AT122610B - Verfahren und Einrichtung zur Speisung von mit Economisern versehenen Abhitzekesseln und Generator-Dampfkesseln. - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Speisung von mit Economisern versehenen Abhitzekesseln und Generator-Dampfkesseln.

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AT122610B
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Austria
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boiler
gas
heat
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waste heat
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Carl Ing Marischka
Wilhelm Ing Horak
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Carl Ing Marischka
Wilhelm Ing Horak
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  Verfahren und Einrichtung zur Speisung von mit Economisern versehenen Abhitze- kesseln und Generator-Dampfkesseln. 



   Bei den intermittierenden Gaserzeugungsprozessen, wie z. B. beim Wassergasprozess oder beim
Doppelgasprozess, ist der Anfall der Wärmemengen aus den Blasegasen diskontinuierlich. 



   Bei den kontinuierlichen Gaserzeugungsprozessen, wie z. B. bei der Generatorgaserzeugung in
Generatordampfkesseln, schwankt der Anfall der Wärmemengen infolge der veränderliehen   Schichthöhe   und infolge der wechselnden Belastung sowie infolge sonstiger im Betrieb vorkommender Umstände. 



   Will man bei den erwähnten Prozessen neben dem Wärmeinhalt der erzeugten Gase entweder in Generator-
Dampfkesseln oder in   gewöhnlichen   Generatoren mit gesonderten Abhitzekesseln den Wärmeinhalt der
Blasegase für die Dampferzeugung nutzbar machen, so stösst man bei einem diskontinuierlichen Wärme- anfall insofern auf Schwierigkeiten, weil das   gleichmässig   zugeführte Kesselspeisewasser die Wärme rationell aufzunehmen nicht imstande ist. 



   Die Erfindung bezweckt nun, die Zuführung der Speisewassermenge mit dem jeweiligen Wärme- anfall in Einklang zu bringen. Insbesondere machen sich die erwähnten Übelstände des diskontinuierlichen Wärmeanfalles und der   gleichmässig   bzw. zur unrichtigen Zeit zugeführten Kesselspeisewassermenge im hohen Grad nachteilig dann fühlbar, wenn der Kessel in Verbindung mit dem   Eeonomiser gebracht wird,   der das Speisewasser für den Kessel vorzuwärmen hat.

   Es treten in solchen Fällen Nachteile nicht nur beim Betrieb einer derartigen Anlage auf, u. zw. deshalb, weil man nicht imstande ist, die Abwärme des
Gaserzeugungsprozesses in genügendem Masse und geschweige denn restlos zu gewinnen ; der Nachteil macht sich auch schon bei der Konstruktion und Ausführung derartiger Anlagen insofern fühlbar, als man Kesselheizfläche und Heizfläehe des Eeonomisers nicht mehr recht in Übereinstimmung zu bringen in der Lage ist und zumindest zu unnütz grossen, d. h. zu unausnutzbaren Dimensionen der Heizflächen gelangt. 



   Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung kann nun das Verhältnis der Heizfläche von Kessel und Economiser derart vorbestimmt gewählt werden, dass man über die erwähnten Schwierigkeiten hinwegkommt und die Nachteile vermeidet. Das Verhältnis von Eeonomiser zur Kesselheizfläche muss ein ganz bestimmtes sein, wenn die Abwärme beim Gaserzeugungsprozess restlos oder im wesentlichen Masse gewonnen werden soll. Wählt man das Verhältnis von Eeonomiser-   heizfläche   zur Kesselheizfläehe willkürlieh, z. B. erstere gross und letztere klein, so hat dies zur Folge, dass der Eeonomiser einerseits dem Kessel ungenügend vorgewärmtes Wasser zuführt oder dass es anderseits im Economiser bereits zur Dampfbildung kommt.

   Will man diesen Übelstand vermeiden, so muss man auf die Ausnutzung eines Teiles der Blasegase zum Schaden des   wärmeteehnisehen   Effektes verzichten. 



   Alle Übelstände werden dadurch beseitigt, wenn man gemäss der Erfindung die Zuführung des Speisewassers der jeweilig anfallenden Wärmemenge anpasst und sich eines eigenen Verfahrens zur Vornahme der Speisung solcher Kesselanlagen bedient. Mit Hilfe dieses Verfahrens erreicht man eine wesentliche Verbesserung des thermischen Gesamteffektes, da man dadurch in die Lage versetzt wird, alle bei den vorerwähnten Gaserzeugungsprozessen anfallenden Wärmemengen restlos auszunutzen. Insbesondere zeigt sich dieser Vorteil bei der vorerwähnten Kombination von Kessel und Eeonomiser, da man dabei in die Lage versetzt wird, die kostspieligere Kesselheizfläehe sehr klein zu dimensionieren und dafür die weniger kostspielige   Economiserheizfläche   um so grösser halten zu können.

