AT5853U2

AT5853U2 - Wasserrohrkessel für abfallbrennstoffe

Info

Publication number: AT5853U2
Application number: AT0060702U
Authority: AT
Original assignee: Teuchmann Erich Dipl Ing
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2002-12-27
Also published as: AT5853U3

Abstract

Der Wasserrohrkessel für Abfallbrennstoffe bezieht sich auf Hockdruck-Heissdampf-Abhitzekessel mit natürlichem Wasserumlauf für Abfallbrennstoffe aller Art, im besonderen Biomasse (Holzabfälle), im Leistungsbereich mittelgroßer Einheiten bis etwa 16 t/h hinter Feuerungsblocks. Vorzugsweise erstreckt sich der Anwendungsbereich auf die Kraft-Wärme-Kopplung zur Erzeugung von elektrischer Energie und Prozesswärme. Herstellung in kompakter vorgefertigter Blockbauweise. Die besonderen Merkmale sind: Normalausführung mit 3 vertikalen Rauchgaszügen, davon 2 Strahlungszüge und 1 Konvektionszug (mit Überhitzer und Verdampfer) in Verbindung mit einer querliegenden Obertrommel, die auf senkrechten, aussen liegenden Fallrohren abgestützt ist. Bessere Dampfqualität (Dampffeuchte) wird durch besondere Einführung des aus den Zügen aufsteigenden Dampf-Wassergemisches über einen längs liegenden Zwischensammler und über räumlich gekrümmte Verbindungsrohre in die Obertrommel erreicht. In einer Variantenausführung lassen sich die Strahlungszüge von oben her, mittels Düsen oder Lanzen, durch Öffnungen in der gekühlten Kesseldecke sehr effizient reinigen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Hochdruck-Heissdampf-Abhitzekessel, die speziell hinter Verbrennungsanlagen für Abfallbrennstoffe aller Art, im besonderen Biomasse (Holzabfälle), im Leistungsbereich mittelgrosser Einheiten hinter Feuerungsblocks, eingesetzt werden. Der Einsatzbereich erstreckt sich auf Anwendungsfälle, bei denen aus billigen Abfällen oder Biomasse, Hochdruck-Heissdampf erzeugt werden soll, mit der Absicht, diesen direkt oder indirekt über eine Kraft-Wärmekopplung einer Prozesswärmenutzung zuzuführen.

Stand der Technik sind Wasserrohrkessei mit mehreren vertikalen Zügen, wovon der erste Zug oder die ersten Züge meist als Strahlungsheizflächen und die folgenden Züge meist als Konvektionsheizflächen (Überhitzer, Verdampfer, Eko's, etc. ) ausgebildet sind. Die genannten Kessel mit wassergekühlten, vertikalen Kanalwänden haben, teils eine oben liegende, mittig oder seitlich angeordnete Längstrommel, teiles mittig oder seitlich angeordnete Längssammler in Stutzenverbindung mit einer darüber situierten Längstrommel und teils eine querliegend, am Kesselblock-Anfang oder.-Ende befindliche Obertrommel. Den beschriebenen,

im Naturumlauf arbeitenden Wasserrohrkesseln haften generell die Nachteile eines mehr oder weniger guten Wasserumlaufes und im besonderen bei Längstrommelausführung die geringere Sicherheit wegen verminderter Wasservorlage in der Trommel und die Einführung des Dampf-Wassergemisches senkrecht von unten in die Trommel an. Längstrommelkessel haben zumeist mehrere, aussen liegende, zu beiden Seiten des Kesselblocks situierte, gebogene Fallrohre die seitlich, unter einem bestimmten Winkel, von der längsliegenden Trommel ihren Ausgang nehmen. Kessel mit querliegender Obertrommel der vergleichsweise in Frage kommenden Bauart und Dampfleistung bis etwa 15 t/h haben teils aussenliegende, gebogene Fallrohre und teils senkrechte, in das Steigrohrsystem integrierte Fallrohre.

Im letzteren Fall findet eine teilweise feuerseitige Beheizung statt" die der Abwärtsbewegung des umlaufenden Kesselwassers Im Fallrohr entgegen wirkt. Die Einströmung des Dampf-Wassergemisches in die querliegend Obertrommel erfolgt nur von einer Seite.

