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Dampfkessel mit einem mehrteiligen Ekonomiser, aus dem Speisewasser
zur Luftvorwärmung abgezweigt wird Die Erfindung bezieht sich auf einen Dampfkessel
mit einem mehrteiligen Ekonomiser, aus dem Speisewasser zur Luftvorwärmung abgezweigt
wird. Diese Art der Luftvorwärmung ist in bestimmten Fällen zweckmäßig, weil der
übliche, im Abgasstrom hinter dem Ekonomiser liegende Luftvorwärmer bei den an dieser
Stelle bereits weitgehend abgekühlten Abgasen ziemlich große Abmessungen haben muß.
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Beim Betrieb eines mehrteiligen Ekonomisers wird das Speisewas#ser
normalerweise im Gegenstrom zu den Abgasen geführt, so daß das kalte Speisewasser
zunächst in den von der Feuerung entferntesten E, konomiserteil eintritt
und dann die weiter zur Feuerung liegenden Teile durchläuft. Auf diese Weise kommt
das kalte Speisewasser mit den am meisten abgekühlten Abgasen zum Wärmeaustausch,
was eine weitgehende Ausnutzung des Wärmeinhalts der Abgase begünstigt. Diese Anordnung
nach dem Gegenstromprinzip ist auch bei den Anlagen mit Vorwärmung der Verbrennungsluft
durch SpeisewasseT angewendet worden, indem das Speisewasser zunächst den von der
Feuerung entferntesten Ekonomiserteil durchläuft, dann durch den Luftvorwärmer durchgeht
und danach den oder die weiteren Ekonomiserteile durchläuft. Für derartige Anlagen
sind wegen der geringen Erwärmung des Wassers für die Luftvorwärmung große Luftvor-wärmer
notwendig. Die Aufgabe besteht darin, durch besondere Anordnung der Speisewasserführung
den Luftvorwärmer möglichst klein zu halten.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dein der-Feuerung nächstliegenden
Ekonomiserteil ein Teil des kalten Speisewassers zugeführt wird, das nach Erwärmung
in einen Luftvorwärmer für die Feuerung gelangt, aus dem die abgekühlte Speisewasserteilmenge
einem weiter von der Feuerung entfernten Ekonomiserteil, in den auch die restliche
Teilmeng#- des kalten Speisewassers zugeleitet wird, eingespeist wird. Diese im
Gegensatz zu der bisher üblich,-n Gegenstromführung stehende Maßnahme hat bei der
Lufterhitzung mittels Speisewasser den Vorteil, daß das Speiseivasser beim Durchlauf
durch den ersfen, dicht bei der Feuerung liegenden Ekonomiserteil stark erwärmt
wird, so daß für die Lufterhitzung sehr heißes Wasser zur Verfügung steht. Infolgedessen
kann der Lufterhitzer, entsprechend klein gewählt werden.
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Zweckmäßig ist es, daß die im von der Feuerung entfernten Ekonorniserteil
vorgewärmte Speisewasserteilmenge mit der restlichen kalten Speisewasserteilmenge
gemischt und das Gemisch durch einen weiteren Ekonomiserteil geleitet wird. Es ist
von Vorteil, wenn hierbei der weitere, die gesamte Speisewassermenge vorwärmende
Ekonomiserteil im Rauchgasstrorn zwischen dem der Feuerung nächstliegenden Ekonomiserteil
und dem weiter von der Feuerung entfernten Ekonomiserteil angeordnet ist.
