<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zum Erhitzen von Medien
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
kleinere Wandfläche der Heizkammer benötigt, so dass sich die Bau- und Wartungskosten wesentlich ver- ringern.
Die gleichmässige Anordnung der Rohre gegenüber der eigentlichen Heizvorrichtung bietet die ver- schiedensten Möglichkeiten, die getrennten Rohre zu Rohrschlangen zu vereinigen, so dass sich in der
Praxis im Vergleich zu den bis jetzt bestehenden Möglichkeiten eine grössere Mannigfaltigkeit ergibt ; dies ist darauf zurückzuführen, dass die getrennten Rohre während des Betriebes im wesentlichen gleichen
Wärmebelastungen ausgesetzt sind.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung an einem Aus- führungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen waagrechten Querschnitt durch einen Teil eines erfindungsgemässen Industrieofens zum Erhitzen flüssiger Kohlenwasserstoffe.
Der erfindungsgemässe Ofen umfasst Seitenwände aus Metall, die im Querschnitt so profiliert sind, dass sie dem Ausbeulen und/oder Durchbiegen einen grösseren Widerstand entgegensetzen. Die Seiten- wände sind mit einer Schicht 2 aus feuerfestem Material verkleidet, z. B. aus feuerfestem Beton, die an den Seitenwänden anliegt und z. B. in Anlage an den Seitenwänden 1 gegossen worden ist. Über die ganze
Länge der eine vollständige Umschliessung bildenden, mit der feuerfesten Verkleidung versehenen Seiten- wände erstreckt sich eine einzige Reihe von senkrechten Rohren 3 ; der Abstand der Rohre 3 von den Sei- tenwänden bzw. der feuerfesten Auskleidung, bezogen auf die Rohrachsen, ist nahezu gleich dem Aussen- durchmesser der Rohre.
Innerhalb der Heizkammer sind ferner zwei Reihen von Rohren 4 und 5 so ange- ordnet, dass die einzelnen Rohre der beiden Reihen einander diametral gegenüberliegen bzw. Rücken an
Rücken angeordnet sind. Zwei ähnliche Reihen von Rohren 4'und 5'sind-in der Heizkammer so ange- ordnet, dass sämtliche Reihen von Rohren 3, 4,5, 4'und 5'zusammen vier Abschnitte oder Teilkam- mern 6,7, 8 und 9 abgrenzen, die eine rechteckige Grundrissfläche haben. Im Boden jedes dieser Ab- schnitte ist eine zentrale Öffnung 10,11, 12 bzw. 13 vorgesehen, in die eine geeignete Verbrennungsvor- richtung eingebaut werden kann.
Der kürzeste Abstand zwischen den sich durch die Brenneröffnungen erstreckenden Rohren ist so ge- wählt, dass während des Betriebes die grösste seitliche Ausbreitung der Flamme nicht mehr als 2/3 des kürzesten Abstandes zwischen zwei einander diametral gegenüberliegenden Rohren beträgt ; somit ist dieser kürzeste Abstand annähernd gleich der Länge der kürzesten Seite des Rechtecks, das die seitliche Be- grenzung des betreffenden Abschnittes bildet ; mit andern Worten soll der kürzeste Abstand von der Mittellinie eines Brenners in einem Abschnitt von der Achse eines Heizrohres in diesem Abschnitt mindestens das l. Sfache des Abstandes betragen, welcher der grössten seitlichen Ausbreitung der Flamme während des Betriebes gegenüber der Mittellinie des betreffenden Brenners entspricht.
Bei der hier beschriebenen Ausbildungsform sind die Brenner in den Boden der einzelnen Abschnitte eingebaut. Es ist jedoch auch möglich, die Brenner an den oberen Enden der Abschnitte vorzusehen, so dass die Flamme während des Betriebes nach unten gerichtet ist. Ferner können in jedem Abschnitt statt nur eines Brenners mehrere Brenner vorgesehen werden. Wenn z. B. die Reihen von Rohren 4'und 5'fort- gelassen werden, entstehen zwei Abschnitte mit einem langgestreckten Grundriss, wobei in jedem Abschnitt zwei Brenner vorgesehen werden können. Die Form der einzelnen Abschnitte und die Zahl der Brenner richtet sich nach den verschiedensten Faktoren, z. B. der Art des zu erhitzenden Mediums, dem gewünschten Grad der Erhitzung, dem Fassungsvermögen, dem gewünschten Durchsatz u. dgl.
Es ist jedoch wichtig, dass jeder Abschnitt seitlich von Reihen von Rohren umgeben ist.
Als Brenner werden die bei derartigen Öfen gebräuchlichen Brenner verwendet. Sie können z. B. einen zentral angeordneten, mittels Druck zu betreibenden mechanischen Zerstäuber für den als Brennstoff verwendeten flüssigen Kohlenwasserstoff umfassen, der von geeigneten Luftzuführungsorganen umgeben ist, wobei erforderlichenfalls auch Einrichtungen zum Mischen und Fördern der die Verbrennung aufrechterhaltenden Medien vorgesehen sein können.