   Das Verfahren bringt ferner bei seiner Anwendung den Vorteil, dass unabhängig von der Dampfentnahme der Dampfdruck im Kessel 

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   annähernd konstant bleibt, weil Wärmeanfall und Kesselspeisung in Einklang stehen. Natiirlieh ist bei einer für das Verfahren gebauten Anlage Voraussetzung, dass Kessel und Eeonomiser zusammen die zur Ausnutzung der gesamten Wärme erforderliche Heizfläche besitzen. 



  Die Ausführung des Verfahrens bedingt das Abhängigmachen der Regelorgane für das Kesselspeisewasser von einem den Wärmeanfall beeinflussenden Regelorgan. Am besten geschieht dies beim intermittierenden Gaserzeugungsprozess durch Kupplung oder Verriegelung des Speisewasserventils mit einem Regelorgan der Wind-, Gas-Dampfleitung oder mit einem sonstigen für den Gaserzeugungprozess notwendigen Einrichtung, die den Wärmeanfall zu beeinflussen imstande ist. 



  Beim kontinuierlichen Gaserzeugungsprozess wird man am besten zur Durchführung des Verfahrens die Zuführung des Speisewassers in Abhängigkeit von der Temperatur des den Gassauger oder Abhitzekessel verlassenden Gases bringen. Die Gasabgangstemperatur (Temperatur des Gases beim Gaserzeugerausgang z. B. zwischen Gaserzeuger und Eeonomiser) ist veränderlich. Sie wird z. B. höher sein, wenn die Schichthöhe des Vergasungsstoffes (bzw. des festen Kohlenstoffes in Gasform) niedriger geworden ist, und sie wird niedriger werden, wenn der kalte Vergasungsstoff in den Gaserzeuger eingebracht wird. 



  Oder sie wird sich auch mit der jeweiligen Beanspruchung des Gaserzeugers im Eetrieb verändern. Diese Tatsache benutzt man, um mit Hilfe einer von der Temperaturänderung beeinflussten Regelvorrichtung oder mechanischen, elektrischen, hydraulischen, pneumatischen oder sonst irgendeines Antriebsmeehanismus das Speisen des Kessels derart regelt, dass Wärmeanfall und Kesselspeisung im Einklang stehen. 



  Es werden vier Ausführungsbeispiele gezeigt, wobei (Fig. 1-4) betont wird, dass die Erfindung nicht auf diese vier Ausführungsbeispiele beschränkt ist. 



  Fig. 1 stellt eine Anordnung des Gaserzeugers für Wassergas vor, welcher zur Gewinnung der Abwärme aus den Blasegasen mit einem Wärmespeieher und einem Abhitzekessel mit einem Eeonomiser in Verbindung steht. Der Generator a von beliebiger Konstruktion, der mit einem Rost b ausgestattet ist, erhält die Unterluft von einem Ventilator o durch die Leitung e. Während der Blaseperiode des Wassergasprozesses entweichen die in dieser Periode erzeugten Blasegase durch die Rohrleitung cl aus dem Generator in den Wärmespeicher e, der als Zündkammer oder Verbrennungsraum dient und in welchem die Blasegase verbrannt werden. Die heissen Verbrennungsgase gelangen von e in den Abhitzekessel f, wo sie einen Teil ihrer Wärme abgeben und von I in den Eeonomiser g, wo der Rest des Wärmegefälles zur Vorwärmung des Kesselspeisewassers ausgenutzt wird.

   Die abgekühlten Verbrennungsgase verlassen dann g durch den Kamin A. Während dieser Periode des Wassergas-oder eines sonstigen diskontinuierlichen (intermittierenden) Gaserzeugungsprozesses, also in der Periode des Wärmeanfalles, ist das in der Speiseleitung i sitzende Absperr-oder Regelorgan I geöffnet und wird mittels der Pumpe k dureh i und g und i, dem Abhitzekessel Kesselspeisewasser, welches in dem Eeonomiser vorgewärmt worden ist, zugeführt. Die Öffnung des Absperr-und Regelorgans ?. in die Speiseleitung i ist gleichzeitig durch die   
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 und   H   geöffnet worden. Wird nun bei der Einleitung der   Gasungsperiode m   wieder mit Hilfe von n und   11)   geschlossen, so wird auch   selbsttätig 1 geschlossen und   die Kesselspeisung unterbrochen. 



