Die Abgase eines Verbrennungsofens, z. B. eines Kehrichtverbrennungsofens, müssen, bevor sie durch einen Kamin in die Umgebungsluft entlassen werden, gekühlt werden. Für diesen Zweck sind verschiedene Kühlsysteme bekannt.
Diese bekannten Kühlsysteme erweisen sich aber in der Praxis zum grossen Teil als ungenügend und weisen zudem den grossen Nachteil auf, dass ihre metallischen Teile, insbesondere die Kühlrohre, infolge der sehr hohen Temperatur der aus dem Verbrennungsofen.austretenden Abgase und der Strahlungswärme des Verbrennungsraumes verhältnismässig rasch verzundern und Korrosionsschäden erleiden, so dass öfters mit Arbeitsunterbrüchen verbundene Reparaturen erforderlich werden. Diese Nachteile können durch die vorliegende Erfindung sehr weitgehend behoben werden.
Die Erfindung betrifft einen an einen Verbrennungsofen angebauten Kühler für die Abgase des Verbrennungsofens mit zwei in Serie geschalteten Kühlrohrsystemen, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass in die Abgasaustrittsöffnung des Verbrennungsofens eine Schutzwand aus keramischem Material, welche die Kühlrohre des ersten Kühlrohrsystems vor Überhitzung, Verzunderung und Korrosion schützt, einge baut ist, welche auf ihrer Fläche verteilt angeordnete Durchlassöffnungen für die Abgase aufweist, an welche je ein Kühlrohr des ersten Kühlröhrensystems angeschlossen ist, dass die beiden Kühlröhrensysteme in einem auf einem Unterbau gelagerten Gehäuse angeordnet sind, welches aus einem ofen seitigen, waagrecht angeordneten, das erste Kühlröhrensystem enthaltenden,
mit einem Einlaufstutzen zum Einblasen von Kühlluft und einem Ablaufstutzen zum Ableiten der erhitzten Kühlluft in einen Kamin versehenen Gehäuseteil und einem vom Verbrennungsofen abgewendeten, senkrecht angeordneten Gehäuseteil, in welchen die mit den Kühlrohren des ersten Kühlröhrensystems mit axialem Spiel verbundenen Kühlrohre des zweiten Kühlröhrensystems münden, besteht, und dass in diesem mit einem zum Ableiten der gekühlten Abgase in den Kamin versehenen Abzugstutzen versehenen Gehäuseteil Sprühdüsen angeordnet sind, durch welche Kühlwasser in die aus den Kühlrohren des zweiten Kühlröhrensystems austretenden Abgase eingesprüht wird.
In der Zeichnung sind ein Teil eines Verbrennungsofens und eine beispielsweise Ausführungsform des Kühlers für die Abgase dieses Verbrennungsofens gemäss der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Abgasaustritts öffnung des Verbrennungsofens und den an diese angebauten Kühler für die Abgase;
Fig. 2 in grösserem Massstab einen Teil der in die Abgasaustrittsöffnung des Verbrennungsofens eingebauten Schutzwand aus keramischem Material, vom Innern des Verbrennungsofens her gesehen;
Fig. 3 im Massstab der Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der Schutzwand mit der vor der Abgasaustrittsöffnung des Verbrennungsofens angeordneten Blechplatte und den in eine der Öffnungen derselben eingesetzten ofenseitigen Endteil eines der Kühlrohre des ersten Kühlröhrensystems;
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Fig. 4 im Massstab der Fig. 3 einen axialen Schnitt durch eines der in die Öffnungen der zwischen den beiden Gehäuseteilen des Kühlers angeordneten Blechplatte eingesetzten Rohrstücke zur Verbindung der Kühlrohre des ersten Kühlröhrensystems mit denjenigen des zweiten Kühlröhrensystems.
