DE1451553A1

DE1451553A1 - Multi-stage regenerative air preheater

Info

Publication number: DE1451553A1
Application number: DE19631451553
Authority: DE
Inventors: Brandt Dr-Ing Herbert; Sandmann Dipl-Ing Herbert
Original assignee: APPBAU ROTHEMUEHLE BRANDT
Current assignee: APPBAU ROTHEMUEHLE BRANDT
Priority date: 1963-02-11
Filing date: 1963-02-11
Publication date: 1969-04-30

Description

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung "Mehrstufiger Regenerativ-Luftvorwärmer" Die Erfindung bezieht sich auf zwei-oder mehrstufige Regenerativ-Zuftvorwärmer zur Mühlenluftentnahme und gegebenenfalls zur zusätzlichen Heißgasumführung. Sie betrifft insbesondere regenerative Lufterhitzer mit fest eingebauten Heizflächen und drehbaren Luftkanalanschlüssen, welche koaxial zur zylindrischen Regeneratorkammer an deren Stirnflächen innerhalb der festen Anschlußkanäle für die Heizgase umlaufen, Die bisher angewandte Ausführungsart für mehrstufige Regenerativ-Luftvorwärmer hat rotierende Heizflächeneinbauten, die von parallelgeschalteten Luftströmen verschiedener Pressung beaufschlagt werden. Hierzu sind die rotierenden Heizflächen und dementsprechend die Luftanschlüsse in zwei koaxiale zylindrische Kammern unterteilt. In der inneren Rotorkammer erstreckt sich die Heizfläche geschlossen von der kalten bis zur heißen Seite, während in der äußeren Rotorkammer zwei oder mehrere getrennte Heizflächenstufen axial hintereinander angeordnet sind, zwischen denen ein Teilstrom. eines gasförmigen Mediums eingeführt oder entnommen werden kann. Da die Luftströme verschiedene Pressung haben, wird bei dieser Ausführungsweise die Abdichtung der Luftkanäle gegeneinander und gegenüber den Hauchgaskanälen erschwert und das Dichtungssystem gegenüber der Normalbauart unnötig kompliziert , denn es werden zusätz-1iche Mantelabdichtungen in Verbindung mit den Radialabdichtungen und weitere bogenförmige Dichtungen zwischen den Luftanschlüssen verschiedene Pressung benötigt an deren Dichtigkeit besonders hohe Anforderungen gestellt werden müssen. Die gesamte Umfangslänge aller Abdichtungen wird damit schon beim zweistufigen Regenerativ-Luftvorwärmer dieser Bauart fast doppelt so groß wie für die normale einstufige Ausführung gleicher Größe.Patent and utility model auxiliary application "Multi-stage regenerative air preheater" The invention relates to two-stage or multi-stage regenerative air preheaters for Mill air extraction and, if necessary, for additional hot gas bypass. She concerns especially regenerative air heaters with built-in heating surfaces and rotatable ones Air duct connections, which are coaxial to the cylindrical regenerator chamber on their Circumferential faces within the fixed connection channels for the heating gases, The The previously used design for multi-stage regenerative air preheaters has rotating Built-in heating surfaces, caused by air flows of different pressures connected in parallel be applied. For this are the rotating heating surfaces and accordingly the air connections are divided into two coaxial cylindrical chambers. In the inner Rotor chamber extends the heating surface closed from the cold to the hot Side, while two or more separate heating surface stages in the outer rotor chamber are arranged axially one behind the other, between which a partial flow. a gaseous one Medium can be introduced or removed. Because the air currents have different pressures have, in this embodiment, the sealing of the air ducts against each other and made more difficult compared to the breath gas channels and the sealing system compared to the Normal design unnecessarily complicated because additional jacket seals are required in connection with the radial seals and further arc-shaped seals between The air connections require different pressures in order to ensure their tightness high demands have to be made. The total circumferential length of all seals is already almost with the two-stage regenerative air preheater of this type twice as large as for the normal single-stage version of the same size.