Die Rohre der verschiedenen Reihen können hintereinander-oder parallelgeschaltet sein ; ferner können Kombinationen von hintereinandergeschalteten und parallelgeschalteten Rohren verwendet werden. Je nach der gewählten Anordnung können die Enden der Rohre in Sammelbehälter münden oder sie können durch geeignete Krümmer miteinander verbunden sein, so dass sich mehrere senkrechte Rohrschlangen ergeben.
Die Rohre können auf einfache Weise montiert werden, indem sie an der Decke des Ofens aufgehängt werden oder indem sie vom Boden des Ofens aus abgestützt und mit einer geeigneten Führung am oberen Ende des Ofens versehen werden.
Die-hier beschriebene Anordnung der Rohre eignet sich grundsätzlich sehr gut zur Verwendung in einem Ofen, der sich aus mehreren vorgefertigten, eine Umschliessung bildenden Teilen zusammensetzt,
<Desc/Clms Page number 3>
die so übereinander angeordnet sind, dass alle Teile einschliesslich der Ofendecke und der Rohre durch das unterste Element abgestützt werden, wie dies z. B. in der franz. Patentschrift Nr. 1. 260. 672 beschrie- ben ist. Bei einer solchen Konstruktion wird keine Tragkonstruktion aus Stahlprofilen benötigt, wie sie bei zahlreichen bekannten Industrieöfen vorgesehen ist, und hieraus ergibt sich eine erhebliche Verringe- rung der Baukosten.
Bei der beschriebenen Konstruktion wird die Wärme hauptsächlich durch Strahlung übertragen ; die noch heissen Verbrennungsgase, die am oberen Ende des Ofens abgezogen werden, enthalten noch eine ausreichende Wärmemenge, so dass sie bei einem weiteren Wärmeübertragungsvorgang verwendet werden können ; zu diesem Zweck können sie direkt in eine weitere Heizkammer eingeleitet werden, in der ebenfalls Reihen von Heizrohren vorgesehen sind und in der die Verbrennungsgase ihre Wärme hauptsäch- lich durch Konvektion abgeben. Auf diese Weise ist es z. B. möglich, dem beschriebenen Ofen einen Dampferzeuger nachzuschalten. Eine solche Anordnung kann sich z. B. in Ölraffinerien als besonders vorteilhaft erweisen.
Grundsätzlich ist es auch möglich, mehrere Einrichtungen der beschriebenen Art parallelzuschalten und die noch heissen Verbrennungsgase einer gemeinsamen Kammer zuzuführen, in der die Wärmeübertragung durch Konvektion erfolgt.
Ausserdem ist es natürlich auch möglich, eine erfindungsgemässe Einrichtung ausschliesslich zur Erzeugung von Dampf zu verwenden.
Die beschriebene Einrichtung bietet sehr günstige Möglichkeiten für eine anpassungsfähige Regelung bezüglich des Durchsatzes und des Grades der Erhitzung ; ausserdem können die verschiedensten Medien behandelt werden. Wenn mehrere dieser Einrichtungen parallelgeschaltet werden, ergibt sich ein Aggregat von geringem Raumbedarf, mittels dessen verschiedene Medien erhitzt werden können, wobei gleichzeitig Dampf erzeugt werden kann.
Beispiel : Es wurde eine erfindungsgemässe Einrichtung ausgeführt, bei der die Heizkammer eine Länge von 6 m, eine Breite von 11 m und eine Höhe von 19 m. iat. Diese Einrichtung dient zum Erhitzen von Rohöl von etwa 2300C auf etwa 3500C bei einem Druck von 2 at. Die Leistungsfähigkeit dieser Einrichtung beträgt 50000 Tonnenkalorien.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Erhitzen von Medien, die durch Heizrohre geleitet werden sollen, insbesondere in Form eines Industrieofens zum Erhitzen flüssiger Kohlenwasserstoffe, bei dem die Heizkammer durch mehrere Reihen von senkrechten Heizrohren in mehrere Strahlungsheizungsabschnitte unterteilt ist, wobei jeder Abschnitt mit mindestens einem zentral angeordneten, senkrecht stehenden Brenner ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich längs der Seitenwände der Heizkammer eine einzige Reihe von Rohren erstreckt, dass innerhalb der Kammer eine oder mehrere Doppelreihen von Rohren so angeordnet sinJ.
dass sie die Heizkammer in mehrere Abschnitte von rechteckiger Grundrissfläche unterteilen, die seitlich durch Heizrohre abgegrenzt werden, und dass die Rohre in den Doppelreihen so zueinander angeordnet sind, dass die einzelnen Rohre verschiedener Reihen Paare von einander diametral gegenüberliegenden Rohren bilden, die Rücken an Rücken angeordnet sind, wobei die Abstände zwischen den Rohren so gewählt sind, dass der Abstand zwischen den Achsen benachbarter Rohre doppelt so gross oder nahezu doppelt so gross ist wie der Abstand zwischen der Achse eines Rohres einer einzigen Reihe von Rohren und der Wand der Heizkammer.
EMI3.1