In der Fig. list mit 1 ein Teil eines Verbrennungsofens und mit la dessen Abgasaustrittsöffnung bezeichnet. Aussenseitig der Abgasaustrittsöffnung 1 a ist eine diese vollständig überdeckende, massive Blechplatte 2 vor dem'Verbrennungs- ofen 1 fest angeordnet. Der Kühler für die Abgase des Verbrennungsofens 1 besitzt ein aus starkem Blech hergestelltes Gehäuse, welches einen ofenseitigen, ein erstes Kühlröhrensystem enthaltenden, waagrecht angeordneten Gehäuseteil 3 und einen vom Verbrennungsofen 1 abgewendeten, ein zweites Kühlröhrensystem enthaltenden, senkrecht angeordneten Gehäuseteil 4 aufweist. Der ofenseitige Gehäuseteil 3, dessen ofenseitiges Ende lösbar am Verbrennungsofen 1 befestigt ist, weist einen Querschnitt auf, der etwas grösser ist als die Fläche der Blechplatte 2 und nimmt diese auf.
Er besitzt auf einer Seite, im dargestellten Falle oben, einen Einlaufstutzen 3a mit einem Anschlussrohr 3b, durch welches durch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Gebläse Kühlluft eingeblasen wird, und, diesem Einlaufstutzen 3a gegen überliegend, einen Ablaufstutzen 3c mit einem in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Kamin führenden Ablaufrohr 3d. Der vom Verbennungsofen abgewendete Gehäuseteil 4 des Kühlers ist senkrecht angeordnet und besitzt seitlich an seinem oberen Teil einen Anschlussstutzen 4a, der an das vom Verbrennungsofen 1 abgewendete Ende des Gehäuseteiles 3 lösbar angeschlossen ist, wobei zwischen dem Gehäuseteil 3 und dem Anschlussstutzen 4a des Gehäuseteiles 4 eine massive Blechplatte 5 eingeschlossen ist.
Der Gehäuseteil 4 ist durch eine senkrechte Zwischenwand 4b in einen ofenseitigen Raum 4c und einen vom Verbrennungsofen 1 abgewendeten Raum 4d unterteilt. Der Raum 4d ist oben geschlossen und in ihm sind Sprühdüsen 6 zum Einsprühen von Kühlwasser vorgesehen und unterhalb dieser sind weitere Sprühdüsen 7 angeordnet. Der ofenseitige Raum 4c des Gehäuseteiles 4 weist oben einen Abzugstutzen 4e auf, von welchem eine Abzugsleitung 4f in den nicht dargestellten Kamin führt. An seinem unteren Ende weist der Gehäuseteil 4 einen Ablaufstutzen 4g auf, in welchem überschüssiges Kühlwasser gesammelt wird. um dann durch eine Ablaufleitung 4h abgeleitet zu werden. Das aus den Gehäuseteilen 3 und 4 bestehende Gehäuse des Kühlers ruht auf einem in der Zeichnung nicht dargestellten Unterbau, welcher aus Profileisen oder gegebenenfalls Mauerwerk bestehen kann.
In den Austrittsteil der Abgasaustrittsöffnung la des Verbrennungsofens 1 ist eine Schutzwand 8 eingebaut, welche aus Bausteinen 8a aus keramischem, feuerfestem und hitzebeständigem Material ausgebaut ist und welche auf ihrer ganzen Fläche gleichmässig verteilt angeordnete Durchlassöffnungen 8b runden Querschnittes aufweist. Die Blechplatte 2 weist diesen Durchlassöffnungen 8b genau gegenüberliegende, runde Öffnungen auf, in welche je ein Kühlrohr 9 des ersten Kühlröhrensystems, dessen ofenseitiges Ende mit einem Flansch 9a versehen ist, eingesetzt ist. Die Flansche 9a der Kühlrohre 9 liegen satt zwischen der Schutzwand 8 und der Blechplatte 2.