   Mit Hilfe dieser Einrichtung ist die Kesselspeisung mit dem Wärmeanfall in vollen Einklang gebracht worden und man ist mit Hilfe dieses Verfahrens in der Lage, die kostspielige   Heizfläche   des Abhitzekessels klein zu wählen und dafür die weitaus billigere   Heizfläche   des Economisers grösser zu wählen. Beide   Heizflächen   zusammen sind ausreichend zur restlosen   Ausnutzung des Wämiegefälles   in der Zeit, wo Wärme anfällt. 



   Fig. 2 stellt eine Anordnung für eine   Wassergas-oder Doppelgaserzeugungsanlage dar,   bestehend aus einem Generatordampfkessel, einem als   Zündraum   oder Verbrennungsraum ausgebildeten Wärmespeicher und einem Eeonomiser, bei welcher Anordnung ebenfalls die Abwärme aus den Blasegasen beim Warmblaseprozess gewonnen wird. Der Generator a ist ein kombinierter Gas-und Dampferzeuger, indem der Schacht durch den   Dampfkessel I gebildet   wird. Der Generator besitzt einen Rost b. Die Unterluft gelangt vom Ventilator o in der Periode des Heissblasens durch die Leitung c und durch den Rost b in den Schacht des Gaserzeugers a, während das in der Blaseperiode erzeugte Blasegas durch die Leitung   cl   in den   Zünd-und Verbrennungsraum   e strömt, wo die Blasegase verbrannt werden.

   Die heissen Blasegase strömen bei der Anordnung nach diesem   Ausführungsbeispiel   durch die Leitung   d)   in den   Gasmantel-     raum i,   der um den den Generatorsehaeht bildenden Dampfkessel angeordnet ist. In diesem Gasmantelraum geben die heissen Verbrennungsgase der Blasegase, wenn letztere verbrannt werden, oder die Warmblasegase selbst, wenn sie nicht verbrannt werden. ihre Wärme zum Teil ab. Der Rest des Wärmegefälles wird wieder in dem Eeonomiser g zur   Vorwärmung   des Kesselspeisewassers ausgenutzt, wenn die aus dem Gasmantelraum des Generators abziehenden Gase den Eeonomiser umspülen, um bei   ;   durch den Kamin abzuziehen.

   Während dieser Periode des Wassergas-oder sonst eines diskontinuierlichen (intermittierenden) Gaserzeugungsprozesses, also zur Zeit des Wärmeanfalles, ist das in der Speiseleitung i sitzende   Absperr-oder Regelorgan !   geöffnet und wird mittels der Pumpe k durch   1   und   g lind i,   dem Abhitzekessel Kesselspeisewasser, welches in dem Eeonomiser vorgewärmt worden ist, zugeführt. Die 
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 worden. Wird nun bei der Einleitung der Gasungsperiode m wieder mit Hilfe von   n     und'11, geschlossen,   so wird auch selbsttätig   l   geschlossen und die Kesselspeisung unterbrochen. 



   Mit Hilfe dieser Einrichtung ist die Kesselspeisung mit dem Wärmeanfall in vollen Einklang gebracht worden und man ist mit Hilfe dieses Verfahrens in der Lage, die kostspielige Heizfläehe des 
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 wählen. Beide   Heizflächen   zusammen sind ausreichend zur restlosen Ausnutzung des Wärmegefälles in der Zeit, wo Wärme anfällt. 



   Fig. 3 stellt eine Gaserzeugungsanlage für kontinuierliche Gaserzeugung, wie z. B. für Generatorgaserzeugung, bei Ausnutzung der fühlbaren Wärme des erzeugten Gases zur Dampferzeugung bzw. 



  Kesselspeisewasservorwärmung dar. Der Ventilator o liefert durch die Leitung   c   und durch den Rost b konstant Unterluft, der Dampf zugesetzt ist, oder wasserdampfgesättigte Luft in den Sehaeht des Generators a. Von hier strömen die erzeugten heissen Gase durch die Leitung d zum Abhitzekessel 1 und   von 1 zum Economiser g   und von g zum Schornstein h. Das oben erwähnte Schwanken in der Temperatur des aus dem Generator abziehenden Gases wird nach der Erfindung dazu benutzt, um die Kesselspeisung zu regeln, d. h. um sie in Einklang mit der Gasabgangstemperatur und indirekt mit der Dampferzeugung zu bringen. Geht der Generator heisser, so haben die durch die Leitung d abziehenden
Gase eine höhere Temperatur und die anfallenden Wärmemengen werden dementsprechend grösser sein. 



