfachere
Handhabung).
-
Auch
wenn der Rollenabscheider bekanntermaßen eine sehr geringe Verschmutzungsneigung hat
und den dahinter liegenden Lamellenabscheider schützt, kann
doch eine Verschmutzung nicht generell ausgeschlossen werden. Die
Kraftwerke sind daher an einer Konzeption des Rollenabscheiders
interessiert, der ausgebaut werden kann, ohne dass der dahinter
liegende Lamellenabscheider vorher ausgebaut werden muss.
-
Die
vorliegende Erfindung bietet nur ein Lösung für dieses praktische Problem.
Es wird eine grundsätzliche
Konstruktion vorgeschlagen, mit der der vorgebaute Rollenabscheider
demontiert und re-montiert werden kann ohne dass der dahinter in der
Schiene liegende Lamellenabscheider ausgebaut werden muss. Weiter
wird eine konkrete Bauform vorgeschlagen, mit der der Rollenabscheider
einerseits sicher vor dem Lamellenabscheider eingebaut und befestigt
werden kann und andererseits schnell und ohne grossen Aufwand abgebaut
und wieder angebaut werden kann
-
Das
Kraftwerk kann dann bei Inspektionen und Wartungen mit relativ geringem
Aufwand den Rollenabscheider von einem Gerüst bzw. der Kanalfläche vor
dem Lamellenabscheider aushängen
und sowohl den Lamellenabscheider von hinten als auch den Lamellenabscheider
von vorne inspizieren und ggf. manuell abreinigen.
-
Dieser
erfindungsgemäß konstruierte
und gebaute Rollenabscheider wird ebenfalls auf der Stützkonstruktion
des Lamellenabscheider gelagert und in der Führungsschiene eingehängt. Erfindungsgemäß wird der
Rollenabscheider nun nicht fest mit dieser Tragkonstruktion verbunden,
sondern zerlegbar auf dieser montiert. Für eine Demontage wird der Rollenabscheider
in mindestens zwei Teile zerlegt, die dann einzeln ohne Aufwand
aus der Stützkonstruktion
gezogen werden können.
-
Die
Teile des Rollenabscheider werden erfindungsgemäß mit einer einfachen Sicherung
verbunden, die im Falle der Inspektion oder Wartung einfach und
schnell gelöst
werden kann. Diese Sicherung kann eine Schraube sein.
-
Allerdings
wird eine „Klick-in" Lösung bevorzugt,
die einfach lösbar
ist. Zum Beispiel kann eine Drehsicherung zum Einsatz kommen. Dabei
wird ein vorgeformtes Stück
durch eine Öffnung
geschoben und dann um 180° gedreht.
Nach der Drehung um 180° kann
die Sicherung nicht mehr herausrutschen.
-
Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen 1 bis 3 erläutert.
-
- 1
- Lamellenabscheider
- 2
- Tragbalken
- 3
- Auflagekonstruktion
des Lamellenabscheiders
- 4
- Tragbalken
- 5
- Vorgebauter
Rollenabscheider
- 6
- Aufhängung Rollenabscheider
- 7
- Verbindung
Rollenabscheider zu Aufhängung – lösbar
-
Bild
1 zeigt den horizontal angeströmten
Lamellenabscheider mit vorgebautem Rollenabscheider – Seitenansicht
-
Bild
2 zeigt den horizontal angeströmten
Lamellenabscheider mit vorgebautem Rollenabscheider – Draufsicht
-
Bild
3 zeigt die lösbare
Aufhängung
des vorgebauten Rollenabscheiders