Mit gegenständlicher Erfindung werden nachstehend genannte technische Aufgaben gelöst : Schaffung eines relativ einfachen und billigen, kompakt zusammengebauten NaturumlaufWasserrohrkessels kleiner bis mittlerer Dampfleitung, für höhere Drücke und HeissdampfTemperaturen, mit dem Ziel, mehr KWK-Strom erzeugen zu können.

Bessere Dampfqualität durch verbesserte Einführung und Verteilung des aufsteigenden Dampf-Wassergemisches In der Obertrommel.

Besserer Wasserumlauf durch gross dimensionierte senkrechte, aussen hegende Fallrohre mit sehr kurzen Wasserverbindungsleitungen.

Als Alternative : Reinigung der Strahlungszüge mittels Düsen oder Lanzen von oben, durch spezielle Öffnungen in der Kesseldecke.

Beschreibung : Der erfindungsgemässe Wasserrohrkessel für Abfälle ist im beigefügten Zeichnungsblatt in 4 Figuren dargestellt. Fig. 1 zeigt den in der Länge geschnittenen Aufriss, Fig. 2 den in der Quere geschnittenen Aufriss, Fig. 3 eine Alternative zu Fig 2 und Fig. 4 die Draufsicht auf den Kessel. Fig. 1 und Fig. 2 stellen den Wasserrohrkessel in Verbindung mit dem Ofenblock (Feuerung) dar. In der Regel werden die Kessel hinter dem Feuerungsblock situiert, wobei die heissen Feuerungsabgase durch eine Öffnung (15) in der Feuerungsrückwand in die Strahlungszüge (1) des Kessel gelangen, die in der Regel aus einem wasserge- kühlten Steigzug und einem wassergekühlten Fallzug mit einer 180-grädigen Rauchgasumlenkung am oberen Ende bestehen.

In den genannten Strahlungszügen (1) werden die Rauchgase auf Temperaturen so weit abgekühlt, dass sie im Betrieb keine grosse Gefahr mehr für die im letzten Zug (16) plazierten Überhitzerheizflächen (2) und Verdampferheizflächen (3) darstellen. Die im Überhitzer und Verdampfer auf wirtschaftliche Temperaturen abgekühlten Rauchgase verlassen in der Folge den Abgasstutzen (17) am Kesselblock und gelangen von dort in externe, konventionell ausgeführte Nachschaltheizflächen wie Eko, Luvo, etc., die in den Figuren des Zeichnungsblattes nicht dargestellt sind.

In besonderen Fällen kann der erste Steigzug der Strahlungsheizfläche (1) in Richtung Ofen so verbreitert werden, dass die Rauchgase aus dem Ofen durch eine Öffnung in der Ofendecke direkt nach oben in eine Strahlkammer entweichen können. (Im ZeichnungsBlatt nicht dargestellt).

In weiteren besonderen Fällen kann der erfindungsgemässe Wasserrohrkessel auch über dem Feuerungsblock oder seitlich daneben, unter Umständen um 900 verdreht, aufgestellt werden. (im Zeichnungsblatt nicht dargestellt).

Fig. 1 zeigt die Normalaufstellung des Wasserrohrkessels direkt hinter dem Feuerungsblock, in Ausführung mit 3 Zügen, wobei der Kessel auf einer Unterstützungskonstruktion (14) ruht, um den in der unteren Umlenkkammer (19) anfallenden Flugstaub durch Aschetrichter und Zellenradschleuse abziehen zu können.

Eine Besonderheit des erfindungsgemässen Kessels ist die Einführung und Verteilung des in den wassergekühlten Zügen aufsteigenden Dampf-Wassergemisches In die querliegend Obertrommel (6), von zwei Seiten (oder einer Seite) her optimal über die gesamte TrommelLänge verteilt, unter Zuhilfenahme eines darunter befindlichen, längsliegenden Zwischen- Sammlers (4), im Verein mit einer Anzahl räumlich gekrümmter Verbindungsrohre (5) zwischen Längssammler (4) und Obertrommel (6). Diese Konstruktion bringt, in Verbindung mit relativ einfachen Trommeleinbauten, eine bessere Dampf-Wasserentmischung in der Trommel und einen besseren Entfeuchtungsgrad des aus der Trommel abströmenden Sattdampfes.

Eine weitere Besonderheit sind die übergross dimensionierten, aussen liegenden, zu beiden Kesselseiten, im mittleren bis hinteren oder vorderen Kesselbereich situierten, geraden, senkrechten, bis zur Aufstandsfläche (14) durchlaufenden Fallrohre (7) mit kürzesten Verbindungsleitungen (8) zu den im unteren Kesselbereich befindlichen Wasserverteilungssammlern (9). Diese Konstruktion kommt einem verbesserten Wasserumlauf und einer einfachen Entlüftung und Entwässerung des ganzen Kessels zu Gute.

