DE1401911B2 - Umlaufender regenerativ-luftvorwaermer zum betrieb bei niedrigen abgastemperaturen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf umlaufende Regenerativ-Luftvorwärmer, wie sie in Kesselanlagen zur Vorwärmung der Verbrennungsluft mittels der heißen Rauchgase benutzt werden. Bei solchen Kesselanlagen geht das Bestreben dahin, die Abgastemperaturen möglichst weit zu senken, um die in den Anlagen verfeuerten Brennstoffe bestmöglich auszunutzen. Eine Grenze ist in dieser Hinsicht aber durch die •Korrosionserscheinungen gesetzt, die auf der kalten Seite des Speicherkörpers bei zu weit gehender Abkühlung der Rauchgase bis unter den Taupunkt auftreten. Besonders stark sind diese Korrosionserscheinungen, wenn schwefelhaltige Brennstoffe verfeuert werden und wenn die auf der kalten Seite sich ergebenden Abgastemperaturen unterhalb des Säuretaupunkts der Rauchgase liegen.

Mit Rücksicht auf diese Korrosionserscheinungen hat man die Abgase nur so weit ausgenutzt, daß die Abgastemperaturen im wesentlichen noch oberhalb der Korrosionsgrenze blieben, wobei trotz Einhaltung eines Sicherheitsabstandes kurzzeitige Unterschrcitungen sich nicht mit Sicherheit vermeiden ließen. Zu gegebener Zeit wurden dann die beschädigten Blechplattcn gegen neue ausgetauscht. Eine Erhöhung der Lebensdauer der Blechplatten konnte dann aber durch Verwendung von Schutzüberzügen erzielt werden. Andererseits ist auch vorgeschlagen worden, an Stelle von Blechplatten keramische Einbauclemcnte als Speichermassenclcmente zu verwcnden, die jedoch den Nachteil höherer Druckverluste und der Thcrmoschockempfindlichkcit besitzen.

Da die korrosionsfesten Speichcrmassenelemente teuerer sind als die einfachen Blechplatten, hat man diese nur für die kalte Seite verwendet. Die Speichermasse wurde also in einer achssenkrechten Ebene unterteilt und bestand auf der kalten Seite aus korrosionsbeständigen Speichermassenelementen, während für die heiße Seite die einfachen Blechplatten benutzt wurden.

Unterschreitungen des Taupunktes bleiben auch hinsichtlich des Tragkörpers nicht ohne Einfluß. Allerdings ist der die schwere Speichermasse aufnehmende Tragkörper mit großen Wandstärken ausgeführt. Aus diesem Grund hat man den Korrosionserscheinungen des Tragkörpers keine Aufmerksamkeit zugewandt.

Die Erfindung geht aber von der Auffassung aus, daß die bisher eingehaltenen Abgastemperaturen als unbefriedigend zu betrachten sind, und beruht auf der Erkenntnis, daß eine weitere Senkung der Abgastemperaturen trotz der Korrosionserscheinungen möglich sein müßte.

Dementsprechend hat die Erfindung sich die Aufgabe gestellt, die erstrebte weitere Senkung der Abgastemperaturen mit wirtschaftlich vertretbaren Mitteln zu ermöglichen, also einen umlaufenden Regenerativ-Luftvorwärmer zu schaffen, der für den Betrieb bei extrem niedrigen Abgastemperaturen geeignet und somit in der Lage ist, überwiegend oder gar ständig mit Abgastemperaturen unterhalb des Säuretaupunkts zu arbeiten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Tragkörper unterteilt und der auf der kalten Seite liegende korrosionsgefährdete Tragkörperteil auswechselbar ist.

Diesem Erfindungsgedanken liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es der Speichermassentragkörper ist, der die Lebensdauer des ganzen Speicherkörpers bestimmt, denn die in den Tragkörper eingesetzten korrosionsbeständigen Speichermassen, die man sowieso — gegebenenfalls auch im heißen Teil — verwenden wird, können verhältnismäßig leicht ausgewechselt werden. Der zusätzliche Aufwand, der sich durch die Unterteilung des Tragkörpers ergibt, ist durchaus angemessen. Durch die weitergehende Ausnutzung der Rauchgaswärme werden nämlich erhebliche Ersparnisse erzielt, und trotzdem wird auf Grund der genannten Gegenmaßnahmen die Lebensdauer des Luftvorwärmers nicht durch Korrosion vorzeitig beendet. Es können vielmehr sogar größere Reisezeiten der Kessel ermöglicht werden. Hierzu ist hervorzuheben, daß die Auswechselung eines korrodierten Tragkörperteils schnell durchgeführt werden kann, so daß die hierfür erforderlichen Zeitspannen des Kesselstillstandes auf ein tatsächlich nicht störendes Mindestmaß herabgedrückt werden.