Die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb zur Aufgabe eine ein- für zwei- oder mehrstufige Regenerativ-Luftvorwärmer zu entwickeln und die Abdichtungsverhältnisse günstiger zu gestalten.The present invention is therefore the object of a one for two-stage or multi-stage regenerative air preheaters and to make the sealing conditions more favorable.

- Hierzu wird vorgeschlagen die Luftzuführung und Luftentnahme für ' parallelgeschaltete Luftströme jeweils unter gleichen Druckverhältnissen vorzunehmen und zur Vereinfachung der Bauweise stationäre . Heizflächen mit rotierenden Luftkanalanschlüssen zu wählen, bei denen zusätzliche Abdichtungen für die getrennte Luftkanalführung fast vollständig eingespart werden können.- For this purpose, the air supply and air extraction is proposed for '' to carry out air flows connected in parallel under the same pressure conditions and to simplify the construction stationary. Heating surfaces with Rotating duct connections that require additional seals for the separate air duct routing can be dispensed with almost completely.

Abb. 1 und 2 zeigen beispielhaft und schematisch eine mögliche Verwirklichungsform der zweistufigen Regenerativ-Zuftvorwärmerbauart nach vorliegender Erfindung.Fig. 1 and 2 show an example and schematically a possible form of implementation the two-stage regenerative air preheater design according to the present invention.

In Abb. 1 ist im Aufriß auf der linken Seite ein Schnitt A0 durch die Zuftkanalführung und rechts ein Schnitt OB durch die Gaskanäle dargestellt.In Fig. 1, a section A0 is in elevation on the left the supply duct and on the right a section OB through the gas ducts.

Der Grundriß in Abb.-2 zeigt einen Querschnitt durch den Anschlußrahmen des oberen drehbaren Luftkanals 7 längs der Aufrißlinie CD. Gemäß Abb. 1 werden die Heizgase der feststehenden Regeneratorkammer 1 von oben durch den fest angeschlossenen Heizgaseintrittskanal 2 zugeführt und verlassen die Kammer durch den unteren Heizgasaustrittskanal 3. Die kalte Luft tritt von links unten durch den Zufteintrittskanal ¢ axial in den unteren drehbaren Luftan.schlußstutzen 5 ein, strömt durch die getrennt übereinanderliegenden Heizflächen 6 a und 6 b zum Teil in die äußere. Ringkammer 7 b und zur Zwischenluftentnahme teilweise in die innere koaxiale Kammer 7 a des oberen Drehluftstutzens 7. Von dort wird der höher erwärmte Hauptluftstrom weitergeführt nach rechts in den Ijuftaustrittskrümmer 8 b und die Mühlenluft strömt von der inneren Drehstutzenkammer 7 a in den nach linksführenden Luftentnahmekrünuner 8 a.The plan in Fig. 2 shows a cross section through the lead frame of the upper rotatable air duct 7 along the elevation line CD. According to Fig. 1 will be the heating gases of the fixed regenerator chamber 1 from above through the permanently connected Heating gas inlet channel 2 supplied and leave the chamber through the lower heating gas outlet channel 3. The cold air enters from the bottom left through the air inlet duct ¢ axially in the lower rotatable air connection piece 5, flows through the separately superimposed Heating surfaces 6 a and 6 b partly in the outer. Annular chamber 7 b and for the extraction of intermediate air partially into the inner coaxial chamber 7 a of the upper rotary air connection 7. From there the higher heated main air flow is carried on to the right into the air outlet elbow 8 b and the mill air flows from the inner rotary socket chamber 7 a into the after left-hand air intake manifold 8 a.

Der zur Luftentnahme dienende Zwischenraum. zwischen den Heizflachenstufen 6 a und 6 b i-st wie der gesamte Stator durch Hadialwände unterteilt, besitzt aber keine Ringwände 10.The space used for the extraction of air. between the heating surface levels 6 a and 6 b i-st like the entire stator divided by hadial walls, but has no ring walls 10.