Die Blechplatte 5 weist genau entsprechend der Blechplatte 2 runde Öffnungen auf, über welchen je ein kurzes Rohrstück 10 an die Blechplatte 2 angeschweisst ist. In diese Rohrstücke 10 sind die vom Verbrennungsofen 1 abgewendeten Enden der Kühlrohre 9 des ersten Kühlröhrensystems lose eingeschoben. Von der vom Verbrennungsofen 1 abgewendeten Seite her ist in jedes der Rohrstücke 10 das ofenseitige Ende eines der Kühlrohre 11 des zweiten Kühlröhrensystems lose eingeschoben. Diese Kühlrohre 11, welche den Anschlussstutzen 4a des Gehäuseteiles 4 durchsetzen, sind in entsprechenden Löchern in der Zwischenwand 4b des Gehäuseteiles 4 eingeschweisst und münden in den Raum 4d des Gehäuseteiles 4.
Im Betriebe des Verbrennungsofens 1 fliessen dessen Abgase durch die Abgasaustrittsöffnung la ab und gelangen durch die Durchtrittsöffnungen 8b der Schutzwand 8 in die den ofenseitigen Gehäuseteil 3 durchsetzenden Kühlrohre 9 des ersten Kühlröhrensystems. Aus diesen Kühlrohren 9 fliessen die Abgase durch die an die Blechwand 5 angeschweissten Rohrstücke 10 in die den ofenseitigen Raum 4c im vom Verbrennungsofen 1 abgewendeten Gehäuseteil 4 durchset- zenden Kühlrohre 11 des zweiten Kühlröhrensystems und fliessen aus diesen in den Raum 4d des Gehäuseteiles 4 ab.
Die Schutzwand 8 hält die Strahlungshitze des Innern des Verbrennungsofens 1 ab und schützt die Kühlrohre 9 des ersten Kühlröhrensystems vor Verzunderung und Korrosion.
Die von einem nicht dargestellten Gebläse durch das Anschlussrohr 3b und den Einlaufstutzen 3a in den ofenseitigen Gehäuseteil 3 des Kühlers eingeblasene Kühlluft umströmt in diesem die Kühlrohre 9 des ersten Kühlröhrensystems und kühlt diese ab, um dann durch den Ablaufstutzen 3c und das Ablaufrohr 3d in den Kamin abgeleitet zu werden. Die in dieser Weise vorgekühlten Abgase werden dann im Raum 4d des Gehäuseteiles 4 durch Kühlwasser, das durch die Sprühdüsen 6 und 7 in sie eingesprüht wird, stark abgekühlt und mit Wasser gesättigt. Überschüssiges Kühlwasser fällt in den Ablaufstutzen 4g aus und wird durch die Ablaufleitung 4h abgeleitet.
Die gekühlten Abgase fliessen aus dem Raum 4d unter der Zwischenwand 4b durch in den Raum 4c des Gehäuseteiles 4, umströmen und kühlen in diesem die Kühlrohre 11 des zweiten Kühlröhrensystems, um schliesslich durch den Ablaufstutzen 4e und die Ablaufleitung 4f in den Kamin abgeleitet zu werden. Da die Kühlrohre 9 und 11 in den in die Blechplatte 5 eingeschweissten Rohrstücken 10 verschiebbar geführt sind und genügend axiales Spiel haben, können sie sich bei Erhitzung ungehindert ausdehnen, so dass sie keinerlei Stauchungen und/oder Durchbiegungen erleiden.
Die Schutzwand 8 wird zweckmässig aus keramischen Bausteinen 8a (Fig. 2 und 3) aufgebaut, welche rechteckige Sichtflächen aufweisen. Die Durchlassöffnungen 8b sind dabei mit Vorteil nicht in der Mitte der Bausteine 8a vorgesehen, da in diesem Falle die Bausteine 8a durch Hitzeeinwirkung oder mechanische Einflüsse gesprengt und zerstört werden könnten. Diese Durchlassöffnungen werden deshalb mit Vorteil in der Weise gebildet, dass die zu den Sichtflächen senkrechten Eckkanten der Bausteine 8a in der Weise ausgenommen werden, dass zwischen je vier zusammenstossenden Bausteinen 8a eine Durchlassöffnung 8b runden Querschnittes gebildet wird, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist.