In Fig. 2 ist die Ausführung des erfindungsgemässen Kessels mit einem Längssammler (4), in Fig. 3, als Alternative, die Ausführung mit 2 Längssammlern (10), die nebeneinander liegen, dargestellt.

Letztgenannte Ausführung erlaubt, bei Einhaltung eines gewissen Abstandes (11), den Einbau von verschliessbaren Reinigungsöffnungen (12) in der Kesseldecke, wodurch effiziente Abreinigung der Strahlungszüge (1) von oben her, wie bei grösseren Zwangsumlauf-Abhitzekesseln bekannt, mittels Düsen oder Lanzen möglich wird.

Bezugszeichenliste für Wasserrohrkessel für Abfallbrennstoffe 1 Strahlungszüge 2 Uberhitzer 3 Verdampfer
EMI4.1
5 Verbindungsrohre 6 Obertrommel 7 Fallrohre 8 Verbindungsleitungen 9 Wasserverteilungssammler 10 Längssammler (4) in Doppelausführung 11 Abstand (zwischen den Längssammlern) 12Reinigungsöffnungen 13 Mauerwerk 14 Kesselunterstützungskonstruktion 15 Öffnung in Feuerungsrückwand 16 Letzter Kesselzug (mit Überhitzer u. Verdampfer) 17 Abgasstutzen am Kesselblock 18 Öffnung in Feuerungsdecke 19 Untere Umlenkkammer

Claims

Ansprüche 1) Wasserrohrkessel für Abfallbrennstoffe in Ausführung als Hochdruck-Heissdampf- Abhitzekessel mit Naturumlauf für Verbrennung von Abfällen aller Art, bevorzugt Biomasse (Holzabfälle), einer Feuerung oder mehreren Feuerungen nachgeschaltet, mit mindestens zwei, drei oder mehr vertikalen Zügen (wassergekühlten Rauchgas- kanälen), mit grosser vorgeschalteter Strahlungsheizfläche(1) zur weitgehenden Abkühlung der Rauchgase vor Eintritt in den Überhitzer (2) und Verdampfer (3) als letzten Zug, geeignet zur Abgabe der auf wirtschaftliche Temperaturen gekühlten Rauchgase an vorzugsweise extern angeordnete NachschaltheizflÅachen wie z. B.

Eko, Luvo, etc, dadurch gekennzeichnet, dass das in vertikalen Kanalwänden aufsteigende Dampf- Wassergemisch nach geeigneter Umlenkung in einen, etwa in Kesselmitte oben liegenden, durchlaufenden Längssammler (4) mündet und von dort, durch räumlich gekrümmte Verbindungsrohre (5) in eine, darüber befindliche, querliegend Ober- trommel (6), zu beiden Seiten der Trommel (oder auch nur einer Seite), optimal über die Trommellänge verteilt, in die Obertrommel (6) ausströmt.
2) Wasserrohrkessel für Abfallbrennstoffe nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass die an beiden Kesselseiten über- stehende Obertrommel (6), siehe Fig. 2 und Fig.
3, beidseitig auf jeweils sehr kräftig dimensionierte, im Durchmesser gross gehaltene, senkrechte, ausserhalb der Kessel- zuge befindliche, bis zur Kesselunterstützungskonstruktion (14) durchlaufende Fall- rohre (7) abgestützt ist, die zufolge ihrer günstigen Plazierung in mittleren Kesselbereich sehr kurze Verbindungsrohrleitungen (8) zu den im unteren Kesselbereich befindlichen Wasserverilungssammlern (9) ergeben 3) Wasserrohrkessel für Abfallbrennstoffe nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass der oben liegende, durchlaufende Längssammler (4) in doppelter Ausführung nebeneinander (10),

links und rechts der Kesselmitte, zur Aufnahme des Dampf- Wassergemisches aus jeweils der linken und rechten Kesselhälfte, verwirklicht wird, wobei zwischen den beiden Längssammlern (10) ein gewisser Abstand (11) offen bleibt, der zweckmässigerweise mit verschliessbaren Reinigungsöffnungen (12) und dazwischen befindlichen feuerfesten Mauerwerksmaterial (13) verschlossen wird.