CH227322A - Kohlenstaubgefeuerte Anlage zur Hocherhitzung von Gasen oder Dämpfen. - Google Patents

Description

      Kohlenstaubgefeuerte    Anlage zur     Hoeherhitzung    von Gasen oder Dämpfen.    Bei     Kohlenstaubfeuerungen    muss vermie  den werden, dass Schlacke in flüssigem oder  teigigem Zustand in die     Heizgaszüge    gelangt,  wo sie sich an Rohren niederschlagen und zu  Verstopfungen Anlass geben kann. Bei     koh-          lenstaubgefeuerten    Dampfkesseln zum Bei  spiel wird den Heizgasen bereits in der  Brennkammer so viel Wärme entzogen, dass  ihre Temperatur vor Eintritt in die Rohr  bündel unter die     Schlackenerhärtungstem-          peratur    herabsinkt.

   Handelt es sich jedoch  nicht um Dampferzeuger, sondern um Ein  richtungen zur Erhitzung von Gasen und  Dämpfen, zum Beispiel um Winderhitzer,  reine     Dampfüberhitzer    oder dergleichen, so  ist es meist nicht möglich, die Brennkammer  mit Heizflächen     auszurüsten    und einen we  sentlichen Anteil der Wärme dort nutzbar  abzuführen, da von Gasen und Dämpfen  durchflossene Rohre wegen des geringen  Wärmeüberganges an die Gase oder Dämpfe  nicht tief genug gekühlt werden können, um  sie vor Zerstörungen durch die hohe Strah  lungswärme im     Brennraum        z-q        soten_.    Es    ist dies auch der     Grund,

      warum man bei       Lufterhitzern    und einen     Dampfüberhitzern     nur in Ausnahmefällen Kohlenstaub verwen  det und lieber zu     Rostfeuerungen    greift, wo  bei dann meist noch mit grossen Luftüber  schüssen gearbeitet     wird,    die den Wirkungs  grad der Anlage wesentlich herabsetzen.  



  Gegenstand vorliegender     Erfindung    ist  eine Anlage zur Hocherhitzung von Dämp  fen und Gasen, zum Beispiel Lufterhitzer,       Dampfüberhitzer    oder dergleichen, die mit  Kohlenstaub gefeuert wird     und    deren     Brenn-          gasen    rückgeführte Abgase beigemischt wer  den, wodurch diese Brenngase so weit ab  gekühlt werden, dass die Schlacke zum     grii-          sseren    Teil erhärtet und in Staubform ' aus  fällt, bevor das Gasgemisch in die Rohr  bündel des zur Erhitzung des Gases oder  Dampfes vorgesehenen     Wärmeaustauscher     eintritt.

   Durch die     Rückführung    von Gasen  bleibt der     Feuerungswirkungsgrad        unberührt,     da dieser allein durch die Höhe des verwen  deten Luftüberschusses     bedingt    wird, dagegen  sinkt das     Temperaturgefälle        zwischen    dem      Heizgas und dem zu erhitzenden Medium.  Die Heizfläche des     Wärmeaustauschers    muss  dementsprechend grösser gemacht werden.  



  Die Erniedrigung des Temperaturgefälles  kann nun aber mehr als wettgemacht     werden,     wenn die Anlage nach dem     Velox-Verfahren     gebaut und betrieben wird, das heisst wenn  statt atmosphärischer     Feuerung    Druckfeue  rung und sehr hohe     Heizgasgesehwindig-          keiten    verwendet werden. Das Druckgefälle  für den erhöhten Heizgasdruck und die gro  ssen     Heizgasgeschwindigkeiten    kann zum  Beispiel mit einem Verdichter erzeugt wer  den, der durch eine     Gasturbine    angetrieben  wird, deren Treibmittel die Heizgase selbst  sind.

   Es bleibt dann der Anlagewirkungs  grad auch von der Höhe des zur Vermin  derung der Grösse der Heizflächen verwen  deten Druckes weitgehend unabhängig.  



  Auf der Abbildung ist. das Schema     eines     Beispiels der Anlage gemäss der Erfindung  dargestellt, und zwar einer solchen mit       Druckfeuerung.    Es ist 1 die Brennkammer,  in der der beispielsweise in einer     Prallmühle     2 hergestellte Kohlenstaub verbrannt und im  anschliessenden Mischraum 3 mit Abgasen  gemischt wird. Die auf etwa     Erstarrungs-          temperatur    der Schlacke, das heisst je nach  Schlackenqualität auf 900 bis 1100  abge  kühlten Heizgase gelangen bei 4 in den       Wärmeaustauscher    5, 6 und von dort zur  Gasturbine 7.

