DD149698A5

DD149698A5 - Mit feststoffen und mit fluessig-brennstoffen beheizbarer mehrbereichsverbrennungsofen

Info

Publication number: DD149698A5
Application number: DD80219648A
Authority: DD
Inventors: Karl Ackermann
Original assignee: Hdg Kessel & App
Priority date: 1979-03-13
Filing date: 1980-03-13
Publication date: 1981-07-22
Also published as: WO1980001947A1; US4367697A; PL222667A1; NO803353L; DE2909720A1; GB2049127B; YU68480A; SE8007585L; ATA326779A; IT1129649B; NO150527C; AU5640380A; NL8020083A; FI800733A; IT8020563A0; NO150527B; AU534432B2; FR2451551A1; BE882190A; CH640933A5

Description

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Mit Peststoffen und mit Flüssigbrennstoffen beheizbarer

Mehrbereichsverbrennungsofen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Feststoffen und mit Flüssigbrennstoffen beheizbaren Mehrbereichsverbrennungsofen, mit einem Füllschacht für die zu verbrennenden Feststoffe und mit einem Brenner für die Flüssigbrennstoffe, wobei der Füllschacht mit einer Brennkammer und diese mit als Wärmeaustauscher ausgebildeten Kanälen, den sogenannten Rauchgaszügen, verbunden ist, die zu einem Abzug führen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es hat sich gezeigt,' daß bei Verwendung von Feststoffen für die Feuerung in einem Heizkessel die Rauchgaszüge im Laufe der Zeit stark mit Ruß beschlagen werden. Wird der Kessel anschließend mit Öl beheizt, ohne daß die Rauchgaszüge vorher gründlich gereinigt wurden, dann ist die

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Wärmeübertragung infolge der Berußung der Wände der Rauchgaszüge stark verringert. Es läßt sich nicht mehr die volle Energie aus dem Kessel gewinnen. Ferner hat sich gezeigt, daß die Abgastemperatur nicht immer dem gewünschten Sollwert entspricht.

Ziel der Erfindung:

Durch die Erfindung wird mit einfachen Mitteln eine sehr hohe Heizleistung und eine sehr gute wirtschaftliche Ausnutzung der Heizenergie ohne zusätzliche Erhöhung des Brennstoffeinsatzes erreicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Ofen zu entwickeln, der durch Veränderung seines konstruktiven Aufbaues ohne aufwendige Maßnahmen, v/ahlweise abwechselnd mit festen oder mit flüssigen Brennstoffen beheizbar ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurcn erreicht, daß mindestens zwei Rauchgaszüge oder zwei Gruppen von Rauchgaszügen vorgesehen sind, und daß abhängig von der Wahl des Brennstoffes der eine Rauchgaszug oder die eine Gruppe von Rauchgaszügen aus der Strömungsbahn der Verbrennungsgase in einem bestimmbaren Ausmaß, ganz oder teilweise ausschal tbar ist.

Beheizt man einen solchen Verbrennungsofen mit Peststoffen, so schaltet man einen oder eine Gruppe von Rauchgaszügen aus der Strömüngsbahn der Verbrennungsgase aus, so daß nur die Wände des anderen Rauchgaszuges oder der anderen Gruppe von Rauchgaszügen von den Verbrennungsgasen bestrichen werden und daher nur diese im Laufe der Zeit stärkere Rußabscheidungen aufweisen. Stellt man den Be-