Durch die Unterteilung des Tragkörpers ist also die Möglichkeit gegeben, den auswechselbaren Teil des Tragkörpers in der bisher üblichen Weise ohne besondere Schutzmaßnahmen gegen die Korrosion auszuführen. Allerdings wird durch das Auswechseln eine — wenn auch nur kurzzeitige — Betriebsunterbrechung erforderlich. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, Schutzmaßnahmen vorzusehen, zumal die Unterteilung des Tragkörpers eine einfache Möglichkeit bietet, ausschließlich diesen gefährdeten Teil in korrosionsbeständigerer Bauweise auszuführen.

Wie schon erwähnt, ist es vorteilhaft, den auf der kalten Seite liegenden auswechselbaren Teil des Tragkörpers zur Vereinfachung des Ab- und Anbaus

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nicht als bauliche Einheit zu fertigen, sondern seiner- Bei der Ausführungsform gemäß Darstellung b

seits noch weiter zu unterteilen. So kann eine Unter- sind zwei Dichtleisten von U-förmigem Querschnitt

teilung in sektorförmige Elemente vorgenommen benutzt. In diesem Falle muß die Abdichtung durch

werden, wie sie an sich schon — aus Gründen der festes Aufeinanderdrücken der Querstege erfolgen.

Fertigung und des Transports — für die bisherigen, 5 Für diese Ausführungsform der Dichtleisten kommen

von der heißen zur kalten Seite durchgehenden daher solche Werkstoffe in Frage, die eine gewisse

Speichermassentragkörper bekanntgeworden ist. Das elastische Nachgiebigkeit oder plastische Verform-

gleiche käme im vorliegenden Fall auch für den aus- barkeit aufweisen und daher ein zuverlässig abdich-

wechselbaren Tragkörperteil der kalten Seite als vor- tendes Anschmiegen unter Druck ermöglichen,

teilhafte Konstruktion in Betracht. io Da eine Unterteilung des auf der kalten Seite lie-

Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens genden auswechselbaren Tragkörperteils wesentliche

sind in der Zeichnung in vereinfachter Form einige Vorteile bietet, ist diese Konstruktion als bevorzugte

Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt Verwirklichung des Erfindungsgedankens anzuspre-

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Speicherkörper chen. Daher sei dieser Sonderfall an Hand der

und 15 F i g. 2 erläutert.

F i g. 2 eines der Elemente, in die der auswechsel- Das sektorförmige Element ist in der Sonderausbare Teil des Tragkörpers unterteilt ist. führung dargestellt, daß die Speichermasse dieses

Bei dem Speicherkörper gemäß Fig. 1 liegt die Sektors in bekannter Weise in einzelne Pakete unterkorrosionsgefährdete Zone unten. Entsprechend der teilt ist. Hierbei mag das mittelste Paket 15, das sich Erfindung ist der auf der Rotorwelle 1 befestigte 20 bis zu der koaxialen Trennwand 3 erstreckt, in radia-Tragkörper in einer achssenkrechten Ebene unter- ler Richtung herausnehmbar sein,
teilt. Der Tragkörperteil H der heißen Seite stellt Die Unterteilung des auswechselbaren Tragkörperhierbei den Hauptteil dar. Der auf der kalten Seite teils K in der Weise, daß die einzelnen Tragkörperliegende Tragkörperteil K, der in der Regel eine ge- elemente die Form von Sektoren haben, bietet eine ringere Höhe aufweist, ist an dem Tragkörperteil H 25 einfache und zuverlässige Möglichkeit, die Trennfubefestigt und kann jeweils nach Verschleiß ausge- gen der radialen Sektorwände abzudichten. Dieses wechselt werden. Zur lösbaren Befestigung sind die veranschaulicht F i g. 2. Dort sind die beiden radialen beiden Tragkörperteile H und K über je einen Rand- Wände 20 als massive Platten ausgebildet. Die Aufflansch 10 bzw. 11 miteinander verschraubt. gäbe, zwischen den oberen Randkanten der Wände