Um den Statorkern 11 sind zusätzliche Ringräume 12 a und 12 b angeordnet, die in gleicher Weise durch Radialwände aufgeteilt sind. Zur Zwischenluftentnahme dient nur der obere Ringraum 12 b-während der untere Ringraum 12 a vollständig von der Luft- und Gasführung abgeschlossen ist.To the stator core 11 additional annular spaces 12 a and 12 b are arranged, which are divided in the same way by radial walls. For air extraction only serves the upper annulus 12 b while the lower annulus 12 a completely of the air and gas flow is complete.

Die obere Drehlufthaube 7 besitzt einen Kernteil 7 c der den Ringraum 12 b überdeckt.The upper rotary air hood 7 has a core part 7 c of the annular space 12 b covered.

Die untere Lufthaube 5 dient zur gemeinsamen Kaltluftführung und ist gegenüber den inneren Ringräumen 11 und 12 a vollständig abgeschlossen, Hauptluft und blühlenluft haben den gleichen Druck, so daß die Abdichtung zwischen beiden Luftströmen nicht schwierig ist.The lower air hood 5 is used for common cold air guidance and is with respect to the inner annular spaces 11 and 12 a completely closed, main air and blowing air have the same pressure, so that the seal between the two Airflow is not difficult.

Falls erforderlich wird die Mühlenluft durch ein Druckerhöhungsgebläse hinter dem Lufterhitzer auf den notwendigen Druck gebracht Im Mühlenluftkanal können Regelklappen 13 angeordnet werden, um durch Zumischung von Hauptluft eine feine Regulierung der kühlenluft zu erreichen.If necessary, the mill air is blown by a pressure-increasing fan brought to the necessary pressure behind the air heater In the mill air duct control flaps 13 can be arranged to by admixing main air a to achieve fine regulation of the cool air.

Die Anordnung der Ringräume 12 a und 12 b vergrößert die'Zufterhitzertype im allgemeinen nicht oder nur unwesentlich, da der Statorkern zur Schaffung günstiger Strömungsverhältnisse an sich schon relativ groß gewählt werden muß. Es folgt hieraus, daß bei dieser Ausführung des zweistufigen Lufterhitzers das Dichtungssystem gegenüber der Normalbauart praktisch nicht geändert ist. Dies ist ein großer Vorteil im vergleich zu der Bauweise mit rotierenden Heizflächen und stationären Anschlußkanälen.The arrangement of the annular spaces 12 a and 12 b increases the size of the Zufterhitzertype generally not, or only insignificantly, since the stator core is cheaper to create Flow conditions in themselves must be chosen to be relatively large. It follows from this that in this version of the two-stage air heater, the sealing system opposite the normal design is practically unchanged. This is a big advantage in comparison to the design with rotating heating surfaces and stationary connection channels.

Die Abb. 3 und 4 zeigen beispielhaft und schematisch eine abgewandelte Ausführungsform des Lufterhitzers nach vorliegender Erfindung mit Mühlenluftentnahme und zusätzlicher Heißgasumführung.Figs. 3 and 4 show an example and schematically a modified one Embodiment of the air heater according to the present invention with mill air extraction and additional hot gas bypass.

Im Aufriß sind jeweils wieder die gleichen Schnittebenen dargestellt, wie in Abb. 1 während im Grundriß links in Abb. 4 ein Querschnitt nach Linie CD durch den oberen Luftstutzen 7 und rechts ein Schnitt nach Linie EF durch den unteren Luftstutzen 5 gezeigt wird.In the elevation, the same section planes are shown again, as in Fig. 1 while in the plan on the left in Fig. 4 a cross-section along line CD through the upper air nozzle 7 and on the right a section along line EF through the lower one Air port 5 is shown.