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trieb des Ofens auf Flüssigbrennstoffe um, so öffnet man die zunächst aus dem Strömungsweg der Heizgase ausgeschalteten Rauchgasabzüge für die Heizgase ganz oder teilweise und erhält in diesen infolge der sauber gebliebenen Wandungen eine maximale Wärmeaustauschleistung. Vorzugsweise kann man bei Betrieb mit Flüssigbrennstoffen die beim Betrieb mit Feststoffen von den Heizgasen durchflossenen Rauchgaszüge aus der Strömungsbahn der Heizgase ausschalten. Die hierbei erreichte Heizleistung ist bestimmt durch die Anzahl der vollständig oder teilweise offenen Rauchgaszüge. Sie ist aber infolge der Sauberkeit von deren Wänden optimal. Man kann bei Temperaturmessung der Abgase im Abzug des Ofens erkennen, ob die gemessene niedrige Temperatur den Vorschriften entspricht und somit die gewünschte Wärmeausnützung erfolgt ist und gegebenenfalls eine andere Schaltstellung wählen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist noch darin zu eehen, daß durch Ein- bzw. Abschaltung einer entsprechenden Anzahl von Rauchgaszügen der Verbrennungsofen auf einen rationellen Sommerbetrieb umstellbar ist.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausbildung der Erfindung sind für die Ein- und Ausschaltung des einen Rauchgaszuges oder der ersten Gruppe von Rauchgaszügen eine oder mehrere schwenkbare, am oberen Ende der Rauchgaszüge angeordnete Verschlußklappen vorgesehen. Eine solche Verschlußklappe kann zwischen den Rauchgaszügen angeordnet sein, und dann alternativ zum vollständigen oder teilweisen Verschließen des einen oder der anderen Rauchgaszüge dienen. Vorzugsweise ist eine Mittelstellung der Verschlußklappe einstellbar, in der beide Gruppen von Rauchgaszügen für die Durchströmung der Verbrennungsgase geöffnet sind. Bei dieser Einstellung erhält man infolge der Vergrößerung der für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehenden Fläche eine höhere Energieleistung bei Betrieb mit

.Flüssigbrennstoffen, da die Heizgase einerseits durch die für den Betrieb für Flüssigbrennstoffe vorgesehenen sauberen Rauchgaszüge und gleichzeitig auch durch die u.U. bereits etwas berußten Rauchgaszüge für den Betrieb mit Feststoffen strömen.

Um die aus dem Verbrennungsofen erzielbare Heizleistung noch besser den jeweiligen Bedürfnissen anpassen zu können, umfaßt die Verschlußklappe vorzugsweise mehrere Einzelklappen, mit denen die Rauchgaszüge nach Wahl ganz oder teilweise abdeckbar sind. Vorzugsweise ist die Verschlußklappe von außerhalb des Ofens betätigbar.. Insbesondere kann gemäß einer vorzugsweisen Ausbildung der Erfindung ein Stellgetriebe für die Verschlußklappen vorgesehen sein, miir dem nach Maßgabe der Abgastemperatur die Stellung der Verschlußklappe regelbar ist. Hierdurch ist es möglich, daß bei niedriger Abgastemperatur die Klappe ganz oder weitgehend geschlossen ist und bei hoher Abgastemperatur geöffnet wird, um die Energie wirtschaftlich zu nützen.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausbildung der Erfindung sind die Rauchgaszüge durch zwei oder mehrere parallel zueinander angeordnete Flammenrohre gebildet. Diese sind, um als V/ärmeaustauscher zu dienen, mit einem Mantel für die Durchleitung des zu beheizenden V/assers umgeben. Der Vorteil der Verwendung von Flammenrohren besteht darin, daß diese mit Hilfe einer Rundbürste leicht und zuverlässig gereinigt werden können, so daß nach der Reinigung die gesamte Y/andfläche wieder für eine maximale Energieübertragung zur Verfügung steht.

Gemäß einer weiteren Ausbildungeform der Erfindung können die Rauchgaszüge aber auch durch eine Vielzahl von in Abständen zueinanderverlaufender paralleler Wandflächen gebildet sein, die ihrerseits wieder als Wasserheiztaschen für die Durchleitung des zu beheizenden Was-

.sers ausgebildet sind. Bei dieser Ausgestaltung der Rauchgaszüge hat man eine besonders große Wandflache für den Wärmeaustausch zur Verfügung. Der ITachteil derart ausgebildeter Rauchgaszüge ist durch ihre schwierigere Reinigung bedingt. Es muß immer damit gerechnet werden, daß bei einer Säuberung Ecken und Randbereiche nicht vollständig erfaßt werden und dann für die Wärmeübertragung weitgehend ausfallen.

Ausführungsbeispiel; .

