182534. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nagyolvasztóból kibocsátott gáz energiájának visszanyerésére
5 182534 6 lapátok védelmére, úgyhogy a nagmennyiségű víz bepermetezésével keltett köd nem fejt ki káros hatást, és a vezetőlapátozás és a futólapátozás hatékonyan el tudja látni a feladatát a nagymennyiségű köd jelenlétében is, anélkül, hogy élettartamuk csökkenne. Más szavakkal, bár figyelembevettük, hogy egy szokásos axiális turbinánál az a minimális vízmennyiség, amely szükséges a por megtapadásának és felhalmozásának megakadályozására, nagyobb, mint az a maximális megengedhető vízmenynyiség, amely még nem okoz eróziót, tehát lehetetlen egy szokásos axiális turbinát gyakorlatilag nagyolvasztóból kibocsátott gáz energiájának visszanyerésére használni, míg a találmány szerint a hagyományos technikával járó nehézségek teljesen kiküszöbölhetők, és lehetővé válik nagyolvasztókból kibocsátott gáz energiájának hatékony visszanyerése egy axiális turbina alkalmazásával. A találmányt a továbbiakban kiviteli példák és rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1. ábra a nagyolvasztóból kibocsátott gáz energiájának visszanyerésére szolgáló találmány szerinti berendezés egyik kiviteli alakjának vázlata, a 2. ábra porlerakódás az állólapátokon, a 3. ábra a bepermetezett hűtővíz mennyiségének összefüggése a megtapadó por mennyiségével és a vezetőlapátok kopásának mértékével, a 4. ábra a megtapadó por mennyisége és a turbina hatásfoka közötti összefüggést szemléltető diagram, az 5. ábra az első vezetőlapátozásból kilépő gáz sebessége és a megtapadó por mennyisége közötti összefüggést szemléltető diagram, a 6. ábra a találmány szerinti axiális turbina első vezetőlapátozása, valamint egy szokásos axiális turbina első vezetőlapátozása, a 7. ábra a vezetőlapátok közötti távolság (S) és a lapátok hossza (C) aránya (S/C) és a turbina folytonos üzemeltetésének ideje (óra) közötti összefüggés diagramja, a 8. ábra a lapáthossz és a vezetőlapátra tapadó por mennyisége közötti összefüggés diagramja, a 9. ábra a futólapátozás a2 kilépési szöge és a gáznak a futólapátozás elhagyásakor mérhető viszonylagos V2 sebességének viszonyát ábrázoló diagram, a 10. ábra a találmány szerinti axiális turbina egy részének hosszmetszete, a 11. ábra a gáz kilépési sebessége a vezetőlapátozásból és a futólapátozásból, a 12. ábra a 11. ábrán feltüntetett gázkilépési sebességek vektoros ábrázolása és a 13. ábra a találmány szerinti axiális turbinában áramló gázban keltett örvénylő áramlások. Az 1. ábrán egy nagyolvasztóból kilépő gáz energiájának visszanyerésére szolgáló találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakjának vázlata látható; az 1 nagyolvasztót elhagyó gázt a 3 porleválasztóba vezetjük a 2 vezetéken át, majd a gáz egy Venturi gáztisztítóba, azaz az 5 nedves porleválasztóba kerül a 4 vezetéken át. Az 5 nedves porleválasztóban az 1 nagyolvasztóból származó gáz először vízgőzzel telítődik. Például ha az 1 nagyolvasztóból származó gáz általában körülbelül 150°C-os, és körülbelül 2 at nyomású, a gáz a víz elgőzölgése következtében lehűl az 5 nedves porleválasztóban, és átalakul a vízgőzzel telített a! gázzá, amelynek hőmérséklete körülbelül 60 °C. A telített ai gáz áthalad a 6 vezetéken, a bemeneti 7 szelepen, a 8 vezetéken, a biztonsági 9 elzárószelepen, a 10 vezetéken, a 11 szabályozószelepen, és a 12 vezetéken, majd beomlik az axiális 13 turbinába. Az axiális 13 turbina a hajtott 14 géppel van összekötve, és ennek számára erőforrásul szolgál. A találmány szerint, amikor a telített a: gáz áthalad a 10 és 12 vezetékeken, a telített gáz hőmérsékleténél kisebb hőmérsékletű vizet permetezünk be folyamatosan a telített ai gázba, és ezt a túltelített a2 gázzá alakítjuk át. Az axiális 13 turbinából kilépő a2 gáz áthalad a 15 vezetéken, a kimeneti 16 szelepen, a 17 vezetéken, a kimeneti 18 elzárószelepen és a 19 vezetéken, majd a 20 vezetéken át kilép a rendszerből. Az 1 nagyolvasztóból származó gáz fent említett áramlási rendszerében a találmány szerint még mielőtt az 5 nedves porleválasztóban telített ai gáz belép az axiális 13 turbinába, előre meghatározott mennyiségű vizet poriasztunk be folyamatosan az ai gázba. Erre a célra az áramlási rendszerbe egy porlasztó készülék van beépítve, amely a 23 szivattyút tartalmazza. Annak érdekében, hogy a porlasztóit vízből álló b áramlást hozzáadjuk a telített ai gázhoz az axiális 13 turbina előtt, a 23 szivattyú a 24 vezetéken át a 10 vezetékkel, valamint a 25 vezetéken át a 12 vezetékkel van összekötve. Az 1. ábrán látható kiviteli alaknál all szabályozószelep mosása érdekében a b porlasztóit vízáramot all szabályozószelep előtt vezetjük a 10 vezetékbe. A b porlasztóit vízáramnak a 10 vezetékbe való bevitele mellőzhető, és a b porlasztóit vízáram csak a 25 vezetékhez is csatlakoztatható, vagy az axiális 13 turbina előtt elhelyezkedő bármely más részhez. A találmány szerint a b porlasztott vízáramból keletkező köd hűtőhatása miatt a telített ai gázban a vízgőz kondenzálódik és ennek során vékony vízréteg veszi körül a porrészecskéket. A találmány jobb megértése érdekében a továbbiakban leírjuk azt az állapotot, amely megakadályozza por megtapadását a turbina vezetőlapátozásán vagy futólapátozásán. Egy axiális turbinában kis méretű (1 mikronnál kisebb) részecskékből álló por, amely például a nagyolvasztóban elgőzölgéssel és kondenzálódással keletkező fémoxidokat és szulfidokat tartalmaz, nemcsak a vezetőlapátozás homorú felületein tapad meg és halmozódik fel, hanem más vezetőlapátok domború felületén is (a lapátok hátoldalán). Tisztázódott, hogy üyen megtapadás és felhalmozódás nagy sebességű fémrészecskék és úgynevezett OH-kötések becsapódása következtében lép fel. Mivel a pusztán víz beporlasztással előállított köd részecskéinek nagysága viszonylag nagy, ezek alig tudják kifejteni tisztító hatásukat a vezetőlapátok domború felületein (a lapátok hátoldalán), a tehetetlenségi erő következményeként fellépő szeparáló hatás miatt. Ennek megfelelően a por megtapadása és felhalmozódása ezeken a helyeken könnyen 5 IC 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