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Die Benutzung einer Teilmenge des Speisewassers für die Luftvorwärmung
ist an sich bekannt, und zwar ist bei einer bekannten Anlage mit dreiteiligem Ekonorniser,
der nach dem Gegenstromprinzip im Abgaskanal liegt, der Luftvorwärmer am Eingang
und Ausgang des mittleren Ekonomiserteils angeschlossen, so daß ein Teil des Speisewassers
durch diesen Luftvorwärmer durchgeht, während der Rest durch den Ekonomiserteil
geleitet wird. Hier handelt es sich also nicht darum, eine Teilmenge des Speisewassers
zunächst durch den der Feuerung nächstliegenden Ekonomiserteil zu leiten, um dadurch
eine hohe Erwärmung des Wassers zu bewirken. Das am Eingang des mittleren Ekonomiserteils
für den Luftvorwärmer abgezweigte Speisewasser kann bei der bekannten Anordnung
keine hohe Temperatur haben, weil vorher die ganze Speisewasserrnenge nur durch
den von der Feuerung am weitesten entfernten Ekonomiserteil durchgegangen ist, der
mit den kühlsten Abgasen arbeitet und daher keine erheblichen Wärtnemengen aufnimmt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht. Es ist hier schematisch
ein senkrechter Schnitt durch einen Dampfkessel mit Wärmeaustauschern gemäß der
Erfindung dargestellt.
Der aus der Zeichnung ersichtliche Kessel
10 bekannter Bauart hat eine obere Dampf- und Wassertrommel 11 und
eine untere Wassertrommel 12. Beide Trommeln 11 und 12 sind durch ein senkrechtes
Bündel von Siederohren 13 verbunden, zwischen denen sich eine mittlere Umlenkwand
14 befindet, die von der unteren Trommel nach oben bis zu einer Stelle unterhalb
der oberen Trommel reicht. Auf einer Seite des Rohrbündels 13 befindet
sich die Feuerung 15, die hier mit einer Anzahl von, Brennern 16 arbeitet
und an ihren Wänden mit Wasserrohren 17 versehen ist. Auf der anderen
Seite des Rohrbündels 13 befindet sich ein Gasabzugskanal 18, der
bei 19 mit eihem Abzug 20 verbunden ist, an den sich bei 21 ein Gasabzug
oder Karnin anschließt.
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Im Abzug 20 liegt ein Ekonomiser 22, der einen oberen Teil
23 mit Speisewassereinlaß 24 und Speisewasserauslaß 25 hat. Ferner
hat der Ekonomiser einen mittleren Teil 26, durch den die Abgase aus dem
Auslaßkanal 18 hindurchströmen, bevor sie den oberen Teil 23 erreichen.
Der mittlere Ekonomiserteil 26 ist mit einem Speisewassereinlaß
27 und einem Speisewasserauslaß 28 versehen. Letzterer steht durch eine Leitung
29 mit dem Wasserraum der Trommel 11 in Verbindung. Schließlich ist
auch ein unterer Ekonomiserteil 30 vorhanden, durch den die Abgase aus dem
Auslaßkanal 18 hindurchströmen, bevor sie zum mittleren Teil 26 gelangen.
Der untere Teil 30 hat einen Speisewassereinlaß 31 und einen Speisewasserauslaß
32.
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eichnung ersichtlich ist, wird das für Wie aus der 7
den Kessel
benutzte Speisewasser, das beispielsweise das Kondensat aus einem Kondensator (nicht
dargestellt) ist, von einer Speisewasserpumpe 33 durch eine Leitung 34 gedrückt,
die bei 31 mit dem unteren Ekonomiserteil 30 verbunden ist. Eine Teilmenge
des Speisewassers gelangt durch den Einlaß 31 in diesen Teil 30, und
eine weitere Teilmenge fließt durch die Leitung 35 in den mittleren Teil
26. Zur Einstellung der beiden Zuführungen ist ein Regelventil (nicht dargestellt)
an der Verbindungsstelle der Leitungen 34 und 35 in der Speiseleitung vorgesehen.
Die Einstellung dieses Regelventils beeinflußt die Wassermenge, die durch den unteren
Ekonomiserteil 30 durchgeht, sie beeinflußt aber nicht die Gesamtwassermenge,
die in die Trommel 11 des Kessels gelangt. Das in den unteren Teil
30 eintretende Speise"vasser fließt aus dem Auslaß 32 dieses Teils
durch eine Leitung 37 in einen Luftvorwärmer 36, der an die Leitung
37 bei 38
angeschlossen ist.