Wie ersichtlich ist bei dieser Ausführungsweise auch die untere drehbare Haube (Lufthaube) 5 in zwei koaxiale Kammern 5 a und 5 b unterteilt. Die Kaltluft strömt ähnlich wie zuvor beschrieben von links durch den Lufteintrittskrümmer 4 und die äußere Ringkammer 5 b der Lufthaube 5 durch die getrennt übereinanderliegenden Heizflächenstufen 6 a und 6 b zum Teil in die äußere Ringkammer 7 b und zur Zwischenluftentnahme teilweise in die innere koaxiale Kammer 7 a der oberen Drehlufthaube 7. Von dort wird der Hauptluftstrom nach rechts in den Austrittskrümmer 8 b und die Mühlenluft nach links in den Luftentnahmekrümmer 8 a geführt.As can be seen, the lower one is also rotatable in this embodiment Hood (air hood) 5 divided into two coaxial chambers 5 a and 5 b. The cold air flows through the air inlet manifold 4 from the left, similar to the one previously described and the outer annular chamber 5 b of the air hood 5 by the separately superimposed Heating surface stages 6 a and 6 b partly in the outer annular chamber 7 b and for the extraction of intermediate air partially into the inner coaxial chamber 7 a of the upper rotary air hood 7. From there the main air flow is to the right in the outlet manifold 8 b and the mill air to the left in the air intake manifold 8 a.

Der Ringraum 12 um den Statorkern 11 ist ebenso wie der Zwischenraum zwischen den Heizflächenstufen 6 a und 6 b durch Radialwände 9 unterteilt, während koaxiale Ringwände 10 fehlen. Die obere Drehlufthaube 7 hat einen Kernteil 7 c der den Ringraum auf der Rohgasseite abschließt und die unteze Lufthaube 5 besitzt einen ähnlichen Ringfärmigen Kernteil 5 c welcher den durch den Hauchgas-UmführungskrUmmer 14 eingeführten heißen Teilgasstrom gegen die Luftseite des Ringraumes 12 absperrt. Es kann deshalb dieser Teilgasstrom nur nach rechts in die von den Gasen beaufschlagten Sektoren durch den Ringraum 12 zwischen die Heizflächenstufen 6 b und 6 a eintreten. Diese teilweise Umführung der heißen Rauchgase:. dient während der Anfahrperiode des Kessele dazu, die Temperatur des kalten Endes zu erhöhen.The annular space 12 around the stator core 11 is the same as the space divided between the heating surface stages 6 a and 6 b by radial walls 9, while coaxial ring walls 10 are missing. The upper rotary air hood 7 has a core part 7 c of the closes the annulus on the raw gas side and the unteze air hood 5 has a similar ring-shaped core part 5c which the baffle through the breath gas bypass 14 introduced hot partial gas flow against the air side of the annular space 12 shut off. This partial gas flow can therefore only be directed to the right in the areas acted upon by the gases Sectors enter through the annular space 12 between the heating surface stages 6 b and 6 a. This partial diversion of the hot flue gases: is used during the start-up period of the kettle to raise the temperature of the cold end.

Im Rauchgaskanal oberhalb des Lufterhitzers sind Regelklappen 15 angeordnet die gegebenenfalls bei der Umführung der Rauchgase ganz geschlossen werden können. Die Rauchgasentnahme erfolgt dann oberhalb dieser Klappen so daß nur Rauchgas in die Zone zwischen die Heizflächenstufen 6 a und 6 b eingeführt wird und infolge dieser Ausschaltung der Heizflächenstufe 6 b eine wesentliche Erhöhung der Abgastemperatur erreicht werden kann.Control flaps 15 are arranged in the flue gas duct above the air heater which, if necessary, can be completely closed when the flue gases are bypassed. The flue gas extraction then takes place above these flaps so that only flue gas in the zone between the heating surface stages 6 a and 6 b is introduced and as a result this Switching off the heating surface level 6 b a substantial increase the exhaust gas temperature can be reached.