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Hierin zeigen:

Pig. 1: - einen Längsschnitt durch einen Verbrennungsofen der erfindungsgemäßen Art,

Fig. 2: drei Wasserheiztaschen in perspektivischer, abgebrochener Darstellung, wie sie in dem Verbrennungsofen nach Pig. 1 eingebaut sind,

Pig. 3ί eine Vielzahl von Flammenrohren in perspektivischer Darstellung, wie sie an Stelle der in Fig. 1 und 2 gezeigten Rauchgaszüge in einem Verbrennungsofen verwendbar sind und

Pig. 4: einen Verbrennungsofen mit automatischer Steuerung der Klappen.

Der in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Verbrennungsofen 1 ist von einem Isoliermantel 2 umgeben. Ein Füllschacht 3 ist mit einer I¹Ur 4 nach oben verschlossen, die Öffnungen 5 für eine Sekundärluftzufuhr aufweist. Nach unten ist der Füllschacht 3 von einem Gitterrost 6 begrenzt, durch den die bei der Verbrennung anfallenden Rückstände als Asche hindurchfallen. Zwischen dem Füllschacht 3 und

dem Isoliermantel 2 des Ofens ist ein Kanal 7 vorgesehen, der im Bereich seiner Sohle mit einer regulierbaren Frischluftzufuhr 8 in Verbindung steht, um eine vollständige Verbrennung der Schwelgase aus dem Füllschacht 3 zu erzielen.

In einem Durchlaß 11a zwischen dem Füllschacht 3 und einer Brennkammer 10 befindet sich ein Brenner 9 für Flüssigbrennstoffe Das nach oben strömende Heizgas gelangt aus dem oberen Ende der Brennkammer 10 in die Rauchgaszüge 11 und/oder 12 und aus diesen in den Abzugskanal 13·

Eine beim Anheizen des Ofens mit Feststoffen zunächst geöffnete Luftklappe 14 vor dem Abzug 15 befindet sich nach Erreichen eines gleichmäßigen VerbrennungsVorganges in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Die Heizgase gelangen aus der Brennkammer 10 in den Rauchgaszug 11, strömen in diesem nach unten und werden umgelenkt, um im Abzugskanal 13 nach oben und durch den Abzug 15 abzuziehen. Bei dieser Betriebsart ist der Rauchgaszug 12 mittels einer am oberen Ende der Rauchgaszüge 11 und 12 zwischen beiden angeordneten schwenkbaren Klappe 16 verschlossen. Diese Klappenßtellung b ist mit ausgezogenen Strichen dargestellt.

Bei Umstellung des Ofens auf Ölbetrieb wird die Klappe 16 im Beispiel vollständig umgelegt, so daß der Rauchgaszug 11 für die nach unten strömenden Heizgase verschlossen ist. Diese Klappenstellung a ist gestrichelt eingezeichnet. Bei diesem Heizbetrieb strömt das Heizgas aus der Brennkammer 10 durch den Rauchgaszug 12 und gibt seine Wärme an die die Kammerwand umgebenden Wärmetauscher 17 ab. Die durch den Betrieb mit Feststoffen berußten Wände des Rauchgaszuges 11 brauchen von den Heizgasen bei Betrieb mit Flüssigbrennstoff nicht berührt zu werden. Infolge der guten Wärmeaustauschleistung sind bei diesem Betriebszustand die im Abzug 15 meßbaren Temperaturen der Abgase den Vorschriften entsprechend niedrig.

