DD262148A3 - Einschubluftvorwaermer fuer rundroehrenoefen - Google Patents

Abstract

Die Anwendung der Erfindung ist fuer kleine Rundroehrenoefen der chemischen Industrie gedacht, die mit zwangsbeluefteten Brennern arbeiten. Erfindungsgemaess wurde die Aufgabe geloest, indem ein zylindrisches Bauteil, ausgebildet sowohl als Verdraengerkoerper mit Trennboden, als auch als Mantel zur Aufnahme eines Rohrpaketes, angeordnet wurde, wobei die Rauchgase durch die Rohre des Rohrpaketes und die zu erwaermende Verbrennungsluft durch den Mantelraum des Rohrpaketes gefuehrt werden, wobei letztere mittels Geblaese angesaugt wird. Eine Taupunktunterschreitung wird verhindert. Die hauptsaechlichen Vorteile sind: Material- und Energieeinsparungen, Senkung von Fertigungs- und Montagekosten, Erhoehung des waermetechnischen Wirkungsgrades, Verringerung der Heizflaeche der Strahlungszone.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Anwendung der Erfindung erfolgt in Rundröhrenöfen kleinerer Durchmesser der chemischen Industrie, die mit zwangsbeflüfteten Brennern arbeiten, denen zwecks Verbesserung des wärmetechnischen Wirkungsgrades vorgewärmte Verbrennungsluft zugeführt wird und die aufgrund ihres kleinen Durchmessers nur mit einer Strahlungszone versehen sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt sind bei großen Rundröhrenöfen der chemischen Industrie, ähnlich wie im Dampferzeugerbau, Luftvorwärmer in Rohrpaketausführung, in denen Verbrennungsluft mittels heißer Rauchgase aufgeheizt wird, ein Beispiel hierfür ist in DD-PS 89193 enthalten. Ebenfalls üblich sind bei dieser Art Röhrenöfen Verdrängerkörper bzw. Reflektoren. Sie haben die Aufgabe, die Wärmestrahlung bzw. die Rauchgasverteilung und Rauchgasgeschwindigkeit, also die Wärmeübertragung von Rauchgasen auf das Rohrsystem, zu verbessern, als Beispiel hierfür sei DÖ-PS 35769 genannt. Bei kleinen Rundröhrenöfen der chemischen Industrie sind diese Bauelemente bisher völlig unüblich, da deren Anordnung im einzelnen einen hohen Aufwand erfordert. Insbesondere sind die Einzelausführung des Verdrängerkörpers und die Verbindung des Rauchgasaustrittskanals aus dem Rundröhrenofen mit dem separaten Luftvorwärmer und seinen Anschlußkanälen besonders platz- und materialaufwendig. Man nimmt daher bis jetzt in Kauf, daß der wärmetechnische Wirkungsgrad zugunsten der einfachen Bauweise schlechter ist und baut diese Rundröhrenöfen nur als Strahlungsöfen. Zusätzlich zu den schon genannte'n Nachteilen sind aus der Fachliteratur weitere Nachteile ersichtlich/die sich aus den bisherigen Konstruktionsprinzipien an größeren Öfen ergeben:

— relativ komplizierte Montage- und Reparaturbedingungen, insbesondere beim Austausch undichter Rohre,

— aufwendige luftseitige Umfahrungsleitungen,

— keine exakte Kontrolle und Verhinderung der Taupunktunterschreitung.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, für kleine Rundröhrenöfen der chemischen Industrie Material- und Energieeinsparungen, sowie die Senkung der Fertigungs- und Montagekosten und insgesamt eine Gebrauchswerterhöhung zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für kleine Rundröhrenöfen der chemischen Industrie Luftvorwärmer anzuwenden, den wärmetechnischen Wirkungsgrad zu verbessern, die Montage- und Reparaturfreundlichkeit zu erhöhen und die Störanfälligkeit dieses Luftvorwärmers zu verringern. Weiterhin beinhaltet die Aufgabe, eine Verringerung der Heizfläche der Strahlungszone zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein zylindrisches Bauteil, das aus einem in die Strahlungszone des Rundröhrenofens hineinragenden Verdrängerkörper mit einem Trennboden besteht und das gleichzeitig nach oben als Mantel für ein darin stehendes, zylindrisches Rohrbündelpaket ausgebildet ist, angeordnet ist. Dieses Bauteil weist weiterhin oberhalb des Trennbodens gleichmäßig am Umfang verteilte Öffnungen für das Rauchgas auf, die mit dem Verteilerraum verbunden sind. Dieser Verteilerraum ist wiederum mit den Rohren des zylindrischen Rohrpaketes verbunden. Im Bereich des zylindrischen Rohrpaketes sind Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen am Mantelraum für die zu erwärmende Luft vorgesehen. Die besonderen Vorteile dieser Anordnung sind:

— verringerter technischer und apparativer Aufwand bei der gleichzeitigen Realisierung von Verdrängerkörper und Rohrpaket,

— in Montage- und Reparaturfreundlichkeit,

— in verringerter Störanfälligkeit des Luftvorwärmebetriebes,

— in der Erhöhung des wärmetechnischen Wirkungsgrades,

— in der Verringerung der Heizfläche der Strahlungszone,

— Ein besonderer Effekt ist darin zu sehen, daß eine Großbaugruppe komplett montierbar ist, ohne aufwendige Verankerungen und Zwischendecken, die aus hochtemperaturbeständigem und daher auch schwer zu bearbeitendem bzw. nachzurichtendem Material bestehen müßten und daß diese Großbaugruppe im Prinzip ein bisher vorhandenes Loch mit einer technisch-funktionellen Einheit ausfüllt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel geschildert, wobei die Figur die Anordnung eines Einschubluftvorwärmers in einem Rundröhrenofen zeigt.

Das in der Strahlungszone 1 des Rundröhrenofens 2 erzeugte Rauchgas strömt durch den Ringspalt 3 zwischen Verdrängerkörper 4 und Ofenwand 5, wobei infolge der erhöhten Rauchgasgeschwindigkeit eine verstärkte Konvektion am Rohrsystem 6 in diesem Bereich stattfindet und gelangt oberhalb des Trennbodens 7 über gleichmäßig am Umfang des zylindrischen Bauteiles 8 verteilte Öffnungen 9 in den Verteilerraum 10. Von hier durchströmt das Rauchgas die Rohre des Rohrpaketes 12 und verläßt dieses durch den Schornstein 13. Die aufzuwärmende Verbrennungsluft wird durch dasGebiäse angesaugt, wobei sie durch die oberen Eintrittsöffnungen 15 in den Mantelraum 16 des Rohrpaketes 12 eintritt und aus den unteren Austrittsöffnungen 17 und dem Verbrennungsluftkanal 18 austritt und zum Brenner 19 gefördertwird. Die Förderung der Luft mittels des Gebläses 14 geschieht bis zu einem Volumen, bei dem noch keine Taupunktunterschreitung im ringförmige Schikanen enthaltenden Rohrbündelpaket 12 erfolgt.

Damit ergeben sich die schon genannten besonderen Vorteile aus der Kombination Luftvorwärmer (Rohrpaket) 12 und Verdrängerkörper 4, aus der Anordnung des Verteilerraumes 10 oberhalb des Trennbodens 7, aus den am Umfang verteilten Eintrittsöffnungen 15 und Austrittsöffnungen 17 am Mantel des Rohrpaketes 12, durch den Lufttransport mit Hilfe des Luftvorwärmers infolge Ansaugens, durch einfaches Hineinstellen des Rohrpaketes 12 und Abdichtung nach unten durch sein Eigengewicht, durch den Fortfall luftseitiger Umfahrungsleitungen, durch einfache Montage- und Reparaturbedingungen und durch einen einfachen Rohrpaketwechsel im Falle undichter Rohre.

Claims (1)

1. Einschubluftvorwärmer für Rundröhrenöfen, mit Rohrbündelpaket, innerhalb dessen ringförmige Schikanen angeordnet sind, mit Verdrängerkörper, gekennzeichnet dadurch, daß ein zylindrisches Bauteil (8), das aus einem in die Strahlungszone (1) des Rundröhrenofens (2) hineinragenden Verdrängerkörper (4) mit einem Trennboden (7).besteht und das gleichzeitig nach oben als Mantel für ein darin stehendes, zylindrisches Rohrbündelpaket (12) ausgebildet ist, angeordnet ist, daß dieses Bauteil (8) oberhalb des Trennbodens (7) gleichmäßig am Umfang verteilte Öffnungen (9) für das Rauchgas aufweist, die mit dem Verteilerraum (10) verbunden sind und dieser wiederum mit den Rohren (11) des zylindrischen Rohrpaketes (12) verbunden ist und daß im Bereich des zylindrischen Rohrpaketes (12) am Mantelraum (16) Eintrittsöffnungen (15) und Austrittsöffnungen (17) für die zu erwärmende Luft vorgesehen sind.

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