   Die Gasturbine treibt einen  Verdichter 8 an, der sowohl die Transport  und     Mühlenluft    für die     Prallmühle    2. als  auch die Zweitluft für die Brennkammer lie  fert. Zum Anlassen wird die Ladegruppe  mit einem Motor 9 versehen, der im Behar  rungszustand als Generator arbeitet, da die  Gasturbine wesentlich mehr Leitung zu lie  fern vermag, als der Verdichter 8     benötiut.     Mit der erzeugten elektrischen Energie wird  der Motor des Gebläses 10 für die Rück  führung der Abgase, sowie der     Mühlenlnft-          v        erdichter    11,

   der die im Verdichter 8 vor  verdichtete Luft auf den in der     -1lühle        he-          nötigten    Druck bringt, betrieben. Die im  Mischraum ausgeschiedene Schlacke wird bei  12 abgeführt. Ein Teil der Schlacke wird    als feiner Staub von den Heizgasen mitge  führt und kann noch in einem besonderen       Abscheider    13 vor der Gasturbine abgeschie  den  -erden. Im Mischraum 3 soll der grö  ssere Teil der Schlacke abgeschieden werden.  



  Zur Regelung der Anlage und zur Ein  haltung der Temperatur, auf die das bei 14  eingeführte, bei 15 austretende Medium (Gas  Luft] oder Dampf) erhitzt werden soll,  kann sowohl die     Kohlenstaubmenge    als auch  die Menge des rückzuführenden Abgases ver  ändert werden. Es lässt sieh vor allem mit  der Abgasmenge die Temperatur des Heiz  gasgemisches genau beherrschen, so dass     eiirr     Überhitzung der Rohre des     Wärmeaustau-          schers    weitgehend vorgebeugt ist.  



  Die Menge des rückzuführenden Gases  wird meist das bis     21/#fache    des Frisch  gases betragen. Diese bedeutende Volumen  vermehrung ergibt auch bei hohen     Ladebrük-          ken    und grossen     Heizgasgeschwindigkeiten     grosse Abstände von Rohr zu Rohr, so dass  Verstopfungen durch Schlackenstaub und vor  allem durch Brückenbildungen zwischen den  Rohren vermieden sind.     Anderseits    ergeben  aber die hohe Dichte und die grossen Strö  mungsgeschwindigkeiten des Heizmittels so  grosse spezifische Wärmeübergänge, dass trotz  des verminderten Temperaturgefälles die       Wärmeumsätze    je     m2    Heizfläche sehr gross  werden.

   Die gesamte Heizfläche wird ver  hältnismässig klein, was umso wichtiger ist,  als die sich bei hohen Erhitzungen ergeben  den     Rohrwandtemperaturen    teuere Baustoffe  erfordern.  



  Die Abgase, die die Gasturbine bei 16  verlassen, lassen sich noch in einem     Vorwär-          rner,    zum Beispiel für das zu erhitzende     fe-          dium    selbst, oder, bei     Dampfüberhitzern,    zur       Wasservorwärmung    verwenden. Es ist aber  auch denkbar, sie andern Einrichtungen, zum  Beispiel Dampfkesseln, zur     Weiterausnüt-          zung    zuzuführen.  



  Um für das     Rückführgebläse    kleineres  Verdichtungsverhältnis zu erhalten, liessen  sich die rückzuführenden Gase auch zum Bei  spiel bei 17 entnehmen und durch einen       Wärmeaustauscher    18, der wenig Wider-      stand bietet, auf die zur     Mischung    erforder  liche Temperatur bringen.  



  Es könnte auch in den Fällen, bei denen  die rückgeführten Abgase vor der Gas  turbine entnommen werden, in den Abgas  strom ein     Wärmeaustauscher    eingeschaltet  werden, der einen     Vorwärmer    für das zu er  hitzende Gas oder Dampf bildet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anlage zur Hocherhitzung von Gasen und Dämpfen, dadurch gekennzeichnet, da.ss die selbe mit Kohlenstaub gefeuert wird und den Brenngasen rückgeführte Abgase in einem Masse beigemischt werden, dass die Brenn- gase so weit abgekühlt werden, dass die durch sie mitgeführte Schlacke zum grösseren Teil erhärtet und in Staubform ausfallen kann, bevor das Gasgemisch in die Rohrbündel des zur Erhitzung des Gases oder Dampfes die nenden Wärmeaustauschers eintritt. UNTERANSPRüCHE: 1.

   Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Brennkammer und Wärmeaustauscher ein Raum für die Mischung der Brenngase mit den rückgeführ ten Abgasen und für den Ausfall der Schlacke vorgesehen ist. 2. Anlage nach Patentanspruch und Un teranspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung unter Druck erfolgt und der Druck durch einen Verdichter hergestellt wird, der durch eine Gasturbine angetrieben wird. 3.

   Anlage nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeieli- net, dass die rückzuführenden Abgase dem Heizgasstrom vor der Gasturbine entnommen werden. 4. Anlage nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, dass die rückzuführenden Gase vor ihrer Beimischung zu den Brenngasen durch einen zur Kühlung der ersteren dienenden Kühler, der einen Teil des Wärmeaustauschers bildet, auf die verlangte Temperatur gebracht wer den.