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Benötigt man aber eine besonders hohe Heizleistung des Ofens, hat man die Möglichkeit, bei Ölbetrieb durch Einstellung der Klappe 16 in ihre punktierte Mittelstellung c, die Züge 11 und 12, beide gleichzeitig für das aus der Brennkammer 10 ausströmende Heizgas zu öffnen. Die Wärme wird dann durch die nach unten strömenden Heizgase sowohl an die Wände des Rauchgaszuges 12, als auch, wenn auch u.U. mit etwas verringertem Nutzeffekt infolge der bereits erfolgten Berußung aus vorheriger Benutzung des Ofens mit Pestbrennstoffen an die Wände der Rauchgaskammer 11 abgegeben. Zwischen den Wandflächen der Rauchgaszüge 11 und befindet sich in Wasserheiztaschen 17 das zu erwärmende Wasser. Die Wandflächen der Rauchgaszüge 11 und 12 bilden somit gleichzeitig die Seitenwandflächen von flachen Wärmeaustauschern 17, die in Abständen voneinander parallel angeordnet sind. In Fig. 2 sind diese Wasserheiztaschen 17 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Man erkennt, daß man bei Reinigung mittels Bürsten nur schlecht alle Flächenbereiche der Heiztaschen 17, insbesondere im Bereich ihres unteren Randes, erreichen kann und deshalb kaum mit einem optimalen Nutzeffekt des Wärmeaustauschers rechnen darf. Bevorzugt werden deshalb Flammenrohre 18 als Rauchgaszüge 18a,b vereinigt, siehe Fig. 3, eingebaut sein.

Die einzelnen Flammenrohre verlaufen parallel zueinander, lotrecht in dem Ofen und sind von einem Mantel 19 für die Wasserzuführung umgeben. Diese Flammenrohre 18 lassen sich gründlich mit Hilfe einer Rundbürste reinigen, ohne daß mit restlichen berußten Wandbereichen gerechnet werden muß.

Bei Verwendung einer Gruppe von Flammenrohren 18 kann die Klappe 16, wie aus der Zeichnung ersichtlich, aus an Stangen 20 befestigten Einzelklappen 16 ab bestehen, die auseerhalb des Ofens von Hand mit Hilfe eines Hebelgestänges

gemeinsam betätigt werden. Damit ist es möglich, die Plammenroiire gruppenweise teilweise oder ganz abzudecken oder zu öffnen. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, eine dem Bedarf entsprechende Energiesteuerung vorzunehmen.

Um die maximale Heizleistung des Verbrennungsofens zu erzielen, werden die Klappen 16 in lotrechte Stellung gebracht, dann sind sämtliche Flammenrohre 18 a,b für die Durchströmung des Heizgases offen.

Bei dem in Pig. 4 dargestellten Ofen ist das Stellgestänge 20 mit einem Stellgetriebe 21 verbunden. Dieses wird über einen Abgasthermostaten 22, nach Maßgabe der mittels eines Meßfühlers. 23 im Abzug gemessenen Temperatur der Abgase gesteuert.

Bei Betrieb des Ofens ist es dadurch möglich, bei hoher Abgastemperatur die Verschlußklappen in Offenstellung zu bringen und damit die Heizenergie besser zu nützen. Sollte die Abgastemperatür sinken, können die Plammenrohre 18 teilweise oder ganz geschlossen werden. Eine für den Betrieb des Ofens mit Peststoffen häufig wünschenswerte vollständige Abdeckung der Rauchgaszüge 18a kann jedoch auch bei Vorhandensein eines Stellgetriebes 21 vorgenommen v/erden. Andererseits läßt sich auch bei Betrieb de3 Ofens mit Plüssigbrennstoffen unabhängig von den mittels Stellgetriebe 21 betätigbaren Klappen eine vollständige oder teilweise Abdeckung der für den Betrieb des Ofens mit Peststoffen vorgesehenen Rauchgasabzüge 18b mit Hilfe einer unabhängig von dem Stellgetriebe betätigbaren Verschlußklappe 24 erzielen.

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Beispiel

Bei Anheizen des Ofens mit Peststoffen stellt man beispielsweise den Kesselthermostaten auf 70 ⁰C ein. Die für den Betrieb mit Peststoffen vorgesehenen Rauchgaszüge sind offen. Steigt die Abgastemperatur über beispielsweise 250 ⁰C an, dann öffnet das Stellwerk 21 die Verschlußklappen I6a,b für die Rauchgaszüge 18 so weit und so lange, bis die Abgastemperatur von 250 ⁰C erreicht ist. Damit ist der wirtschaftlichste Betrieb des Ofens gewährleistet.