Ebenso ist es vorteilhaft auch im Heißluftkanal Absperrklappen .76 anzuordnen, um auf diese Weise auch die Heizflächenstufe 6 b mit Luft ganz zu umfahren. -Die stufenweise Umführung der Gas- und Luftströme in einem Lufterhitzer nach der vorliegenden Erfindung kann im Kesselbetrieben verschiedener Weise Anwendung finden um parallelgeschaltete Wärmeaustauscher zu beaufschlagen; beispielsweise kann in der Ausführung hach Abb. 3 der Teilgasstrom, der zur Umführung der Heizflächenstufe 6 b abgezweigt wird durch einen Boonomizer geleitet. und hiernach der Heizflächenstufe 6 a zugeführt werden.It is also advantageous to use shut-off valves .76 in the hot air duct to be arranged in order to completely bypass the heating surface level 6 b with air in this way. -The gradual diversion of the gas and air flows in an air heater after the The present invention can find various uses in boiler operations to apply heat exchangers connected in parallel; for example, in In the execution, Fig. 3 shows the partial gas flow that is used to bypass the heating surface stage 6 b branched off is passed through a boonomizer. and then the heating surface level 6 a are supplied.

Claims

Steps things Ü CHE 1.) Mehrstufiger- regenerative huftvorwärmer with stationary heating surfaces and rotatable air duct connections coaxially inn to the cylindrical regenerator at the end faces outside circulate the solid connecting channels for the heating gases, characterized in that the entire heating area of internals into two or more Heizflächenstufen divided are, which lie one behind the other in the axial direction with gaps from which a gaseous medium can be partially removed or which are used to introduce a gaseous medium. 2.) hoof preheater according to claim 1, characterized in that the intermediate spaces between the heating surface stages, for example the space between the heating surface stages 6 a and 6 b, as well as the entire regenerator chamber by itadial walls g, is divided by itadial walls g, which are annular Partition walls 10 are missing. 3.) Zuftvorwärmer according to claim 1 and 2, characterized in that around the stator core 11 additional annular spaces 12 a and 12 b or an annular space 12 is arranged, with the same radial sector division as it has the entire regenerator chamber. 4.) hoof preheater according to one or more of the preceding claims, characterized in that, for example, in the two-stage design, the lower annular space 12 a is completely closed off from the gas flow, while only the upper annular space 12 b is used for air extraction. 5.) hoof preheater according to one or more of the preceding claims, characterized in that the upper rotatable air hood 7 is divided into two separate coaxial chambers 7 a and 7 b and has a core part 7 c, which the annular space 12 b within the acted upon by the heating gases Sectors covered with a seal. 6.) Zuftvorwärmer according to one or more of the preceding claims, characterized in that the lower rotatable air hood 5, for example in the two-stage bus guide with respect to the inner annular spaces 11 and 12 a is completely closed, and serves for common cold air supply. 7.) A method for simultaneous air preheating for mill air and combustion air in an air preheater according to one or more of the preceding claims, characterized in that control flaps 13 are arranged in the mill air duct in order to achieve fine regulation of the mill air by adding main air. 8.) The method according to claim 7, characterized in that the mill air is optionally brought to the required pressure by a pressure booster fan behind the air heater. 9.) Air preheater according to one or more of the preceding claims, characterized in that the lower rotatable air hood 5 is divided into two separate coaxial chambers 5 a and 5 b, and has a core part 5 c, which has the annular space. 12, within the sectors acted upon by the air flow, covered in a sealing manner. -10.) Method for preheating parallel air flows in a Zuftvorwärmer according to one or more of the preceding claims, characterized in that the partial or complete bypassing of the heating gases, for example around the heating surface level 6 b, in order to increase the temperature of the cold end during the start-up period of the boiler. 11.) Method according to claim 10, characterized in that control flaps arranged in the flue gas duct above the air heater. 12a) Method according to claims 10 and 11, characterized in that shut-off valves arranged in the hot air duct are closed during the boiler start-up period to bypass the heating surface stage 6b completely with the air flow.