The exhaust gases from an incinerator, e.g. B. a waste incinerator, must be cooled before they are released through a chimney into the ambient air. Various cooling systems are known for this purpose.
In practice, however, these known cooling systems prove to be largely inadequate and also have the major disadvantage that their metallic parts, especially the cooling pipes, move relatively quickly due to the very high temperature of the exhaust gases emerging from the combustion furnace and the radiant heat of the combustion chamber scale and suffer corrosion damage, so that repairs associated with work interruptions are often required. These disadvantages can be largely eliminated by the present invention.
The invention relates to a cooler for the exhaust gases of the incineration furnace, which is attached to an incinerator and has two cooling pipe systems connected in series, which is characterized in that a protective wall made of ceramic material, which protects the cooling pipes of the first cooling pipe system from overheating, scaling and corrosion, is installed in the exhaust gas outlet opening of the incineration oven protects, is built in, which has passage openings for the exhaust gases arranged distributed on its surface, to which a cooling pipe of the first cooling pipe system is connected, that the two cooling pipe systems are arranged in a housing mounted on a substructure, which consists of an oven-side, horizontally arranged, containing the first cooling pipe system,
with an inlet nozzle for blowing in cooling air and an outlet nozzle for discharging the heated cooling air into a chimney provided housing part and a vertically arranged housing part facing away from the incinerator, into which the cooling tubes of the second cooling tube system connected to the cooling tubes of the first cooling tube system open with axial play , and that in this housing part provided with a vent pipe provided for discharging the cooled exhaust gases into the chimney, spray nozzles are arranged through which cooling water is sprayed into the exhaust gases emerging from the cooling tubes of the second cooling tube system.
In the drawing, a part of a combustion furnace and an example embodiment of the cooler for the exhaust gases of this combustion furnace according to the invention are shown schematically. Show it:
1 shows a vertical section through the exhaust gas outlet opening of the incinerator and the cooler for the exhaust gases attached to it;
2 shows, on a larger scale, part of the protective wall made of ceramic material built into the exhaust gas outlet opening of the incineration furnace, seen from the inside of the incineration furnace;
3 on the scale of FIG. 2 shows a section through part of the protective wall with the sheet metal plate arranged in front of the exhaust gas outlet opening of the incineration furnace and the furnace-side end part of one of the cooling tubes of the first cooling tube system inserted into one of the openings thereof;
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4, on the scale of FIG. 3, shows an axial section through one of the pipe sections inserted into the openings of the sheet metal plate arranged between the two housing parts of the cooler for connecting the cooling pipes of the first cooling pipe system to those of the second cooling pipe system.
In FIG. 1, 1 denotes a part of a combustion furnace and la its exhaust gas outlet opening. On the outside of the exhaust gas outlet opening 1 a, a solid sheet metal plate 2 completely covering it is firmly arranged in front of the combustion furnace 1. The cooler for the exhaust gases of the incineration furnace 1 has a housing made of strong sheet metal, which has a horizontally arranged housing part 3 on the furnace side, containing a first cooling pipe system and a vertically arranged housing part 4 facing away from the incineration furnace 1 and containing a second cooling pipe system. The furnace-side housing part 3, the furnace-side end of which is detachably attached to the incinerator 1, has a cross section which is slightly larger than the surface of the sheet metal plate 2 and accommodates it.
It has on one side, in the case shown above, an inlet nozzle 3a with a connecting pipe 3b through which cooling air is blown in by a fan not shown in the drawing, and, opposite this inlet nozzle 3a, a drain nozzle 3c with an in one in the Drawing not shown chimney leading drain pipe 3d. The housing part 4 of the cooler facing away from the incineration furnace is arranged vertically and has a connection piece 4a on the side of its upper part, which is detachably connected to the end of the housing part 3 facing away from the incineration furnace 1, wherein between the housing part 3 and the connection piece 4a of the housing part 4 a massive sheet metal plate 5 is included.