Bei ÖTbetrieb ist der Vorgang praktisch derselbe, lediglich ist die Möglichkeit vorgesehen, wenn erwünscht, die Abdeckung der berußten Rauchgaszüge von Hand vorzunehmen.

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Claims

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Erfindungsan3pructf:

1. Mit Peststoffen und mit Flüssigbrennstoffen beheizbarer Mehrbereichsverbrennungsofen mit einem Füllschacht für die zu verbrennenden Feststoffe und mit einem Brenner für die Flüssigbrennstoffe, wobei der Füllschacht mit einer Brennkammer und diese mit als Wärmetauscher ausgebildeten Kanälen, den sogenannten Rauchgaszügen, verbunden ist, die zu einem Abzug führen, gekennzeichnet dadurch, daß zwei Rauchgaszüge (11;12) oder zwei Gruppen (18a;18b) von Rauchgaszügen vorgesehen sind, und daß abhängig von der Wahl des Brennstoffes der eine Rauchgaszug (12) oder die eine Gruppe von Rauchgaszügen (18b) aus der Strömungsbahn der Verbrennungsgase in einem bestimmbaren Ausmaß ganz oder teilweise ausschaltbar ist.
2. Mehrbereichsverbrennungsofen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß abhängig von der Wahl des Brennstoffes der zweite (11) oder die zweite Gruppe (18a) von Rauchgaszügen aus der Strömungsbahn der Verbrennungsgase in einem bestimmbaren Ausmaß ganz oder teilweise ausschaltbar ist.
3. Mehrbereichsverbrennungsofen nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Rauchgaszüge durch eine Vielzahl parallel zueinander angeordneter Flammenrohre 18a;b) gebildet sind.
4. Mehrbereichsverbrennungsofen nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die Rauchgaszüge (11;12) durch in Abständen parallel zueinander verlaufende Wandflächen (17) begrenzt sind.
5. Mehrbereichsverbrennungsofen nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die Rauchgaszüge (11;12;18a;b) als Wärmeaustauscher ausgebildet Bind.

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6. Mehrbereichsverbrennungsofen nach Punkt 3 und 5» gekennzeichnet dadurch, daß die Flammenrohre mit einem Mantel (19) für die Durchleitung des zu beheizenden Wassers umgeben sind.

7· Mehrbereichsverbrennungsofen nach Punkt 4 und 5> gekennzeichnet dadurch, daß die Wandflächen der Rauchgaszüge als Wasserheiztaschen (17) für die Durchleitung des zu beheizenden Wassers ausgebildet sind.
8. Mehrbereichsverbrennungsofen nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die Rauchgaszüge mit einer oder mehreren schwenkbaren, am oberen Ende der Rauchgaszüge angeordneten Verschlußklappe (I6;i6a;b) aus der Strömungsbahn der Verbrennungsgase ganz oder teilweise ausschaltbar sind.
9. Mehrbereichsverbrennungsofen nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Verschlußklappe (16) zwißchen den beiden Rauchgaszügen (11;12) angeordnet ist und alternativ zum vollständigen oder teilweisen Verschließen des oder der einen oder der anderen Rauchgaszüge dient.

lO.Mehrbereichsverbrennungaofen nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß in einer Mittelstellung (c) der Verechlußklappe beide Rauchgaszüge für die Durchströmung der Verbrennungsgase geöffnet sind.
11.Mehrbereichsverbrennungsofen mit zwei Gruppen von Rauchgaszügen nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die Verschlußklappe mindestens zwei Einzelklappen umfaßt, mit denen nach Wahl Gruppen von Rauchgaszügen ganz oder teilweise abdeckbar sind.

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12.Mehrbereichsverbrennungsofen nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die Verschlußklappe oder -klappen von außerhalb des Verbrennungsofens betätigbar sind.

^•Mehrbereichsverbrennungsofen nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß ein Stellgetriebe für die Betätigung der Verschlußklappen vorgesehen, mit dem nach Maßgabe der Abgastemperatur die Stellung der Verschlußklappe oder -klappen regelbar
ist.

Hierzu L...Seiten Zeichnungen