An sich wäre es nicht abwegig, den auswechselba- 3° 20 des auswechselbaren Tragkörperteils K und den ren Tragkörperteil K der kalten Seite ohne besondere unteren Randkanten der gegenüberstehenden Sektor-Schutzmaßnahmen gegen Korrosion auszubilden. wände des Tragkörperteils// eine gute Abdichtung Trotz der Möglichkeit der schnellen und einfachen zu erzielen, wird mit Hilfe von Dichtblechen 21 geErneuerung ist es aber wirtschaftlich, für Korrosions- löst, die an die oberen Randkanten der Wände 20 schutz zu sorgen, denn ein solcher, etwas erhöhter 35 angesetzt sind. Diese Dichtbleche 21 liegen nicht Aufwand macht sich durch eine entsprechend lan- genau in der Ebene der Wände 20, sondern sind mit gere Lebensdauer dieses gefährdeten Teiles bezahlt. ihrem oberen Rande ein wenig nach außen vorgebo-Durch die Unterteilung des Tragkörpers in den gen. Wird ein solches sektorförmiges Element in ra-Hauptteil und den auswechselbaren Teil ist die Mög- dialer Richtung von außen her eingeschoben, so trelichkeit gegeben, die verteuernden Schutzmaßnah- 40 ten die Dichtbleche 21 leicht in den Zwischenraum men auf den kleineren auswechselbaren Teil zu be- ein, der sich zwischen den unteren Enden der Sektorschränken, wände des Tragkörperteils H befindet, und berühren

Allerdings ist der Notwendigkeit einer guten Ab- letztere von innen erst kurz vor der Endstellung, dichtung längs der einander gegenüberstehenden ra- Wenn dann das dargestellte Element vollständig eindialen Sektorwände der beiden Tragkörperteile 45 geschoben ist, liegen die Dichtbleche 21 von innen Rechnung zu tragen. Es dürfen in der Trennebene federnd unten an den radialen Sektorwänden 5 des keine Luftspalte verbleiben, weil solche Verbin- heißen Teiles an und bewirken dadurch eine Abdichdungswege zu Leckverlusten führen würden. Es kann tung des betreffenden radialen Spalts. Nach Vereine solche Abdichtung auf einfache Weise vorge- schleiß des dargestellten Elements sind auch die nommen werden, nämlich durch Zwischenschalten 50 Dichtbleche 21 erneuerungsbedürftig, so daß mit abdichtender Elemente, wie es in Zusammenhang mit einem neuen Tragkörperelement auch neue Dicht-F i g. 1 an Hand von zwei Ausführungsbeispielen ver- bleche 21 zur Verwendung kommen. Aus diesem anschaulicht ist. Die beiden kleinen Darstellungen α Grunde ist es das Gegebene, die federnden Dichtundö zeigen je einen Schnitt senkrecht zur Ebene bleche 21 an dem lösbaren Einzelelement des auseiner radialen Sektorwand 5, etwa gemäß der in 55 wechselbaren Tragkörperteils K anzubringen und F i g. 1 strichpunktiert eingezeichneten Schnittebene. nicht an den unteren Randkanten der Sektorwände

In der Darstellung α ist in die Trennfuge eine des heißen Teils, wie es an sich grundsätzlich eben-

Dichtleiste von H-förmigem Querschnitt eingescho- falls denkbar wäre.

ben. Diese Dichtleiste kann aus einem hitzebeständi- Der Erfindungsgedanke ist auf umlaufende Regegen Kunststoff bestehen. Auch Keramik und Metall, 60 nerativ-Luftvorwärmer aller Typen anwendbar, woinsbesondere einige Bronzen, sind als Material für bei es also gleichgültig ist, ob die Speichermasse umdiese Leisten geeignet. Die beiden seitlichen Wangen läuft und die Kanalanschlüsse ruhen oder ob in kinesollen sich hierbei abdichtend auf die Außenflächen matischer Umkehr die Speichermasse ruht und die der Sektorwände 5 legen. Kanalanschlüsse umlaufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Umlaufender Regenerativ-Luftvorwärmer zum Betrieb bei niedrigen Abgastemperaturen, bei dem die durch auswechselbare Speichermassenelemente gebildete und in einen Tragkörper eingebaute Speichermasse in einer achssenkrechten Ebene unterteilt ist in einen auf der heißen und einen auf der kalten Seite liegenden Teil, von denen der letztere aus korrosionsbeständigen Speichermassenelementen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper unterteilt und der auf der kalten Seite liegende korrosionsgefährdete Tragkörperteil (K) auswechselbar ist.

2. Luftvorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der kalten Seite liegende Tragkörperteil (K) in einzelne, auswechselbare, sektorförmige Tragkörperelemente unterteilt ist.

3. Luftvorwärmer nach Anspruch 2, bei dem die sektorförmigen Tragkörperelemente mit radialen Wänden versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den oberen Randkanten der Radialen Wände (20) Dichtbleche (21) angeordnet sind, die sich in eingeschobener Stellung des Tragkörperelements von innen an die Sektorwände des auf der heißen Seite liegenden Tragkörperteils (H) federnd andrücken.