  Um diese restlos ausnützen zu können, muss in dieser Periode des Gaserzeugungsprozesses der Abhitzekessel 1 mit dem im Eeonomiser g vorgewärmten Kesselspeisewasser versorgt werden. Nach dem Ausführungsbeispiel geschieht dies in der Weise, dass ein Thermometer p z. B. einen Kontakt q auslöst, der durch die Leitung r mit der Servovorriehtung s in Verbindung steht, die an eine elektrische Stromquelle angeschlossen ist. Diese Servovorrichtung betätigt das in der Speiseleitung i sitzende Absperr-oder Regelorgan 1, welches mehr oder weniger den Querschnitt der Speiseleitung freigibt, wodurch die Pumpe k imstande ist, das Speisewasser durch den Economiser und durch die Leitung i, in den Abhitzekessel 1 zu drücken. Es liegt nicht in der Absicht der Erfinder, die Betätigung des Speisewasserregelorgans auf die als Ausführung gewählte Einrichtung zu beschränken.

   Auch bei dieser Anordnung wird man durch die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung in die Lage versetzt, die kostspieliger   Heizfläche   des   Abhitzekessels 1 möglichst   klein zu wählen, während die billigere   Heizfläche   des Economisers   fi   entsprechend gross gehalten werden kann. Beide Heizflächen zusammen müssen   selbstverständlich   such hier ausreichen, das zur Verfügung stehende   Wärmegefälle   restlos auszunutzen. 



   Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Anwendung des Verfahrens bei einem kontinuierlichen Gaserzeuger, wenn dieser ein Generatordampfkessel ist, der mit dem Economiser in Verbindung steht. 



  Durch den Unterluftventilator o wird durch die Leitung c und den Rost b des Generators   a   konstant Unterluft und Dampf oder wasserdampfgesättigte Luft gebracht. Der Schacht des Generatordampfkessels a wird durch den Dampfkessel/gebildet. Das im Schacht des Generators a erzeugte Gas gelangt durch die Leitung   d   in den   Gasmantelraum 11'welcher   um den   Dampfkessel I herum   angeordnet ist. 



  Im Gasmantelraum geben die heissen Gase ihre fühlbare Wärme zur Dampferzeugung in 1 nutzbar ab und verlassen den Generator durch die Leitung   d1.   Von   d,   strömen die Gase durch den Eeonomiser g in den   Kamin h.   Im Economiser findet die Ausnutzung des restlichen Wärmegefälles statt. Bei dieser Anordnung ist der Zweck und die Wirkungsweise der Regeleinrichtung, welche die Speisewasserregelung beeinflusst, der gleiche, wie der bei Fig. 3 erwähnte. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Speisung von mit Economisern versehenen Abhitzekesseln und Generatordampfkesseln einer Gaserzeugungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abwärme liefernden Gaserzeugungsprozessen die Speisung des Abhitzekessels   und Economisers   oder des Generatordampfkessels und Economisers gleichzeitig mit dem jeweiligen Anfall der Abwärme erfolgt.

Claims (1)

  1. 2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei intermittierenden Gaserzeugungsprozessen zur Erzielung des Einklanges der Speisung von Eeonomiser und Kessel mit dem jeweiligen Wärmeanfall des Gaserzeugungsprozesses das Öffnen und Schliessen der Absperr-bzw. Regelorgane der Kesselspeiseleitung vom Öffnen und Schliessen der Absperr-und Regelorgane in der Wind-, Gas-, Dampf-oder in einer sonstigen für den Gaserzeugungsprozess wichtigen Leitung derartig abhängig gemacht wird, dass beim Öffnen oder Schliessen der letzterwähnten Absperr-und Regelorgane die ersterwähnten gleichzeitig betätigt, d. h. geöffnet und geschlossen werden.
    3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei kontinuierlichen Gaserzeugungsprozessen das Sehwanken der Gastemperatur, u. zw. vorzugsweise unmittelbar beim Ausgang des Generators der Gaserzeugungsanlage, dazu benutzt wird, um mit Hilfe einer Hilfseinrichtung die Absperr-und Regelorgane in der Kesselspeiseleitung betätigen zu können, um auf diese Weise den Einklang zwischen Wärmeanfall und Kesselspeisung zu erzielen.
AT122610D 1930-07-07 1930-07-07 Verfahren und Einrichtung zur Speisung von mit Economisern versehenen Abhitzekesseln und Generator-Dampfkesseln. AT122610B (de)

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