The housing part 4 is divided by a vertical partition 4b into a furnace-side space 4c and a space 4d facing away from the combustion furnace 1. The space 4d is closed at the top and spray nozzles 6 for spraying in cooling water are provided in it and further spray nozzles 7 are arranged below this. The furnace-side space 4c of the housing part 4 has a discharge nozzle 4e at the top, from which a discharge line 4f leads into the chimney, not shown. At its lower end, the housing part 4 has a drain connection 4g in which excess cooling water is collected. to then be discharged through a drain line 4h. The housing of the cooler, which consists of the housing parts 3 and 4, rests on a substructure, not shown in the drawing, which can consist of profile iron or, if necessary, masonry.
A protective wall 8 is built into the outlet part of the exhaust gas outlet opening la of the incinerator 1, which is constructed from building blocks 8a made of ceramic, refractory and heat-resistant material and which has through-openings 8b of round cross-section evenly distributed over its entire surface. The sheet metal plate 2 has round openings exactly opposite these passage openings 8b, into each of which a cooling tube 9 of the first cooling tube system, the end of which on the furnace side is provided with a flange 9a, is inserted. The flanges 9a of the cooling tubes 9 lie snugly between the protective wall 8 and the sheet metal plate 2.
The sheet metal plate 5 has round openings exactly corresponding to the sheet metal plate 2, via each of which a short pipe section 10 is welded to the sheet metal plate 2. The ends of the cooling tubes 9 of the first cooling tube system facing away from the incinerator 1 are loosely inserted into these tube pieces 10. From the side facing away from the incinerator 1, the furnace-side end of one of the cooling tubes 11 of the second cooling tube system is loosely inserted into each of the tube pieces 10. These cooling tubes 11, which pass through the connecting piece 4a of the housing part 4, are welded into corresponding holes in the intermediate wall 4b of the housing part 4 and open into the space 4d of the housing part 4.
When the incinerator 1 is in operation, its exhaust gases flow through the exhaust gas outlet opening la and pass through the passage openings 8b of the protective wall 8 into the cooling tubes 9 of the first cooling tube system penetrating the housing part 3 on the furnace side. The exhaust gases flow from these cooling tubes 9 through the tube pieces 10 welded to the sheet metal wall 5 into the cooling tubes 11 of the second cooling tube system which penetrate the furnace-side space 4c in the housing part 4 facing away from the incineration furnace 1 and flow out of these into the space 4d of the housing part 4.
The protective wall 8 keeps the radiant heat of the interior of the incinerator 1 and protects the cooling tubes 9 of the first cooling tube system from scaling and corrosion.
The cooling air blown into the furnace-side housing part 3 of the cooler by a fan (not shown) through the connection pipe 3b and the inlet nozzle 3a flows around the cooling pipes 9 of the first cooling pipe system and cools them down, and then through the outlet nozzle 3c and the drain pipe 3d into the chimney to be derived. The exhaust gases pre-cooled in this way are then strongly cooled in space 4d of the housing part 4 by cooling water which is sprayed into them through the spray nozzles 6 and 7 and saturated with water. Excess cooling water precipitates into the drain connection 4g and is drained through the drain line 4h.
The cooled exhaust gases flow from the space 4d under the partition 4b through into the space 4c of the housing part 4, flow around and cool the cooling tubes 11 of the second cooling tube system in this, in order to be discharged into the chimney through the outlet connection 4e and the outlet line 4f. Since the cooling tubes 9 and 11 are slidably guided in the tube pieces 10 welded into the sheet metal plate 5 and have sufficient axial play, they can expand unhindered when heated so that they do not suffer any compression and / or deflection.
The protective wall 8 is expediently built up from ceramic building blocks 8a (FIGS. 2 and 3) which have rectangular visible surfaces. The passage openings 8b are advantageously not provided in the middle of the building blocks 8a, since in this case the building blocks 8a could be blown up and destroyed by the action of heat or mechanical influences. These passage openings are therefore advantageously formed in such a way that the corner edges of the building blocks 8a perpendicular to the visible surfaces are excluded in such a way that a passage opening 8b of round cross section is formed between every four colliding building blocks 8a, as can be seen in FIG is.