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Der Luftvorwärmer 36 besteht aus Rohren 39 mit Rippen
44, die quer in einem Luftkanal 40 liegen. Nebeneinanderliegende Rohre sind durch
Krümmer 41 und 42 verbunden, so daß das Speisewasser in einem kontinuierlichen Strömungsweg
vom untersten bis zum obersten Rohr des Luftvorwärmers bis zum Auslaß 43 fließt.
Der Luftkanal 40 ist oberhalb. des Luftvorwärmers 36 mit einer Luftquelle
verbunden und erstreckt sich unterhalb des Luftvorwärmers bis zu einer Stelle, wo
er mit der Feuerung 15 durch die Brenner 16 verbunden ist.
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Das durch den Luftvorwärmer 36 hindurchgegangene Speisewasser
fließt durch den Auslaß 43 und die Leitung 45 zum Einlaß 24 des Ekonomiserteils
23.
Von diesem Teil 23 gelangt das Speise-,vasser durch den Auslaß
25 über die Leitung 46, die an die Leitung 35 angeschlossen ist, in
den mittleren Ekonomiserteil 26.
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Während des Betriebs strömen die Verbrennungs-,-tse was dem
Kessel in den Gasauslaßkanal 18. Von hier aus strömen die Gase zunächst im
Wärmeaustausch mit den Rohren des unteren Ekonomiserteils 30,
dann mit den
Rohren des mittleren Ekonomiserteils 26 und schließlich mit den Rohren des
oberen Ekolnomiserteils 23 weiter.
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Das zu. erwärmende Speisewasser für den Kessel wird durch die Speisewasserpumpe
33 in die Leitung 34 gedrückt. Eine Teilmenge des Speisewassers fließt in
den unteren Ekonomiserteil 30 durch die erwähnte Leitung 34 ein, während
eine weitere Teilmenge durch die Leitung 35 in den mittleren Ekonomiserteil
26
gelangt. Das in die Teile 30 und 26 gelangte Wasg,-r wird
von den Abgasen der Feuerung erwärmt, wobei das Speisewasser im unteren Teil
30 auf eine viel höhere Temperatur erwärmt wird als im mittleren Teil, weil
die Temperaturdifferenz zwischen den Gasen und dem Speisewasser im Teil
30 größer ist.
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Das verhältnismäßig heiße Speisewasser fließt dann durch die Leitung
37 aus dem Ekonomiserteil 30 in den Luftvorwärmer 36 und geht
durch diesen unter indirektem Wärmeaustausch mit kalter Luft hindurch, die durch
den Luftkanal 40 des Luftvorwärmers hindurchströmt. Da die mittlere Temperaturdifferenz
zwischen der in den Luftvorwärmer einströmenden Kaltluft und dein heißen Speisewasser
groß ist, kann die Luft mittels eines kleinen Luftvorwärmers auf eine hohe Temperatur
vorgewärmt werden. Die vorgewärmte Luft gelangt dann zu den Brennern 16-, um als
Verbrennungsluft im Kessel zu dienen, und das jetzt verhältnismäßig kalte Speisewasser
wird durch die Leitung 45 in den oberen Teil 23 geleitet. Hier wird das Speisewasser
wiedererwärmt, indem es zum indirekten Wärmeaustausch mit den Abgasen kommt, die
aus der Feuerung stammen und deren Temperatur durch den Wärmeaustausch mit Speisewasser
im unteren und mittleren Ekonorniserteil bereits herabgesetzt worden ist. Aus dem
Ekonomiserteil 23 fließt dann das Speisewasser durch die Leitung 46 heraus
und vereinigt sich mit dem Speisewasser, das durch die Leitung 35 in den
mittleren Ekonomiserteil 26
hineinfließt. Hier wird dann eine Erhöhung der
Temperatur des Speisewassers und eine entsprechende Verminderung der. Temperatur
der Abgase im Abzug 20 bewirkt. Das erwärmte Speisewasser gelangt schließlich durch
die I-Aeitung 29 in die Dampf- und Wassertrommel 11 des Kessels.